3非均相物系的分離

1、第三章 非均相物系的分離自測題一. 填空或選擇1 固體粒子的沉降過程分_階段和_ 階段。沉降速度是指_ 階段顆粒相對于_ 的速度。2.在重力場中， 固粒的自由沉降速度與下列因素?zé)o關(guān)（）A）粒子幾何形狀 B）粒子幾何尺寸 C）粒子及流體密度 D）流體的流速3.在降塵室中除去某粒徑的顆粒時，若降塵室高度增加一倍，則顆粒的沉降時間_，氣流速度_ ，生產(chǎn)能力_ 。4._在斯托克斯區(qū)， 顆粒的沉降速度與其直徑的 _ 次方成正比，而在牛頓區(qū)， 與其直徑的次方成正比。5._沉降雷諾準(zhǔn)數(shù) Ret越大，流體粘性對沉降速度的影響 _。6.球形石英粒子在空氣中作滯流自由沉降。若空氣溫度由20C提高至 50C,則其沉

2、降速度將_ 。7._ 降塵室操作時，氣體的流動應(yīng)控制在_ 區(qū)。8._含塵氣體通過長 4m、寬 3m、高 1m 的降塵室，顆粒的沉降速度為 0.03m/s， 則降塵室的最大生產(chǎn)能力為m3/s。9._降塵室內(nèi)，顆粒可被分離的條件是_。10._ 理論上降塵室的生產(chǎn)能力與和關(guān)，而與_無關(guān)。11. 在降塵室內(nèi)，粒徑為 60m的顆粒理論上能全部除去，則粒徑為 42m的顆粒能被除去的分率為 _。（沉降在滯流區(qū)）12._在離心分離操作中，分離因數(shù)是指 。某顆粒所在旋風(fēng)分離器位置上的旋轉(zhuǎn)半徑 R= 0.2m，切向速度 UT=20m/s,則分離因數(shù)為 _ 。13._旋風(fēng)分離器的分離效率隨器身的增大而減小。14._

3、工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的間歇壓濾機有_ 和_ ，連續(xù)吸濾型過濾機為 _ 。15. 用板框壓濾機恒壓過濾某種懸浮液， 其過濾方程式為 q2+0.062q=5X10-5B,式中 q 的單位為 m3/m2，B的單位為 s，則過濾常數(shù)值及其單位為：K = ，qe=， 0 e_。若該過濾機由635335X2mm 的 10 個框組成，則其過濾面積 A=_ m2,介質(zhì)的虛擬濾液體積 Ve=_m3。16.根據(jù)過濾基本方程式（dV匕衛(wèi)）說明提高過濾機生產(chǎn)能力的措施dB 并（V +Ve）是（最少寫出三條）_、_、_。17. 在板框壓濾機中，若過濾壓力差增加一倍，則過濾速率變?yōu)樵瓉淼模ǎ┍丁?（過濾介質(zhì)阻力忽略不計，濾餅

4、不可壓縮）1/2A） 2B） 2C） 1 D） 418 .板框壓濾機中橫穿洗滌法的洗滌速率與最終過濾速率之比為（）；葉濾機置換洗滌法的洗滌速率與最終過濾速率之比為（）0（Ap卩在過濾最終與 洗滌相同）A） 1/4 B） 1/2C） 4D） 119._ 恒壓過濾某種懸浮液（介質(zhì)阻力可忽略，濾餅不可壓縮），已知 10min 單位 過濾面積上得濾液0.1m3。若 1h 得濾液 2m3,則所需過濾面積為 _m2。20. 葉濾機過濾某種懸浮液，介質(zhì)阻力可忽略，濾餅不可壓縮，Ke2.5 10-3m2/s。若過濾終了時， q= 2.5m3/m2,每m2過濾面積上用0.5m3清水洗滌(卩與過 濾終了相同)，則

