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(共70张PPT)
模块三 非均相物系分离技术
01
任务一 认识非均相分离装置
02
任务二 确定非均相物系分离操作条件
03
任务三 选择与设计非均相分离装置
04
任务四 操作非均相分离装置
05
综合案例
06
总结与归纳
02
任务二确定非均相物系分离操作条件
（1）确定气固体系与液固体系的分离条件。
（2）掌握气固分离体系中典型设备降尘室的设备尺寸、生产能力、沉降速度等参数计算以及沉降的影响因素。
（3）掌握旋风分离器的临界直径、离心沉降速度分离因素、压降以及分离效率的计算。
（4）掌握过滤速率的计算、过滤的推动力以及影响因素等。通过掌握计算这些参数及速率等，为核算或设计分离设备奠定基础。·
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任务二确定非均相物系分离操作条件
（1）以降尘室、旋风分离器为例，掌握沉降时间、沉降速度、生产能力以及设备尺寸计算，理解实际沉降过程中的影响因素。
（2）掌握旋风分离器的临界直径、离心沉降速度、分离效率以及压降的计算理解影响离心沉降的因素。通过计算与分析，能对设备的形式与型号进行选择满足分离的要求。
子任务1 确定气—固体系分离条件
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任务二确定非均相物系分离操作条件
一、降尘室及其设计
凭借重力沉降以除去气体中的尘粒的设备称为降尘室，尘粒在降尘室的运动情况如图所示。对于降尘室的设计应从生产能力、物料的停留时间和尺寸等方面来研究。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
（1）沉降时间的确定
如图 (b)所示，含尘气体沿水平方向缓慢通过降尘室，气流中的颗粒除了与气体一样具有水平速度u外，受重力作用，还具有向下的沉降速度ut。设含尘气体的流量为qV（m3/s），降尘室的高为H，长为L，宽为B，三者的单位均为m。若气流在整个流动截面上分布均匀，则流体在降尘室的平均停留时间（从进入降尘室到离开降尘室的时间）为：
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任务二确定非均相物系分离操作条件
若要使气流中直径大于等于d的颗粒全部除去，则需在气流离开设备前，使直径为d的颗粒全部沉降至器底。气流中位于降尘室顶部的颗粒沉降至底部所需时间最长，因此，沉降所需时间θt应以顶部颗粒计算。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
（2）沉降速度的计算
根据颗粒在沉降过程中是否受到其它粒子、流体运动及器壁的影响，可将沉降分为自由沉降和干扰沉降。
颗粒在沉降过程中不受周围颗粒、流体及器壁影响的沉降称为自由沉降，否则称非理想的沉降状态，实为干扰沉降。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
重力
浮力
阻力
式中 ζ——阻力系数，无单位；
A——颗粒在垂直于其运动方向上的平面上的投影面积，A=(π/4)d 2，m2；
u——颗粒相对于流体的降落速度，m/s。
根据牛顿第二定律，可得
即：
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任务二确定非均相物系分离操作条件
当a=0时，有
式中 ut——自由沉降速度，m/s
ζ —— 阻力系数。
ζ阻力系数是颗粒与流体相对运动时的雷诺数的函数，即
ζ＝f(Ret， Φs)
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任务二确定非均相物系分离操作条件
生产中非均相物系中的颗粒有时并非球形颗粒。由于非球形颗粒的表面积大于球形颗粒的表面积（体积相同时），因此，沉降时非球形颗粒遇到的阻力大于球形颗粒，其沉降速度小于球形颗粒的沉降速度，非球形颗粒与球形颗粒的差异用球形度（Φs）表示，球形度的定义为：
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任务二确定非均相物系分离操作条件
对于非球形颗粒，计算雷诺数时，应以当量直径de（与实际颗粒具有相同体积的球形颗粒的直径）代替d，de的计算式为
式中 Vp——实际颗粒的体积，m3。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
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任务二确定非均相物系分离操作条件
对于球形颗粒（Φs＝1），曲线可分为三个区域：
层流区（斯托克斯区）10－4过渡区（艾伦区）2< Ret≤103
湍流区（牛顿区）103≤Ret<2×105 ζ＝0.44
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任务二确定非均相物系分离操作条件
