3.非均相物系的分离
- 格式：ppt
- 大小：821.50 KB
- 文档页数：25
下载文档原格式
合集下载
非均相物系的分离
整理可得到球形颗粒在相应各区的沉降速度公式，即
第一节 沉 降 分 离
式（3-11）、式（3-12）及式（3-13）分别称为斯托克斯公式、 艾仑公式和牛顿公式。球形颗粒在流体中的沉降速度可根据不同流型， 分别选用上述三式进行计算。由于沉降操作中涉及的颗粒直径都较小， 操作通常处于层流区，因此，斯托克斯公式应用较多。计算沉降速度 ut首先要选择相应的计算公式，判断流动类型，因此需先知道Re。然 而，由于ut不知，Re不能预先算出，所以计算ut需采用试差法，即先 假设沉降属于层流区，用斯托克斯计算ut，然后将ut代入式（3-7） 中计算Re，若Re>1，便根据其大小改用相应的公式另行计算ut，所 算出的ut也要核验，直至确认所用的公式适合为止。同理，已知沉降 速度，也可计算沉降颗粒的直径。
容器的壁面和底面会对沉降的颗粒 产生曳力，使颗粒的实际沉降速度低于 自由沉降速度。当容器尺寸远远大于颗 粒尺寸时（如大100倍以上），器壁效 应可以忽略，否则，则应考虑器壁效应 对沉降速度的影响。
第一节 沉 降 分 离
3. 粒形状的影响
同一种固体物质，球形或近球形颗粒比同体积的非球形
颗粒的沉降要快一些。非球形颗粒的形状及其投影面积A均对
第一节 沉 降 分 离
第一节 沉 降 分 离
（三）重力沉降设备
1. 降尘室
降尘室是依靠重力沉降从气流中分离出尘粒的设备。最
常见的降尘室如图3-3所示。
图3-3 降尘室
第一节 沉 降 分 离
含尘气体进入降尘室后，颗粒随气流有一水平向前的运 动速度u，同时，在重力作用下，以沉降速度ut向下沉降。
只要颗粒能够在气体通过降尘室的时候降至室底，便可从气
所以
第一节 沉 降 分 离
非均相物系的分离全课件
非均相物系的分 离全课件
contents
目录
• 非均相物系分离概述 • 非均相物系分离原理 • 非均相物系分离技术及应用 • 非均相物系分离设备 • 非均相物系分离实验与案例分析
01
CATALOGUE
非均相物系分离概述
定义与分类
定义
非均相物系是指由固体颗粒、液体或 气体等不同相态物质组成的混合物。 分离是指将非均相物系中的各相态物 质进行分离、提纯或富集的过程。
萃取设备
总结词
利用两种不相溶溶剂的溶质分配原理，实现溶质由一种溶剂向另一种溶剂转移 的设备。
详细描述
萃取设备包括萃取塔、混合器、分液漏斗和离心萃取器等，适用于处理难以用 一般分离方法分离的混合物。通过选择合适的萃取剂，将目标物质从一种溶剂 转移到另一种溶剂中，达到分离和提纯的目的。
05
CATALOGUE
浮选分离原理
泡沫浮选
利用气泡将目的物质吸附并浮至液面形成泡沫层，从而实现 物质的分离。
沉淀浮选
将目的物质在溶液中先沉淀，再通过浮选的方法将其与其他 物质分离。
萃取分离原理
分配系数
物质在两种不混溶液体中的溶解度之比。
萃取过程
将待分离的物质加入两种不混溶液体的混合物中，经过一定时间后，利用两种液体的密度差异进行分 离。
应用
在石油、化工、制药、食品、环保等领域广泛应用，主 要用于固-液分离。
离心分离技术及应用
离心分离技术
利用离心力场的作用，使不同密度的物 质在离心场中受到不同的离心力，从而 实现物质分离的技术。
VS
应用
在化工、制药、环保、食品等领域广泛应 用，主要用于固-液分离和液-液分离。
浮选分离技术及应用
浮选分离技术
contents
目录
• 非均相物系分离概述 • 非均相物系分离原理 • 非均相物系分离技术及应用 • 非均相物系分离设备 • 非均相物系分离实验与案例分析
01
CATALOGUE
非均相物系分离概述
定义与分类
定义
非均相物系是指由固体颗粒、液体或 气体等不同相态物质组成的混合物。 分离是指将非均相物系中的各相态物 质进行分离、提纯或富集的过程。
萃取设备
总结词
利用两种不相溶溶剂的溶质分配原理，实现溶质由一种溶剂向另一种溶剂转移 的设备。
详细描述
萃取设备包括萃取塔、混合器、分液漏斗和离心萃取器等，适用于处理难以用 一般分离方法分离的混合物。通过选择合适的萃取剂，将目标物质从一种溶剂 转移到另一种溶剂中，达到分离和提纯的目的。
05
CATALOGUE
浮选分离原理
泡沫浮选
利用气泡将目的物质吸附并浮至液面形成泡沫层，从而实现 物质的分离。
沉淀浮选
将目的物质在溶液中先沉淀，再通过浮选的方法将其与其他 物质分离。
萃取分离原理
分配系数
物质在两种不混溶液体中的溶解度之比。
萃取过程
将待分离的物质加入两种不混溶液体的混合物中，经过一定时间后，利用两种液体的密度差异进行分 离。
应用
在石油、化工、制药、食品、环保等领域广泛应用，主 要用于固-液分离。
离心分离技术及应用
离心分离技术
利用离心力场的作用，使不同密度的物 质在离心场中受到不同的离心力，从而 实现物质分离的技术。
VS
应用
在化工、制药、环保、食品等领域广泛应 用，主要用于固-液分离和液-液分离。
浮选分离技术及应用
浮选分离技术
3.1 第三章 非均相系分离
F = ζA d
ρu2
2
对球形颗粒 = A
π
4
d2
∴Fd = ζ ⋅ d 2 ⋅ 4 2
π
ρu2
Fg − Fb − Fd = ma
π
d ρs g − d ρg −ζ d 6 6 4
3 3
π
π
ρu2 2
2
=
π
6
d 3ρsa
(a)
颗粒开始沉降的瞬间，速度 颗粒开始沉降的瞬间，速度u=0，因此阻力 d=0，a→max ，因此阻力F ， 颗粒开始沉降后， 颗粒开始沉降后，u ↑ →Fd ↑；u →ut 时，a=0 。 ； 等速阶段中颗粒相对与流体的运动速度u 称为沉降速度。 等速阶段中颗粒相对与流体的运动速度 t 称为沉降速度。 当a=0时，u=ut，代入（a）式 代入（ ） 时
