Chapter3离心解析
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离心原理当含有细小颗粒的悬浮液静置不动时,由于重力场的作用使得悬浮的颗粒逐渐下沉。
粒子越重,下沉越快,反之密度比液体小的粒子就会上浮。
微粒在重力场下挪移的 速度与微粒的大小、形态和密度有关,并且又与重力场的强度及液体的粘度有关。
象红血球大小的颗粒,直径为数微米,就可以在通常重力作用下观察到它们的沉降 过程。
此外,物质在介质中沉降时还伴有有扩散现象。
扩散是无条件的绝对的。
扩散与物 质的质量成反比,颗粒越小扩散越严重。
而沉降是相对的,有条件的,要受到外力 才干运动。
沉降与物体分量成正比,颗粒越大沉降越快。
对小于几微米的微粒如病 毒或者蛋白质等,它们在溶液中成胶体或者半胶体状态,仅仅利用重力是不可能观察到 沉降过程的。
因为颗粒越小沉降越慢,而扩散现象则越严重。
所以需要利用离心机 产生强大的离心力,才干迫使这些微粒克服扩散产生沉降运动。
离心就是利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力,加快液体中颗粒的沉降速 度,把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。
离心机的种类比较多如离心压缩机,离心脱水,旋风分离,离心泵,基本原理都是牛二的 惯性定律,通过能量(电能,蒸汽能)转换,获得工艺物流的动能.楼主说的离心机指的是 离心式压缩机?管式离心机具有一个细长而高速旋转的转鼓。
加长转鼓长度的目的在于增加物料在转鼓内的 停留时间。
这种离心机分两种, 一种是GF 型,用于处理乳浊液而进行液一液分离操作,另 一种是GQ 型,用于处理悬浮液而进行液一固分离的澄清操作。
用于液一液分离操作是连续 的.而用干澄清操作是间歇的。
澄清操作时沉积在转鼓壁上的沉渣由人工排除。
CovetLightphase lou id3-wingacceleratorFrameHeavy phase liquid Bowl结构与工作原理轻液相 light liquid outlet固相一 sludgeGF 型 Type CF液体分离型 Separating type(轻液一重液一固体)light liquid —heavy liquid — sludge重液相 heavy liquid outlet分离机由机身,传动系统,转鼓,集液盘,进液轴承座等组成。
2、3离心现象及其应用梁永旺【教材分析】教材首先分析了离心现象发生的条件和离心运动的定义,接着从生产、生活的实际问题中说明离心运动的应用和危害,充分体现了学以致用的思想.做匀速圆周运动的物体,在合外力突然消失或者合外力不足以提供所需的向心力时,将做逐渐远离圆心的运动,此种运动叫“离心运动”。
在半径不变时物体做圆周运动所需的向心力是与角速度的平方(或线速度的平方)成正比的.若物体的角速度增加了,而向心力没有相应地增大,物体到圆心的距离就不能维持不变,而要逐渐增大使物体沿螺线远离圆心.若物体所受的向心力突然消失,则将沿着切线方向远离圆心而去.人们利用离心运动原理制成的机械,称为离心机械.例如离心分液器、离心加速器、离心式水泵、离心球磨机等都是利用离心运动的原理.当然离心运动也是有害的,应设法防止。
例如砂轮的转速若超过规定的最大转速,砂轮的各部分将因离心运动而破碎.又如火车转弯时,若速度太大会因倾斜的路面和铁轨提供给它的向心力不足以维持它做圆周运动,就会因离心运动而造成出轨事故.学习离心运动的概念时.通过充分讨论.让学生明确几点:第一,做圆周运动的物体.一旦失去向心力或向心力不足,都不能再满足把物体约束在原来的圆周上运动的条件.这时会出现物体远离圆心而去的现象.第二,可补充加上提供的向心力F大于物体所需的向心力mrω2时,F> mrω2,表现为向心的趋势(离圆心越来越近).这对学生全面理解“外力必须等于mrω2时;物体才可做匀速圆周运动”有好处.第三,离心运动是物体具有惯性的表现.而不是物体受到“离心力”作用的结果.有些学生可能提出,“离心力”的问题.教师可以说明那是在另一参考系(非惯性系)中引入的概念,在中学阶段不予研究.关于离心运动的应用和防止.可引导同学讨论完成.【学情分析】1、学生基本知识掌握不足,需要尽量简单化教学;因学习成绩不好,需能吸引住他们的事物来促使学生认真听课。
2、学生处于高中阶段,对传统的授课方式不感冒,需要新奇有吸引的事物来激发学习兴趣。
Chapter 3 酶的分离与纯化我们要研究或使用一种酶,首先要采用相关方法先得到它,因此酶的分离与纯化是酶的生产、应用及酶学性质研究的基础。
Section 1 酶制剂的制备过程一个完整的酶制剂制备方案应该包括:酶活力测定体系的建立、材料的选择、材料的预处理、酶的酶学性质初步研究、酶的分离与纯化、酶制剂的保存。
一、材料的选择注意把握植物的季节性、微生物的生长期(对数生长期)和动物的生理状态等。
