化工原理第三章非均相分離試題及答案

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第三章非均相分離姓名 班_級(jí) 學(xué)_號(hào) 成_績(jī)_一、填空題：；_分_散_外_相_是_指1.（2分）懸浮液屬液態(tài)非均相物系，其中分散內(nèi)相是指_；_分_散_外_相_是_指答*案****固體微粒， 包圍在微粒周圍的液體（3分）懸浮在靜止流體中的固體微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降時(shí)，會(huì)受到 三_個(gè)_力_的_作_用_。當(dāng)此三個(gè)力的 時(shí)_，_微_粒_即_作_勻_速沉降運(yùn)動(dòng)。此時(shí)微粒相對(duì)于流體的運(yùn)動(dòng)速度，稱為 。 *答*案****重力、阻力、浮力 代數(shù)和為零沉降速度（2分）自由沉降是 。___*答*案****沉降過程顆?；ゲ桓蓴_的沉降相同時(shí)，球形度越大的微粒，4.（2分）當(dāng)微粒在介質(zhì)中作自由沉降時(shí)，若粒子沉降的介質(zhì)阻力系數(shù)越 。_球_形_粒子的球形度為___相同時(shí)，球形度越大的微粒，*答*案****小 15（.2分）沉降操作是使懸浮在流體中的固體微粒，在 力_或 力_的_作_用_下，沿受力方向發(fā)生運(yùn)動(dòng)而 ，_從_而_與_流_體分離的過程。答*案****重 離心沉積（3分）球形粒子在介質(zhì)中自由沉降時(shí)，勻速沉降的條件是 。_滯_流_沉_降_時(shí)，其阻力系數(shù)= .*答*案****粒子所受合力的代數(shù)和為零.（2分）降塵寶做成多層的目的是 *答*案****增大沉降面積，提高生產(chǎn)能力。.（3分）氣體的凈制按操作原理可分為___ 旋_風(fēng)_分_離_器_屬 ._離心沉降的_操_作_。 離心沉降的_操_作_。 _。_在_恒_壓_過_濾_時(shí)_，_過_濾_速_率_將_隨.（2分）過濾是一種分離懸浮在 *答*案****液體或氣體中固體微粒10（.2分）過濾速率是指 操作的進(jìn)行而逐漸 。 *答*案****單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的濾液體積 變慢（.2分）懸浮液中加入助濾劑進(jìn)行過濾的目的是*答*案****在濾餅中形成骨架，使濾渣疏松，孔隙率加大，濾液得以暢流12（.2分）過濾阻力由兩方面因素決定：一方面是濾液本身的性質(zhì)，即其 ；_另_一_方面是濾渣層本身的性質(zhì)，即 。___答案M Y13（.2分）板框壓濾機(jī)每個(gè)操作循環(huán)由 五_個(gè)_階_段組成。*答*案****裝合板框、過濾、洗滌、卸渣、整理14（.4分）板框壓濾機(jī)主要由 ，_三_種_板_按 的_順_序_排_(tái)列_組_成_。_*答*案****濾板、濾框、主梁（或支架）壓緊裝置等組成1—2—3—2—1—2—3—2—11.（3分）某板框壓濾機(jī)的框的尺寸為：長(zhǎng)X寬X厚 X1X2 ，若該機(jī)有1塊框，其過濾面積約為 m**答*案*** 13.121.（分）板框壓濾機(jī)采用橫穿洗滌濾渣，此時(shí)洗穿過層濾布及個(gè)濾框厚度的濾渣，流經(jīng)過長(zhǎng)度約為過濾終了濾液流動(dòng)路程的__倍_，_而供洗液流通的面積又僅為過濾面積的濾濾。濾濾**答*案***二; 一;二;二分之一17.（3分）轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)，轉(zhuǎn)鼓每旋轉(zhuǎn)一周，過濾面積，的任一部分都順次經(jīng)歷濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾等濾五濾個(gè)濾階濾段濾。濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾**答*案***過濾、吸干、洗滌、吹松、卸渣18.（3分）離心分離因數(shù)是指濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾濾。濾為濾了濾提濾高濾離濾心濾機(jī)濾的濾分離效率，通常使離心機(jī)的濾濾濾濾濾濾增濾高濾，濾而濾將它的濾濾濾濾減濾少濾。