µ Ret d= ρut
无因次数群K也可以判别流型 无因次数群 也可以判别流型 也可以
d ( ρs − ρ)g ut = 18µ
2
d 3(ρs − ρ)ρg K3 Ret = = 2 18µ 18
当Ret=1时K=2.62，此值即为斯托克斯区的上限 时 ，此值即为斯托克斯区的上限 牛顿定律区的下限K值为 牛顿定律区的下限 值为69.1 值为 试计算直径为95µm， 密度为 例 ： 试计算直径为 ， 密度为3000kg/m3 的固体颗粒 分别在20℃的空气和水中的自由沉降速度。 分别在 ℃的空气和水中的自由沉降速度。 解：1）在20℃水中的沉降。 ） ℃水中的沉降。 用试差法计算 先假设颗粒在滞流区内沉降 ，
Ret = dut ρ 95×10−6 ×9.797 ×10−3 ×998.2
µ
=
1.005×10
化工原理-3非均相物系的分离
滞流离心沉降
02
离心分离因数 ： Kc=(uT2/R)/g Kc值是反映离心分离设备性能的重要指标，一般远大于1，高速离心机K值可达十万以上。
（二）离心沉降设备:旋风分离器 (cyclone separator) 1.结构及工作原理 标准型旋风分离器结构如图。
h =D/2 D1=D/2 B = D/4 H1=2D H2=2D S =D/8 D2=D/4
Newton 公式：
Stokes 公式：
沉降速度的其它影响因素
颗粒浓度：颗粒体积浓度较大时，发生干扰沉降，沉降较慢。
器壁效应：容器壁面、底面处阻力↑→ut↓。
颗粒形状：对非球形颗粒，用到当量直径de，阻力系数与球形度（形状系数）φs 有关,比球形颗粒大，ut减小 。
*
P145 图3-2
01
不同球形度
*
可见，分离条件与沉降面积有关，而与降尘室的高度无关。所以降尘室可设计成扁平形状，或在室内设置多层水平隔板，构成多层降尘室。
颗粒能从气流中分离出来的条件是: θt≤θ 即 VS ≤blut （降尘室的基本公式） VS＝blut所对应的ut为理论上能完全(100%)分离下来的最小颗粒的沉降速度.
单个颗粒
一、颗粒的特性
比表面积a （单位体积颗粒所具有的表面积） a=(πd2)/(πd3/6)=6/d （与颗粒直径成反比）
（1）球形颗粒：直径d
体积当量直径de:与颗粒体积相等的圆球的直径,即令
（2）非球形颗粒
贰
壹
叁
②球形度（或形状系数）φs：反映颗粒形状与球形的差异程度。 φs＝S/Sp
离心沉降:当流体带着颗粒旋转时，若颗粒的密度大于流体的，则颗粒在惯性离心力作用下在径向与流体发生相对运动飞离中心。
02
离心分离因数 ： Kc=(uT2/R)/g Kc值是反映离心分离设备性能的重要指标，一般远大于1，高速离心机K值可达十万以上。
（二）离心沉降设备:旋风分离器 (cyclone separator) 1.结构及工作原理 标准型旋风分离器结构如图。
h =D/2 D1=D/2 B = D/4 H1=2D H2=2D S =D/8 D2=D/4
Newton 公式：
Stokes 公式：
沉降速度的其它影响因素
颗粒浓度：颗粒体积浓度较大时，发生干扰沉降，沉降较慢。
器壁效应：容器壁面、底面处阻力↑→ut↓。
颗粒形状：对非球形颗粒，用到当量直径de，阻力系数与球形度（形状系数）φs 有关,比球形颗粒大，ut减小 。
*
P145 图3-2
01
不同球形度
*
可见，分离条件与沉降面积有关，而与降尘室的高度无关。所以降尘室可设计成扁平形状，或在室内设置多层水平隔板，构成多层降尘室。
颗粒能从气流中分离出来的条件是: θt≤θ 即 VS ≤blut （降尘室的基本公式） VS＝blut所对应的ut为理论上能完全(100%)分离下来的最小颗粒的沉降速度.
单个颗粒
一、颗粒的特性
比表面积a （单位体积颗粒所具有的表面积） a=(πd2)/(πd3/6)=6/d （与颗粒直径成反比）
（1）球形颗粒：直径d
体积当量直径de:与颗粒体积相等的圆球的直径,即令
（2）非球形颗粒
贰
壹
叁
②球形度（或形状系数）φs：反映颗粒形状与球形的差异程度。 φs＝S/Sp
离心沉降:当流体带着颗粒旋转时，若颗粒的密度大于流体的，则颗粒在惯性离心力作用下在径向与流体发生相对运动飞离中心。
第三章 非均相
2.器壁效应
当容器尺寸远远大于颗粒尺寸时，器壁效应可忽略， 否则需加以考虑
3.颗粒形状的影响
同一种固体物质，球形或近球形颗粒比同体积非球形 颗粒的沉降快一些。
沉降速度的计算
试差法
由于在计算出ut之前Ret的大小未知，因此要通过试 差确定应该选取的计算公式。即：先假设沉降属于 某一流型，则可直接选用与该流型相应的沉降速度 公式计算，然后按求出的ut检验Ret值是否在原假设 的流型范围内。
滞流区
d 2 ( s ) g ut 18
ut 0.27 d ( s ) g Re t0.6
过渡区
湍流区
ut 1.74
d ( s ) g
1.颗粒的体积浓度
影响沉降速度的因素
当颗粒的体积浓度小于0.2%时，理论计算值的偏差在1% 以内，当颗粒浓度较高时便发生干扰沉降
（四）离心沉降设备－旋液分离器
旋液分离器也称水力旋流器，其
结构和工作原理均与旋风分离器 类似，用于悬浮液的分离。
（五）离心沉降设备－沉降离心机
沉降离心机是利用机械带动液体旋转， 分离非均相混合物的常用设备。 主要特点：主体设备（转鼓）与混合物 共同共同旋转，通过转速调节，可以大 幅度 改变离心分离因数。 分类： 据操作方式：间歇式、连续式。 据设备主轴的方位：立式、卧式 据卸料方式：人工卸料式、螺旋卸料式、 刮刀卸料式。