5、所需過濾時間 廿_s,洗滌時間Bw_s。二、分析題1、 若分別采用下列各項措施，試分析轉(zhuǎn)筒過濾機的生產(chǎn)能力將如何變化，并分 析各種措施的可行性。(已知濾布阻力可以忽略，濾餅不可壓縮)(1) 轉(zhuǎn)筒尺寸按比例增大 50%。(2) 轉(zhuǎn)筒浸沒度增大 50%。(3) 操作真空度增大 50%。(4) 轉(zhuǎn)速增大 50%。(5) 升溫，使濾液粘度減小 50%。2、 為什么降塵室通常設(shè)計成扁平型？三、計算題1、在底面積為 40m2的除塵室內(nèi)回收氣體中的球形固體顆粒。氣體的處理量為3600m3/h,固體的密度p=3000kg/m3,操作條件下氣體的密度 尸 1.06kg/m3,粘 度為2x10-5Paso試求理論

6、上能完全除去的最小顆粒直徑。2、以小型板框壓濾機對碳酸鈣顆粒在水中的懸浮液進行過濾實驗，測得數(shù)據(jù)列 于本題附表中：過濾壓強差 p/kPa過濾時間9/s濾液體積 V/m3103.0502.27X10-36609.10X10-3343.417.12.27X10-233-39.10X10已知過濾面積為 0.093m2，試求：(1)過濾壓力差 103.0kPa 時的過濾常數(shù) K、qe及；(2)濾餅的壓縮性指數(shù) s; (3)若濾布阻力不變，試寫出此濾漿在過濾 壓力差196.2kPa 時的過濾方程式。3、 用一臺BMS50/810-25型板框壓濾機過濾某懸浮液， 懸浮液中固相質(zhì)量分率 為0.139,固相密

7、度為 2200kg/m3,液相為水。每 1m3濾餅中含 500kg 水，其余 全為固相。已知操作條件下的過濾常數(shù) K=2.72X0-5m2/s, qe=3.45X0-3m3/m2,濾 框尺寸為810X810X25,共 38 個框。試求：(1)過濾至濾框內(nèi)全部充滿濾渣所需 的時間及所得的濾液體積； （2）過濾完畢用 0.8m3清水洗滌濾餅，求洗滌時間。 洗水溫度及表壓與濾漿的相同。4、在 3xi05Pa 的壓力差下對鈦白粉在水中的懸浮液進行過濾實驗，測得過濾常 數(shù)K=5X10-5m2/s, qe=0.01m3/m2,又測得濾餅體積與濾液體積之比u=0.08。現(xiàn)擬用有 38 個框的 BMS50/8

8、10-25 型板框壓濾機處理此料漿，過濾推動力及所用濾 布也與實驗用的相同。試求：（1）過濾至框內(nèi)全部充滿濾渣所需的時間； （2）過 濾完畢以相當(dāng)于濾液量 1/10 的清水進行洗滌，求洗滌時間； （3）若每次卸渣、 重裝等全部輔助操作時間共需 15mi n,求每臺過濾機的生產(chǎn)能力（以每小時平均 可得多少 m3濾餅計）。第三章非均相物系的分離一. 填空或選擇1 固體粒子的沉降過程分加速 階段和 恒速階段。沉降速度是指恒速階段顆粒相對于流體的速度。2.在重力場中，固粒的自由沉降速度與下列因素?zé)o關(guān)（D ）A）粒子幾何形狀 B）粒子幾何尺寸 C）粒子及流體密度 D）流體的流速3.在降塵室中除去某粒徑的

9、顆粒時，若降塵室高度增加一倍，則顆粒的沉降時間一加長一倍，氣流速度一為原來的 1/2 ,生產(chǎn)能力不變。4.在斯托克斯區(qū)，顆粒的沉降速度與其直徑的_2_次方成正比，而在牛頓區(qū)，與 其直徑的 1/2 次方成正比。5.沉降雷諾準(zhǔn)數(shù) Ret 越大，流體粘性對沉降速度的影響越小_。6.球形石英粒子在空氣中作滯流自由沉降。若空氣溫度由20C提高至 50C,則其沉降速度將減小。7.降塵室操作時，氣體的流動應(yīng)控制在 層流區(qū)。8.含塵氣體通過長 4m、寬 3m、高 1m 的降塵室，顆粒的沉降速度為 0.03m/s,則降塵室的最大生產(chǎn)能力為0.36m3/s09.降塵室內(nèi)，顆粒可被分離的條件是氣體在降塵室的停留時間

