南工大化工基本知識第三章知識題解答

**第三章習題1）有兩種固體顆粒，一種是邊長為a的正立方體，另一種是正圓柱體，其高度謝謝閱讀為h，圓柱直徑為d。試分別寫出其等體積當量直徑和形狀系數(shù)的計算式。精品文檔放心下載2）某內(nèi)徑為0.10m的圓筒形容器堆積著某固體顆粒，顆粒是高度h=5mm，直謝謝閱讀徑d=3mm的正圓柱，床層高度為0.80m，床層空隙率、若以1atm，25℃的空氣以0.25空速通過床層，試估算氣體壓降。謝謝閱讀[解]圓柱體：**3）擬用分子篩固體床吸附氯氣中微量水份。現(xiàn)以常壓下20℃空氣測定床層水力謝謝閱讀特性，得兩組數(shù)據(jù)如下：空塔氣速0.2，床層壓降14.28mmH2O0.693.94mmH2O試估計25℃、絕對壓強1.35atm的氯氣以空塔氣速0.40 通過此床層的壓降。謝謝閱讀（含微量水份氯氣的物性按純氯氣計）氯氣 ，[解]常壓下，歐根公式可化簡為3）令水通過固體顆粒消毒劑固定床進行滅菌消毒。固體顆粒的篩析數(shù)據(jù)是：感謝閱讀0.5～0.7mm，12%；0.7～1.0mm，25.0%；1.0～1.3，45%；1.3～1.6mm，精品文檔放心下載10.0%；1.6～2.0mm，8.0%（以上百分數(shù)均指質(zhì)量百分數(shù)）。顆粒密度為感謝閱讀1875 。固定床高350mm，截面積為314mm2。床層中固體顆粒的精品文檔放心下載總量為92.8g。以20℃清水以677mmH2O ， 試 估 算