球形颗粒的自由沉降
将表面光滑的刚性球形颗粒置于静止的流体介 质中，若颗粒的密度大于流体的密度，则颗粒 将在流体中降落 根据牛顿第二运动定律，颗粒所受三个力的合 力应等于颗粒的质量与加速度的乘积，即 Fg-Fb-Fd= ma
du d ( s ) g d ( ) d s 或 6 4 2 6 d
化工原理教案03非均相物系的分离
第三章 非均相物系的分离第一节 概 述一、 化工生产中常遇到的混合物可分为两大类：第一类是均相物系—如混合气体、溶液，特征：物系内各处性质相同，无分界面。
须用吸收、蒸馏等方法分离。
第二类是非均相体系— 1．液态非均相物系固体颗粒与液体构成的悬浮液； 不互溶液体构成的乳浊液；2．气态非均相物系固体颗粒（或液体雾滴）与气体构成的含尘气体（或含雾气体）； 气泡与液体所组成的泡沫液等。
特征：物系内有相间的界面，界面两侧的物性截然不同。
（1）分散相：往往是液滴、雾滴、气泡，固体颗粒，µm 。
（2）连续相：连续相若为气体，则为气相非均相物系。
连续相若为液体，则为液相非均相物系。
二、 非均相物系分离的目的：1）净制参与工艺过程的原料气或原料液。
2）回收母液中的固体成品或半成品。
3）分离生产中的废气和废液中所含的有害物质。
4）回收烟道气中的固体燃料及回收反应气中的固体触媒等。
总之：以满足工艺要求，提高产品质量，改善劳动条件，保护环境，节约能源及提高经济效益。
常用分离方法：1）重力沉降：微粒借本身的重力在介质中沉降而获得分离。
2）离心分离：利用微粒所受离心力的作用将其从介质中分离。
亦称离心沉降。
此法适用于较细的微粒悬浮体系。
3）过滤：使悬浮体系通过过滤介质，将微粒截留在过滤介质上而获得分离。
4）湿法净制：使气相中含有的微粒与水充分接触而将微粒除去。
5）电除尘：使悬浮在气相中的微粒在高压电场内沉降。
本章主要讨论：利用机械方法分离非均相物系，按其涉及的流动方式不同，可大致分为沉降和过滤两种操作方式。
三、 颗粒和流体相对运动时所受到的阻力 流体以一定的速度绕过静止颗粒时或者固体颗粒在静止流体中移动时 流体对颗粒的作用力——ye 力F d22u AF d ρξ= [N]式中，A —颗粒在运动方向上的投影，πd p 2u —相对运动速度ξ—阻力系数， ξ=Φ（Re ）=Φ（d p u ρ/μ）层流区：Re <2， ξ=24/Re ──Stokes 区过渡区：Re=2—500， Re 10=ξ ──Allen 区 湍流区：Re=500--2⨯105， ξ≌0.44 ──Newton 区第二节 重力沉降一、球形颗粒的自由沉降自由沉降──对于单一颗粒在流体中的沉降或者颗粒群充分地分散、颗粒间互不影响，不致引起相互碰撞的沉降过程。
常见非均相物系的分离
常见非均相物系的分离非均相物系是指由两种或两种以上物质组成的混合物，不同物质之间具有明显的物理和/或化学性质差异。
在很多情况下，需要将非均相物系进行分离，以便单独利用或处理每种物质。
下面是常见的非均相物系分离方法。
1. 溶液蒸馏法溶液蒸馏法是将一个液体从另一个液体中分离出来的一种方法。
它利用了两种液体在不同温度下的沸点差异。
将混合液体加热到其中一种液体的沸点，这种液体汽化，经过冷凝后分离出来。
例如，水和酒精的混合物可以用溶液蒸馏法分离成单独的水和酒精。
2. 磁性分离法磁性分离法是一种利用物质磁性差异进行分离的方法。
这种方法通常适用于含有磁性物质和非磁性物质的混合物。
通过加磁场，磁性物质会被吸附到磁性物质收集器中，而非磁性物质则会保留在原始混合物中。
例如，铁粉可以用磁性分离法从混合物中分离出来。
3. 过滤法过滤法是将一个物质从另一个物质中分离出来的一种方法，适用于固体和液体的混合物。
该方法利用了物质间的粒度差异。
将混合物过滤，固体颗粒被滤出，而液体则通过筛网留在容器中。
例如，沉积在水中的泥土、砂和碎石可以通过过滤法分离。
4. 蒸发结晶法蒸发结晶法是将溶解在溶液中的固体物质分离出来的一种方法。
通过控制温度和压力来使溶液蒸发并结晶，溶解物会被分离出来。
例如，从海水中提取盐分就是利用蒸发结晶法实现的。
5. 萃取法萃取法是一种利用溶剂对混合物进行分离的方法。
尽管在分离混合物时溶剂的选择很重要，但萃取法的基本步骤是将萃取剂与混合物混合，使其中一种物质溶解在萃取剂中，另一种物质留在原混合物中。
例如，从生物体中提取化合物通常需要利用萃取法。
6. 离心法离心法是一种利用离心机对液体混合物进行分离的方法。
该方法依靠液体中不同物质之间的密度差异。
将混合物放入离心机中，并在高速旋转下，物质会向不同方向移动。
例如，从牛奶中分离脂肪可以使用离心法。
7. 气体吸附法气体吸附法是一种将气态物质从混合物中分离出来的方法。
这种方法利用了不同气体之间的吸附性差异。
化工原理第3章 非均相物系的分离
第2节
离心沉降
离心沉降速度
仿照重力沉降速度的推导方法，可得到颗粒在径向 上相对于流体的运动速度
ur
2 4d s uT
3 R
ut2 R
是离心场的离心加速度。
离心沉降速度
如果是层流
则离心沉降速度为
而重力沉降速度是：
离心加速度与重力加速度之比叫离心分离因数， 用 kc表示。它是离心分离设备的重要性能指标。其 定义式为
自由沉降速度
ut
4d s g 3
Fg>Fb
速度u 加速度a
颗粒向下运动
F
b
阻力Fd a=0，恒速运动
Fd
Fg
加速运动：减加速运动，忽略； 等速阶段：沉降速度ut（恒速）
根据牛顿第二运动定律，颗粒所受三个力的合 力应等于颗粒的质量与加速度的乘积，即
Fg-Fb-Fd= ma
第3章 非均相物系的分离
第1节
重力沉降