10、大于顆粒的沉降 時間。10. 理論上降塵室的生產(chǎn)能力與 底面積和沉降速度 有關(guān),而與一高度 無關(guān)。11. 在降塵室內(nèi)，粒徑為 60m的顆粒理論上能全部除去，則粒徑為 42m的顆粒能被除去的分率為49% 。（沉降在滯流區(qū)）12. 在離心分離操作中，分離因數(shù)是指 _u!/Rg_。某顆粒所在旋風(fēng)分離器位 置上的旋轉(zhuǎn)半徑 R= 0.2m，切向速度 UT=20m/s，則分離因數(shù)為 一 203.9_。13.旋風(fēng)分離器的分離效率隨器身直徑 的增大而減小。14. 工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的間歇壓濾機有 一板框過濾機_和_葉濾機_，連續(xù)吸濾 型過濾機為 轉(zhuǎn)筒真空過濾機_015.用板框壓濾機恒壓過濾某種懸浮液， 其過濾方

11、程式為 q2+0.062q=5X10-5B,式 中q 的單位為 m3/m2，B的單位為 s， 則過濾常數(shù)值及其單位為： K= _5X10-5， qe=0.031，019.2s _。若該過濾機由 635635X2mm 的 10 個框組成，則其過濾面積 A= 8.06 m2,介 質(zhì)的虛擬濾液體積 Ve=0.25 m3。2 .1 -s16. 根據(jù)過濾基本方程式（dV山 ）說明提高過濾機生產(chǎn)能力的措施d 日 4（V +Ve）是（最少寫岀三條）增大壓差；提高溫度；使用阻力小的濾布；s1 時在允許時使用助濾劑；清洗濾布等。17.在 板 框壓濾機中，若過濾壓力差增加一倍，則過濾速率變?yōu)樵瓉淼模˙ ）倍。（過

12、濾介質(zhì)阻力忽略不計，濾餅不可壓縮）1/2A） 2B） 2 C） 1 D） 418 .板框壓濾機中橫穿洗滌法的洗滌速率與最終過濾速率之比為 （A ）;葉濾機置 換洗滌法的洗滌速率與最終過濾速率之比為（D ）。（ p卩在過濾最終與洗滌相同）A） 1/4B） 1/2C） 4 D） 119. 恒壓過濾某種懸浮液（介質(zhì)阻力可忽略，濾餅不可壓縮），已知 10min 單位過濾面積上得濾液 0.1m3。若 1h 得濾液 2m3,則所需過濾面積為8.16_后。20. 葉濾機過濾某種懸浮液，介質(zhì)阻力可忽略，濾餅不可壓縮，K = 2.5X0-3m2/so若過濾終了時，q= 2.5m3/m2,每 m2過濾面積上用 0

13、.5m3清水洗滌(卩與過 濾終了相同)，則所需過濾時間0=2500_s,洗滌時間Bw1000_So二、分析題若分別采用下列各項措施，試分析轉(zhuǎn)筒過濾機的生產(chǎn)能力將如何變化，并分析各種措施的可行性。(已知濾布阻力可以忽略，濾餅不可壓縮)(1) 轉(zhuǎn)筒尺寸按比例增大 50%。(2) 轉(zhuǎn)筒浸沒度增大 50%o(3) 操作真空度增大 50%o(4) 轉(zhuǎn)速增大 50%o(5) 升溫，使濾液粘度減小 50%o答：根據(jù)題給條件，轉(zhuǎn)筒真空過濾機生產(chǎn)能力的表達式為按A=nDL(1) 轉(zhuǎn)筒尺寸按比例增大 50%。新設(shè)備的過濾面積為A=(1.5)2A=2.25A 即生產(chǎn)能力為原來的 2.25 倍，凈增 125%，需要換

