矿大北京化工原理3-03

1、1二、重力沉降设备二、重力沉降设备 含尘气体在管道中流动时，含尘气体在管道中流动时，因气速较大，尘粒来不及沉降；因气速较大，尘粒来不及沉降；净净气气含尘气含尘气Vs,m3/huutLH宽为宽为bttuH / (一一)降尘室降尘室进入突然扩大的流道进入突然扩大的流道降尘室，气速降尘室，气速u显著减小。显著减小。那些在流体离开降尘室之前落到室底的颗粒便与那些在流体离开降尘室之前落到室底的颗粒便与流体分离了。流体分离了。 位于室内最高点的颗粒降至室底需用时间：位于室内最高点的颗粒降至室底需用时间： 2气体通过降尘室需用时间：气体通过降尘室需用时间：uL / 理论上，凡理论上，凡 t 的颗粒都能落到室

2、底。即气的颗粒都能落到室底。即气体经过降尘室的速度体经过降尘室的速度u=Vs/(Hb) ，满足，满足uLut/H 条条件的气速所对应的件的气速所对应的 ut 的颗粒能被分离。的颗粒能被分离。 按上述关系有：按上述关系有：Vs/(Hb)Lut/H 。则。则Vs=bLut 降尘室的生产能力降尘室的生产能力Vs 与高度与高度H无关，但无关，但 H 影影响响u大小。常采用多层水平隔板大小。常采用多层水平隔板, 隔 板 间 距隔 板 间 距h=40100mm，在，在Vs 、H 和和b不变的情况下，可以不变的情况下，可以使颗粒沉降高度使颗粒沉降高度h t ，使受尘面积，使受尘面积 。 ttuH / 3类似

3、类似p146 例例3-2 用降尘室回收常压炉气中用降尘室回收常压炉气中球形固粒，室底球形固粒，室底bL=10m2，b=H=2m。操作条件下，。操作条件下，气体：气体： =0.75 kg/m3， =2.6 10-5 Pa.s，固体，固体 s=3000kg/m3，含尘气体处理量，含尘气体处理量Vs=4m3/s。求求：理论上能完全捕集下来的理论上能完全捕集下来的dmin；d = 40 m的回收率？的回收率？若使若使 d = 15 m的颗粒完全回收下来，对原降尘的颗粒完全回收下来，对原降尘室应采取何种措施？室应采取何种措施？4解：解：理论上能完全捕集下来的理论上能完全捕集下来的dmin由由Vs=bLu

4、t可得：可得：m/s4 . 010/4/ bLVust3213)(4Retstug 3 .284 . 075. 0381. 9)75. 03000(106 . 24325 75. 04 . 0106 . 28 . 0Re5min ttud查图得：查图得：Ret=0.8，则：，则：m3 .69m1093. 65 用用摩擦数群法摩擦数群法求求dmin：5d=40 m的回收率的回收率 d=40 m液体上流液体上流u。增浓悬浮液增浓悬浮液 槽槽高度高度(尤指进料口以下尤指进料口以下)要保证达要保证达 底流浓度所需的底流浓度所需的“压紧压紧”时间。时间。15连续操作时，连续操作时， 槽中的颗粒既按槽中的

5、颗粒既按u0沉降又随沉降又随底流总体下行速度底流总体下行速度uu (ut )运动，运动，颗粒运动颗粒运动速度：速度：u0 +uu。 设设进料进料的体积流量为的体积流量为Q，m3/s，其中，其中固相固相体积分率体积分率为为ef；底流中底流中固相体积分率固相体积分率为为ec 底流中底流中固相体积流量固相体积流量=Q ef；底流的底流的体积流量体积流量=Q ef / ec底流底流总体下行速度总体下行速度uu =Q ef / (Aec)Q, efeceu016在增浓区任取一个水平截面，其上固相体积在增浓区任取一个水平截面，其上固相体积)(0ufuuAeQe 分率为分率为e，取对应此浓度的试验，取对应此

6、浓度的试验u0，该截面上固，该截面上固相占的面积为相占的面积为Ae。底流中固相的体积流量底流中固相的体积流量0)/1(AeueeQecf 1)/1/1(0cfeeuQeA 1.5 1.2求出求出eu0中最大值，按中最大值，按 取安全系数取安全系数 D30muu =Q ef / (Aec)0/AeueeQecf 172单位体积内固相质量单位体积内固相质量C，kg/m3表示的计算式：表示的计算式：(2) 沉降槽的高度沉降槽的高度 沉渣压紧的时间占整个过程的绝大部分，沉渣压紧的时间占整个过程的绝大部分，用压紧时间估算沉降槽的高度。用压紧时间估算沉降槽的高度。)/1/1(0cCCuwA 3固、液质量比

7、固、液质量比X，kg固固/kg液表示的计算式：液表示的计算式：)/1/1(0cXXuwA 进料中固相的质量流量，进料中固相的质量流量，kg/skg/s18压紧区的容积压紧区的容积=底流体积流量底流体积流量 压紧时间压紧时间rcsXwwAh / cssrXAwh 1mhH)21()75.01( 19(三三) 分级器分级器 适当安排各级沉降柱流动面积的相对大适当安排各级沉降柱流动面积的相对大小及液流量可以获得不同大小的粒级。小及液流量可以获得不同大小的粒级。 水水悬浮液悬浮液20用双锥分级器将用双锥分级器将 异或异或d 异的异的粒粒子子混混合合物物分开。分开。混合粒子由上部加入中央锥形圆筒中。筒中

8、有一混合粒子由上部加入中央锥形圆筒中。筒中有一可上下调节的可上下调节的“可调锥可调锥”，它与外锥形筒间形成，它与外锥形筒间形成一个环形通道。一个环形通道。ut =u 的的？混合粒子中混合粒子中 ut u的的颗颗粒会沉降至外锥形筒的底部成为底粒会沉降至外锥形筒的底部成为底流排出。流排出。21p148 例例3-3 用双锥分级器分离用双锥分级器分离方铅矿方铅矿与与石英石英的的粒子混合物。已知：均为正方形，棱长均为粒子混合物。已知：均为正方形，棱长均为0.080.7mm, 方方=7500kg/m3， 石石=2650kg/m3，20时时 水水=998.2 kg/m3， 水水=1.005 103Pa.s。

9、假设粒子在。假设粒子在上升的水中作自由沉降。试求：上升的水中作自由沉降。试求：欲得纯方铅矿粒，水的上升速度至少欲得纯方铅矿粒，水的上升速度至少 ？m/s；所得纯方铅矿粒的尺寸范围。所得纯方铅矿粒的尺寸范围。解：解：水的上升速度至少水的上升速度至少 ？m/s 方方 石，石，d石，石，max不进入底流，就能保证底流中不进入底流，就能保证底流中都是方铅矿。先求最大都是方铅矿。先求最大石英石英粒子的粒子的de及及 s：22用摩擦数群法求最大石英颗粒的用摩擦数群法求最大石英颗粒的utmlVdpe43333310685. 86107 . 066 806.0)107 .0(6)10685.8(6232422 ldSSeps上升水流的速度上升水流的速度 u 应稍应稍 0.0696 m/s。139883)(4Re232 gdset与与 s=0.806，查图得查图得Ret=60。smduett/0696.0Re 23 纯方铅矿粒的尺寸范围纯方铅矿粒的尺寸范围相应棱长相应棱长 l =2.565 10-4m。