非均相混合物的特点是体系内包含一个以上的相，相界 面两侧物质的性质完全不同，如由固体颗粒与液体构成的悬 浮液、由固体颗粒与气体构成的含尘气体等。这类混合物的 分离就是将不同的相分开，通常采用机械的方法。
沉降：悬浮在流体中的固体颗粒借助于外场作用力产生定向 运动，从而实现与流体相分离，或者使颗粒相增稠、流体相 澄清的一类操作。
过滤设备
非洗涤板 悬浮液
洗涤板
非洗涤板
滤液 板 框 板 框 板
过滤操作：过滤阶段悬浮液从通道进入滤框，滤液在压力下 穿过滤框两边的滤布、沿滤布与滤板凹凸表面之间形成的沟 道流下，既可单独由每块滤板上设置的出液旋塞排出，称为 明流式；也可汇总后排出，称为暗
第3节
过滤
《化工原理》第3章 非均相物系的分离
图3-14 外滤式转筒真空过滤机操作简图
20
第3章 非均相物系的分离
图3-15表示分配头的结构。此分配头由一随转鼓转动的 转动盘和一固定盘所组成。
1.转动盘 2.固定盘 3.与真空管路相通的孔隙 4.与洗涤液贮槽相通的孔隙 5、6.与压缩空气管路相通的孔隙 7.转动盘上的小孔 图3-15 分配头
21
图3-17 气体在旋风分离器中的运动情况
25
第3章 非均相物系的分离
2.旋液分离器 旋液分离器是一种利用 离心力的作用分离悬浮液的 设备。其结构和原理和旋风 分离器相似。如图3-18所示， 设备主体是由圆筒和圆锥两 部分构成。
1.悬浮液入口管 2.圆筒 3.锥形筒 4.底流出口 5.中心溢流管 6.溢流出口管 图3-18 旋液分离器
我们从过滤速率式出发，求出过滤的推动力和阻力，然后 对上式进行积分即可得到滤液量V与过滤时间τ之间的关 系，即过滤基本方程式。
13
第3章 非均相物系的分离
2.恒压过滤方程式 过滤操作可以在恒压、恒速，先恒速后恒压等不同条件 下进行，其中恒压过滤是最常见的过滤方式。连续过滤机上 进行的过滤都是恒压过滤，间歇过滤机上进行的过滤也多为 恒压过滤，因此，我们重点讨论恒压过滤方程式。 恒压过滤时滤液体积与 过滤时间的关系为一抛物线 方程，如图3-8所示。
第3章 非均相物系的分离
3.1 概述 3.2 重力沉降 3.3 过滤 3.4 离心分离
第3章 非均相物系的分离
3.1 概述
在化工生产中，经常遇到混合物的分离过程。混合物可 分为两大类，即均相混合物（或均相物系）和非均相混合物 （或非均相物系）。 若物系内各处组成均匀且不存在相界面，则称为均相混 合物（或均相物系）。如溶液及混合气体都属于均相物系。 均相物系的分离可采用蒸发、精馏、吸收等方法。若物系内 有相界面存在且界面两侧的物质的性质截然不同，这类物系 称为非均相混合物（或非均相物系）。如含尘气体和含雾气 体属于气态非均相物系；悬浮液、乳浊液、泡沫液等属于液 态非均相物系。
20
第3章 非均相物系的分离
图3-15表示分配头的结构。此分配头由一随转鼓转动的 转动盘和一固定盘所组成。
1.转动盘 2.固定盘 3.与真空管路相通的孔隙 4.与洗涤液贮槽相通的孔隙 5、6.与压缩空气管路相通的孔隙 7.转动盘上的小孔 图3-15 分配头
21
图3-17 气体在旋风分离器中的运动情况
25
第3章 非均相物系的分离
2.旋液分离器 旋液分离器是一种利用 离心力的作用分离悬浮液的 设备。其结构和原理和旋风 分离器相似。如图3-18所示， 设备主体是由圆筒和圆锥两 部分构成。
1.悬浮液入口管 2.圆筒 3.锥形筒 4.底流出口 5.中心溢流管 6.溢流出口管 图3-18 旋液分离器
我们从过滤速率式出发，求出过滤的推动力和阻力，然后 对上式进行积分即可得到滤液量V与过滤时间τ之间的关 系，即过滤基本方程式。
13
第3章 非均相物系的分离
2.恒压过滤方程式 过滤操作可以在恒压、恒速，先恒速后恒压等不同条件 下进行，其中恒压过滤是最常见的过滤方式。连续过滤机上 进行的过滤都是恒压过滤，间歇过滤机上进行的过滤也多为 恒压过滤，因此，我们重点讨论恒压过滤方程式。 恒压过滤时滤液体积与 过滤时间的关系为一抛物线 方程，如图3-8所示。
第3章 非均相物系的分离
3.1 概述 3.2 重力沉降 3.3 过滤 3.4 离心分离
第3章 非均相物系的分离
3.1 概述
在化工生产中，经常遇到混合物的分离过程。混合物可 分为两大类，即均相混合物（或均相物系）和非均相混合物 （或非均相物系）。 若物系内各处组成均匀且不存在相界面，则称为均相混 合物（或均相物系）。如溶液及混合气体都属于均相物系。 均相物系的分离可采用蒸发、精馏、吸收等方法。若物系内 有相界面存在且界面两侧的物质的性质截然不同，这类物系 称为非均相混合物（或非均相物系）。如含尘气体和含雾气 体属于气态非均相物系；悬浮液、乳浊液、泡沫液等属于液 态非均相物系。
非均相物系的分离
实验数据处理
采用Δ/Δq代替d/dq，在过滤面积一定时，记录 下时间和累计的滤液量V，并由此计算一系列q值，
饼则被压紧，使单位厚度滤饼的流动阻力增大，此类滤饼称 为可压缩滤饼。
助滤剂：对于可压缩滤饼，为了使过滤顺利进行，可以将
质地坚硬而能形成疏松滤饼的另一种固体颗粒混入悬浮液或 预涂于过滤介质上，以形成疏松饼层，使得滤液畅流，该种 颗粒状物质就称为助滤剂。
助滤剂的基本要求：
1、能形成多孔饼层的刚性颗粒，使滤饼有良好的渗透性及 较低的流体阻力。 2、具有化学稳定性。
k
1
r'v
r'rp1s
5a2(1)2
r
3
七、过滤常数的测定
测定时采用恒压试验，恒压过滤方程为：
(q+qe )2=K (+e ) d/dt
微分上式得 2(q+qe )dq=Kd
d
dq
2 q K
2 Kqe
2qe/K
q
上式表明：d/dq与q成直线关系，直线斜率为2/K，截距为2qe/K