0.040顆粒

空速通過床層，測得壓降為的形狀系數(shù)值。**4）以單只濾框的板框壓濾機對某物料的水懸浮液進行過濾分離，濾框的尺寸為謝謝閱讀0.20×0.20×0.025m。已知懸浮液中每m3水帶有45㎏固體，固體密度為感謝閱讀1820。當過濾得到20升濾液，測得濾餅總厚度為24.3mm，試估算濾餅的含水率，以質(zhì)量分率表示。精品文檔放心下載6）某粘土礦物加水打漿除砂石后，需過濾脫除水份。在具有兩只濾框的壓濾機中做恒壓過濾實驗，總過濾面積為0.080m2，壓差為3.0atm，測得過濾時間與濾液量數(shù)據(jù)如下：感謝閱讀**過濾時間，分：1.20 2.70 5.23 7.25 10.87 14.88精品文檔放心下載濾液量，升：0.701.382.252.693.644.38試計算過濾常量K，以 為單位，并計算 ，以 為單位?？刹捎糜删肺臋n放心下載積分式 導出的 求K與 。[解]為便于直接使用題給數(shù)據(jù)：改用組別XiYi10.701.7143.2651.44221.381.9571.2700.62532.252.3240.0660i0.048342.692.6950.03350.033553.642.9861.2840.53764.383.3973.5081.65815.0415.0739.4274.344**7）欲過濾分離某固體物料與水構(gòu)成的懸浮液，經(jīng)小試知，在某恒壓差條件下過精品文檔放心下載濾常量 ，濾布阻力 ，每1m3濾餅中含485㎏水，固相密度為2100 ，懸浮液中固體的質(zhì)量分率為0.075。感謝閱讀現(xiàn)擬采用葉濾機恒壓差過濾此料漿，使用的濾布、壓差和料漿溫度均與小試時的相同。每只濾葉一個側(cè)面的過濾面積為0.4m2，每次過濾到濾餅厚度達30mm便停止過濾，問：每批過濾的時間為多少？感謝閱讀若濾餅需以清水洗滌，每批洗滌水用量為每批濾液量的1/10，洗滌壓差及洗滌水溫均與過濾時的相同，問：洗滌時間是多少？精品文檔放心下載[解]已知：**8）某懸浮液用葉濾機過濾，已知洗滌液量是濾液量的0.1倍(體積比)，一只濾感謝閱讀葉側(cè)面積為0.4m2，經(jīng)過小試測得過濾常數(shù) =8.23×10-5m2/s,不計濾布阻力，感謝閱讀所得濾液與濾餅體積之比為12.85m3濾液/m3濾餅，按最大生產(chǎn)率原則生產(chǎn)，整理、裝拆時間為20分鐘,求每只濾葉的最大生產(chǎn)率及每批過濾的最大濾餅厚度。謝謝閱讀9）有一葉濾機，在恒壓下過濾某種水懸浮液時，得到如下過濾方謝謝閱讀程：，其中，。在實際操作中，先在5分鐘內(nèi)作恒壓過濾，此時過濾壓差升至上述試驗壓強，然后維持恒壓過濾，全部過濾時間為20分鐘，試求：①每一循環(huán)中每m2過濾面積所得濾液量？②過濾精品文檔放心下載后再用相當于濾液總量的 水進行洗滌，洗滌時間為多少？感謝閱讀解：①∵q2＋30q=300τ∴qe=15m3/m2 K=300m2/min謝謝閱讀恒速過程q12＋qeq1=(K/2)τ1**∴q1=20.9m3/m2恒壓過程(q2－q12)＋2qe(q－q1)=K(τ－τ1)謝謝閱讀∴q=60.7m3/m2② m3/(m2·min)min10）用某板框壓濾機恒壓過濾，濾框尺寸為810×810×25mm。經(jīng)過小試測得感謝閱讀過濾常數(shù)，，操作時的濾布，壓差及溫度與小試時相同。濾餅剛充滿濾框時停止過濾，求：①每批過濾時間？②若以感謝閱讀清水洗滌濾餅，洗滌水用量為濾液的，洗滌壓差及水溫與過濾時相同，求過濾時間？③若整理、裝卸時間為25分鐘，求每只濾框的生產(chǎn)率？精品文檔放心下載[解]①每批過濾時間：**11）板框壓濾機在1.5at（表）下恒壓過濾某種懸浮液1.6小時后得濾液25m3，謝謝閱讀不計，①如表壓加倍，濾餅壓縮指數(shù)為0.3，則過濾1.6小時后得多少濾液？②謝謝閱讀設其它情況不變，將過濾時間縮短一半，可得多少濾液？③若在原表壓下進行過精品文檔放心下載濾1.6小時后，用3m3的水來洗滌，求所需洗滌時間？感謝閱讀解： ①V2=KA2τμ、r0、Φ是濾餅結(jié)構(gòu)參數(shù)，為常量∴ 其中A與τ不變∴∴m6∴ m3V2=KA2τ其中K、A不變∴∴**m3③∴ h12）用某板框過濾機進行過濾，采用先恒速后恒壓過濾，恒速1分鐘達恒壓壓感謝閱讀差便開始恒壓過濾，已知過濾常數(shù) ， ，濾餅剛充滿濾框時停止過濾，求：①過濾時間？②若用清水洗滌濾餅，水量為濾精品文檔放心下載液量的1/10，洗滌壓差、溫度均與恒壓過濾時相同，求洗滌時間？③如裝卸、精品文檔放心下載整理時間為25分鐘，求每只濾框的生產(chǎn)率？**13）某板框過濾機有8個濾框，濾框尺寸810×810×25mm。漿料為13.9%（質(zhì)感謝閱讀量）的懸浮液，濾餅含水40%（質(zhì)量），固體顆粒密度2100。操作在20℃恒壓條件下進行，，，求：①該板謝謝閱讀框過濾機每次過濾（濾餅充滿濾框）所需時間？②若濾框厚度變?yōu)?5mm，問濾餅充滿濾框所需時間？③若濾框數(shù)目加倍，濾餅充滿濾框時所需時間？謝謝閱讀解：①設濾餅空隙率為ε，設有1Kg濾餅，則含水0.4kg精品文檔放心下載設1m3濾餅得xm3濾液,對1m3濾餅作物料衡算:精品文檔放心下載∴x=4.84m3濾液/濾餅過濾面積A=2×8×8102×10-6=10.498m2精品文檔放心下載V餅=8×0.812×0.025=0.131m3濾餅謝謝閱讀∴V=V餅·x=0.634m3濾液∴ m3/m2q2＋2qqe=Kτ0.06042＋2×0.0604×2.21×10-3=1.8×10-5τ感謝閱讀∴τ=217.5s②濾框厚度減小為15mm，設為δ＇從上解可知，V餅∝δ即V∝δ也即q∝δ∴ m3/m2∴τ＇=81.7s**③框數(shù)加倍，也即A＇=2A=2V餅q=V/A故q不變，也即τ不變14）欲過濾料漿濃度為，經(jīng)小試所得濾餅空隙率為0.485，固相密度1820，在某恒壓差條件下測得過濾常數(shù)，，現(xiàn)用回轉(zhuǎn)真空過濾機進行過濾，料漿濃度、溫度及濾布均與小試相同，唯過濾壓差為小試時的 。由試驗知，謝謝閱讀該物系濾餅壓縮指數(shù)為0.36，回轉(zhuǎn)真空過濾機鼓直徑為1.75m，長為0.98m，謝謝閱讀但真正過濾面積為5m（2考慮濾布固定裝置）。浸沒角度為120°，轉(zhuǎn)速0.2r.p.m。謝謝閱讀設濾布阻力可略，試求：①此過濾機的濾液生產(chǎn)能力及濾餅厚度？②若轉(zhuǎn)速為0.3r.p.m，可略，其它操作條件不變，求生產(chǎn)能力濾餅厚度。感謝閱讀解：① s-1m2/s∴ m3/s已知ε，對1m3濾餅作物料衡算，設對應濾液xm3精品文檔放心下載∴ x=11.08m3濾液/m3濾餅m3/m2mm②**m3/s又∵∴ m3/m2∴15）試進行光滑固體圓球顆粒的幾種沉降問題計算：①球徑3mm、密度為2600 顆粒在20℃清水中的自由沉降速度謝謝閱讀②測得密度2600 的顆粒在20℃清水中的自由沉降速度為12.6 ，感謝閱讀計算顆粒球徑。③ 測得球徑為 0.5mm、密度2670 顆粒在 液體中的自由沉降速度為0.016 ，計算液體的粘度。**16）試進行形狀系數(shù)①等體積當量直徑

