化工原理第三章-机械分离
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第三章 机械分离一、名词解释(每题2分)1. 非均相混合物物系组成不同,分布不均匀,组分之间有相界面2. 斯托克斯式r u d u ts r 2218)(⋅-=μρρ3. 球形度s ϕ非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值4. 离心分离因数离心加速度与重力加速度的比值5. 临界直径dc离心分离器分离颗粒最小直径6.过滤利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作7. 过滤速率单位时间所产生的滤液量8. 过滤周期间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间9. 过滤机生产能力过滤机单位时间产生滤液体积10. 浸没度转筒过滤机浸没角度与圆周角比值二、单选择题(每题2分)1、自由沉降的意思是_______。
A颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计B颗粒开始的降落速度为零,没有附加一个初始速度C颗粒在降落的方向上只受重力作用,没有离心力等的作用D颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程D 2、颗粒的沉降速度不是指_______。
A等速运动段的颗粒降落的速度B加速运动段任一时刻颗粒的降落速度C加速运动段结束时颗粒的降落速度D净重力(重力减去浮力)与流体阻力平衡时颗粒的降落速度B3、对于恒压过滤_______。
A 滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的√2倍B 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍C 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍D 当介质阻力不计时,滤液体积增大一倍,则过滤时间增大至原来的4倍D4、恒压过滤时,如介质阻力不计,滤饼不可压缩,过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量___ 。
A增大至原来的2倍B增大至原来的4倍C增大至原来的2倍D增大至原来的1.5倍C5、以下过滤机是连续式过滤机_______。
A箱式叶滤机B真空叶滤机C回转真空过滤机D板框压滤机 C6、过滤推动力一般是指______。
A过滤介质两边的压差B过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差C滤饼两面的压差D液体进出过滤机的压差B7、回转真空过滤机中是以下部件使过滤室在不同部位时,能自动地进行相应的不同操作:______。
第三章机械分离概述一、机械分离的应用在工业生产中,有很多情况需要将混和物分离,原料需要经过提纯或净化之后才符合加工要求,产品或中间产品也需要提纯净化才能出售,废气、废液、废渣也需要提纯分离才符合排放标准。
混和物分离有均相混和物分离和非均相混和物分离。
本章介绍非均相混和物的沉降、过滤的基本单元操作。
以碳酸氢铵的生产为例,如图是它的流程示意图。
氨水与二氧化碳在碳化塔1内进行碳化反应之后,生成的是含有碳酸氢铵晶体的悬浮液,即为一种液体与固体微粒的混合物,然后通过离心机或过滤机2将固体和液体分离开。
但分离后的晶体中仍然含有少量的水分,因此,还要将分离后的晶体经气流干燥器4干燥,即使物料在热气流的带动下迅速通过气流干燥器,使晶体中所含有的水分汽化并除去。
由于这时的固体粒子分散在气相之中,又要通过旋风分离器6等装置将其与气相分离开,以得到最后的产品。
在这个过程中,包含着流体与固体粒子的分离、混合与输送等不同的操作,而这些操作中又有一个共同的特点,即流体与固体粒子之间具有相相对运动,同时还往往伴随有热量和质量的传递。
主要应用有:1)对固体粒子或流体作进一步加工;2)回收有价值的物质;3)除去对下一工序有害的物质;4)减少对环境的危害。
二、常见分离方法1)沉降分离法,利用两相密度差;2)过滤分离法,利用两个相对多孔介质穿透性的差异;3)静电分离法,利用两相带电性差异;4)湿洗分离法,气固穿过液体,固体黏附于液体而分离。
三、均相物系与非均相物系不同成分的物质以相同的相态均匀混合组成的稳定系统为均相物系,各种气体总能够均匀地混合成均一的相,如空气。
墨水、乙醇+水、汽油+柴油、盐水、糖水等等也是均相物系。
含有不同相态的物质系统组成的混和物系为非均相物系,如云雾(气相+液相)、烟尘(气相+固相)、乳浊液(两种液相)就是非均相物系。
水+苯、水+砂子,沙尘暴等都是非均相系的例子。
非均相物系是指物质系统中存在着两相或更多的相。
考研化工原理必备课件第三章机械分离与固体流态化.txt25爱是一盏灯,黑暗中照亮前行的远方;爱是一首诗,冰冷中温暖渴求的心房;爱是夏日的风,是冬日的阳,是春日的雨,是秋日的果。
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第三章机械分离与固体流态化3.1 颗粒及颗粒床层的特性 3.2 3.3 3.4 3.5 沉降过程过滤离心机固体流态化3.1颗粒及颗粒床层的特性(1)床层空隙率ε固定床层中颗粒堆积的疏密程度可用空隙率来表示,其定义如下:ε=空隙体积床层体积V ? 颗粒所占体积v v = = 1? 床层体积床层体积V Vε的大小反映了床层颗粒的紧密程度,ε对流体流动的阻力有极大的影响ε↓, ∑ h f ↑。
ε < 1。
3.1颗粒及颗粒床层的特性(2)床层自由截面积分率AA0 =。
A 流动截面积床层截面积A-颗粒所占的平均截面积A P = = 1? P 床层截面积床层截面积A A空降率与床层自由截面积分率之间有何关系?假设床层颗粒是均匀堆积(即认为床层是各向同性的)。
想象用力从床层四周往中间均匀压紧,把颗粒都压到中间直径为长为L的圆柱中(圆柱内设有空隙)。
ε = 1?v ?D ? = 1? 4 = 1? ? 1 ? π 2 V ?D? D L 4πD1 L222 D12 AP ? D1 ? 4 A0 = 1 ? = 1? = 1? ? ? π 2 A ?D? D 4π所以对颗粒均匀堆积的床层(各向同性床层),在数值上ε = A03.1颗粒及颗粒床层的特性(3)床层比表面aB = 颗粒表面积S 床层体积V颗粒比表面S aB , = 1a=颗粒表面积S 颗粒体积V取V =的床层考虑, 1m3a=S S = v 1? εaB = a(1 ? ε ) * 所以此式是近似的,在忽略床层中固颗粒相互接触而彼此覆盖使裸露的颗粒表面积减少时成立。