➢由斜率=2/K，求出K; ➢由截距=2qe/K ，求出qe； ➢由q2+2qqe=K， =0，q=0，求出e= qe2/K。
➢ 所以，在滤饼过滤时真正起过滤作用的是滤饼本 身，而非过滤介质。
架桥现象
注意：所选过滤介质的孔道尺寸一定要使“架桥现象”能够
过发生。
饼层过滤适于处理固体含量较高的悬浮液。
2.2 深层过滤(deep bed filtration)：深床过滤
➢特点：颗粒(粒子)沉积于介质内部。
➢过滤对象：悬浮液中的固体颗粒小而少。
➢比阻反映了颗粒特性(形状、尺寸及床层空隙率)对滤液流 动的影响；
【学习】第三章非均相物系的分离
d
ut
① 层流区或斯托克斯区（104 Ret 1)
24 R et
② 过渡区或艾伦区（1Ret 103)
18.5 R e t 0.6
③ 湍流区或牛顿区（ 103Ret 2105) 0.44
整理课件
（1）层流区： ut
gd2(s ) 18
（非常重要） 称斯托克斯公式
（2）过渡区：
ut
0.2
u t d s 2 (1 s 8 )g ( 3 1 0 6 1 ) 0 2 1 ( 8 2 .8 6 1 6 1 .5 1 0 0 ) 6 0 9 .8 5 0 1 .0m 6 /s8
校核 R e td su t 3 0 1 0 1 6 . 8 6 0 .0 1 整6 0 理8 5 课5 件1 .1 6 5 0 .1 3 1
例 3-1 已 知 固 体 颗 粒 的 密 度 为 2600kg/m3 ， 大 气 压 强 为 1.013×105Pa，试求直径为30μm的球形颗粒在30℃大气中的自 由沉降速度。解 由附录查取，30℃，1atm下空气的物性参数
密度 ρ=1.165kg/m3；粘度 μ=1.86×10-5Pa·s
假设沉降处于层流区
2）压力降
气体通过旋风分离器而引起的磨擦损失
称为气体通过旋风分离器的压力降。
整理课件
Pf
ui2
2
3）分离效率
旋风分离器的分离效率有两种表示方法，
一是总效率，以ηo表示；二是粒级效率， 以ηi表示。P157 总效率是指进入旋风分离器的全部颗粒中
被分离下来的颗粒的质量分率
粒级效率是指进入旋风分离器的直径为di 的颗粒被分离下来的颗粒的质量分率
当Fc、Fb、Fd三力达到平衡，有
d3
第三章 非均相物系分离
B B
含尘气体
用途：适用于含颗粒浓度为 0.01 ～ 500g/m3、粒度不小于5μm的气体净 化与颗粒回收操作，尤其是各种气固流态化装置的尾气处理。
排尘
结构和工作原理：含尘气体以较高的线速度切向进入器内， 在外筒与排气管之间形成旋转向下的外螺旋流场，到达锥底 后以相同的旋向折转向上形成内螺旋流场直至达到上部排气 管流出。颗粒在内、外旋转流场中均会受离心力作用向器壁 方向抛出，在重力作用下沿壁面下落到排灰口被排出。
2 gd p ( p )
18ut 0.153Pa s
9.81 (1.25103 ) 2 (7900 880) 18 0.039
校核雷诺数 R ep 上述计算有效
d put
1.25103 0.039 880 0.28 2 0.153
三、重力沉降设备－降尘室 降尘室：分离含尘气体中颗粒的重力沉降设备。
2 P
比表面积：单位体积颗粒所具有的表面积
S 6 a V dP
2、非球形颗粒
（1）当量直径 A：体积当量直径 B：面积当量直径：
d ev
3
6V
S
d es
C：比表面当量直径： d 6 6 ea a S /V （2）形状因数 常用球形度 Ψ 表示，即与颗粒等体积的一个球的表面积 与颗粒的表面积之比 2 2 d ev d ev 2 2 d es d es
CD为阻力系数，与颗粒的雷诺数Rep有关。对球形颗粒 24 d p u A：Rep＜2，层流区 Rep 此时 CD Rep 2 gd p ( p ) 由此推出 u －斯托克斯公式 t 18
适用范围10－4＜Rep＜2
非均相物系分离
基本概念
❖ 非均相物系是指物系中存在着两相或更多相的混合 物，如含尘气体、悬浮液等。
❖ 分散相或称分散物质：以微细的分散状态存在，如 含尘气体中的尘粒，悬浮液中的固粒。
❖ 连续相或称分散介质，包围在分散物质各个粒子的 周围，如含尘气体中的气体，悬浮液中的液体。
❖ 根据连续相的物理状态，将非均相物系分为气态非 均相物系和液态非均相物系。含尘气体与含雾气体 属于气态非均相物系，而悬浮液、乳浊液以及含有 气泡的液体，即泡沫液，则属于液态非均相物系。
❖ 1.离心沉降速度 ❖ 当固体颗粒随着流体一起快速旋转时，如果颗粒
的密度大于流体的密度，离心力会使颗粒穿过运 动的流体而甩出，沿径向方向沉降。此时颗粒在 径向上受到三个力的作用，即从旋转中心指向外 周的离心力、沿半径指向旋转中心的向心力（相 当于重力场中的浮力）和与颗粒运动方向相反， 沿半径指向旋转中心的阻力。 ❖ 同重力沉降相似，当颗粒在径向沉降方向上，所 受上述三力达平衡时，颗粒则作等速运动，此时 颗粒在径向上相对于流体的速度便是颗粒在此位 置上的离心沉降速度。
流量，m3／s（又称降尘室的生产能力）。
❖ 气体通过降尘室的时间θ为
l
u
❖ 颗粒沉降至室底所需要的时间为
t
H ut
❖ 颗粒能除去的条件为 θ≥θt
即
≥
l （3-8）HΒιβλιοθήκη uut❖又
u （bqH3v-9）
❖ 将式(3-9)代入式(3-8)并整理可得
qv≤blut
（3-10）
❖ 降尘室的生产能力仅与其沉降面积bl及颗粒的沉 降速度ut有关,而与降尘室的高度无关,故降尘室以 取扁平的几何形状为佳，可将降尘室作成多层，
❖ 设颗粒是表面光滑的球形；沉降的颗粒相 距较远，互不干扰；容器壁对颗粒的阻滞 作用可以忽略，此时容器的尺寸应远远大 于颗粒的尺寸；颗粒直径不能过分细微，。 根据三个力达平衡时其代数和等于零，可 导出重力沉降速度的计算式为
