化工原理-第二版答案

1、第二章機(jī)械別離和固體流態(tài)化2. 密度為2650 kg/m3的球形石英顆粒在 20C空氣中自由沉降，計(jì)算服從斯托克 斯公式的最大顆粒直徑及服從牛頓公式 的最小顆粒直徑。解：20C 時(shí)，空氣 1.205kg/m3,1.81 10 5Pa s對(duì)應(yīng)牛頓公式，K的下限為69.1，斯脫克斯區(qū)K的上限為2.62那么，斯托克斯區(qū):dmin2.623,1.205 (2650 1.205) 9.81 斗 (1.81 10 5)257.4 m69.11513 m3 1.205 (2650 1.205) 9.81 勺 (1.81 10 5)23. 在底面積為40 m2的除塵室內(nèi)回收氣 體中的球形固體顆粒。氣體的處理量

2、為 3600 m/h，固體的密度3000kg / m3，操作條件下氣體的密度hOGkg/m3，黏度為2X 10-5 Pas。試求理論上能完全除去的最小顆粒直徑3600解：在降塵室中能被完全別離除去的最 小顆粒的沉降速度ut,r rVs那么 ut s0.025m/st bl 400 360018 2 10 5 .25 仃.5um(3000 1.06) 9.81假設(shè)沉降在滯流區(qū)，用斯托克斯公 式求算最小顆粒直徑。dmin18 utV( s )g 核算沉降流型:Retdmin Ut17.5 1026 r 1.06 0.023 1假設(shè)合理。求得的最小粒徑有效4. 用一多層降塵室除去爐氣中的礦塵礦塵最小

3、粒徑為m，密度為4000kg/m3。除塵室長(zhǎng)4.1 m、寬1.4.2 m,氣體溫度為427C ,黏度為3.4 x 10-5 Pa s，密度為 0.5 kg/m 3。假設(shè) 每小時(shí)的爐氣量為2160標(biāo)準(zhǔn)m,試確定 降塵室內(nèi)隔板的間距及層數(shù) 解：由氣體的狀態(tài)方程PV nRTT得VsVs，那么氣體的流量為:Vs1.54Ut bH0.2034m/s1.8 4.2旦互緞1.54m3/s2733600假設(shè)沉降發(fā)生在滯流區(qū)，用斯托克 斯公式求最小粒徑。dmin18 ut(s )gi18 3.4 10 5 0.208 (4000 0.5) 9.8157.02 m核算沉降流型:Retd min Ut57.02 1

4、0 6 0.208 0.50.174 13.4 10假設(shè)合理。求得的最小粒徑有效由以上的計(jì)算可知。粒徑為顆粒沉降必定發(fā)生在滯流區(qū)用斯托克斯公式求沉降速度utd2( s )g18(8 10 6)2 (4000 0.5) 9.8118 3.4 104.1 10 3 *m/s層數(shù)nVsblut1.545.9取為51層板間距 h H/(n 1) 4.2/(511) 80.8mm核算氣體在多層降塵室中的流型。u Vs/(bl) 1.54/(1.8 4.1) 0.208m/s當(dāng)量直徑(對(duì)降塵室)0.154mde 4bh/2(b h)4 1.8 0.081Redeu /0.154 0.208 0.5/(3.

5、4 10 5)471.06氣體在降塵室中的流動(dòng)為層流流 動(dòng)。設(shè)計(jì)合理。5. 含塵氣體中塵粒的密度為2300kg/m3,氣體流量為 1000 m3/h、黏度為3.6 x 10-5 Pa s、密度為 0.674 kg/m 3, 采用如圖3-7所示的標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)別離器 進(jìn)行除塵。假設(shè)別離器圓筒直徑為0.4 m，試估算其臨界粒徑、分割粒徑及壓強(qiáng)降。解：對(duì)標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)別離器，D=0.4m, B=D/4=0.1m， h=D/2=0.2m。氣體流速為U Vs/A 1000/(3600 B h) 100013.89m/si s/3600 0.1 0.2臨界粒徑dc器壓強(qiáng)降2Ui8.08.04 m9 3.6 10