14、設(shè)備。(2) 轉(zhuǎn)筒浸沒度增大 50% ,曠壓J225Q即生產(chǎn)能力凈增 22.5%。增大浸沒度不利于洗滌。(3) 操作真空度增大 50% 上增大真空度使 K為原來的 1.5倍， 則效果同加大浸沒度 50%， 即生產(chǎn)能力提高 了 22.5%。加大真空度受操作溫度及原來真空度大小的制約。(4) 轉(zhuǎn)速增大 50%，效果同(2)和(3)，但轉(zhuǎn)速太快濾餅厚度太薄，不利于 掛下濾餅。(5) 升溫，使粘度下降 50%，過濾阻力減小 50%, K 增大一倍，匚f即可使生產(chǎn)能力提高 41.4 %。但溫度提高，將使真空度難以保持。2、為什么降塵室通常設(shè)計成扁平型？降塵室的最大生產(chǎn)能力 Vs=blut，與降塵室的高度

15、無關(guān)，所以降塵室通常設(shè)計 成扁平型三、計算題1、在底面積為 40m2的除塵室內(nèi)回收氣體中的球形固體顆粒。氣體的處理量為3600m3/h，固體的密度p=3000kg/m3,操作條件下氣體的密度 尸 1.06kg/m3,粘 度為2X10-5Paso試求理論上能完全除去的最小顆粒直徑。解：理論上沉降速度大于 ut二纟=3600/3600= 0.025m/ s 得顆粒能完全除去bl 40校核：Re啞749佶Of256“02317 1假設(shè)正確，理論上能完全除去的最小顆粒直徑為1.749 10m2、以小型板框壓濾機對碳酸鈣顆粒在水中的懸浮液進行過濾實驗，測得數(shù)據(jù)列 于本題附表中：過濾壓強差 p/kPa過濾

16、時間9/s濾液體積 V/m3 4103.05032.27X10-6609.10X10-3343.417.12.27X10-32339.10X10-3已知過濾面積為 0.093m5，試求：（1）過濾壓力差 103.0kPa 時的過濾常數(shù) K、qe及；（2）濾餅的壓縮性指數(shù) s ； （ 3）若濾布阻力不變，試寫出此濾漿在過濾 壓力差196.2kPa 時的過濾方程式。解：（1）由恒壓過濾方程：q_2qqe=Kr，q=V/A（2.44 10冷22 2.44 10，qe = K 502 2 2（9.78 10 ）22 9.78 10 qe二K 660解得：qe=3.82 10”m3/m2，K =1.56

17、 10_5m2/s，二e=理=0.935sK5設(shè)沉降位于層流區(qū)：d =18UV（Ps p）g18 2曲.025“.749 10-m(3000 -1.06) 9.812 10“(2)(2.44 102)2.2 2.44 106 7qe = K 17.1 (9.78 102)22 9.78 102qe = K 2332K =4.37 10，m2/s，二*理=0.224sK0.6233 (1-0.5)2200+0.6233 0.5 1000+V 1000V =3.914m3. V22VVe3.91422 3.914 3.45 10“ 49.867e52246.5s解得：qe=3.13 1Om3/m2

18、,由1得+瓷11.56 10,4.37 10,珂空）1解得 s=0.15343.4（3）濾布阻力不變即 rLe 不變,Le 正比于 qe，因止匕rqe =ripsqeqe二qe(P1Ps3)-3.82 10(103.0)0.15(196.2)332-3.47 10 m /mAp1_s_5196.21 _0 15_5 251(節(jié))九5610(碩).=2J010 m/s過濾方程為：q22 3.47 10冷=2.70 10七3、 用一臺BMS50/810-25型板框壓濾機過濾某懸浮液， 懸浮液中固相質(zhì)量分率 為0.139,固相密度為 2200kg/m6,液相為水。每 1m3濾餅中含 500kg 水，其余 全為固相。已知操作條件下的過濾常數(shù) K=2.72X05m2/s，qe=3.45 為 0-3m3/m2，濾 框尺寸為810X81025,共 38 個框。試求：（1）過濾至濾框內(nèi)全部充滿濾渣所需 的時間及所得的濾液體積；（2）過濾完畢用 0.8m3清水洗滌濾餅，求洗滌時間。 洗水溫度及表壓與濾漿的相同。解：（1）設(shè)濾餅充滿濾框時濾液體積為V;濾餅體積：38 0.8120.025 = 0.6233m3，過濾面積：2 2A =38 2 0.812= 49.86m20.6233漢(1-0.5)漢2200KA2.72 1049.860.139=4、在 3xi08