层流区——斯托克斯定律
过渡区——艾伦定律
湍流区——牛顿定律
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任务二确定非均相物系分离操作条件
思考：沉降区域的划分与管流过程有何不同？为什么？
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任务二确定非均相物系分离操作条件
重力沉降速度的计算
1.试差法
假设沉降属于某一流型
计算沉降速度
核算Ret
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任务二确定非均相物系分离操作条件
2.摩擦数群法
曲线图，最后由 Ret 反求 ut ，即
查
先计算
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任务二确定非均相物系分离操作条件
量纲为一数群判别：
K ≤2.62为斯托克斯定律区，
2.62< K <69.1为艾仑定律区，
K >69.1为牛顿定律区。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
（3）实际沉降及其影响因素
实际沉降即为干扰沉降，如前所述，颗粒在沉降过程中将受到周围颗粒、流体、器壁等因素的影响，一般来说，实际沉降速度小于自由沉降速度。下面对各方面的影响因素加以分析，以便我们能够选择较优的操作条件，正确地进行操作。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
① 颗粒含量的影响 实际沉降过程中，颗粒含量较大，周围颗粒的存在和运动将改变原来单个颗粒的沉降，使颗粒的沉降速度较自由沉降时小，例如，由于大量颗粒下降，将置换下方流体并使之上升，从而使沉降速度减小。颗粒含量越大，这种影响越大，达到一定沉降要求所需的沉降时间越长。
② 颗粒形状的影响 对于同种颗粒，球形颗粒的沉降速度要大于非球形颗粒的沉降速度。
③ 颗粒大小的影响 从斯托克斯定律可以看出：其它条件相同时，粒径越大，沉降速度越大，越容易分离。如果颗粒大小不一，大颗粒将对小颗粒产生撞击，其结果是大颗粒的沉降速度减小而对沉降起控制作用的小颗粒的沉降速度加快，甚至因撞击导致颗粒聚集而进一步加快沉降。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
④ 流体性质的影响 流体与颗粒的密度差越大，沉降速度越大；流体粘度越大，沉降速度越小，因此，对于高温含尘气体的沉降，通常需先散热降温，以便获得更好的沉降效果。
⑤ 流体流动的影响 流体的流动会对颗粒的沉降产生干扰，为了减少干扰，进行沉降时要尽可能控制流体流动处于稳定的低速。因此，工业上的重力沉降设备，通常尺寸很大，其目的之一就是降低流速，消除流动干扰。
⑥ 器壁的影响 器壁对沉降的干扰主要有两个方面：一是摩擦干扰，使颗粒的沉降速度下降；二是吸附干扰，使颗粒的沉降距离缩短。因此，器壁的影响是双重的。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
（4）生产能力的确定
要达到沉降要求，停留时间必须大于等于沉降时间，即θ≥θt，亦即：
整理，得 Vs
即 Vsmax
降尘室的生产能力（达到一定沉降要求单位时间所能处理的含尘气体量）只取决于降尘室的沉降面积（BL），而与其高度（H）无关。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
降尘室一般都设计成扁平形状，或设置多层水平隔板称为多层降尘室。但必须注意控制气流的速度不能过大，一般应使气流速度<1.5m/s，以免干扰颗粒的沉降或将已沉降的尘粒重新卷起。
对于多层降尘室，最大处理量，即降尘室的生产能力为：
Vs<(n+1)Blut＝(n+1)A0ut
式中：Vs ——含尘气体通过降尘室的体积流量，即降尘室的生产能力，m3/s；
A0 ——降尘室的底面积，m2。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
该式给出了颗粒能被除去的条件：即颗粒的沉降速度要大于处理量与底面积之商。显然，该式取等号式时，对应着能被除去的最小颗粒的沉降速度（注：因为考虑的是最小颗粒直径，所以可以认为沉降运动处于滞流区）
即：
该式说明：能被全部除去的最小颗粒尺寸不仅与颗粒和气体的性质有关，还与处理量和降尘室底面积有关，却与降尘室的高度无关。
显然，粒子直径越大，越容易被除去，下面考虑如何确定能被除去的最小颗粒直径。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
需要强调的是，ut应根据需要分离下来的最小颗粒尺寸计算。同时，气体在降尘室内的速度不应过高，一般应使气体流动的雷诺准数处于滞流区，以免干扰颗粒的沉降或把已沉降下来的颗粒重新扬起。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
