《化工原理》课程教学资源（讲稿）教学课件_第三章 羊.非均相物系分离及固体流态化

第三章非匀相物系的分离和固体流态化 3-1 概述 一、 混合物的分类 1。均相混合物 2.非均相混合物 1

1 1．均相混合物 2．非均相混合物 第三章 非匀相物系的分离和固体流态化 非匀相物系的分离和固体流态化 3-1 概述 一、混合物的分类

二。非均相混合物分离方法 根据相态和分散物质尺寸的大小，非均相混合物的分离方法如 下表所示。 表3-1 均相混合物分离方法 气态非均相混合物 液态非均相混合物 微粒d≤1μm 细粒d≥10μm 粗粒d≥75μm 悬浮液增浓 乳浊液分离 固液分离 湿法除尘 离心沉降 重力沉降 袋滤咒 静电除尘 ↓ 〔惯性分离) 沉聚 旋液分离器 深床过滤 饼层过滤 女 离心分离机 旋风分离器· 沉P降槽 女 女 〔普通型与 降尘室 旋液分离器 砂滤 真空过滤机 高效型) 沉降离心机 炭滤 压滤机 自由沉降 干扰沉降 离过源机 颗粒相对于流体运动 流体通过颗粒床层流动

2 二．非均相混合物分离方法 根据相态和分散物质尺寸的大小，非均相混合物的分离方法如 下表所示

三、非均相混合物分离的目的 ①收集分散物质。 ②净化分散介质。 ③环境保护与安全生产 3

3 三．非均相混合物分离的目的 三．非均相混合物分离的目的 ①收集分散物质。 ②净化分散介质。 ③环境保护与安全生产

3-2 颗粒及颗粒床层的特性 3-2-1 颗粒的特性 一.单一颗粒的特性 1、球形颗粒：表述颗粒特性的主要参数为颗粒的形 状、大小（体积）及表面积。 直径：d 表面积：S=兀d2 体积： 比表面积 4

4 3-2 颗粒及颗粒床层的特性 颗粒及颗粒床层的特性 3-2-1 颗粒的特性 一．单一颗粒的特性 1、球形颗粒：表述颗粒特性的主要参数为颗粒的形 状、大小（体积）及表面积。 直径：d 表面积：S＝πd2 体积： 比表面积 3 d 6 V π ＝ V d S a 6 = =

(二)非球形颗粒 非球形颗粒必须有两个参数才能确定其特性， 即球形度和当量直径。 1、球形度Φ。：它表示颗粒形状与球形的差 异，定义为与该颗粒体积相等的球体的表面积除以 颗粒的表面积，即 S 颗粒的球形度或形状系数，无因次； S一一与该颗粒体积相等的球体的表面积，m 一一颗粒的表面积，2。 5

5 （二）非球形颗粒 非球形颗粒必须有两个参数才能确定其特性， 即球形度和当量直径。 1、球形度Φs：它表示颗粒形状与球形的差 异，定义为与该颗粒体积相等的球体的表面积除以 颗粒的表面积，即 p s S S φ = φS――颗粒的球形度或形状系数，无因次； S――与该颗粒体积相等的球体的表面积，m2 SP――颗粒的表面积，m2

2.颗粒的当量直径 当量直径表示非球形颗粒的大小。根据不同方面的 等效性，通常有三种表示方法； ①体积当量直径 6V =3 (3 -4 ②表面积当量直径 Sp d。= (3-4a) ③比表面积当量直径 (3-46)

6 2．颗粒的当量直径 当量直径表示非球形颗粒的大小。根据不同方面的 等效性，通常有三种表示方法； ①体积当量直径 ②表面积当量直径 ③比表面积当量直径 （3 4） 6 = 3 − π p e V d （ a） S d p e = 3 − 4 π （ b） a d p e 3 4 6 = −

对非球形颗粒： ●体积 ●表面积 S。=πd/ ●比表面积 6 7

7 对非球形颗粒： z体积 z表面积 z比表面积 3 p 6 V d e π ＝ e s p d a φ 6 = p e s S πd /φ 2 =

颗粒群的特性 工业中遇到的颗粒群可分为非均一性（多分散性粒 子)与单一性（单分散性粒子）两类： (一)颗粒群的粒度分布 筛分法 ● 通过筛孔的物料，称为筛下产品，质量称为筛过量 留在筛面上物料，称为筛上产品，质量称为筛余量

8 工业中遇到的颗粒群可分为非均一性（多分散性粒 子）与单一性（单分散性粒子）两类： （一）颗粒群的粒度分布 筛分法 z 通过筛孔的物料，称为筛下产品，质量称为筛过量 z 留在筛面上物料，称为筛上产品，质量称为筛余量 二、颗粒群的特性

(二)颗粒的平均粒径 ●停留在第i层筛网上的颗粒的平均直径d。,可按d,和d,-算术平 均值计算，即 d;+di ●根据各号筛网上截留的颗粒质量，可以计算出直径为d。的 颗粒占全部样品的质量分率x,再根据实测的各层筛网上的 颗粒质量分率，按下式可计算出颗粒群的平均比表面积直径 为 L-yx d。:平均比表面积直径 d;:筛分直径 ×:di径段内颗粒的质量分率 9

9 （二）颗粒的平均粒径 （二）颗粒的平均粒径 •停留在第i层筛网上的颗粒的平均直径 dpi可按di和di-1算术平 均值计算，即 •根据各号筛网上截留的颗粒质量，可以计算出直径为 dpi 的 颗粒占全部样品的质量分率 x i，再根据实测的各层筛网上的 颗粒质量分率，按下式可计算出颗粒群的平均比表面积直径 为 2 + −1 = i i i p d d d i i i a i d x G G d d = Σ = Σ 1 1 d a:平均比表面积直径 di:筛分直径 xi:di径段内颗粒的质量分率

(三)粒子的密度 ·粒子的真密度：单位体积（不包括粒子间的 空隙)内粒子的质量，用p表示，单位kg/m3 ●粒子的表观密度（堆积密度）：单位体积 (包括粒子间的空隙)内粒子的质量，用P,表 示，单位kg/m3 10

10 （三）粒子的密度 （三）粒子的密度 •粒子的真密度：单位体积(不包括粒子间的 空隙）内粒子的质量，用ρ s表示，单位kg/m 3 •粒子的表观密度（堆积密度）：单位体积 (包括粒子间的空隙）内粒子的质量，用ρ b 表 示，单位kg/m 3