化工原理(2025春)

东北大学 张廷安

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 绪论
    • 1.2 化工原理课程概述
    • 1.3 化工原理处理问题的方法
  • 2 第一章 流体流动
    • 2.1 流体流动
    • 2.2 概述
    • 2.3 流体静止的基本方程
    • 2.4 流体流动的基本方程
    • 2.5 流体流动现象
    • 2.6 管内流动的阻力损失
    • 2.7 管路计算
    • 2.8 流量测量
  • 3 第二章 流体输送机械
    • 3.1 流体输送机械
    • 3.2 概述
    • 3.3 液体输送机械(上)
    • 3.4 液体输送机械(中)
    • 3.5 液体输送机械(下)
    • 3.6 气体输送和压缩设备
    • 3.7 其他类型泵
  • 4 第三章 机械分离与固体流态化
    • 4.1 机械分离与固体流态化
    • 4.2 概述及筛分
    • 4.3 沉降分离
    • 4.4 过滤
    • 4.5 固体流态化
  • 5 第四章 搅拌
    • 5.1 搅拌
    • 5.2 概述
    • 5.3 搅拌设备
    • 5.4 搅拌功率
    • 5.5 搅拌装置的放大
    • 5.6 搅拌应用实例
  • 6 第五章 传热学
    • 6.1 传热学
    • 6.2 概述
    • 6.3 热传导
    • 6.4 两流体间的热量传递
    • 6.5 给热系数
    • 6.6 辐射传热
    • 6.7 传热设备
    • 6.8 填料床的传热分析
  • 7 第六章 蒸发
    • 7.1 概述
    • 7.2 单效蒸发
    • 7.3 多效蒸发
    • 7.4 蒸发
  • 8 第九章 吸收
    • 8.1 概述
    • 8.2 气液相平衡关系
    • 8.3 单相传质
    • 8.4 相际对流传质及总传质速率方程
    • 8.5 吸收塔的计算
    • 8.6 传质的理论
    • 8.7 吸收
沉降分离
  • 1 内容
  • 2 练习
  • 3 测验
  • 4 案例
  • 5 扩展学习

 



3.2.1重力沉降原理

1)自由沉降:单个颗粒在无限流体中的降落过程。

2)重力沉降速度:以球形颗粒为例,设颗粒的密度为ρs,直径为d,流体的密度为ρ,沉降速度表达式

3)阻力系数ξ

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Ret的函数

对于球形颗粒的曲线,按Ret值大致分为三个区:

a) 层流区或托斯克斯(stokes)定律区(10 –4Ret<1  

b) 过渡区或艾伦定律区(Allen)(1Ret<103

c) 湍流区或牛顿定律区(Nuton)(103Ret 2×105

4)沉降速度的计算:试差法

5 实际沉降

干扰沉降、壁面效应、非球形颗粒的沉降

3.2.2 重力沉降设备

1)降尘室

从气流中分离尘粒的重力沉降设备称为降尘室

只适用于分离粗颗粒(直径75μm以上),或作为预分离设备。

降尘室的计算

设计型 已知气体处理量和除尘要求,求降尘室的大小

操作型 用已知尺寸的降尘室处理一定量含尘气体时,计算可以完全除掉的最小颗粒的尺寸,或者计算要求完全除去直径dp的尘粒时所能处理的气体流量。

2)增稠器(沉降槽)

用于分离液-固混合物

结构:与降尘室一样,沉降槽的生产能力是由截面积来保证的,与其高度无关。故沉降槽多为扁平状。

特点:属于干扰沉降

愈往下沉降速度愈慢-----愈往下颗粒浓度愈高,其表观粘度愈大,对沉降的干扰、阻力便愈大;沉降很快的大颗粒又会把沉降慢的小颗粒向下拉,结果小颗粒被加速而大颗粒则变慢。

有时颗粒又会相互聚结成棉絮状整团往下沉,这称为絮凝现象,使沉降加快。

3.2.3 离心沉降原理

依靠惯性离心力的作用而实现的沉降过程

适于分离两相密度差较小,颗粒粒度较细的非均相物系。

3.2.4离心沉降设备

旋风分离器:

结构:上部为圆筒形,下部为圆锥形。

评价旋风分离器性能的两个主要指标:

1)分离性能:用临界粒径和分离效率来表示

2)压降:小好,一般在500~2000Pa左右