注意：
① 含尘气体的最大处理量与某一粒径对应；是指这一粒径及大于该粒径的颗粒都100％被除去时的最大气体量。
② 最大的气体处理量不仅与某一粒径对应，还与降尘室底面积有关，底面积越大处理量越大，但处理量与高度无关。因此，降尘室都做成扁平型，为提高气体处理量，室内以水平隔板将降尘室分割成若干层，称为多层降尘室，如图所示。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
若降尘室内共设置n层水平隔板，则多层降尘室的气体处理量为：
Vs≤（n＋1）A0ut
降尘室结构简单，流动阻力小，但其体积庞大，分离效率低，通常只适用于分离粒径大于50μm的较粗颗粒，故作为预除尘使用。多层降尘室虽能分离较细颗粒且节省地面，但清灰比较麻烦。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
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任务二确定非均相物系分离操作条件
化工厂采用一长4m、宽2.6m、高2.5m 的降尘室处理某含尘气体，要求处理的含尘气体量为3m3/s，气体密度为0.8kg/m3，粘度为3×10－5Pa s，尘粒可视为球形颗粒，其密度为2300kg/m3。
试求：
（1） 能100％沉降下来的最小颗粒的直径；
（2）若将降尘室改为间距为500mm的多层降尘室，隔板厚度忽略不计，其余参数不变，若要达到同样的分离效果，所能处理的最大气量为多少（注意防止流动的干扰和重新卷起）？
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任务二确定非均相物系分离操作条件
假设沉降处于斯托克斯区，由式：
校核流型
假设正确，即能100％沉降下来最小颗粒的直径为8.3×10－5m=83μm
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任务二确定非均相物系分离操作条件
（2）改成多层结构后，层数为2.5/0.5=5，即降尘室的沉降面积为原来单层的5倍，先不考虑流动干扰和重新卷起，则要达到同样的分离效果，所能处理的最大气量为单层处理量的5倍。要防止流动对沉降的干扰和重新卷起，应使气流速度<1.5m/s，当处理量为原来的5倍时，气流速度为
所以，应以u=1.5m/s来计算此时的最大气体处理量，即
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任务二确定非均相物系分离操作条件
二、旋风分离器的计算
旋风分离器的结构和除尘过程已经了解，评价旋风分离器的主要指标是所能分离的最小颗粒直径——临界粒径和气体经过旋风分离器的压降。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
（1）临界粒径
是指理论上能够完全被旋风分离器分离下来的最小颗粒直径，临界粒径dc可用下式计算
式中 dc——临界粒径，m；
B——进口管宽度，m；
N——气体在旋风分离器中的旋转圈数，对标准型旋风分离器，可取N=5；
u——气体作螺旋运动的切向速度，通常可取气体在进口管中的流速，m/s。
① 临界粒径随气速增大而减小，表明气速增加，分离效率提高。但气速过大，会将已沉降颗粒卷起，反而降低分离效率，同时使流动阻力急剧上升。
② 临界粒径随设备尺寸的减小而减小，因旋风分离器的各部分尺寸成一定比例，尺寸越小，则B越小，从而临界粒径越小，分离效率越高。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
（2）离心沉降速度
离心沉降是依靠惯性离心力的作用而实现的沉降。在重力沉降的讨论中，已经得知，颗粒的重力沉降速度ut与颗粒的直径d及两相的密度差ρs－ρ有关，d越大，两相密度差越大，则ut越大。若d、ρs、ρ一定，则颗粒的重力沉降速度ut一定，换言之，对一定的非均相物系，其重力沉降速度是恒定的，人们无法改变其大小。因此，在分离要求较高时，用重力沉降就很难达到要求。此时，若采用离心沉降，则可大大提高沉降速度，使分离效率提高，设备尺寸减小。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
设颗粒为球形颗粒，其直径为d，密度为ρs，旋转半径为R，圆周运动的线速度为uT，流体密度为ρ，且ρs>ρ。颗粒在圆周运动的径向上将受到三个力的作用，即惯性离心力、向心力和阻力。其中，惯性离心力方向从旋转中心指向外周，向心力的方向沿半径指向中心，阻力方向与颗粒运动方向相反，也沿半径指向中心。三个力的大小为：
uR——径向上颗粒与流体的相对速度，m/s
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任务二确定非均相物系分离操作条件
若沉降处于斯托克斯区，离心沉降速度的计算式为：
