(1)空隙率:单位体积床层中的空隙体积称为空隙率。 式中e一床层的空隙率,mm (2)比表面积:单位休积颗粒所具有的表面积称为比表面积。 。=粒表面积 颗粒体积 式中a 一颗粒的比表面,mm (3)当量直径d 依照第一章中非圆形管的当量直径定义,当量直径为: 又4长水力术径4到能聚 故对颗粒床层直径应可写出: 女流道面积流道长度 流道容积 润湿周边长×流道长度 式中d。一床层流道的当量直径,m 3、过滤速率 滤液通过饼层的流动常属于滞流流型,可以仿照圆管内滞流流动的泊稷叶公式(哈根 方程)来描述滤液通过滤饼的流动,则滤液通过饼床层的流速与压强降的关系为: F=tA=△p=2地 d (p) 式中山一滤液在床层孔道中的流速,ms: L一床层厚度,m △p。一滤波通过滤饼层的压强降,pa: 阻力与压强降成正比,因此可认为 上式表达了过滤操作中滤液流速与阻力 44 的关系。 1 £3 在与过滤介质相垂直的方向上,朱4x4,(△p】 L 层空隙中的滤液流速山,与按整个床层截 面积计算的滤液平均流速!之间的关系4,:-8d E 为: 第6贞共28贞(第七章非均相物系的分离
上式中的比例常数K'与滤饼的空隙率、颗粒形状、排列及粒度范围诸因素有关。对 于颗粒床层内的滞流流动,K'值可取为5。 (1)过滤速度:单位时问内通过单位过滤面积的滤液体积,mm.s。 任一瞬问的过滤速度为: 3 drsa(-sy uL 式中 V一滤液量,m: 一过滤时问,s: A一过滤面积,m:△p。一滤液通过滤饼层的压强降,。 (2)过滤速率:单位时问内获得的滤液体积,ms。 过滤速率为: dv Ape u-Adr-sd (-8)HL 4、滤饼阻力 对于不可压缩滤饼,滤饼层中的空隙率ε可视为常数,颗粒的形状、尺寸也不改变, 因而比表血a亦为常数,则有 Ado-5a(1-s)uL → dWp。_p Ade urL uR 式中一滤饼的比阻(speeifie cake rc),lm,其计算式为:,=5a0-e 3 R一滤饼阻力(cake resistance),l/m,其计算式为:R=rL 比阻r >单位厚度滤饼的阻力: ~在数值上等于粘度为1Pa·s的滤液以1ms的平均流速通过厚度为lm的 滤饼层时所产生的压强降: >比阻反映了颗粒特性(形状、尺寸及床层空隙率)对滤液流动的影响: 一床层空隙率:愈小及颗粒比表面a愈大,则床层愈致密,对流体流动的阻 滞作用也愈大。 5、过滤介质的阻力 通常把过滤介质的阻力视为常数,仿照滤液穿过滤饼层的速度方程则可写出滤液穿过 过滤介质层的速度关系式: 第7贞共28贞(第七章均相物系的分离)
d厂=△P2式中:4pm一过滤介质上、下游两侧的压猫若,Pa: AdruR Rm一过滤介质阻力,m。 说明: (1)由于很难划定过滤介质与滤饼之间的分界面,更难测定分界面处的压强,在操 作过程中总是把过滤介质与滤饼联合起米考虑。通常,滤饼与滤布的面积相同。所以两层 中的过滤速度应相等,则: dWp.+pa=」 △p Adr L(R+R)L(R+R 式中4一滤饼与滤布两侧的总压强慕,称为过滤压强差。 上式表明,可用滤液通过串联的滤饼与滤布的总压强降来表示过滤推动力,用两层的 阻力之和来表示总阻力。 (2)假设:RL。,即假设用一层厚度为L.的滤饼层代替过滤介质,则: △D △D Ad0 u(rL+rL.)ur(L+L.) 式中L —过滤介质的当量滤饼厚度,或称虚拟滤饼厚度,m。 注意:在一定的操作条件下,以一定介质过滤一定悬浮液时,L为定值:但同一介质 在不同的过滤操作中,L值不同。 第8贞共28贞(第七章什均相物系的分离)