的固體顆粒的沉降問題計算：，密度為2600 顆粒在20℃清水中的自由沉降速度。② 測得密度為2600 顆粒在20℃清水中的自由沉降速度為0.01精品文檔放心下載計算顆粒的等體積當量直徑。

，17）以長3m、寬2m的重力除塵室除煙道氣所含的塵粒。煙氣常壓，250℃，謝謝閱讀處理量為4300 。已知塵粒密度為2250 ，顆粒形狀系數(shù) ，精品文檔放心下載煙氣的 與 可按空氣計。設顆粒自由沉降。試計算：①可全部除去的最小粒徑的 。② 能除去40%的顆粒的 。**18）倉庫有內(nèi)徑 的標準型旋風分離器多臺，擬用以煙氣除塵。煙氣常精品文檔放心下載壓，300℃，需處理量為4300 。已知塵粒密度為2250 。煙氣的謝謝閱讀與 可按空氣計。由于壓降限制，只允許旋風分離器并聯(lián)操作，不允許串聯(lián)操謝謝閱讀作，問：共需幾臺旋風分離器？能除去 40%的顆粒粒徑是多少？進口風速感謝閱讀20 。**19）流體通過圓直、等徑管內(nèi)的阻力 與管長、管內(nèi)徑 、管壁絕對粗糙度 、感謝閱讀流體流速 及流體的粘度與密度 有關(guān)。試用因次分析法求出有關(guān)的數(shù)據(jù)。感謝閱讀**20）某粉磨車間空氣的粉塵濃度較高，擬用兩臺相同規(guī)格的標準型旋風分離器精品文檔放心下載串聯(lián)操作除塵?？諝獬?，溫度為20℃，粉塵的顆粒密度2250 。擬處精品文檔放心下載理量為600 ?？諝庵蟹蹓m的粒度分布如下：粒徑<33～66～1010～1616～30>30質(zhì)量分率%3121834258欲使15 的塵粒除去效率達99.75%，試確定每臺分離器的內(nèi)徑，計算總的收精品文檔放心下載塵效率。**∴總除塵分率==0.00807+0.0935+0.173+0.337+0.250+0.08=0.942粒徑（微米）<33-66-1010-1616-30>30平均粒徑（微1.54.58132330米）D/d500.456.288.200.1450.530.800.910.991.000.2690.7790.960.9920.9991.00質(zhì)量分率xi0.040.250.080.008070.09350.1730.3370.2500.08021）試 計算某氣、固系流化床的起始流化速度與帶出速度。已知固體顆粒平均精品文檔放心下載粒徑為150 ，顆粒密度為2100 ，起始流化床層的空隙率為0.46，流精品文檔放心下載化氣體為常壓、35℃的空氣。最小顆粒了粒徑為98 。謝謝閱讀**22)試證流化最大速度與最小速度之比ut/umf,對小顆粒為91.6，對大顆粒為8.61。精品文檔放心下載對小顆粒，歐根公式中含u2的項可略，解：①對小顆粒，沉降可認為屬Stokes區(qū)：②對大顆粒，沉降可認為屬Newton區(qū)：**23）石灰、水懸浮液通過增稠器增稠，進料：4.5kg水/kg固。要求增稠到1.8kg水/kg感謝閱讀固。間歇實驗數(shù)據(jù)如下。溫度200C。[解]