离心沉降速度远大于重力沉降速度，其原因是离心力场强度远大于重力场强度。对于离心分离设备，通常用两者的比值来表示离心分离效果，称为离心分离因数，用Kc表示，即：
式中，ns和n均表示转速，其单位分别为r/s（转/秒）和r/min（转/分）。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
旋转半径为0.4m，切向速度为20m/s，分离因素为：
要提高Kc，可通过增大半径R和转速ns来实现，但出于对设备强度、制造、操作等方面的考虑，实际上，通常采用提高转速并适当缩小半径的方法来获得较大的Kc。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
（3）分离效率
① 总效率
式中，C进、C出进出旋风分离器的含尘气体的浓度，g/m3。
总效率并不能准确地代表旋风分离器的分离性能。因为气体中颗粒大小不等，各种颗粒被除下的比例也不相同。颗粒的尺寸越小，所受的离心力越小，沉降速度也越小，所以能被除下的比例也越小。
因此，总效率相同的两台旋风分离器，其分离性能却可能相差很大，这是因为被分离的颗粒具有不同粒度分布的缘故。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
② 粒级效率
式中，Ci进、Ci出分别进出旋风分离器气体中粒径为dpc的颗粒的质量浓度，g/m3。
总效率与粒级效率的关系为：
式中，xi为进口气体中粒径为dpi颗粒的质量分数。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
（4）压降
气体通过旋风分离器的压降可用下式计算
式中阻力系数ζ决定于旋风分离器的结构和各部分尺寸的比例，与筒体直径大小无关，一般由经验式计算或实验测取。对于标准型旋风分离器，可取ζ＝8。旋风分离器压强降一般为 500Pa-2000Pa。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
压降大小是评价旋风分离器性能好坏的一个重要指标。受整个工艺过程对总压降的限制及节能降耗的需要，气体通过旋风分离器的压降应尽可能低。
压降的大小除了与设备的结构有关外，主要决定于气体的速度，气体速度越小，压降越低，但气速过小，又会使分离效率降低。因而要选择适宜的气速以满足对分离效率和压降的要求。
一般进口气速在10～25m/s为宜，最高不超过35m/s，同时压降应控制在2kPa以下。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
用一筒体直径为0.8m的标准型旋风分离器处理从气流干燥器出来的含尘气体，含尘气体流量为2m3/s，气体密度为0.65 kg / m3，粘度为3×10－5Pa s，尘粒可视为球形，其密度为2500 kg / m3。
求：①临界粒径；
②气体通过旋风分离器的压降。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
① 进口气速
临界直径
② 压降
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任务二确定非均相物系分离操作条件
子任务2 确定液固体系分离条件
液固体系的分离一般采用过滤方式。
（1）掌握过滤速率、过滤阻力、推动力计算以及影响过滤速率的因素等。
（2）掌握恒压过滤中滤液体积与过滤时间的关系以及过滤速率常数的确定。
（3）通过计算与分析，能对过滤设备的形式与型号进行选择满足分离的要求。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
一、悬浮液量、固体量、滤液量、滤渣量之间关系
一般情况下，悬浮液过滤所得的滤液量与悬浮液中所含液体的量不相等，这是因为湿滤渣中含有一部分液体。因此在讨论过滤问题时，需要了解悬浮量、固体量、滤液量以及滤渣量之间的关系。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
（1）湿滤渣密度ρc
C为湿滤渣与其所含干渣的质量比，即Ckg湿渣与1kg干渣对应。湿滤渣体积与干渣体积有下列关系：
式中，ρc-湿滤渣密度，kg/m3；
ρp-干渣密度，kg/m3；
ρ-滤液密度，kg/m3。
可求出湿滤渣密度ρc
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任务二确定非均相物系分离操作条件
（2）干渣质量与滤液体积的比值
设悬浮液中固体颗粒的质量分数为X表示，单位为kg固体/kg悬浮液。
C与X的乘机CX为单位质量悬浮液可得湿滤渣的质量，单位为kg湿渣/kg悬浮液。
（1-CX）为单位质量悬浮液可得滤液的质量，单位为kg滤液/kg悬浮液。
C/（1-CX）为干渣与滤液的质量比，由C/（1-CX）与滤液密度ρ可求得干渣质量与滤液体积的比值
w也称单位体积滤液所对应的干渣质量。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