❖ 非均相物系是指物系中存在着两相或更多相的混合 物，如含尘气体、悬浮液等。
❖ 分散相或称分散物质：以微细的分散状态存在，如 含尘气体中的尘粒，悬浮液中的固粒。
❖ 连续相或称分散介质，包围在分散物质各个粒子的 周围，如含尘气体中的气体，悬浮液中的液体。
❖ 根据连续相的物理状态，将非均相物系分为气态非 均相物系和液态非均相物系。含尘气体与含雾气体 属于气态非均相物系，而悬浮液、乳浊液以及含有 气泡的液体，即泡沫液，则属于液态非均相物系。
❖ 1.离心沉降速度 ❖ 当固体颗粒随着流体一起快速旋转时，如果颗粒
的密度大于流体的密度，离心力会使颗粒穿过运 动的流体而甩出，沿径向方向沉降。此时颗粒在 径向上受到三个力的作用，即从旋转中心指向外 周的离心力、沿半径指向旋转中心的向心力（相 当于重力场中的浮力）和与颗粒运动方向相反， 沿半径指向旋转中心的阻力。 ❖ 同重力沉降相似，当颗粒在径向沉降方向上，所 受上述三力达平衡时，颗粒则作等速运动，此时 颗粒在径向上相对于流体的速度便是颗粒在此位 置上的离心沉降速度。
流量，m3／s（又称降尘室的生产能力）。
❖ 气体通过降尘室的时间θ为
l
u
❖ 颗粒沉降至室底所需要的时间为
t
H ut
❖ 颗粒能除去的条件为 θ≥θt
即
≥
l （3-8）HΒιβλιοθήκη uut❖又
u （bqH3v-9）
❖ 将式(3-9)代入式(3-8)并整理可得
qv≤blut
（3-10）
❖ 降尘室的生产能力仅与其沉降面积bl及颗粒的沉 降速度ut有关,而与降尘室的高度无关,故降尘室以 取扁平的几何形状为佳，可将降尘室作成多层，
❖ 设颗粒是表面光滑的球形；沉降的颗粒相 距较远，互不干扰；容器壁对颗粒的阻滞 作用可以忽略，此时容器的尺寸应远远大 于颗粒的尺寸；颗粒直径不能过分细微，。 根据三个力达平衡时其代数和等于零，可 导出重力沉降速度的计算式为
第三章非均相物系分离
s
与实际颗粒体积相等的 球形颗粒的表面积 实际颗粒的表面积
(3-3)
非球形颗粒的雷诺数在用式（3-2）计算时，应以实际颗粒的当量直径 （即与实际颗粒具有相同体积的球形颗粒直径）计算：
de
3
6V p
(3-4)
式中 Vp为颗粒的体积，m3。 如图3-2所示，为实验测定的不同球形度系数颗粒的阻力系数与雷诺 数关系曲线。
假设成立。所以，为使石英粒子能全部被水流带出以获得纯方铅矿 粒，上升水流速度应不小于0.1032m/s。 (2)所得的纯方铅矿粒中尺寸最小者应是其沉降速度恰好等于0.1032m/s的 粒子。根据以上求解可知，其沉降一定处于过渡区。由阿伦定律有：
u t 1.4 0.4 0.6 d p 0.153 g ( p )
第一节 重力沉降及设备
重力沉降是利用分散相与连续相所受地心引力的差异使分散相与连 续相发生相对运动，从而使非均相物系得以分离的操作。
根据颗粒在重力沉降过程中是否受到流体和其它粒子的影响，可将沉 降过程分为自由沉降和干扰沉降。对颗粒在沉降过程中不受流体和其它粒 子影响的沉降过程，称为自由沉降，反之则称为干扰沉降。自由沉降是一 种理想的沉降状态，实际沉降几乎都是干扰沉降。但由于自由沉降的影响 因素少，研究相对简单，故对重力沉降的探讨常从自由沉降入手。
一、自由沉降
综合颗粒在沉降过程中可能出现的干扰情况，自由沉降应满足下述 条件： 1、分散相颗粒为表面光洁度、颗粒直径和密度同一的球形颗粒，不会 因颗粒沉降速度的差异引起撞击干扰。 2、物系中分散相颗粒的浓度较稀，沉降过程中不会发生颗粒与颗粒间 的碰撞干扰。 3、沉降设备的尺寸相对较大，器壁对颗粒的沉降无吸附和阻滞干扰。 4、连续相的流动稳定、低速，连续相的流动对颗粒的沉降无干扰。 在满足上述条件的基础上，颗粒的沉降可视为自由沉降。
与实际颗粒体积相等的 球形颗粒的表面积 实际颗粒的表面积
(3-3)
非球形颗粒的雷诺数在用式（3-2）计算时，应以实际颗粒的当量直径 （即与实际颗粒具有相同体积的球形颗粒直径）计算：
de
3
6V p
(3-4)
式中 Vp为颗粒的体积，m3。 如图3-2所示，为实验测定的不同球形度系数颗粒的阻力系数与雷诺 数关系曲线。
假设成立。所以，为使石英粒子能全部被水流带出以获得纯方铅矿 粒，上升水流速度应不小于0.1032m/s。 (2)所得的纯方铅矿粒中尺寸最小者应是其沉降速度恰好等于0.1032m/s的 粒子。根据以上求解可知，其沉降一定处于过渡区。由阿伦定律有：
u t 1.4 0.4 0.6 d p 0.153 g ( p )
第一节 重力沉降及设备
重力沉降是利用分散相与连续相所受地心引力的差异使分散相与连 续相发生相对运动，从而使非均相物系得以分离的操作。
根据颗粒在重力沉降过程中是否受到流体和其它粒子的影响，可将沉 降过程分为自由沉降和干扰沉降。对颗粒在沉降过程中不受流体和其它粒 子影响的沉降过程，称为自由沉降，反之则称为干扰沉降。自由沉降是一 种理想的沉降状态，实际沉降几乎都是干扰沉降。但由于自由沉降的影响 因素少，研究相对简单，故对重力沉降的探讨常从自由沉降入手。
一、自由沉降
综合颗粒在沉降过程中可能出现的干扰情况，自由沉降应满足下述 条件： 1、分散相颗粒为表面光洁度、颗粒直径和密度同一的球形颗粒，不会 因颗粒沉降速度的差异引起撞击干扰。 2、物系中分散相颗粒的浓度较稀，沉降过程中不会发生颗粒与颗粒间 的碰撞干扰。 3、沉降设备的尺寸相对较大，器壁对颗粒的沉降无吸附和阻滞干扰。 4、连续相的流动稳定、低速，连续相的流动对颗粒的沉降无干扰。 在满足上述条件的基础上，颗粒的沉降可视为自由沉降。
