目的：流体与固体颗粒分别 原理：利用颗粒与流体之间的密度差， 将固体颗粒从流体中分别出来。 常用方法： (1) 重力沉降(分别较大的颗粒 例：选矿 3.4 沉沉 降降(2) 离心沉降离心沉降 (分分别尺寸小的尺寸小的颗粒粒 例：气体除例：气体除尘 3.4.1 重力沉降速度的重力沉降速度的计算算 (1)球形球形颗粒的自在沉降粒的自在沉降 自在沉降：容器壁和其它自在沉降：容器壁和其它颗粒不影响沉降速度；粒不影响沉降速度； 干干扰沉降：沉降：实践践颗粒的沉降。粒的沉降。 匀速匀速阶段受力分析：段受力分析： 颗粒受力分析FeFDFb其它条件一样时，小颗粒后沉降。 影响沉降速度的要素其它条件一样时，密度大的颗粒先沉降。球形球形颗粒的沉降速度粒的沉降速度其它条件一样时，颗粒在空气较在水中易沉降。 颗粒直径 流体密度 颗粒密度 过渡区渡区 沉降速度沉降速度计算算 湍流区湍流区 层流区流区问题：沉降速度：沉降速度utut未知，如何判未知，如何判别流型？流型？处理方法：理方法：试差法差法 或或 判据法防止判据法防止试差差判据法：判据法：将上式代入Rep中，得到：令那么(2) 非球形非球形颗粒的沉降速度粒的沉降速度处置方法：可先假定置方法：可先假定为颗粒球形，然后校正。粒球形，然后校正。同样条件下因此ReP 颗粒球形度对沉降速度的影响ut非球形/ ut球形(3) 不均匀不均匀颗粒的沉降速度粒的沉降速度粒径不同粒径不同时，大，大颗粒沉降速度快，小粒沉降速度快，小颗粒沉降速度慢。粒沉降速度慢。除去一切除去一切颗粒，粒，应以最小以最小颗粒直径粒直径计算算ut ut 。 颗粒分级时，以不同粒度，分别进展计算ut 。(4) 影响沉降速度的其它要素影响沉降速度的其它要素 干扰沉降-颗粒沉降时彼此影响 颗粒粒浓度度对沉降速度的影响沉降速度的影响 大量大量颗粒沉降，呵斥流体反向运粒沉降，呵斥流体反向运动反向运动速度： 阐明：明： 流体表流体表观物性的影响物性的影响 颗粒存在，改粒存在，改动了流体的表了流体的表观密度和表密度和表观粘度。粘度。表表观粘度：粘度：表表观密度：密度： 液滴或气泡液滴或气泡变形形 液滴或气泡受曳力液滴或气泡受曳力变形，影响形，影响计算准确性。算准确性。 流体分子运流体分子运动的影响的影响 颗粒直径小于粒直径小于 23 m 以下以下时，抑制重力沉降。，抑制重力沉降。计算干算干扰沉降速度：沉降速度： 壁效壁效应和端效和端效应时, 器壁有影响 3.4.2 重力沉降重力沉降设备 (1) 降降尘室室 构造及任构造及任务原理原理 入口截面：矩形入口截面：矩形 随气体的程度流速u；颗粒沉降速度ut。降降尘室底面室底面积：含含尘气体气体积流量：流量：含含尘气流通截面气流通截面积：颗粒运粒运动速度分解：速度分解：集尘斗气体入口气体出口降尘室含尘气体净化气体颗粒降尘室操作表示图颗粒的停留粒的停留时间 颗粒的沉降粒的沉降时间 颗粒分粒分别(沉降沉降)条件条件 消消费才干才干 (可可处置的置的尘气体气体积流量流量q V)阐明：消明：消费才干由底面才干由底面积、沉降速度决、沉降速度决议，与降，与降尘室高度无关，室高度无关， 多用扁平外形或多多用扁平外形或多层降降尘室室(层高高40-100mm)含尘气体净化气体气体速度的气体速度的选取：取： 阐明：明：设计时，以所需分，以所需分别的最小的最小颗粒粒为基准基准适宜于分适宜于分别直径在直径在75m75m以上的粗粒，普通作以上的粗粒，普通作预除除尘用用 多层降沉室清洁气流含尘气流挡板隔板(2) 沉降槽增稠器沉降槽增稠器 利用重力沉降分利用重力沉降分别悬浮液的浮液的设备。分分类：间歇式和延歇式和延续式式沉降沉降过程：程： 第一第一阶段：沉降槽上部，段：沉降槽上部，颗粒粒浓度低，近似自在沉降；度低，近似自在沉降；第二第二阶段：沉降槽下部，段：沉降槽下部，颗粒粒浓度大，属于干度大，属于干扰沉降。沉降。沉降速度：通常由沉降速度：通常由实验来确定。来确定。 计算沉降槽的截面算沉降槽的截面积 假定颗粒全从沉降槽底部排出，那么该截面上流体向上流动速度为：假设该截面处固体颗粒的沉降速度为utm，那么应使u utm，于是得沉降槽的最小截面积为：留意：留意：A A的数的数值应在在进料与底流之料与底流之间的整个范的整个范围内内进展展计算，算，选出其中的最大出其中的最大值，再乘以适当的平安系数，作沉降槽的横，再乘以适当的平安系数，作沉降槽的横截面截面积。 