（3）湿滤渣质量与滤液体积的比值为wC，kg是滤渣/m3滤液。
（4）湿滤渣提及与滤液体积的比值
式中，-湿滤渣密度，kg/m3；
-单位体积滤液所含湿滤渣的体积。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
已知1kg悬浮液中含0.04kg固体颗粒，湿滤渣、干渣及滤液的密度分别为ρc = 1400kg/m3，ρP =2600 kg/m3，ρc=1000 kg/m3。
试求：(1)湿滤渣与其中所含干渣的质量比C；
(2)干渣质量与滤液体积的比值；
(3)湿滤渣体积与滤液体积的比值。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
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任务二确定非均相物系分离操作条件
二、过滤的基本理论及速率方程
（1）过滤的基本理论
单位时间内滤过的滤液体积成为过滤速率，单位为m3/s。
单位过滤面积的过滤速度称为过滤速率，单位为m/s。
设过滤面积为A，过滤时间为dτ，滤液体积为dV，则滤液速率为dV/dτ，而滤液速度为dV/Adτ。
， =V/A
式中 V —滤液体积，m3；
A —过滤面积,m2；
t —过滤时间，s；
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任务二确定非均相物系分离操作条件
过滤操作的特点是，随着过滤操作的进行，滤饼厚度逐渐增大，过滤的阻力就逐渐增大。如果在一定的压力差（p1-p2）条件下操作，过滤速率必须逐渐减小。如果想保持一定的过滤速率，可以随着过滤操作的进行组件增大压力差，来克服逐渐增大的过滤阻力，因此，可以写成：
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任务二确定非均相物系分离操作条件
过滤阻力与滤液性及滤饼性质有关。考虑到过滤时，滤饼层内有很多微细孔道，滤液流过孔道的速率很小，其流动类型属于层流。因此，可以仿照圆管内滞流流动的哈根泊稷叶方程来描述滤液通过滤饼的流动，则滤液通过饼床层的流速与压强降的关系为：
式中 u —滤液在床层孔道中的流速，m/s；
l —滤饼层中毛细孔道平均长度，m,
△pc —滤液通过滤饼层的压力降，Pa；
d —滤饼层中毛细孔道平均直径，m；
m —滤液黏度，Pa·s。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
滤饼层中毛细孔道的平均长度l与滤饼厚度L成正比。用Vc表示滤饼体积，由于滤饼厚度L与单位过滤面积的滤饼体积Vc/A成正比，所以l与Vc/A成正比。设比例系数为α，则有
滤液在滤饼层毛细孔道中流速u与过滤速度dV/Adτ成正比，设比例系数为β，则有
对于一定性质的滤饼层，其中的毛细孔道平均直径d应为定值。因无法测量，将其并入常数项内。
将公式带入，求得任意瞬时的过滤速度dV/Adτ与滤饼层两侧的压力降△pc的关系式为
令 ，得
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任务二确定非均相物系分离操作条件
式中，-----过滤速度，m/s
V-----过滤体积，m3
A-----过滤面积，m2
τ----过滤时间，s
△pc-------滤液通过滤饼的压力降，Pa
Vc------滤饼体积，m3
μ-----滤液的粘度，Pa·s
r------比例系数，1/m2
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任务二确定非均相物系分离操作条件
滤液通过滤饼的推动力为△pc
滤饼阻力为
此式表明在单位过滤面积上所形成的滤饼为Vc/A(m3滤饼/m2面积)时的滤饼阻力。式中的比例系数r，表示单位过滤面积上的滤饼为1m3（即Vc/A=1）时的阻力，称为滤饼的比阻，单位为1/m2。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
滤饼体积Vc与滤液体积V之间的关系为： Vc=nV
式中Vc----滤饼体积，m3
V----滤液体积，m3
n----单位体积滤液所对应的滤饼体积，m3滤饼/m3滤液。
滤饼阻力 Rc=rμn V/A
滤饼阻力、是获得滤液量V时所形成的滤饼层的阻力。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
（2）影响过滤速率的因素
① 悬浮液的性质
悬浮液的粘度对过滤速率有较大影响。粘度越小，过滤速率越快。因此对热料浆不应在冷却后再过滤，有时还可将滤浆先适当预热；由于滤浆浓度越大，其粘度也越大，为了降低滤浆的粘度，某些情况下也可以将滤浆加以稀释再进行过滤，但这样会使过滤容积增加，同时稀释滤浆也只能在不影响滤液的前提下进行。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
② 过滤推动力
