quá trình và thiết bị cơ học chương 3 lọc

GV: ThS. Nguyn Quc Hi
QA TRNH V THIT B CƠ HC
TRƯNG ĐI HC B RA VNG TU
KHOA HO HC V CNTP
CHƢƠNG 3: LỌC
1. KHI NIM
 Lc l qu trnh phân riêng hn hp nhờ mt vt
ngăn xp
PHÂN LOI
 Lọc thông dụng gồm có:
lọc bề mặt ( hay lọc tạo
bã)
 Vi lọc : lọc tách các
phần tử rất bé
 Lọc phân tử gồm có :
siêu lọc , thẩm thấu
ngược, điện thẩm tách.

Ưu điểm của lọc so với lắng:
 Phần riêng những hệ mà lắng không thực hiện được
 Thời gian phân riêng nhanh
 Độ ẩm của bã sau khi lọc nhỏ
 Thiết bị lọc ít chiếm diện tích so với lắng trong
cùng năng suất
Quá trình làm việc ổn định
 Vận hành đơn gin, ít sự c
 Làm việc ở áp suất thường, áp suất dư, áp suất chân
không.
II) ĐỘNG LỰC QU TRÌNH LỌC
∆P= P
1

– P
2
; N/m
2

Tạo thành ∆P bằng ba phương pháp sau
• Áp suất thủy tĩnh
• Áp suất dư
• Áp suất chân không.


IV) TÍNH VẬN TỐC LỌC

Tc đ lc:
Lc b mt:
Lc sâu:
-G
h
, V
h
khi lượng và thể tích huyền phù.
-G
o
, V
o
khi lượng và thể tích pha phân tán trong hỗn hợp
-G
ℓ
, V
ℓ

khi lượng và thể tích pha liên tục trong hỗn hợp
-G
a
, V
a
khi lượng và thể tích bã ẩm tạo thành
-G, V khi lượng và thể tích nước lọc thu được
- G
o
/G
h
= C
m
nồng độ pha phân tán trong hỗn hợp
- G
b
/G
o
=m Tỷ s bã ẩm và bã khô tuyệt đi
-(G
a
-G
o
)/G
b
=
U
b
độ ẩm bã lọc

-X
m
= G
o
/V tỷ s bã khô tuyệt đi và thể tích nước lọc
-X
o
=V
a
/V – tỷ số giữa thể tích bã ẩm và lượng nước lọc
-ρ khi lượng riêng nước lọc
- r
o
trở lực riêng thể tích 1/m
2
- r
m
trở lực riêng khi lượng m/kg





V) TÍNH CÂN BNG VẬT CHT

V) TÍNH CÂN BNG VẬT CHT


G
o

/G
h
= C
m
G
a
/G
o
= m
G
o
/G = X
m
/ρ; G
o
/V = X
m
Chia 2 vế cho G
o
:
11
m
m
m
X
C


h o l
G = G +G = G +G,kg

a
- Định luật bo toàn vật chất theo khi lượng
b o o
b
bb
G -G G
1
U = =1- =1-
G G m
3
m
.
Rút ra: X = ; /
1.
m
m
C
kg m
mC


X
0
: Tỉ s giữa thể tích bã ẩm trên thể tích
nước lọc ; m
3
/m
3
(%)
b

o
V
X=
V
om
r
m
mr
1 m-1
X = X .( + )
.C
1 m-1
= .( + )
1-m.C



3
h o l
= + = + ,
a
V V V V V m
- Định luật bo toàn vật chất theo thể tích
Xác định trở lực của bã R
b

Tính trở lực theo thể tích:
Tính trở lực theo khi lượng:
b o o o
R = r .h = r . ;1/ m

o
XV
S
b m m m
R = r .g = r . ;1/ m
m
XV
S
VI) PHƢƠNG TRÌNH LỌC

 Lọc trên mặt phng với ΔP=const
2
2
v
o o o o
2.R .
2. P.
V .V = .
r .X .r .X
S
S




 Tnh theo phƣơng php trở lực tƣơng đƣơng q
e
:

