因次分析法与数学模型法的比较.pptx

因次分析和数学模型法的比较因次分析和数学模型法的比较方法方法方法方法 关键关键关键关键对过程认对过程认对过程认对过程认识程度识程度识程度识程度实验目的实验目的实验目的实验目的因次因次因次因次分析分析分析分析能否如数列出影响过能否如数列出影响过能否如数列出影响过能否如数列出影响过程的主要因素程的主要因素程的主要因素程的主要因素不甚了解不甚了解不甚了解不甚了解,过程如同过程如同过程如同过程如同”黑箱黑箱黑箱黑箱”寻找各无因次寻找各无因次寻找各无因次寻找各无因次数群间的函数数群间的函数数群间的函数数群间的函数关系关系关系关系数学数学数学数学模型模型模型模型对复杂过程的合理简对复杂过程的合理简对复杂过程的合理简对复杂过程的合理简化化化化:精髓精髓精髓精髓(1)(1)紧紧抓住过程特征紧紧抓住过程特征紧紧抓住过程特征紧紧抓住过程特征(2)(2)研究目的的特殊性研究目的的特殊性研究目的的特殊性研究目的的特殊性深刻理解深刻理解深刻理解深刻理解过程的特过程的特过程的特过程的特殊性殊性殊性殊性检验模型的合检验模型的合检验模型的合检验模型的合理性并测定模理性并测定模理性并测定模理性并测定模型参数型参数型参数型参数二、二、二、二、过滤设备过滤设备过滤设备过滤设备分类：压滤和吸滤：叶滤机、板框压滤机、回转真空过滤机：压滤和吸滤：叶滤机、板框压滤机、回转真空过滤机 离心过滤：离心机（下一章讲）离心过滤：离心机（下一章讲）叶滤机叶滤机a.主要结构及操作主要构件是矩形或圆形的滤叶。滤叶由金属丝网组成的框架上覆以滤布构成。将若干个平行排列的滤叶组装成一体，安装在密闭的机壳内，即构成叶滤机。滤叶可垂直放置，也可水平放置。滤饼厚度一般535mm。叶滤机也是间歇操作设备。叶滤机设备紧凑，密闭操作，劳动条件较好，每次循环滤布不需装卸，劳动力较省。缺点是结构相对较复杂，造价较高。如果滤饼需要洗涤，则在过滤完毕后通入洗水，洗水路径和滤液路径相同，这种洗涤方式叫置换洗涤法。洗涤过后，打开机壳，拔出滤叶除去滤饼。板框式压滤机板框式压滤机板框式压滤机板框式压滤机 主要结构及操作主要结构及操作主要结构及操作主要结构及操作 板框式压滤机由板框式压滤机由许多块滤板和滤框交许多块滤板和滤框交替排列组合而成的。替排列组合而成的。滤板和滤框共同支承滤板和滤框共同支承在两侧的架上并可在在两侧的架上并可在架上滑动，用一端的架上滑动，用一端的压紧装置将它们压紧。压紧装置将它们压紧。滤板和滤框多做滤板和滤框多做成正方形成正方形,板框压滤板框压滤机的操作是间歇的。机的操作是间歇的。板和框的角端均开有圆孔，装合、压紧后即构成了滤浆、板和框的角端均开有圆孔，装合、压紧后即构成了滤浆、滤液和洗涤液的通道。滤液和洗涤液的通道。滤框（中图）的左上角和右上角均有滤框（中图）的左上角和右上角均有孔，右上角的孔还有小通道与框内的空间相通，滤液可由此进孔，右上角的孔还有小通道与框内的空间相通，滤液可由此进入，框的两侧复以四角开孔的滤布，空框与滤布围成了容纳滤入，框的两侧复以四角开孔的滤布，空框与滤布围成了容纳滤浆及滤饼的空间。滤板除上方两角均有孔外，下方的一角尚有浆及滤饼的空间。滤板除上方两角均有孔外，下方的一角尚有小旋塞，与板面的两侧相通。滤板又分为两种，左图为非洗板小旋塞，与板面的两侧相通。滤板又分为两种，左图为非洗板（过滤板），右图为洗涤板，洗涤板的特点是左上角的孔还有（过滤板），右图为洗涤板，洗涤板的特点是左上角的孔还有小通道与板面的两侧相通，洗水可以由此进入。为了便于区别，小通道与板面的两侧相通，洗水可以由此进入。为了便于区别，在板与框的边上作不同的记号，过滤板为一钮，框为二钮，洗在板与框的边上作不同的记号，过滤板为一钮，框为二钮，洗涤板为三钮。装合时按钮数涤板为三钮。装合时按钮数1-2-3-2-1-2-31-2-3-2-1-2-3的顺序排列板和的顺序排列板和框。可以通过手动、电动或液压传动压紧装置。框。可以通过手动、电动或液压传动压紧装置。