《重力沉降》PPT课件.ppt

化工原理-非均相分离/15.概述/重力沉降1,Mechanicalsepration15Gravitysettling,A.AbriefoverviewofthemechanicalseprationB.TheoryofgravitysettlingmovementC.GravitysettlingequipmentD.Example,化工原理-非均相分离/15.概述/重力沉降2,机械分离,第15讲概述/重力沉降,A.概述,，流体-固粒相对运动。,相对运动应用,非均相分离(机械分离),非均相反应,固粒物料分离,单元操作,沉降过滤,固定床流化床,气流输送液流输送,蒸馏、吸收、萃取、吸附、离子交换等,化工原理-非均相分离/15.概述/重力沉降3,沉降运动,气-固、液-固、气-液、液-液沉降运动，.,沉降依据,密度差外力场,产生相对运动沉降分离,按外力场分,重力沉降离心沉降电沉降,场强，g(101),场强，r2(102103),场强，E,学习中注意,着眼点不同流体对粒子绕流,与自由落体不同考虑阻力,流体对颗粒表面的作用力,当流体流过固粒时，固粒沿流向受到流体的作用力流体对固粒的曳力。,化工原理-非均相分离/15.概述/重力沉降4,如图所示，。对dA,曳力,表面曳力wsindA,形体曳力pcosdA,总曳力,(表面曳力),(形体曳力),复杂性(p、w沿固粒表面分布)实验测定,对光滑圆球,FD=f（dp，u，）,通过因次分析可得：,化工原理-非均相分离/15.概述/重力沉降5,Ap颗粒在运动方向上的投影面积rp2曳力系数，=（Rep）,Rep关系由实验测出，如下图所示。,圆球形颗粒,层流区(Stokes区)Re2，=24/Re,过渡区(Allen区)2Re103，=18.5/Re0.6,湍流区(Newton区)103Re105，0.44,化工原理-非均相分离/15.概述/重力沉降6,对非球形颗粒引入球形度、当量直径dpe,不同的Re关系可标绘在上面图上,B.沉降运动理论重力沉降过程与沉降速度,光滑圆球在静止流体中的沉降自由沉降,颗粒受力,重力,浮力,曳力,化工原理-非均相分离/15.概述/重力沉降7,据牛顿第二运动定律,沉降过程,在18讲有一例题，dp=50m、s=2650kg/m3的球粒在空气中沉降：uu0(恒速)，；而u0.99u0时，=0.1s。可以近似认为颗粒始终以终端速度运动。,沉降速度,化工原理-非均相分离/15.概述/重力沉降8,层流区(Stokes区)Re2，=24/Re，代入上式得：,过渡区(Allen区)2Re103，=18.5/Re0.6,湍流区(Newton区)103Re2,假设正确。,化工原理-非均相分离/15.概述/重力沉降18,则,取B=1.8mL=6.8/1.8=3.78m,取u=2m/sH=Vs/uB=2.5104/(360021.8)=1.93m,dp=75m的尘粒能否除掉？能除掉多少?,分析：,根据前面的简化模型及上面尺寸的降尘室,入口顶部附近dp=75m的尘粒，因其u01.02m/s，到出口时未达到室底部，不能除去。但在入口较低处的尘粒则可能除去。,假设入口距室底面h处的75m尘粒正好在出口处除去，则:,化工原理-非均相分离/15.概述/重力沉降19,假设75m尘粒的沉降在层流区，则：,2,假设正确，则：,h=沉u0=1.890.69=1.304m,即距室底部1.304m的75m尘粒能全部除去。,则75m尘粒的除尘效率为：,化工原理-非均相分离/15.概述/重力沉降20,用上述尺寸的降尘室，要求将dp=75m的尘粒全部除去，炉气最大处理量Vmax为多少？,Vmax=u0LB=0.696.83600=4.69m/s=1.69104m3/h,可见Vmax2.5104m3/h,这是因为：u0沉停LHB/VmaxVmax,上述计算依据的是简化模型粗略估