南京林业大学：《化工原理》课程教学资源（PPT课件）第三章 非均相物系的分离

第三章 非均相物系的分离 9/52024

9/5/2024 1 第三章 非均相物系的分离

要求： 1.掌握重力沉降的原理及设备的工艺计算； 2.掌握离心沉降的原理及设备的性能： 3.理解过滤操作的基本原理、基本方程式： 4.掌握恒压过滤基本方程式及应用； 5.掌握过滤常数的测定； 6.掌握过滤设备的工作原理及计算。 9/5/2024

9/5/2024 2 要求： 1.掌握重力沉降的原理及设备的工艺计算； 2.掌握离心沉降的原理及设备的性能； 3.理解过滤操作的基本原理、基本方程式； 4.掌握恒压过滤基本方程式及应用； 5.掌握过滤常数的测定； 6.掌握过滤设备的工作原理及计算

重点： 1.恒压过滤基本方程式及应用； 2.过滤常数的测定； 3.板框过滤机的工作原理及计算。 9/52024

9/5/2024 3 重点： 1.恒压过滤基本方程式及应用； 2.过滤常数的测定； 3.板框过滤机的工作原理及计算

3.1概述 1.混合物的分类 均相混合物：溶液和混合气体 混合物 非均相混合物 气态：含尘气体等 液态：悬浮液等 9/5/2024

9/5/2024 4 混合物 气态：含尘气体等 液态：悬浮液等 均相混合物：溶液和混合气体 非均相混合物 3.1 概述 1. 混合物的分类

2.非均相混合物的分离方法 1)沉降（重力沉降和离心沉降） 2)过滤 9/52024

9/5/2024 5 2.非均相混合物的分离方法 1）沉降（重力沉降和离心沉降） 2）过滤

3.2颗粒及颗粒床层的特性 3.2.1颗粒的特性 1.单一颗粒的特性 1)球形颗粒 元 d:颗粒的直径； 6 V:球形颗粒的体积； =πd2 S:球形颗粒的表面积； 6 d a:比表面积。 9/5/2024

9/5/2024 6 3.2 颗粒及颗粒床层的特性 3.2.1 颗粒的特性 1.单一颗粒的特性 1）球形颗粒 d a S d V d 6 6 2 3 = = =   d：颗粒的直径； V：球形颗粒的体积； S：球形颗粒的表面积； a：比表面积

2)非球形颗粒 6分 (1)体积当量直径 d π (2)形状系数 =SISp :形状系数或球形度： Sp:颗粒的表面积； S:与该颗粒体积相等的圆球的表面积。 =d S,=nd210,a= 6 6 do, 9/5/2024

9/5/2024 7 2）非球形颗粒 （1）体积当量直径 （2）形状系数 s ＝ S / Sp s：形状系数或球形度； Sp：颗粒的表面积； S：与该颗粒体积相等的圆球的表面积。 3 6  p e V d = s p e p e s d V d S d a     6 / 6 3 2 = = =

2.颗粒群的特性 1)粒度分布 2)颗粒的平均粒径 G da:平均比表面积直径； d,:筛分直径（两筛号筛孔的算术平均值） x:d粒径断内颗粒的质量分数。 9/5/2024

9/5/2024 8 2.颗粒群的特性 1）粒度分布 2）颗粒的平均粒径 =  i i a d x d 1 da：平均比表面积直径； di：筛分直径（两筛号筛孔的算术平均值）； xi：di 粒径断内颗粒的质量分数

3.2.2 颗粒床层的特性 1.床层空隙率s ε=空隙体积/床层体积 =(床层体积一颗粒体积)/床层体积 2.床层的比表面积ab=(1-s)a 3.床层的自由截面积 对各向同性的床层： 床层的自由截面积/床层的截面积= 9/52024

9/5/2024 9 3.2.2 颗粒床层的特性 1.床层空隙率  = 空隙体积 / 床层体积 =（床层体积－颗粒体积）/ 床层体积 2.床层的比表面积 ab = (1－  ) a 3.床层的自由截面积 对各向同性的床层： 床层的自由截面积 / 床层的截面积 ＝ 

3.2.3流体通过床层流动的压降 1.床层简化模型 床层中不规则的通道假设成长度为L、当量直径 为db的一组平行细管，且容积和表面积不变。 48 1-e)a 9/5/2024

9/5/2024 10 3.2.3 流体通过床层流动的压降 1.床层简化模型 床层中不规则的通道假设成长度为 L、当量直径 为 deb 的一组平行细管，且容积和表面积不变。 ( )a deb   − → = 1 4