料液通道2钮1钮3钮洗涤液通道洗涤板框非洗涤板板框过滤机的操作是间歇的，每个操作循环由装合、过滤、板框过滤机的操作是间歇的，每个操作循环由装合、过滤、洗涤、卸渣、整理五个阶段组成。洗涤、卸渣、整理五个阶段组成。过滤时，悬浮液在一定的压力下经滤浆通道由滤框角端的过滤时，悬浮液在一定的压力下经滤浆通道由滤框角端的暗孔进入框内，滤液分别穿过两侧滤布，再经邻板板面流暗孔进入框内，滤液分别穿过两侧滤布，再经邻板板面流至滤液出口排出，固体则留在框内，当滤饼充满滤框后，至滤液出口排出，固体则留在框内，当滤饼充满滤框后，停止过滤。停止过滤。若滤饼需要洗涤，将洗水压入洗水通道，经洗涤板角端的若滤饼需要洗涤，将洗水压入洗水通道，经洗涤板角端的暗孔进入板面与滤布之间，洗水在一定压力下穿过一层滤暗孔进入板面与滤布之间，洗水在一定压力下穿过一层滤布及整个厚度的滤饼，然后再横穿另一层滤布，最后由过布及整个厚度的滤饼，然后再横穿另一层滤布，最后由过滤板下部的滤液出口排出。这种操作方式叫滤板下部的滤液出口排出。这种操作方式叫横穿洗涤法横穿洗涤法，作用：提高洗涤效果。作用：提高洗涤效果。滤液流过滤饼面积为洗涤液的两滤液流过滤饼面积为洗涤液的两倍，而流经路径前者为后者的倍，而流经路径前者为后者的1/21/2洗涤结束，将板框打开，卸出滤饼，清洗滤布，重新装合，进洗涤结束，将板框打开，卸出滤饼，清洗滤布，重新装合，进洗涤结束，将板框打开，卸出滤饼，清洗滤布，重新装合，进洗涤结束，将板框打开，卸出滤饼，清洗滤布，重新装合，进入下一个操作循环。入下一个操作循环。入下一个操作循环。入下一个操作循环。BMS20/635-25 BBMS20/635-25 BBMS20/635-25 BBMS20/635-25 B板框过滤机；板框过滤机；板框过滤机；板框过滤机；M M M M明流（明流（明流（明流（A A A A暗流）暗流）暗流）暗流）;S;S;S;S手手手手动压紧（动压紧（动压紧（动压紧（Y Y Y Y液压）液压）液压）液压）20202020过滤面积过滤面积过滤面积过滤面积20m20m20m20m2 2 2 2;635;635;635;635框内每边长框内每边长框内每边长框内每边长635mm;635mm;635mm;635mm;25 25 25 25 框厚框厚框厚框厚25mm 25mm 25mm 25mm 若为若为若为若为26262626个框个框个框个框,过滤面积过滤面积过滤面积过滤面积A=0.635A=0.635A=0.635A=0.6352 2 2 2*2*26m*2*26m*2*26m*2*26m2 2 2 2,滤滤滤滤饼体积（全充满）饼体积（全充满）饼体积（全充满）饼体积（全充满）V V V Vc c c c=0.635=0.635=0.635=0.6352 2 2 2*0.025*26*0.025*26*0.025*26*0.025*26 m m m m3 3 3 3回转真空过滤机回转真空过滤机回转真空过滤机回转真空过滤机主要结构及操作主要结构及操作主要结构及操作主要结构及操作 回转真空过滤机是回转真空过滤机是应用最广的一种连续操应用最广的一种连续操作的过滤设备。作的过滤设备。依靠真空系统造成的依靠真空系统造成的转筒内外压差进行过滤。转筒内外压差进行过滤。它的主体是能转动的圆它的主体是能转动的圆筒，其表面有一层金属筒，其表面有一层金属网，网上覆盖滤布。筒网，网上覆盖滤布。筒的下部浸在滤浆中，转的下部浸在滤浆中，转筒沿圆周分隔成若干个筒沿圆周分隔成若干个互不相通的扇形格，每互不相通的扇形格，每格都有单独的孔道与分格都有单独的孔道与分配头的转动盘上相渔的配头的转动盘上相渔的孔相连。孔相连。圆筒旋转时，其壁面的每一段，可以圆筒旋转时，其壁面的每一段，可以依次与处于真空下的滤液罐或鼓风机依次与处于真空下的滤液罐或鼓风机（正压下）相通。每旋转一周，转筒（正压下）相通。每旋转一周，转筒表面的每一部分，都依次经历过滤、表面的每一部分，都依次经历过滤、洗涤、吸干、吹松、卸渣等到阶段。洗涤、吸干、吹松、卸渣等到阶段。