6、5 0.13.14 5 2300 13.890.27 J- .6 100.4二 5.73 m0.674 (13.89)22520PaY 13.89 (2300 0.674)所以，臨界粒徑氏8.04 m，分割粒 徑 d505.73 m，壓強(qiáng)降 520Pa。7.在實(shí)驗(yàn)室用一片過(guò)濾面積為0.1 m的濾葉對(duì)某種顆粒在水中的懸浮液進(jìn)行 過(guò)濾實(shí)驗(yàn)，濾葉內(nèi)部真空度為500 mmHg 過(guò)濾5 min得濾液1 L,又過(guò)濾5 min得 濾液0.6 L。假設(shè)再過(guò)濾5min,可再得濾液 多少？解：由過(guò)濾根本方程：2q 2qqe K，代入數(shù)據(jù)有：1 1E 2EqeK 5 602喬氣評(píng)0.1 10K 10 60解得：qe

7、 7 10 5m3/m2,K 8 10 7m2/s當(dāng) 15min時(shí)，q22 7 10 5q 8 10 7 15 60解得 q 0.02073m3/m2 20.73L/m2 ,V qA 20.73 0.12.073LV 2.073 1.6 0.473L水中的懸浮液進(jìn)行過(guò)濾實(shí)驗(yàn)，測(cè)得數(shù)據(jù) 列于此題附表中。過(guò)濾面積為0.093 m,試求： 過(guò) 濾壓強(qiáng)差為103.0 kPa時(shí)的過(guò)濾常數(shù)K、qe； (2)濾餅的壓縮性指數(shù)s ； (3)假設(shè)濾 布阻力不變，試寫出此濾漿在過(guò)濾壓強(qiáng) 差為196.2kPa時(shí)的過(guò)濾方程式。過(guò)濾壓強(qiáng)差pkPa過(guò)濾時(shí)間s濾液體積V3m103.050-32.27 X 106609.1O

8、X 10-3343.417.1-32.27 X 1032339.1OX l0 -3習(xí)題附表解: (1)103.0kPa下,33252.27 10 3 / 0.093 0.0244m3 / m2，q29.10 10 3/0.0930.0978m3/m20.02442 2 0.0244qe K 50K 1.572 10 5m2/s0.09782 2 0.0978qe K 660qe 3.91 10 3m3/m2/ 込啤 0.973sK 1.572 10 5同理可以求出343.4kPa下的過(guò)濾常數(shù)m2 /s, qe3.09K4.36 10W332m / m , e0.219s(2)2k p1s 得K

9、4.36 10 51.572(343.4f s(1030.1526(3)rLe rsp vqeqe1/ ps以103kPa下的數(shù)值為基準(zhǔn)，得到K1.572105 益10.15262.714 10 5m2 /sqe3.913/ 2.0 J 0.152633210()3.544 10 m /m1.05qe2K324 0g1962.kPa下的過(guò)濾方程式為(q 3.54410 2)22.74 10 5(0.463)x03b02100定A.B.C.D.降 塵 室 的 生 產(chǎn) 能 力 由 決降塵室的高度和長(zhǎng)度 降塵室的高度 降塵室的底面積 降塵室的體積x03a02079 板框壓濾機(jī)中，最終的濾液流率是 洗滌液流率的 。 PE= pw ,口 一 口 w A. 一倍B.一半C. 四倍D.四分之一t03a02001一球形石英顆粒，在空氣中按斯托 克斯定律沉降，假設(shè)空氣溫度由20 C升至 50C,那么其沉降速度將。x03a02094降塵室的生產(chǎn)能力 。A只與沉降面積A和顆粒沉降速度Ut有 關(guān)B與A， Ut及降塵室高度H有關(guān)C只與沉降面積A有關(guān) D只與Ut和H有關(guān)x03a02072葉濾機(jī)洗滌速率與最終過(guò)濾速率的 比值為。A 1/2B1/4C1/