2

( ) ( )
ee
q q K

  
VI) PHƢƠNG TRÌNH LỌC

 Lọc trên mặt phng với w=const
2
2
v
o o o o
R.
P.
V .V = .
r .X .r .X
S
S




VI) PHƢƠNG TRÌNH LỌC

 Lọc qua bề mặt trụ:
v
oo
R
C=
r .X

-Thay các giá trị:
32
vm
om
r
2
m
oo
om
r
R .(1-m.C )
C = ;m / m
1 1-m
r . .C .( + )
2. P.(1-m.C )
2. P
Và K = = ;m / s
1 1-m
m.r .X
m.r .r.C .( + )





o o m m
32
vn m
mm
2

m
mm
r .X = r .X
R .(1-m.C )
C = ;m / m
r . .C
2. P.(1-m.C )
K = ;m /s
.r . .C



- Thay :
VII) XC ĐỊNH CC HNG SỐ LỌC C, K
Đại
lượng
Thứ
nguyên
Đại
lượng
Thứ
nguyên
Đại
lượng
Thứ
nguyên
K m
2
/s X
o

m
3
/m
3
R
v
1/m
C m
3
/m
2
X
m
kg/m
3
R
b
1/m
r
o

1/m
2
m kg/kg U
b
%
r
m

kg/m C

m
kg/kg

∆P N/m
2
h
o
m g
m
kg/m
2
q m
3
/m
2
VIII) GIỚI THIU THIẾT BỊ LỌC BỤI
VIII.1) Các thiết bị lọc bụi
VIII.1.1) Thiết bị lọc ướt
VIII.1.2) Thiết bị lọc khô
VIII.2) Thiết bị lọc hệ lỏng không đồng nhất ( huyền phù)
VIII.2.1) Thiết bị lọc khung bn – Lọc ép
VIII.2.2 ) Máy lọc chân không thùng quay
Bài 1 :
Huyền phù là một chất rắn trong nước có khi lượng riêng ρ
r
=3000
kg/m
3
. Nồng độ khi lượng C

m
=10%, được lọc bằng thiết bị lọc khung
bn kích thước ( 0,85 x 0,85 x 0,025 ) m, với 40 khung. Biết trở lực vách
ngăn R
vn
=1,138.10
12
1/m, Trở lực riêng thể tích của bã r
o
=
10,95.10
15
1/m
2
, Độ ẩm bã U
b
=40%, độ nhớt động lực học của nước µ
=1cP, lọc áp suất không đổi ∆P =3,5 at, ρ
nước
=1000kg/m
3
. Lọc cho đến
khi đầy bã.
Hỏi:
-Tỷ s thể tích bã ẩm trên thể tích nước lọc X
o
, m
3
/m
3

.
-Thể tích nước lọc riêng q, m
3
/m
2
.
-Thời gian bắt đầu lọc đến lúc đầy bã.
-Khi lượng riêng của bã ẩm ρ
b
, kg/m
3
.
-Xác định khi lượng huyền phù cần lọc từ đầu G
h
, kg.
Bài 2:
Thiết bị lọc khung bn gồm 10 khung lọc kích thước
(0,5x0,5) m. Lọc với áp suất không đổi ∆P =3at, Biết
trở lực vách ngăn R
vn
=10
9
1/m, trở lực riêng thể tích
của bã r
o
=10
12
1/m
2
. Tỷ s thể tích bã ẩm trên nước

lọc Xo =0,02 , độ nhớt động lực học của nước là pha
liên tục µ =1cP. Tiến hành quá trình lọc cho đến khi
vận tc nước lọc w
ℓ
=0,05 m
3
/s.m
2
.
Yêu cầu tính:
-Thể tích nước lọc riêng q, m
3
/m
2
.
-Thể tích nước lọc cho toàn thiết bị V, m
3
.
-Chiều dày tổng của 2 lớp bã bám trên bề mặt
vi lọc h, m.