要使过滤操作得以进行，必须保持一定的推动力，即在滤饼和介质的两侧之间保持有一定的压差。如果压差是靠悬浮液自身重力作用形成的，则称为重力过滤，如化学实验中常见的过滤；如果压差是通过在介质上游加压形成的，则称为加压过滤；如果压差是在过滤介质的下游抽真空形成的，则称为减压过滤（或真空抽滤）；若压差是利用离心力的作用形成的，则称为离心过滤。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
③ 过滤介质与滤饼的性质
过滤介质的影响主要表现在对过程的阻力和过滤效率上，金属网与棉毛织品的空隙大小相差很大，生产能力和滤液的澄清度的差别也就很大。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
三、恒压过滤
（1）滤液体积与过滤时间的关系
恒压过滤时，滤液体积V与过滤时间τ的关系如图所示。曲线OB表示实际过滤操作的V与τ的关系，而曲线OeO表示与过滤介质阻力对应的虚拟滤液体积Ve与虚拟过滤时间τe的关系。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
对式进行积分，可以得到V与 的关系。恒压过滤时，△p为常数。对于一定的悬浮液和过滤介质，μ，r，n及Ve也均为常数。故式的积分为
得
令
由上式得恒压过滤方程式为
上式表示在恒压条件下滤液体积V与过滤时间 的关系。
令 ，
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任务二确定非均相物系分离操作条件
将恒压过滤方程式改性成为q与 的关系式
式中，q----单位过滤面积获得的滤液体积，m3/m2
---过滤时间，s
qe----过滤常数，为单位过滤面积获得的虚拟滤液体积（与过滤介质阻力对应），m3/m2
K------过滤常数，m2/s。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
（2）过滤常数的测定
应用恒压过滤方程式计算过滤时间时，需要知道过滤常数qe与K。各种悬浮液的性质及浓度不同，其过滤常数会有很大差别。由于没有可靠的预测方法，工业设计时需要悬浮液在小型设备中测定过滤常数。下面说明实验时应测哪些数据以及如何整理数据得到过滤常数。
将恒压过滤方程式改写成
即在恒压过滤时， /q与q之间具有线性关系。直线的斜率为1/K，截距为2qe/K。实验时，测定不同过滤时间 所获得的单位过滤面积的滤液体积q的数据。并将数据 /q与q标绘于图中，连成一条直线，可得到直线的斜率1/K与截距2qe/K。从而可以得到过滤常数K与qe值。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
在板框压滤机中以恒压差过滤某种悬浮液。
现已测得：过滤10 min得滤液1.25m3，再过滤10 min又得滤液0.55 m3，试求过滤30 min，共得滤液若干(m3)。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
已知条件为:
过滤时间θ，min 滤液体积V，m3
θ = 10 V1 =1.25
θ2=20 V2 =1.25 + 0.55 =1.80
θ3= 0 V3 =
利用前两组数据求KA2及Ve，即：
1. 252 + 2 ×1. 25 Ve = KA2×10×60
1. 802 + 2 ×1. 80 Ve = KA2×20×60
解得 Ve = 0.0821m3
KA2 =2.94×10-3m6/s
将上述数据代入即可求得V3，即：
V32 + 2 × 0.0821 V3 = 2.94×10-3 ×30×60
解得 V3=2.222 m3
所以过滤30min共得滤液2.222 m3。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
含有CaCO3质量分数为13.9%的水悬浮液，用板框压撞机在20℃下进行过滤实验。过滤面积为0.lm2。
实验数据列于附表中。试求过滤常数K与qe附表中的表压实际上就是压差。
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任务二确定非均相物系分离操作条件
两种压力下的K与qe分别计算如下。
(1)表压3.34 × 104Pa时
m3/m2 m2·s/m2
m3/m2 m2·s/m2
因实验数据只有两点，不必画图，可直接解出K与qe。联立求解方程式
可得
K=7. 62×10-6 m2/s， qe=4. 46×10-3 m3/m2
02
任务二确定非均相物系分离操作条件
(2)表压为10.3 × 104Pa时，用同样方法求得
K=1. 57 × 10-s m2/s， q=3. 74 × 10-3 m3/m2
从此可知，不同压力的测得的过滤常数数值不同。当生产中所用的压力与实验时的压力相等时，则实验测得的过滤常熟可直接用于生产。

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