化工原理練習(xí)題過(guò)濾

1、化工原理練習(xí)題(過(guò)濾)一、填空題1用板框式過(guò)濾機(jī)進(jìn)行恒壓過(guò)濾操作，隨著過(guò)濾時(shí)間的增加，濾液量，生產(chǎn)能力。2. 轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)，轉(zhuǎn)速為 n(r/min)，轉(zhuǎn)鼓表面積為A,轉(zhuǎn)鼓的沉浸度為，則過(guò)濾周期為 (mi n)，在一個(gè)過(guò)濾周期中過(guò)濾時(shí)間為(min)，過(guò)濾面積為 。3. 在恒壓操作一個(gè)周期中，已知過(guò)濾時(shí)間為獲得的濾液量為V，現(xiàn)僅將過(guò)濾壓差增加2倍，則過(guò)濾時(shí)間變?yōu)?設(shè)濾餅不可壓縮，且介質(zhì)阻力不計(jì))。4. 對(duì)板框式過(guò)濾機(jī)，洗滌面積Aw和過(guò)濾面積 A的定量關(guān)系為 ，洗水走過(guò)的距離 Lw和濾液在過(guò)濾終了時(shí)走過(guò)的距離L的定量關(guān)系為 ,洗滌速率(dV)W和終了時(shí)的過(guò)濾速d率(dV)E的定量關(guān)系為。d5. 對(duì)

2、葉濾機(jī)，洗滌面積Aw和過(guò)濾面積 A的定量關(guān)系為 ，洗水走過(guò)的距離 Lw和濾液在過(guò)濾終了時(shí)走過(guò)的距離 L的定量關(guān)系為 ，洗滌速率(史)如與過(guò)濾終了時(shí)的過(guò)d濾速率(dV)E的定量關(guān)系為 。d6. 轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)，轉(zhuǎn)速越大，則生產(chǎn)能力就越 ，每轉(zhuǎn)一周所獲得的濾液量就越，形成的濾餅厚度越 ，過(guò)濾阻力越 。二、計(jì)算題1.設(shè)過(guò)濾常數(shù)為 K(m2 /h)，過(guò)濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液體積為 Ve(m3),過(guò)濾時(shí)間為，拆裝等輔助時(shí)間為 d，過(guò)濾面積為 A，濾餅不需洗滌，試推導(dǎo)恒壓板框過(guò)濾機(jī)生產(chǎn)能力達(dá)到最 大時(shí)的過(guò)濾時(shí)間表達(dá)式。2.某板框過(guò)濾機(jī)在恒壓下操作，過(guò)濾階段的時(shí)間為2h，已知第1h過(guò)濾得8m3濾液，濾餅不可壓縮，

3、濾布阻力可忽略，試求：(1) 第2h可得多少過(guò)濾液；(2) 過(guò)濾2h后用2m3清水(粘度與濾液相近)，在同樣壓力下對(duì)濾餅進(jìn)行橫穿洗滌， 求洗滌時(shí)間；(3) 若濾液量不變，僅將過(guò)濾壓差提高1倍，問(wèn)過(guò)濾時(shí)間為多少？(4) 若過(guò)濾時(shí)間不變，僅將過(guò)濾壓強(qiáng)提高1倍，問(wèn)濾液量為多少？3.在202.7kPa(2atm)操作壓力下用板框過(guò)濾機(jī)處理某物料，操作周期為3h，其中過(guò)濾331.5h ,濾餅不需洗滌。已知每獲1m 濾液得濾餅0.05m ,操作條件下過(guò)濾常數(shù)3.3 10 5m2/s，介質(zhì)阻力可忽略，濾餅不可壓縮。試計(jì)算：（1）若要求每周期獲0.6m3的濾餅，需多大過(guò)濾面積？（2） 若選用板框長(zhǎng)寬的規(guī)格為1

4、m 1m，則框數(shù)及框厚分別為多少？（3） 經(jīng)改進(jìn)提高了工作效率，使整個(gè)輔助操作時(shí)間縮短為1h,則為使上述板框過(guò) 濾機(jī)的生產(chǎn)能力達(dá)到最大時(shí)，其操作壓力提高至多少？4含固相3% （體）的某種懸浮液，用一小型板框壓濾機(jī)進(jìn)行恒壓過(guò)濾，濾框內(nèi)的空間尺寸為200mm x 200mm x 20mm，總框數(shù)為10個(gè)，濾渣充滿濾框所需時(shí)間為2h。已知濾餅中固相分率（體）為 60%，濾餅不可壓縮，過(guò)濾介質(zhì)阻力可忽略不計(jì)。若洗水粘度、洗水的表 壓分別與濾液的粘度、過(guò)濾的壓強(qiáng)差相同，洗水的體積為濾液體積的10%，每次卸渣、清理、裝盒等輔助操作時(shí)間的總和為0.5h。試計(jì)算：（1）過(guò)濾常數(shù)K ;（2）該過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力（

