化工原理机械分离与固体流态化分解PPT学习教案.pptx

《化工原理——机械分离与固体流态化分解》是一份重要的专业资料，主要涉及化工生产过程中固液、液液及气固混合物的分离技术。本文将深入解析其中的关键知识点。 我们要理解非均相物系的概念，这是化工分离的基础。非均相物系指的是由两种或多种不同相态的物质组成的系统，如悬浮液（固液混合物）、乳浊液（液液混合物）、含尘气体（气固混合物）和含雾气体（气液混合物）。这些混合物需要通过不同的机械分离方法进行分离，以实现物质的有效利用和净化。 机械分离的核心在于对颗粒特性的掌握。颗粒的大小（粒径）是决定分离难易程度的重要因素，通常用直径dp表示。非球形颗粒的直径可以用当量直径deV来描述，球形度则反映了颗粒接近球形的程度。颗粒的表面积与其体积密切相关，球形颗粒的表面积公式为A = 4πdp²/6。此外，颗粒群的特性体现在粒度分布上，通过频率分布曲线和累计分布曲线可以分析颗粒大小的分布情况。 在筛分过程中，泰勒（Tyler）标准筛是广泛使用的工具，它以筛孔每英寸长度的数量（目数）定义筛孔大小。筛分操作包括将物料放在筛网上，通过振动或摇动使颗粒按大小分离。筛过物和筛留物的定义与质量分率分布曲线的计算，对于理解和优化筛分效率至关重要。 沉降分离则是另一种常见的分离技术，包括自由沉降和实际沉降。自由沉降是指颗粒在流体中不受其他颗粒影响的沉降，可分为加速段和等速段。斯托克斯定律描述了在层流区的微小颗粒的自由沉降速度，公式为udg = 3/(4πμ)ρs(ρs - ρ)d²，其中u是沉降速度，d是颗粒直径，g是重力加速度，ρs和ρ分别是颗粒和流体的密度，μ是流体的粘度。离心沉降则利用离心力加速沉降，适用于高离心分离因数的情况，其沉降速度与重力场下的自由沉降速度有所不同。 实际沉降则考虑了颗粒间干扰、非球形颗粒以及壁面效应等因素，导致实际沉降速度低于自由沉降速度。这些因素对分离效率的影响需要在设计和优化分离工艺时予以充分考虑。 这份学习教案详尽地介绍了化工原理中的机械分离与固体流态化分解技术，涵盖了颗粒特性、筛分理论以及沉降分离的物理基础，对于理解和应用化工分离技术具有很高的价值。通过深入学习这些内容，读者可以更好地理解和解决实际工程中的分离问题。