化工原理第三章非均相物系的分离ppt课件
6 ds
精选ppt
5
2）非球形颗粒
(1) 描述颗粒形状
球形颗粒 非球形颗粒
① 颗粒的形状系数（球形度φ）
球 形 度 与 颗 粒 等 体 颗 积 粒 的 的 球 表 形 面 颗 积 粒 的 表 面 积
公式表示 ： As A
1
表明：颗粒形状接近于球形的程度；φ↑，则颗粒
越接近于球形。球形颗粒：
1
精选ppt
ai — ………………………比表面积；
dai —混合颗粒中各种尺寸颗粒的等比
表面积当量直径。
精选ppt
13
3.2 沉 降
目的：流体与固体颗粒分离
原理：利用颗粒与流体之间的密度差，
将固体颗粒从流体中分离出来。
常用方法：
(1) 重力沉降(分离较大的颗粒），例：选矿
(2) 离心沉降 (分离尺寸小的颗粒），例：气体
• 对于非球形颗粒物，这种关非常复杂。
精选ppt
15
对于球形颗粒，流体阻力的计算方程：
牛顿阻力公式：
FD
d42
u02
2
FD
CDAP
u2
2
颗粒的投影面积
:阻力系数，通过因次分析法得知，ξ值是颗粒
与流体相对运动时的雷诺数的函数。
f(Roe)
Re0
duo
颗粒的雷诺数
精选ppt
16
层流区
过渡区
3. 非均相物系分离的目的
1）、回收分散物质，如从母液中分离出晶粒 （如海盐生产） ；从催化反应器出来的气体， 常带有催化剂颗粒，必须把这些有价值的颗粒 回收利用。
2）、劳动保护和环境卫生，对三废：废气、废 液、废渣的处理（环保），非均相物系分离的 目的是除害收益。
食工原理-第3章非均相物系分离
说明：
①由BC段减小流体速度，压降返回线B’－A’，有
明显转折，且△PAB＜△PA’B’ ；
②ΔP = 单位床层横截面积内固体颗粒的表观重量
（重量-浮力），与速度无关，为定值；
③流化床操作范围：
临界流化速度 umf ＜u＜带出速度ut；
④可由ΔP 数值的变化了解床层是否流化，稳定性
和正常性：
P恒定：流化正常 PP低 波于 动正 剧常 烈值 ：节：涌沟流（聚式流化）
r'L Le
dV d
A P r'Ps (L Le )
A P(1s)
r' L Le
定义饼液比：C＝滤饼体积/滤液体积 V， m3饼/m3液
滤饼体积 CV AL
则：
介质当量滤饼体积 CVe ALe
dV A P1s
A P1s
m2 s m2
物义： 当粘度为1Pa·s的滤液以1m3/(m2 ·s)的过滤
速度通过厚度为1m的滤饼层的压力损失。
说明： 滤饼不可压缩： r = f（滤饼结构特性）；
滤饼可压缩： r r'PS
r’－单位压力差下的滤饼比阻，1/m2； s－滤饼的压缩性指数，s≤1。
(3)滤液通过过滤介质的流动
轻物 浮起
u
u
(a)
(b)
床面 呈水平
L
p
u
u
(c)
(d)
uu
(e)
流动性
连通床面趋 于水平
2.恒定的压降：
P
床层颗粒重量 床层颗粒受到的浮力 流化床的截面积
(s
)g
m
s
A
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
总效率与分效率的关系
0
n
x i
pi
i 1
c. 压强降
气体经旋风分离器时，由于进气管和排气管及主体器壁所引起的摩 擦阻力，流动时的局部阻力以及旋转运动所产生的动能损失等等， 造成气体的压强降。工程上采用经验公式，即将阻力损失Δp表达 为
p
1 2
u i2
式中的ζ为比例系数，即阻力系数。主要由旋风分离器的结构决定。 同一结构形式及尺寸比例的旋风分离器，阻力系数ζ为常数。
过滤的操作
悬浮液 (滤 浆 ) 滤饼 过滤介质
滤液
过 滤 操 作 示 意 图
过滤操作方式
过滤操作分为间歇式与连续式。
根据过滤推动力的方式，又有加压过滤、真空过滤和离心过滤
过滤基本方程式
过滤速率 单位时间获得的滤液体积
若过滤过程中其他因素维持不变，则由于滤饼厚度不断增加 过滤速度会逐渐变小。任一瞬间的过滤速度应写成如下形式
R m
p
pc pm
(R Rm )
(R Rm )
为方便起见，假设过滤介质对滤液流动的阻力相当于厚度为Le 的滤饼层的阻力，即 rL e R m
则上式可写为
dV Ad p p
( rL rLe )
r (L Le )
过滤基本方程式
不可压缩滤饼
2 R m N e ui
若停留时间等于沉降时间，解出临界粒径为
dc 9 B
N e s u i
b. 分离效率
总效率
被旋风分离器除掉的总的颗粒质量占进口含尘气体中全部颗 粒质量的分率
0
c1 c2
分效率
c1
称粒级效率。根据颗粒的粒径大小分级，将入口气体中某一 粒级di的颗粒被旋风分离器除掉的分率定义为粒级效率
第三章 非均相物系的分离
本章学习指导
• 1本章学习目的
通过本章的学习，要重点掌握沉降和过滤这两种机械分离 操作的原理、过程计算、典型设备的结构与特性，能够根 据生产工艺要求，合理选择设备类型和尺寸。
• 2 本章应掌握的内容
a 沉降分离（包括重力沉降和离心沉降）的原理、过程计 算、旋风分离器的选型。 b 过滤操作的原理、过滤基本方程式推导的思路，恒压过 滤的计算、过滤常数的测定。
K ~ p)为直线方程，斜率为 (1-s)、截距为2k。在不同压差 p
下进行 恒压过滤实验，求得一系列与之对应的过滤常数 K，再通过上式 回归出滤饼常数 k 和压缩指数 s。
提高过滤生产能力的措施
增大过滤面积、提高转速、缩短辅助操作时间、改善过滤特性以 提高过滤和洗涤速率。
• 助滤剂：改变滤饼结构，使之较为疏松且不被压缩，则可
过渡区
u t 0 . 27
Re
0 .6 t
湍流区
u t 1 . 74
d ( s )g
影响沉降速度的因素
1.颗粒的体积浓度
