环境工程原理电子教案-第6章沉降.pptx

第II篇
为什么要学习分离过程？
在环境领域哪些问题涉及分离过程？
分离有什么手段？
本篇主要讲授内容。混合体系将污染物与污染介质或其他污染物分离开来，从而达到去除污染物或回收利用的目的。
如在给水处理中需要从水源水中分离去除各种浊度物质、细菌等。
在废气净化中，也需要分离废气中的粉尘等。机械分离：非均相混合体系（两相以上所组成的混合物）
传质分离：均相混合体系
平衡分离过程（借助分离媒介，如溶剂或吸附剂等，使均相混合体系变成两相系统）
速率分离过程（在某种推动力下，利用各组分扩散速率的差异实现组分分离）第六章沉降
第七章过滤
第八章吸收
第九章吸附
第十章其他分离过程第六章
沉降第六章沉降第一节沉降分离的基本概念一、沉降分离的一般原理和类型沉降过程在环境领域沉降原理如何利用？二、流体阻力与阻力系数对于球形颗粒，流体阻力的计算方程：层流区第一节反应器与反应操作一、重力场中颗粒的沉降过程
二、沉降速度的计算
三、沉降分离设备
一、重力场中颗粒的沉降过程达到平衡时：（2）过渡区：2<ReP<103了解影响颗粒沉速的因素（颗粒粒径……）
在已知的颗粒粒径条件下求沉降速度
由颗粒沉降速度求颗粒粒径
……水处理中的沉降实验
由颗粒沉降速度求液体黏度
……落球法测定黏度1.试差法
假设沉降属于某一区域—计算颗粒沉速—按求出的颗粒沉降速度ut计算ReP，验证ReP是否在所属的假设区域。如果在，假设正确；否则，需要重新假设和试算。
2.摩擦数群法
CD与ReP的关系曲线中，由于两坐标都含有未知数ut，进行适当的转换，使其两坐标之一变成不包含ut的已知数群，则可以直接求解ut。将颗粒沉速计算式（6.2.5)进行变换得到CD计算式：CDRe2P3.无因次判据K
用K判别沉降属于什么区域？
层流区：上限是ReP＝2第二节重力沉降第二节重力沉降第二节重力沉降水处理：平流沉淀池净化气体
净化液体(1)简要分析颗粒在重力沉降过程中的受力情况。
(2)层流区颗粒的重力沉降速度主要受哪些因素影响？
(3)影响层流区和湍流区颗粒沉降速度的因素有何不同，原因何在？
(4)流体温度对颗粒沉降的主要影响是什么？
(5)列出你所知道的环境工程领域的重力沉降过程。(6)分析说明决定降尘室除尘能力的主要因素是什么。
(7)通过重力沉降过程可以测定颗粒和流体的哪些物性参数，请你设计一些测定方法。第三节离心沉降一、离心力场中颗粒的沉降分析如果这三项力能达到平衡
du/dt=0离心加速度与重力加速度的比值（离心分离因素）Kc旋风分离器：用于气体非均相混合物分离
旋流分离器：用于液体非均相混合物分离
（一）旋风分离器
旋风分离器在工业上的应用已有近百年的历史。
旋风分离器结构简单、操作方便，在环境工程领域也应用广泛。
在大气污染控制工程中，作为一种常用的除尘装置，主要用于去除大气中的粉尘，常称为旋风除尘器。第三节离心沉降2.主要分离性能指标
表示旋风分离器的分离性能的主要指标有临界直径和分离效率。
(1)临界直径
临界直径是指在旋风分离器中能够从气体中全部分离出来的最小
颗粒的直径，用dc表示。
为分析简单，对气体和颗粒在筒内的运动作如下假设：
气体进入旋风分离器后，规则地在筒内旋转N圈后进入排气筒，旋转的平均切线速度等于入口气体速度ui。
颗粒在筒内与气体之间的相对运动为层流。
颗粒在沉降过程中所穿过的气流最大厚度等于进气口宽度B。根据颗粒离心沉降速度方程式，假设气体密度<<颗粒密度P，相应于临界直径dc的颗粒沉降速度为：若气体进入排气管之前在筒内旋转圈数为N，则运行的距离为2rmN，故气体在筒内的停留时间为总效率与粒级效率之间的关系：总效率表示旋风分离器的分离效果，总的除尘效果。但并不能准确地代表旋风分离器的分离效率。
总效率相同的两台旋风分离器，其分离性能却可能相差很大。
粒级效率更能准确地表示旋风分离器的分离效率。
粒级效率曲线：粒级效率与颗粒粒径的关系第三节离心沉降第三节离心沉降旋流分离器用于分离悬浮液，在结构和操作原理上与旋风分离器类似。
旋流分离器的特点：
①形状细长，直径小，圆锥部分长，有利于颗粒分离。
②中心经常有一个处于负压的气柱，有利于提高分离效果。
在水处理中，旋流分离器又称为水力旋流器，可用于高浊水泥沙的分离、暴雨径流泥沙分离、矿厂废水矿渣的分离等。三、离心沉降机工作原理又，流体在筒内的停留时间t停为第三节离心沉降第三节离心沉降(1)简要分析颗粒在离心沉降过程中的受力情况。
(2)比较离心沉降和重力沉降的主要区别。
(3)同一颗粒的重力沉降和离心沉降速度的关系如何？
(4)简要说明旋风分离器的主要分离性能指标。
(5)标准旋风分离器各部位尺寸有什么关系？
(6)旋风分离器和旋流分离器特点有何不同？
(7)离心沉降机和旋流分离器的主要区别是什么？