二、材料的预处理(一)细胞破碎上节课我们提到根据酶的分布,可将酶分为胞内酶和胞外酶。
若是胞外酶,就不存在细胞破碎的问题,但是胞外酶的种类很少,绝大多数酶都属于胞内酶。
要想获得胞内酶,就得先进行细胞破碎,使酶从细胞内释放出来,这样才能进一步进行酶的提取和分离纯化。
细胞破碎的方法很多,有机械破碎法、物理破碎法、化学破碎法和酶溶法。
在实际使用时,我们要根据细胞的特性和酶的特性选择适宜的方法,有时也可以联合采用2种或2种以上的方法,以达到细胞破碎的效果,而又不影响酶的活性。
1、机械破碎法按照所用破碎机械的不同,又可以分为捣碎法、研磨法和匀浆法。
(1)捣碎法:常用于动物内脏、植物叶芽等比较脆嫩的组织细胞的破碎,也可以用于微生物,特别是细菌的细胞破碎。
(2)研磨法:常用于微生物和植物组织细胞的破碎。
(3)匀浆法:常用于破碎易于分散、比较柔软、颗粒细小的组织细胞。
大块的组织或者细胞团需要先用组织捣碎机或研磨器械捣碎分散后才能进行匀浆。
2、物理破碎法根据物理力的不同,可分为冻融法、渗透压法和超声波破碎法。
(1)冻融法:适用于易于破碎的细胞,如革兰氏阴性菌。
如将-20℃冷冻的细胞突然放进沸水浴中,或沸水浴中的热细胞突然放进-70℃冷冻,这样都可以使细胞破坏。
但是,在酶的提取时,要注意不能在过高的温度下操作,以免引起酶的变性失活。
(2)渗透压法:适用于易于破碎的细胞,如动物细胞或革兰氏阴性菌。
使用时,先将细胞分离出来,悬浮在高渗透压的溶液中,平衡一段时间后,将细胞迅速转入低渗透压的蒸馏水或缓冲溶液中,由于渗透压的作用而使细胞破碎。
第三章 非均相物系的分离和固体流态化3. 在底面积为40m ²的除尘室内回收气体中的球形固体颗粒。
气体的处理量为3600m ³/h , 固体的密度ρs=3600kg/m ³,操作条件下气体的密度ρ=1.06kg/m ³,粘度为3.4×10-5Pa •s 。
试求理论上完全除去的最小颗粒直径。
解:理论上完全除去的最小颗粒直径与沉降速度有关。
需根据沉降速度求。
1)沉降速度可根据生产能力计算u t = V s /A= (3600/3600)/40 = 0.025m/s (注意单位换算)2)根据沉降速度计算理论上完全除去的最小颗粒直径。
沉降速度的计算公式与沉降雷诺数有关。
(参考教材P148)。
假设气体流处在滞流区则可以按 u t = d 2(ρs - ρ)g/18μ进行计算 ∴ d min 2= 18μ/(ρs - ρ)g ·u t可以得到 d min = 0.175×10-4m=17.5 m μ3)核算Re t = d min u t ρ/μ< 1 , 符合假设的滞流区∴能完全除去的颗粒的最小直径 d = 0.175×10-4 m = 17.5 μm5. 含尘气体中尘粒的密度为2300kg/m ³,气体流量为1000m ³/h ,粘度为3.6×10-5Pa •s 密度为0.674kg/m ³,采用如图3-8所示的标准型旋风分离器进行除尘。
若分离器圆筒直径为0.4m ,试估算其临界直径,分割粒径及压强降。
解:P158图3-7可知,对标准旋风分离器有: Ne = 5 ,ξ= 8.0 B = D/4 ,h = D/2 (1) 临界直径根据d c = [9μB/(πNe ρs u i )]1/2 计算颗粒的临界直径 其中:μ=3.6×10-5Pa •s ;B = D/4=0.1m ;Ne = 5;ρs =2300kg/m ³;sm DV D D V BhV u s s s i /89.138242====将以上各参数代入,可得d c = [9μB/(πNe ρs u i )]1/2 = [9×3.6×10×0.25×0.4/(3.14×5×2300×13.89)]1/2 = 8.04×10-6 m = 8.04 μm (2)分割粒径根据 d 50 = 0.27[μD/u t (ρs - ρ)]1/2计算颗粒的分割粒径 ∴ d 50 = 0.27[3.6×10-5×0.4/(13.889×2300)]1/2= 0.00573×10-3m = 5.73μm(3)压强降根据△P = ξ·ρui2/2 计算压强降∴△P = 8.0×0.674×13.8892/2 = 520 Pa7、实验室用一片过滤面积为0.1m2的滤叶对某种颗粒在水中的悬浮液进行实验,滤叶内部真空读为500mmHg,过滤5min的滤液1L,又过滤5min的滤液0.6L,若再过滤5min 得滤液多少?已知:恒压过滤,△P =500mmHg ,A=0.1m,θ1=5min时,V1=1L;θ2=5min+5min=10min时,V2=1L+0.6L=1.6L求:△θ3=5min时,△V3=?解:分析:此题关键是要得到虚拟滤液体积,这就需要充分利用已知条件,列方程求解思路:V2 + 2VVe= KA2θ(式中V和θ是累计滤液体积和累计过滤时间),要求△V3,需求θ3=15min时的累计滤液体积 V3=?则需先求Ve和K。