计算沉降槽的高度算沉降槽的高度沉降槽的沉降槽的总高度高度= =压紧区高度区高度+ +其它区域的高度其它区域的高度(12m)(12m)压紧区高度：根据区高度：根据压紧时间来决来决议，压紧时间普通由普通由间歇歇实验 来确定。来确定。 压紧区高度计算式为： 留意：按上式留意：按上式计算出的算出的压紧区高度，通常需附加区高度，通常需附加75%75%的平安量。的平安量。 3.4.3 离心沉降速度的离心沉降速度的计算算(1) 离心沉降速度离心沉降速度 计算方法：同重力算方法：同重力场，重力，重力离心力；离心力； 离心沉降速度离心沉降速度ur：随：随颗粒旋粒旋转半径半径 r 变化化 。 层流流Stokes 区：区：(2) 衡量离心分衡量离心分别性能的目的性能的目的 离心分离心分别因数因数:阐明明: 评价离心分价离心分别设备的重要目的的重要目的 KC越大，分越大，分别效能越高。效能越高。 3.4.4 离心沉降离心沉降设备工业上运用的两种型式：旋流器和离心沉降机。旋流器：旋流器：设备静止，流体旋静止，流体旋转运运动；离心沉降机：离心沉降机：设备本身和液体一同旋本身和液体一同旋转。 (1) (1) 旋旋风分分别器器根本构造与操作原理根本构造与操作原理 进气口外形：矩形气口外形：矩形 尺寸：尺寸：进口管口管A、B； 圆柱筒直径柱筒直径D (主要尺寸主要尺寸)； 排气口直径排气口直径D1。进气排气出灰口 旋风分别器表示图B规范型旋范型旋风分分别器尺寸器尺寸间关系：关系： 旋旋风分分别器的性能参数器的性能参数 临界粒径界粒径dc：可以分：可以分别出的最小出的最小颗粒直径。粒直径。假假设条件：条件： a颗粒与气体在器内等速运粒与气体在器内等速运动，均，均为进口气速；口气速； b颗粒沉降粒沉降时，最大，最大间隔是旋隔是旋风分分别器器进气口气口宽度度B； c颗粒沉降粒沉降处于于stokes 区。区。沉降速度：沉降速度：沉降沉降时间： 设：气体旋：气体旋转圈数圈数 N，那么气流运，那么气流运转间隔隔 颗粒分粒分别条件：条件：气体停留气体停留时间： 分分别效率：效率： 1 1总效率效率2 2分分级效率效率两者关系：两者关系：按假设情况：实践情况：旋旋风分分别器的阻力器的阻力 是旋是旋风分分别器的器的经济目目的。的。 分级效率曲线0102030405020406080100粒径 di/m分级效率i/%101.00.1粒径比 di/ d50分级效率i/%204060100 规范旋风分别器的i与di/ d50曲线 常常见旋旋风分分别器的方式器的方式 1进口方式口方式 切向切向进口：切向口：切向进口方式构造口方式构造简单，较常用。常用。 旋风分别器切向进口B螺旋面螺旋面进口：构造复口：构造复杂，设计制造不方便。制造不方便。 蜗壳形壳形进口：构造口：构造简单，减小阻力。，减小阻力。轴向向进口：常用于多管式旋口：常用于多管式旋风分分别器。器。 2常用型式 规范型、CLT/A型、CLP型、分散式等。规范型：范型：构造简单、容易制造、处置量大；适用于捕集密度大且颗粒尺寸大的粉尘。规范型旋风分别器CLT/ACLT/A型：具有螺旋面型：具有螺旋面进口，构造与口，构造与规范型旋范型旋风分分别器器类似；似；CLPCLP型：型：蜗壳形壳形进口，分口，分为A A型和型和B B型；型；分散式：适用于分散式：适用于净化化颗粒粒浓度度较高的气体。高的气体。多级旋风分别器(2) 旋液分旋液分别器器 分分别液液-固非均相混合物；固非均相混合物； 构造与任构造与任务原理与旋原理与旋风分分别器器类似；似； 特点：外形特点：外形细长、直径小、直径小、圆锥部分部分长； 优点：构造点：构造简单，没有运，没有运动部件，体部件，体积小、小、处置量大；置量大； 缺陷：缺陷：产生生较大阻力；呵斥大阻力；呵斥设备严重磨重磨损。 1悬浮液入口管2圆筒3锥形筒4第流出口5中心溢流管6溢流出口管(3) 离心沉降机离心沉降机 分分别液液-固非均相混合物固非均相混合物 特点：特点：转速可以根据需求速可以根据需求调整，整， 适用于分适用于分别困困难的体系，的体系， 常用的离心沉降机：常用的离心沉降机：转鼓式离心机、蝶片式离心机等。鼓式离心机、蝶片式离心机等。转鼓式离心沉降机：鼓式离心沉降机： 1固体2液体蝶片式离心机：蝶片式离心机： 用用 途：分途：分别乳乳浊液和从液体中分液和从液体中分别少量极少量极细的固体的固体颗粒，粒， 广泛用于光滑油脱水、牛乳脱脂、广泛用于光滑油脱水、牛乳脱脂、饮料廓清等。料廓清等。 管式超速离心机：管式超速离心机：