chapt3机械分离

1、长安大学环境科学与工程学院长安大学环境科学与工程学院 化工系化工系 王亚龙王亚龙 长安大学环境科学与工程学院长安大学环境科学与工程学院 化工系化工系 例：计算直径为例：计算直径为9595 m m，密度为密度为30003000kg/mkg/m3 3的固体颗粒的固体颗粒在在2020的水中的自由沉降速度。的水中的自由沉降速度。smugdts/10797. 9310005. 11881. 9)2 .9983000()1095(18)(3262计算计算Ret，核算沉降类型：核算沉降类型：29244. 0Re33610005. 12 .99810797. 91095dut假设正确，计算有效。假设正确，计算

2、有效。解：解： 查表，查表，20 20 水的密度为水的密度为998.2998.2kg/mkg/m3 3，粘度为粘度为1.0051.0051010-3 -3 PaPa s s先设为斯托克斯定律区（层流区）：先设为斯托克斯定律区（层流区）： 长安大学环境科学与工程学院长安大学环境科学与工程学院 化工系化工系 例：用高例：用高2m、宽宽2.5m、长长5m的重力降尘室分离空气中的粉的重力降尘室分离空气中的粉尘。在操作条件下空气的密度为尘。在操作条件下空气的密度为0.799kg/m3，粘度为粘度为2.5310-5Pas，流量为流量为5.0104 m3/h。粉尘的密度为粉尘的密度为2000 kg/m3。试

3、求粉尘的临界直径。试求粉尘的临界直径。长安大学环境科学与工程学院长安大学环境科学与工程学院 化工系化工系 假设流型属于过渡区假设流型属于过渡区，粉尘的临界直径为，粉尘的临界直径为mmgugudstcstcpc1581058.1)100.2()81.9(4779.01053.222511.14225)(42254312325312231224 . 51053. 2779. 011. 11058. 1Re54tcpctud校核流型校核流型故属于过渡区，与假设相符。故属于过渡区，与假设相符。 解解 ：与临界直径对应的临界沉降速度为：与临界直径对应的临界沉降速度为smblVustc/11. 155 .

4、 23600/100 . 54长安大学环境科学与工程学院长安大学环境科学与工程学院 化工系化工系 一板框压滤机，在一定压力下过滤某种悬浮液。当滤渣完一板框压滤机，在一定压力下过滤某种悬浮液。当滤渣完全充满滤框时滤液量全充满滤框时滤液量15m3，过滤时间，过滤时间1.5hr，随后在相同压，随后在相同压力下，用力下，用10%滤液量的清水滤液量的清水(物性可视为与滤液相同物性可视为与滤液相同)洗涤，洗涤，每次拆装时间每次拆装时间18min，且已知这一操作中，且已知这一操作中Ve=2.0m3。例例题题 2、如果该机的每一滤框厚度减半，长宽不变，框数、如果该机的每一滤框厚度减半，长宽不变，框数加倍，仍用

5、相同滤布，洗涤用水量不变，但拆装时间加倍，仍用相同滤布，洗涤用水量不变，但拆装时间增加为增加为25min，试求：滤渣完全充满滤框时，生产能，试求：滤渣完全充满滤框时，生产能力变为若干？力变为若干？ 求：求：1、该机生产能力？、该机生产能力？长安大学环境科学与工程学院长安大学环境科学与工程学院 化工系化工系 EwddVddV)(41)()(812eVVKA22)(8)(KAVVVaddVVewwwwhrw07. 1222KAVVVe恒压时，190222eVVVKADwVQhm /23. 53解： 1、该机生产能力V=15m3，Ve=2.0m3，=1.5hr，W=0.1， D=18min=0.3h

6、r长安大学环境科学与工程学院长安大学环境科学与工程学院 化工系化工系 315mV 2、如果该机、如果该机的每一滤框的每一滤框厚度减半厚度减半，长宽不变长宽不变，框数加倍框数加倍，仍用，仍用相同滤布相同滤布，洗涤用洗涤用水量不变水量不变，但拆装时间增加为，但拆装时间增加为25min，试求：滤渣完全充满滤框时，试求：滤渣完全充满滤框时，生产能力变为若干。生产能力变为若干。 222222AKVVVAKVVVee恒压时，760422KAAKvrpKKs12AA2hr454. 022)(8)(AKVVVaddVVewwwwhrw3 . 0hmVQDW/81.12417. 03 . 0454. 0153)

7、(423AVmVVeee由题意可知hrD417. 06025长安大学环境科学与工程学院长安大学环境科学与工程学院 化工系化工系 在实验室用一片过滤面积为在实验室用一片过滤面积为0.1m2的滤叶对的滤叶对某种颗粒在水中悬浮液进行试验，过滤压强差某种颗粒在水中悬浮液进行试验，过滤压强差为为67kN/m2。过滤。过滤5分钟后得滤液分钟后得滤液1升，又过滤升，又过滤5分钟得滤液分钟得滤液0.6升。升。 若再过滤若再过滤5分钟，可再得滤液若干升？分钟，可再得滤液若干升？例例题题长安大学环境科学与工程学院长安大学环境科学与工程学院 化工系化工系 解：解： 为要了解滤液量随过滤时间而变化的关系，需先求出恒为