当颗粒的体积浓度小于0.2%时，理论计算值的偏差在1%以内，当 颗粒浓度较高时便发生干扰沉降
2.器壁效应
当容器尺寸远远大于颗粒尺寸时，器壁效应可忽略，否则需 加以考虑
4d ( s ) 3 ut
2
ut
R
旋风分离器的操作原理
含尘气体以较高的线速度切向进入器内，在外筒与 排气管之间形成旋转向下的外螺旋流场，到达锥底 后以相同旋向折转向上形成内螺旋流场直至达到上 部排气管流出。颗粒在内、外旋转流场中均会受离 心力作用向器壁方向抛出，在重力作用下沿壁面下 落到排灰口被排出。气体因此而得到净化。其结构 如图所示
摩擦数群法
该法是将ζ与雷诺数的关系曲线加以转换，使其两个坐标轴之 一变成不包含ut的无量纲数群，进而便可得ut
第二节
离心沉降
• 惯性离心力作用下的沉降速度 • 旋风分离器的操作原理 • 旋风分离器的性能
a. 临界粒径 b. 分离效率 c. 压强降
惯性离心力作用下的沉降速度
当流体带着颗粒旋转时，惯性离心力场中颗粒在 径向上受到三个力的作用，如果上述三力达到平 衡，即可求得ut
饼层过滤与深床过滤
饼层过滤
固体物质沉积于过滤介质表面而形成滤饼层的操作，真正发挥 截留颗粒作用的主要是滤饼本身，因此称作饼层过滤。饼层过滤 主要用于含固量较大（>1%）的场合。
深床过滤
固体颗粒并不形成滤饼，而是沉积于较厚的粒状对滤介质床层 内部的过滤操作。深床过滤主要用于净化含固量很少（<0.1%）流 体，如水净化等。
3.颗粒形状的影响
同一种固体物质，球形或近球形颗粒比同体积非球形颗粒的沉 降快一些。
沉降速度的计算 试差法
由于在计算出ut之前Ret的大小未知，因此要通过试差确定应 该选取的计算公式。即：先假设沉降属于某一流型，则可直 接选用与该流型相应的沉降速度公式计算，然后按求出的ut 检验Ret值是否在原假设的流型范围内。
q V A
qe
Ve A
dq d
p
rv ( q q e )
可压缩滤饼
r r (p )
' s
dq d
p
'
1 s
r v(q q e )
过滤常数的测定
恒压下K、qe、θe的测定
将恒压过滤方程式
q q e 2
K ( e )
微分得
2 q q e dq Kd
18 . 5 Re
0 .6 t
湍流区或牛顿定律区（ 103<Ret<2×105）
0 . 44
几种фs值下的阻力系数ζ与雷诺数Ret的关系曲线如图所示
将阻力系数的计算式代入，得到不同颗粒雷诺数范围内ut的计算式：
滞流区
ut
d ( s )g
2
18
d ( s )g
dV d
2
3 2
5 a (1 )
(
Apc
L
)
过滤速度 单位过滤面积上的过滤速率
u dV Ad
2
3 2
5 a (1 )
(
pc
L
)
过滤阻力
滤饼阻力 介质阻力 过滤总阻力
dV Ad
r 5 a (1 )
2 2
3
R rL
pm
dV Ad
第三节
过滤
• 过滤操作的基本概念 • 过滤基本方程式，过滤常数的测定 • 提高过滤生产能力的措施
过滤：利用重力或压差使悬浮液通过多孔性过滤介质，将固体颗
粒截留，从而实现固-液分离的单元操作。
过滤介质
织物介质 最常用的过滤介质，工业上称为滤布(网)，由天然纤维、 玻璃纤维、合成纤维或者金属丝编织而成。可截留的最小颗粒的直 径为5-65微米。 多孔固体介质 具有很多微细孔道的固体材料，如多孔陶瓷、多孔 金属及多孔性塑料制成的管或板，能截留1-3μm的微小颗粒。 堆积介质 由沙、木炭之类的固体颗粒堆积而成的床层，称作滤床， 用作过滤介质使含少量悬浮物的液体澄清。 多孔膜 用于膜过滤的各种有机分子膜和无机材料膜。
清洁气体 排气管
B B
含尘气体
排尘
a. 临界粒径
旋风分离器能够全部除掉的最小颗粒粒径。 假定颗粒的离心沉降最大距离为进气矩形管宽度B，则该粒径 的颗粒沉降分离所需的时间
t
B ur 18 R m B d sui
2 2
假定气体在旋风分离器内的旋转次数为N（标准旋风分离器可取 N=5）、平均旋转半径为Rm ，则其平均停留时间为
第一节
重力沉降
重力沉降是利用流体中的固体颗粒受地球吸引力场的 作用而发生的沉降过程
• 1.球形颗粒的自由沉降 • 2.阻力系数ζ • 3.影响沉降速度的因素 • 4.沉降速度的计算
球形颗粒的自由沉降
将表面光滑的刚性球形颗粒置于静止的流体介质中，若 颗粒的密度大于流体的密度，则颗粒将在流体中降落 根据牛顿第二运动定律，颗粒所受三个力的合力 应等于颗粒的质量与加速度的乘积，即 Fg-Fb-Fd= ma 或
即在恒压过滤条件下，θ/q 与 q 的函数关系是以 1/K 为斜率、 2qe/K 为截距的直线，实验测得不同时刻单位过滤面积的累积 滤液量 q，即可由上式回归出 K 和 qe。
压缩性指数s的测定
由过滤常数 K 的定义式
K 2k p
1 s
lg K lg 2 k 1 s lg p
•
•
提高过滤与洗涤速率。助滤剂多为刚性较好的多孔性粒状 或纤维状材料，如常用的硅藻土、膨胀珍珠岩、纤维素等 絮凝剂：使分散的细颗粒凝聚成团从而更容易过滤。絮 凝剂有聚合电解质类的如明胶、聚丙烯酰胺等，其长链高 分子结构为固体颗粒架桥而成絮团；也有无机电解质类的 絮凝剂，其作用为破坏颗粒表面的双电层结构使颗粒依靠 范德华力而聚并成团 流动或机械搅动：限制滤饼厚度的增长，或者借用离 心力使滤饼在带锥度的转鼓中自动移动等动态过滤技术， 也可以有效地提高过滤速率
6 d
3
( s )g
4
d
2
(
u
2
2
)
6
d s
3
du d
由此可得沉降速度
ut 4 gd ( s ) 3
阻力系数ζ
根据阻力随颗粒雷诺数变化的规律，可分为三个区域：
滞流区或斯托克斯定律区（10-4<Ret<1)
24 Re
t
过渡区或艾仑定律区（ 1<Ret<103）