第三章 第4节 过滤VIP免费

3.2过滤分离原理及设备3.2.1流体通过固定颗粒床层的流动一、固体颗粒群的特性——由大小不同的颗粒组成的集合体称为颗粒群。1.颗粒群粒度分布颗粒群的粒度组成情况即粒径分布。可用筛分分析法测定各种尺寸颗粒所占的分率。2.颗粒的平均粒径nipiidxd1p1GGxii二、固定颗粒床层的特性•1.床层的空隙率ε•——床层中空隙体积占床层总体积的比率。床层层总体颗粒总体积床层层体床层层总体床层层空隙体ε影响因素:a.颗粒粒径的均匀性：粒径越均匀，ε越大。b.颗粒表面的光滑性：颗粒表面越光滑，ε越小。c.颗粒的大小：颗粒粒径越大，ε越大。d.非球形颗粒的球形度：球形度越小，ε越小。e.床层的堆积方式：乱堆床层ε大。f.床层的堆积速度：堆积越快，ε越大。2.床层的平均自由截面积A•——有效流动截面积在高度范围的平均值床层体积空隙体积床床ALALAA床AA3.床层的比表面积4.床层流道的当量直径de•①将床层中的不规则通道简化为长度为le的一组平行细管。•②细管的内表面积等于床层颗粒的全部表面积。•③细管的全部流动空间等于床层的空隙体积。aalldbeee144444444床层总体积床层颗粒总表面积床层颗粒总表面积床层总体积床层颗粒总表面积床层空隙总体积细管的全部内表面积床层的流动空间润湿周边流道截面积润湿周边流道截面积5.颗粒的密度•颗粒的真密度：当不包括颗粒之间的空隙时，单位颗粒群体积内颗粒的质量，kg/m3。•堆积密度（表观密度）：当包括颗粒之间的空隙时，单位颗粒群体积内颗粒的质量，kg/m3。（2）流体压降的数学模型流体流过圆管的阻力损失数学描述：221udLheefP间的流速实际填充床中颗粒空隙:1uedu，1忽略位能（重力））()1(')1()8(2323LpuuLLLeP模型参数或固定床的流动摩擦系数并联管道由质量守恒得：uu1AuuA1床层截面积数学模型Lede三、流体通过固体颗粒床层（固定床）的压力降（3）模型的检验和模型参数的估值经实验数据验证简化模型合理，并且，当：(床层雷诺数)康采尼方程：e1Re24(1)duuauKL322')1(PKK（式中称为康采尼常数，其值为5.0。对于不同的床层，的可能误差不超过10%）Re'''K23)1('uLP或.,100Re';3Re'忽略第一项时时，忽略第二项当代替以对非球形颗粒，evpdd2323223322)1(75.1)1(150)1(29.0)1(17.4ududuuLppP时当420~17.0Re'…………欧根方程3.2.2、过滤操作的原理过滤的概念利用能让液体通过而截留固体颗粒的多孔介质（过滤介质），使悬浮液中固液得到分离的单元操作。过滤操作中所处理的悬浮液滤浆通过多孔介质的液体滤液被截留住的固体物质滤渣（滤饼）实现过滤操作的外力有重力、压力、离心力，化工中应用最多的是压力过滤。一、过滤方式过滤2.深层过滤1.滤饼过滤固体颗粒的沉积发生在较厚的粒状过滤介质床层内部，悬浮液中的颗粒直径小于床层直径，当颗粒随流体在床层的曲折孔边穿过时，便粘附在过滤介质上。适用于悬浮液中颗粒甚小且含量甚微（固相体积分率在0.1%以下）的场合固体颗粒成饼层状沉积于过滤介质表面，形成滤饼适用于处理固相含量稍高（固相体积分率在1%以上）的悬浮液。3.膜过滤二、过滤介质过滤介质是滤饼的支承物，应具有下列条件：a)多孔性，孔道适当的小，对流体的阻力小，又能截住要分离的颗粒。b)物理化学性质稳定，耐热，耐化学腐蚀。c)足够的机械强度，使用寿命长d)价格便宜工业常用的过滤介质主要有a)织物介质：又称滤布，包括有棉、毛、丝等天然纤维，玻璃丝和各种合成纤维制成的织物，以及金属丝织成的网能截留的粒径的范围较宽，从几十μm到1μm。优点：织物介质薄，阻力小，清洗与更新方便，价格比较便宜，是工业上应用最广泛的过滤介质。b)多孔固体介质：如素烧陶瓷，烧结金属．塑料细粉粘成的多孔塑料，棉花饼等这类介质较厚，孔道细，阻力大，能截留1～3μm的颗粒c)堆积介质：由各种固体颗粒（砂、木炭、石棉粉等）或非编织的纤维（玻璃棉等）堆积而...