8、要了解滤液量随过滤时间而变化的关系，需先求出恒压下的过滤常数压下的过滤常数K及及qe。 由恒压过滤方程式由恒压过滤方程式: q2+2qeq=K 将已测得的两组数据代入上式，即将已测得的两组数据代入上式，即 （110-3/0.1)2+2qe(110-3/0.1)=K(560) 及（及（1.610-3/0.1)2+2qe(1.610-3/0.1)=K(1060) 解此方程组得解此方程组得: qe=710-3m3/m2 K=810-7 m2/s注意时间及注意时间及对应的对应的q长安大学环境科学与工程学院长安大学环境科学与工程学院 化工系化工系 则则p=67kN/m2时的过滤方程式为时的过滤方程式为:

9、 q2+2710-3q=810-7 将将=(5+5+5)60=900s代入上式，即代入上式，即 q2+2710-3q=810-7(900) 解得解得q=2.110-2 m3/m2 V=(2.110-2)0.1=2.110-3 m3=2.1升升由此可知，若再过滤由此可知，若再过滤5分钟，可再得滤液量为分钟，可再得滤液量为: 2.1(1+0.6)=0.5升升长安大学环境科学与工程学院长安大学环境科学与工程学院 化工系化工系 P140例例3-7： 对例对例3-6中的悬浮液用具有中的悬浮液用具有26个框的个框的BMS20/635-25板板框压滤机进行过滤。在过滤机入口处滤浆的表压为框压滤机进行过滤。在

10、过滤机入口处滤浆的表压为3.39105Pa，所用滤布与实验时的相同，浆料温度仍为，所用滤布与实验时的相同，浆料温度仍为25。每次过滤完毕用清水洗涤滤饼，洗水温度及表压与。每次过滤完毕用清水洗涤滤饼，洗水温度及表压与滤浆相同而其体积为滤液体积的滤浆相同而其体积为滤液体积的8%。每次卸渣、清理、。每次卸渣、清理、装合等辅助操作时间为装合等辅助操作时间为15min。已知固相密度为。已知固相密度为2930kg/m3，又测得湿饼密度为，又测得湿饼密度为1930kg/m3。求此板框压滤机的生产。求此板框压滤机的生产能力。能力。例例题题长安大学环境科学与工程学院长安大学环境科学与工程学院 化工系化工系 教材

11、教材p140例题例题3-7板框压滤机型号说明：板框压滤机型号说明： BMS20/635-25的意义为：的意义为：B表示板框压滤机，表示板框压滤机，M表示明流式表示明流式（若为（若为A，则表示暗流式），则表示暗流式），S表示手动压紧（若为表示手动压紧（若为Y，则表，则表示液压压紧），示液压压紧），20表示过滤面积为表示过滤面积为20m2，635表示滤框边长表示滤框边长为为635mm的正方形，的正方形，25表示滤框的厚度为表示滤框的厚度为25mm。 滤液的排出方式有滤液的排出方式有明流明流和和暗流暗流之分，若滤液经由每块板底部之分，若滤液经由每块板底部旋塞直接排出，则称为明流；若滤液不宜暴露于空气

12、中，则旋塞直接排出，则称为明流；若滤液不宜暴露于空气中，则需要将各板流出的滤液汇集于总管后送走，称为暗流。需要将各板流出的滤液汇集于总管后送走，称为暗流。长安大学环境科学与工程学院长安大学环境科学与工程学院 化工系化工系 长安大学环境科学与工程学院长安大学环境科学与工程学院 化工系化工系 长安大学环境科学与工程学院长安大学环境科学与工程学院 化工系化工系 解：解： 过滤面积过滤面积 A=（0.635）2226=21m2 滤框总容积滤框总容积=（0.635）20.02526=0.262m3 （滤饼体积（全充满）（滤饼体积（全充满） 已知已知1m3滤饼的质量为滤饼的质量为1930kg，设其中含水，

13、设其中含水xkg，水的密度按，水的密度按1000 kg/m3考虑，考虑， 则由则由 解得解得 x=518kg 故知故知1m3滤饼中的固相质量为滤饼中的固相质量为 1930518=1412kg 生成生成1m3滤饼所需的滤浆质量为滤饼所需的滤浆质量为 则则1m3滤饼所对应的滤液质量为滤饼所对应的滤液质量为 578921930=55962kg 1m3滤饼所对应的滤液体积为滤饼所对应的滤液体积为 由此可知，滤框全部充满时的滤液体积为由此可知，滤框全部充满时的滤液体积为 V=55.960.262=14.66m3 则过滤终了时的单位面积滤液量为则过滤终了时的单位面积滤液量为 1100029301930 x

14、xkg578922525100014123962.55100055962m23/6982. 02166.14mmAVqP134悬浮液每升水中含25g微粒长安大学环境科学与工程学院长安大学环境科学与工程学院 化工系化工系 根据例根据例3-6中过滤实验结果写出中过滤实验结果写出p=3.39105Pa时的恒压过滤方程式为时的恒压过滤方程式为 （q+0.0217）2=1.67810-4(+2.81) 将将q=0.6982 m3/m2代入上式，得代入上式，得 （0.6981+0.0217）2=1.67810-4(+2.81) 解得过滤时间为：解得过滤时间为：=3085 s 由式由式3-62及式及式3-64可知：可知： 对恒压过滤方程式对恒压过滤方程式3-56进行微分，得进行微分，得 2（q+qe）dq=Kd，即，即 已求得过滤终了时已求得过滤终了时q=0.6982 m3/m2，代入上式可得过滤终了时的过滤速率为，代