化工原理沉降與過濾課后習題及答案

1、第三章 沉降與過濾沉 降【3-1】 密度為1030kg/m3、直徑為的球形顆粒在150的熱空氣中降落，求其沉降速度。解 150時，空氣密度，黏度顆粒密度，直徑假設(shè)為過渡區(qū)，沉降速度為驗算 為過渡區(qū)【3-2】密度為2500kg/m3的玻璃球在20的水中和空氣中以相同的速度沉降。試求在這兩種介質(zhì)中沉降的顆粒直徑的比值，假設(shè)沉降處于斯托克斯定律區(qū)。解 在斯托克斯區(qū)，沉降速度計算式為由此式得（下標w表示水，a表示空氣）查得20時水與空氣的密度及黏度分別為已知玻璃球的密度為，代入上式得【3-3】降塵室的長度為10m，寬為5m，其中用隔板分為20層，間距為100mm，氣體中懸浮的最小顆粒直徑為，氣體密度為

2、，黏度為，顆粒密度為4000kg/m3。試求：(1)最小顆粒的沉降速度；(2)若需要最小顆粒沉降，氣體的最大流速不能超過多少m/s? (3)此降塵室每小時能處理多少m3的氣體？解 已知(1) 沉降速度計算 假設(shè)為層流區(qū)驗算 為層流(2) 氣體的最大流速。沉降高度，降塵室長度 (3) 氣體的最大處理量氣體的處理量也可以用教材式(3-18)計算【3-4】有一重力沉降室，長4m，寬2m，高2.5m，內(nèi)部用隔板分成25層。爐氣進入除塵室時的密度為，黏度為。爐氣所含塵粒的密度為?，F(xiàn)要用此降塵室分離以上的顆粒，試求可處理的爐氣流量。解 已知爐氣的密度，黏度塵粒的密度，臨界塵粒直徑假設(shè)為層流區(qū)，求得沉降速度

3、為驗算 為層流區(qū)爐氣流量為本題也可以用教材式(3-18)計算，式中的WL改為WLN?！?-5】溫度為200、壓力為的含塵空氣，用圖3-9 (a)所示的旋風分離器除塵。塵粒的密度為2000kg/m3。若旋風分離器的直徑為0.65m，進口氣速為21m/s，試求：(1)氣體處理量（標準狀態(tài)）為多少m3/s；(2)氣體通過旋風分離器的壓力損失；(3)塵粒的臨界直徑。解 空氣溫度200，壓力101.33kPa，從空氣物理性質(zhì)表中查得 密度，黏度(1) 氣體處理量旋風分離器直徑，進口氣速200、101.33kPa的空氣流量為0、101.33kPa時空氣流量為(2) 壓力損失阻力系數(shù) 壓力損失 (3) 塵粒

4、的臨界直徑。已知塵粒密度 過 濾【3-6】懸浮液中固體顆粒濃度（質(zhì)量分數(shù)）為0.025kg固體/kg懸浮液，濾液密度為1120kg/m3，濕濾渣與其中固體的質(zhì)量比為2.5kg濕濾渣/kg干渣，試求與1m3濾液相對應(yīng)的濕濾渣體積，單位為m3濕濾渣/m3濾液。固體顆粒密度為2900kg/m3。解 已知固體/kg懸浮液濕渣/kg干渣，濾液密度干渣濾液濕渣濾液【3-7】用板框壓濾機過濾某懸浮液，共有20個濾框，每個濾框的兩側(cè)有效過濾面積為0.85m2，試求1小時過濾所得濾液量為多少m3。已知過濾常數(shù)解 習題3-8附圖 濾液【3-8】將習題3-6的懸浮液用板框壓濾機在過濾面積為、過濾壓力為53.3kPa

5、條件下進行過濾，所測數(shù)據(jù)為過濾時間 8.4 38 84 145濾液量 100 300 500 700試求過濾常數(shù)與及濾餅的比阻。已知濾液的黏度為。解 已知過濾面積 8.4 38 84 145 100 300 500 700 1×10-4 3×10-4 5×10-4 7×10-4 1×10-2 3×10-2 5×10-2 7×10-2 8.4×102 12.7×102 16.8×102 20.7×102如習題3-8附圖所示直線的斜率，截距 已知 濾液黏度 由習題3-6得濕渣濾液

6、故比阻為【3-9】對習題3-6及習題3-8中的懸浮液用板框壓濾機在相同壓力下進行過濾，共有20個濾框，濾框厚度為60mm，每個濾框的兩側(cè)有效過濾面積為。試求濾框內(nèi)全部充滿濾渣所需要的時間。固體顆粒密度為。在習題3-6中已給出濕濾渣質(zhì)量與其中固體質(zhì)量的比值為2.5kg濕渣kg干渣，并計算出每立方米濾液相對應(yīng)的濕渣體積，即濕渣濾液。在習題3-8中已求出恒壓過濾的過濾常數(shù) ，解 求恒壓過濾的過濾時間的計算式為需要求出 過濾面積 濾液體積V的計算：20個濾框中的濕濾渣體積為濕渣從濾渣體積計算濾液體積濾液濾液過濾面積過濾時間 【3-10】用板框壓濾機過濾某懸浮液，恒壓過濾l0min，得濾液。若過濾介質(zhì)阻力忽略不計，試求：(1)過濾1h后的濾液量；(2)過濾1h后的過濾速率。解 恒壓過濾，已知，代入教材式(3-40)，求得