華南理工大學821化工原理考研考點分析：非均相機械分離！

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二、非均相機械分離

1.顆粒的沉降：

層流沉降速度Vt=(ρp-ρ)gdp2/18μ，(ρp-ρ：顆粒與流體密度差，μ：流體粘度)；重力沉降(沉降室，H/v=L/u，多層；增稠器，以得到稠漿為目的的沉淀)；離心沉降(旋風分離器)。

2.過濾：

深層過濾和濾餅過濾(常用，助濾劑增加濾餅剛性和空隙率)；分類：壓濾、離心過濾，間歇、連續；濾速的康采尼方程：u=(Δp/Lμ)ε3/5a2(1-ε)2，(ε：濾餅空隙率；a：顆粒比表面積；L：層厚)。

3．過濾介質：

過濾過程所用的多孔性介質稱為過濾介質，過濾介質應具有下列特性：多孔性、孔徑大小適宜、耐腐蝕、耐熱并具有足夠的機械強度。

4.助濾劑：

若濾漿中所含固體顆粒很小，或者所形成的濾餅孔道很小，又若濾餅可壓縮，隨著過濾進行，濾餅受壓變形，都使過濾阻力很大而導致過濾困難。可采用助濾劑以改善濾餅的結構，增強其剛性。常用的助濾劑有：硅藻土、纖維粉末、活性炭、石棉等

5. 過濾速率基本方程

恒速過濾，恒壓過濾

6.過濾設備：

板框壓濾機（間歇操作，構造簡單，過濾面積大而占地省，過濾壓力高（可達1.5MPa左右），便于用耐腐蝕性材料制造，便于洗滌。它的缺點是裝卸、清洗勞動強度較大。）、葉濾機（葉濾機也是間歇操作設備，具有過濾推動力大、單位地面所容納的過濾面積大、濾餅洗滌較充分等優點。其生產能力比板框壓濾機大，而且機械化程度高，勞動力較省，密閉過濾，操作環境較好。其缺點是構造較復雜、造價較高。）、廂式壓濾機、轉筒真空過濾機（操作連續、自動）

7.自由沉降:

單個顆粒在流體中的沉降過程稱。干擾沉降：若顆粒數量較多，相互間距離較近，則顆粒沉降時相互間會干擾，稱為干擾沉降。

8.影響因素：

當顆粒濃度增加，沉降速度減少。容器的壁和底面，沉降速度減少。非球形的沉降速度小于球形顆粒的沉降速度。

9. 流態化是一種使固體顆粒通過與流體接觸而轉變成類似于流體狀態的操作。分三個階段：(1)固定床階段：流體通過顆粒床層的表觀速度u較低，使顆粒空隙中流體的真實速度u1小于顆粒的沉降速度ut，則顆粒基本上保持靜止不動，顆粒層為固定床。

(2)流化床階段 ：在一定的表觀速度下，顆粒床層膨脹到一定程度后將不再膨脹，此時顆粒懸浮于流體中，床層有一個明顯的上界面，與沸騰水的表面相似，這種床層稱為流化床。（散式流態化，聚式流態化）。

(3)顆粒輸送階段：如果繼續提高流體的表觀速度u，使真實速度u1大于顆粒的沉降速度ut，則顆粒將被氣流所帶走，此時床層上界面消失，這種狀態稱為氣力輸送。

10. 氣力輸送的優點

（1）系統封閉，避免物料飛揚，減少物料損失，改善勞動條件。

（2）輸送管路不限制，即使在無法鋪設道路或安裝輸送機械的地方，使用氣力輸送更加方便。

（3）設備緊湊，易于實現連續化、自動化操作，便于同連續化工生產相銜接。

（4）在氣力輸送過程中可同時進行粉料的干燥、粉碎、冷卻、加料等操作。