5、m3濾液/h）?；ぴ砭毩?xí)題答案（過(guò)濾）、填空題1.答案：增加；不變分析：由恒壓過(guò)濾方程V2 2VVe KA2可知濾液量隨過(guò)濾時(shí)間的增大而增加。而間歇過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力V可知生產(chǎn)能力只與操作周期有關(guān)。12.答案：一；一;An n3.答案：3分析：由恒壓過(guò)濾方程2 2V 2k pA所以所以P常數(shù)3dV、1小、（）w（）ed 4 d分析：由板框過(guò)濾機(jī)的結(jié)構(gòu)及操作原理，可知該裝置的洗滌方式屬橫穿洗滌法。故洗滌 面積為過(guò)濾面積的1/2,洗滌路徑為2倍濾液路徑。再過(guò)濾基本方程dV A p ”亠人工比,（略去介質(zhì)阻力d rL顯然洗滌速率為終了過(guò)濾速率的1/4。花dV5.答案：Aw A; Lw L ; （）

6、wd4.答案：Aw； Lw22L;dVGE分析：由葉濾機(jī)的結(jié)構(gòu)及操作原理，可知洗滌液所走途徑就是過(guò)濾終了時(shí)濾液所走的途徑，屬置換洗滌法。6.答案：大；少；薄；小 、計(jì)算題1.解：生產(chǎn)能力的表達(dá)式為式中V每周期所得濾液體積，因?yàn)?W 0 ，有Q V 3 m / hTT 操作周期,可表示成所以微分D由衡壓過(guò)濾方程 V2 2VVe KA2V2 2VVe 2-代入(a)KA2KA2V2VVe KA2 dKA2(V2 2VVe KA2 D) KA2V(2V 2Ve)V2dQdVe(V2 2VVeKA2 d)2dQdV得 V A. K d代入恒壓過(guò)濾方程D 2% D D A K此式即濾餅不需洗滌時(shí)間歇操作

7、的恒壓過(guò)濾過(guò)程最佳操作循環(huán)關(guān)系式，即生產(chǎn)能力達(dá) 到最大時(shí)過(guò)濾時(shí)間表達(dá)式。特別當(dāng)Ve 0時(shí)，2 22 解：(1)V KA將 V 8m3A2KD 2AVe、.K D KA2所以V21 1h代入上式，得V1. KA2 2 82KA 64方法由過(guò)濾基本方程dV d64 2 83.31m3KA22(V Ve)由題知Ve所以方法微分得(乎)W -d-VwdV()wd由V2dVV284(dV)E4 d20.71KA2KA22V(3)由題意 S 0因?yàn)樗杂深}K 2k0K2A2 23.3111.31m3 代入得2.833 / u0.71m / h42.83h后面步驟同上。衛(wèi)2P1p1 S 2k p pP22P

8、1K,A2 1所以K122 1K221h（4）v22k2a2V12K1A所以(V2)22V1K13. 解:（1）0.63V12m0.05Ve0所以V2 KA2V A=一12.K,3.35101.53600(2)A= n2 1 1所以nA 28.43=14.22 2取15個(gè)所以VS 0.6一=0.04 mn 15應(yīng)注意每個(gè)框的兩側(cè)都有濾布，故計(jì)算面積時(shí)要在n該熱個(gè)框面積的基礎(chǔ)上再乘以2。（3）分析：所謂最佳操作周期是指當(dāng)過(guò)濾時(shí)間加洗滌時(shí)間等于輔助時(shí)間時(shí)，達(dá)到一定產(chǎn)量時(shí)所需總時(shí)數(shù)最少， 亦即生產(chǎn)能力最大， 對(duì)于此題，實(shí)際就是要求出在濾液量不變的情況 下，過(guò)濾時(shí)間由1.5h減為1h,操作壓差應(yīng)增至多少。計(jì)算如下：由V2 乂得由題知SO, 故K p34解：（1 ）首先要解決每獲1 m濾液所得濾渣體積的計(jì)算問(wèn)題。設(shè)：v 獲得1 m3濾液所生成的濾渣體積，m3/m3 ；e、ec分別為濾漿及濾渣中固相所占的體積分率。這里認(rèn)為在濾漿與濾渣中，液相與固相各自所占的體積分別和其單獨(dú)存在時(shí)的體積相 同，且濾液完全不含固相。33以1 m濾液為基準(zhǔn)，則濾渣體積=vi， m ；濾渣中固相體積=ve；， m3 ；懸浮液的體積=（1 + v）， m3 ；懸浮液中固相體積=（1+v）e， m3。2 1.60.5因?yàn)V液中不含固相，故濾渣中的固相體積就是懸浮