因此，每旋转一周，对任何一部分表因此，每旋转一周，对任何一部分表面来说，都有经历了一个操作循环。面来说，都有经历了一个操作循环。厢式压滤机厢式压滤机厢式压滤机厢式压滤机 主要结构及操作主要结构及操作主要结构及操作主要结构及操作 厢式过滤机外表厢式过滤机外表与板框过滤机相似，与板框过滤机相似，仅由滤板组成。每块仅由滤板组成。每块滤板凹进的两个面与滤板凹进的两个面与另外的滤板压紧后组另外的滤板压紧后组成过滤室。料浆由中成过滤室。料浆由中心孔加入，滤液从下心孔加入，滤液从下脚排出。带有中心孔脚排出。带有中心孔的滤布覆盖在滤板上。的滤布覆盖在滤板上。回转真空过滤机回转真空过滤机回转真空过滤机回转真空过滤机主要结构及操作主要结构及操作主要结构及操作主要结构及操作 回转真空过滤机是回转真空过滤机是应用最广的一种连续操应用最广的一种连续操作的过滤设备。作的过滤设备。依靠真空系统造成的依靠真空系统造成的转筒内外压差进行过滤。转筒内外压差进行过滤。它的主体是能转动的圆它的主体是能转动的圆筒，其表面有一层金属筒，其表面有一层金属网，网上覆盖滤布。筒网，网上覆盖滤布。筒的下部浸在滤浆中，转的下部浸在滤浆中，转筒沿圆周分隔成若干个筒沿圆周分隔成若干个互不相通的扇形格，每互不相通的扇形格，每格都有单独的孔道与分格都有单独的孔道与分配头的转动盘上相渔的配头的转动盘上相渔的孔相连。孔相连。圆筒旋转时，其壁面的每一段，可以圆筒旋转时，其壁面的每一段，可以依次与处于真空下的滤液罐或鼓风机依次与处于真空下的滤液罐或鼓风机（正压下）相通。每旋转一周，转筒（正压下）相通。每旋转一周，转筒表面的每一部分，都依次经历过滤、表面的每一部分，都依次经历过滤、洗涤、吸干、吹松、卸渣等到阶段。洗涤、吸干、吹松、卸渣等到阶段。因此，每旋转一周，对任何一部分表因此，每旋转一周，对任何一部分表面来说，都有经历了一个操作循环。面来说，都有经历了一个操作循环。回转过滤机的突出优点是操作连续、自动。回转过滤机的突出优点是操作连续、自动。适合于处理各适合于处理各适合于处理各适合于处理各种不同的悬浮液；管理简单。种不同的悬浮液；管理简单。种不同的悬浮液；管理简单。种不同的悬浮液；管理简单。缺点是转筒体积庞大而过滤面积不大。过滤面积小，投资缺点是转筒体积庞大而过滤面积不大。过滤面积小，投资费用高；滤饼洗涤不充分；难以得到未经稀释的滤液。此外，费用高；滤饼洗涤不充分；难以得到未经稀释的滤液。此外，转筒过滤机的滤饼难以充分洗涤。所以，对于处理固体物含量转筒过滤机的滤饼难以充分洗涤。所以，对于处理固体物含量大的悬浮液的过滤比较合适。大的悬浮液的过滤比较合适。一、过滤过程的物料衡算一、过滤过程的物料衡算 4.5 4.5 过滤过程的计算过滤过程的计算过滤过程的计算过滤过程的计算 对给定的滤浆，所获得的滤液必形成一定的滤饼，它们之间的对应关系可由物料衡算求得。悬浮液固含量两种表示方法悬浮液固含量两种表示方法悬浮液固含量两种表示方法悬浮液固含量两种表示方法：质量分数质量分数（kg固体固体/kg悬浮液）悬浮液）体积分数体积分数(m3固体固体/m3悬浮液悬浮液)Pg176Pg176例例例例4-34-3过滤速率：单位时间通过单位面积的滤液体积，可表示为 ，单位为m/s。过滤过程中，滤液通过滤布和滤饼的流速较低，其流动一般处于层流状态，处于康采尼公式适用的低雷诺数范围。二、过滤基本方程式二、过滤基本方程式 滤液通过过滤介质的阻力可视为通过单位过滤面积获得某当量滤液量qe所形成的虚拟滤饼层的阻力。V Ve e=Aq=Aqe e:为形成与过滤介质阻力相等为形成与过滤介质阻力相等发滤饼层所得的滤液量，发滤饼层所得的滤液量，m m3 3K K、q qe e:过滤常数过滤常数过滤常数过滤常数K K K K单位是单位是m m2 2/s,/s,在恒压下为一常数。在恒压下为一常数。常数r反应了滤饼的特性，成为滤饼的比阻。比阻r数值的大小反映了过滤操作的难易程度。S、r0:实验常数 S:压缩性指数不可压缩滤饼s=0，可压缩滤饼s=0.20.8硅藻土 s=0.01 碳酸钙 s=0.19 氢氧化铝s=0.9