西北大学化工原理电子教案例：有一玉米淀粉水悬浮液，温度20℃，淀粉颗粒平均直径为15um，淀粉颗粒吸水后的密度为1020kg-m3，试求颗粒的沉降速度。解：先假定沉降在层流区进行，故可以用式（5-19）计算，即d(p,-p)gu,18μ已知：d，=15um=15×10-m，P,=1020kgm23，查出20℃的水的p=998.2kg.m3,u=1.005×10-"Pa·s，将各值代入上式得：826618×1.005×10-3检验Re,值：Re, -m, _ 5x10~×26x10 98.2 3.96 10~ 11.005×10-3计算结果表明，与假设相符，故算得的u,=2.66×10-m·s-"正确。5.3沉降分离设备根据作用于颗粒上的外力不同，沉降分离设备可分为重力沉降和离心沉降两大类。5.3.1重力沉降设备降尘室藉重力沉降以除去气流中的尘粒，此类设备称为降尘室。按流体流动方式的不同，重力沉降设备可分为水平流动型与上升流动型两种。U颗粒在降尘室中的运动降尘室1一气体入口：2一气体出口：3—集尘斗图5-6降尘室图5-7颗粒在降尘室中的运动图5-6为气体作水平流动的一种降尘室。含尘气体进入降尘室后流动截面增大，流速降低，在室内有一定的停留时间使颗粒能在气体离室之前沉至室底而被除去。显然，气流在降6
西北大学化工原理电子教案 例：有一玉米淀粉水悬浮液，温度 20o C，淀粉颗粒平均直径为 15μm，淀粉颗粒吸水后的密 度为 1020kg⋅m -3，试求颗粒的沉降速度。 解：先假定沉降在层流区进行，故可以用式（5-19）计算，即 μ ρρ 18 )( 2 d g u s t − = 已知： ，查出 20 6 3 101515 1020 − − md ×== ,m ⋅= mkg p μ ρ s oC的水的 ⋅= .,mkg. ⋅×= sPa −3 −3 ρ 2998 μ 100051 ，将各值代入上式得： 16 3 26 1066.2807.9 10005.118 )2.9981020()1015( −− − − ⋅×=× ×× × − ut = sm 检验 值： Rep 110963 100051 2998106621015 5 3 6 6 <×= × ×××× == − − − − . . du . . Re t p μ ρ 计算结果表明，与假设相符，故算得的 正确。 16 10662 −− t ⋅×= sm.u 5.3 沉降分离设备 根据作用于颗粒上的外力不同，沉降分离设备可分为重力沉降和离心沉降两大类。 5.3.1 重力沉降设备 降尘室 藉重力沉降以除去气流中的尘粒，此类设备称为降尘室。按流体流动方式的不同， 重力沉降设备可分为水平流动型与上升流动型两种。 图 5-6 降尘室 图 5-7 颗粒在降尘室中的运动 图 5-6 为气体作水平流动的一种降尘室。含尘气体进入降尘室后流动截面增大，流速降 低，在室内有一定的停留时间使颗粒能在气体离室之前沉至室底而被除去。显然，气流在降 6
西北大学化工原理电子教案尘室内的均匀分布是十分重要的。若设计不当，气流分布不均甚至有死角存在，则必有部分气体停留时间较短，其中所含颗粒就来不及沉降而被带出室外。为使气流均匀分布，图5-6图5-6降尘室所示的降尘室采用锥形进出口。降尘室的容积一般较大，气体在其中的流速<1m/s。实际上为避免沉下的尘粒重新被扬起，往往采用更低的气速。通常它可捕获大于50um的粗颗粒。颗粒在降尘室内的运动情况如图5-7所示。AHT4停留时间(5-22)qvT(5-23)沉降时间u,,≥T,，至少T,=t,，所以4H_（降尘室设计原则)，得qyu,qy=Au,(5-24)4y一含尘气体体积流量，m2/s。气速u=%，一般u应<1m/s，实际上为避免已沉下BH的尘粒重新被扬起，u往往取更低u=0.5m/s。降尘室一般用于分离d，>50um的粗颗粒。A一降尘室底面积，m2。A=BLu，一颗粒的沉降速度，m/s。u,应根据要分离的最小颗粒直径dmim决定。若沉降处于Stokes定律区（层流区），则dmn(Pp-p)gu,=(5-25)18μ对一定物系，u,一定，降尘室的处理能力只取决于降尘室的底面积A，而与高度H无关，故降尘室应设计成扁平形状，或在室内设置多层水平隔板。①设计型计算：已知qy、μ、p、Pp、dp.min，计算A。②操作型计算：已知A、μ、P、P,、dmn，核算qv；或已知A、qv、u、p、Pp求dmin。例：采用降尘室回收常压炉气中球形粉尘颗粒。降尘室底面积为10m2，高1.6m。操作条件7
西北大学化工原理电子教案 尘室内的均匀分布是十分重要的。若设计不当，气流分布不均甚至有死角存在，则必有部分 气体停留时间较短，其中所含颗粒就来不及沉降而被带出室外。为使气流均匀分布，图 5-6 图 5-6 降尘室所示的降尘室采用锥形进出口。降尘室的容积一般较大，气体在其中的流速 <1m/s。实际上为避免沉下的尘粒重新被扬起，往往采用更低的气速。通常它可捕获大于 50μm 的粗颗粒。颗粒在降尘室内的运动情况如图 5-7 所示。 停留时间 V r q AH τ = （5-22） 沉降时间 t t u H τ = （5-23） tr τ ≥ τ ，至少 tr τ = τ ，所以 utV H q AH = （降尘室设计原则），得 V = Auq t （5-24） qV －含尘气体体积流量， /sm 。气速 3 BH q u V = ，一般 应<1 ，实际上为避免已沉下 的尘粒重新被扬起，u 往往取更低 u / sm = /5.0 smu 。降尘室一般用于分离 p > 50μmd 的粗颗粒。 A －降尘室底面积， 。2 m = BLA ut －颗粒的沉降速度， 。 应根据要分离的最小颗粒直径 决定。若沉降处于 Stokes 定律区（层流区），则 /sm ut dmin μ ρρ 18 2 g)(d u pmin t − = （5-25） 对一定物系， 一定，降尘室的处理能力只取决于降尘室的底面积 ut A ，而与高度 H 无 关，故降尘室应设计成扁平形状，或在室内设置多层水平隔板。 ①设计型计算：已知 、 qV μ 、 ρ 、 ρ P 、 ，计算 d P min, A 。 ②操作型计算：已知 A 、μ 、ρ 、ρ p 、dmin ，核算qV ；或已知 A 、 、 qV μ 、ρ 、ρ p ， 求 。 dmin 例：采用降尘室回收常压炉气中球形粉尘颗粒。降尘室底面积为 10m2 ，高 1.6m。操作条件 7