濾濾**答*案***物料在離心力場(chǎng)中所受的離心力與重力之比; 轉(zhuǎn)速 直徑適當(dāng)19（.2分）離心機(jī)的分離因數(shù)越大，則分離效果越濾濾濾濾濾；濾要濾提濾高濾離濾心機(jī)的分離效果，一般采用濾濾濾濾濾濾濾濾的濾離濾心濾機(jī)濾。濾濾濾濾**答*案***好;高轉(zhuǎn)速; 小直徑TOC\o"1-5"\h\z2.（3分）某懸浮液在離心機(jī)內(nèi)進(jìn)行離心分離時(shí)，若微粒的離心加速度達(dá)到 .則離心機(jī)的分離因數(shù)等于濾濾濾濾濾。濾濾濾濾濾答案 1 ，二、選擇題：.（2分）欲提高降塵寶的生產(chǎn)能力，主要的措施是（ ）。A.提高降塵寶的高度；B.延長(zhǎng)沉降時(shí)間； C.增大沉降面積**答*案***C.（2分）為使離心機(jī)有較大的分離因數(shù)和保證轉(zhuǎn)鼓有關(guān)足夠的機(jī)械強(qiáng)度，應(yīng)采用（）的轉(zhuǎn)鼓。.高轉(zhuǎn)速、大直徑； .高轉(zhuǎn)速、小直徑；C.低轉(zhuǎn)速、大直徑； .低轉(zhuǎn)速，小直徑；**答*案***B.（2分）用板框壓濾機(jī)恒壓過濾某一濾漿（濾渣為不可壓縮，且忽略介質(zhì)阻力），若過濾時(shí)間相同，要使其得到的濾液量增加一倍的方法有（ ）。A.將過濾面積增加一倍；B.將過濾壓差增加一倍；C.將濾漿溫度到高一倍。**答*案***A4.（2分）板框壓濾機(jī)組合時(shí)應(yīng)將板、框按（ ）順序置于機(jī)架上。.12312312……； .123212321……；C.3121212……3**答*案***B.（2分）有一高溫含塵氣流，塵粒的平均直徑在2?3rm現(xiàn)要達(dá)到較好的除塵效果，可采（）的除塵設(shè)備。A.降塵室；B.旋風(fēng)分離器；C.濕法除塵；D.袋濾器**答*案***C6（.2分）當(dāng)固體微粒在大氣中沉降是層流區(qū)域時(shí)，以（ ）的大小對(duì)沉降速度的影響最為顯著。顆粒密度； 空氣粘度； 顆粒直徑TOC\o"1-5"\h\z*答*案**** C.（2分）臥式刮刀卸料離心機(jī)按操作原理分應(yīng)屬于（ ）離心機(jī)。沉降式過濾式分離式*答*案**** B.（2分）分離效率最高的氣體凈制設(shè)備是（ ）。袋濾器； 文丘里除塵器； 泡沫除塵器*答*案**** A（分）若氣體中所含微粒的最小直徑為Um并含有少量水分，現(xiàn)要將此氣體進(jìn)行凈制，并希望分離效率達(dá)99，%則應(yīng)選用（ ）。袋濾器； 文丘里除塵器； 泡沫除塵器答案（分）當(dāng)微粒與流體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)屬于滯流時(shí)，旋轉(zhuǎn)半徑為 切線速度為 同一微粒在上述條件下的離心沉降速度等于重力沉降速度的（）。倍； 倍； 倍*答*案**** C11（.2分） 為提高旋風(fēng)分離器的效率，當(dāng)氣體處理量較大時(shí)，應(yīng)采用（）。幾個(gè)小直徑的分離器并聯(lián)； 大直徑的分離；幾個(gè)小直徑的分離器串聯(lián)。*答*案**** A12（.2分）顆粒的重力沉降在層流區(qū)域時(shí)，塵氣的除塵以（ ）為好。冷卻后進(jìn)行；加熱后進(jìn)行；不必?fù)Q熱，馬上進(jìn)行分離。*答*案**** A13（.2分）旋風(fēng)分離器的臨界粒徑是指能完全分離出來的（ ）粒徑。最?。?最大； 平均；*答*案**** A14（.2分）旋風(fēng)分離器主要是利用（ ）的作用使顆粒沉降而達(dá)到分離。重力； 慣性離心力； 靜電場(chǎng)*答*案**** B（分）離心機(jī)的分離因數(shù)a愈大，表明它的分離能力愈（ ）。差； 強(qiáng)； 低*答*案**** B16（.2分）恒壓過濾時(shí)過濾速率隨過程的進(jìn)行而不斷（ ）。加快； 減慢； 不變*答*案**** B17（.2分）要使微粒從氣流中除去的條件，必須使微粒在降塵室內(nèi)的停留時(shí)間（）微粒的沉降時(shí)間。三； W； <； >*答*案**** A18（.2分）板框過濾機(jī)采用橫穿法洗滌濾渣時(shí)，若洗滌壓差等于最終過濾壓差，洗滌液粘度等于濾液粘度，則其洗滌速率為過濾終了速率的（ ）倍。*答*案**** C19（.2分）現(xiàn)有一乳濁液要進(jìn)行分離操作，可采用（ ）。沉降器； 三足式離心機(jī)； 碟式離心機(jī)。*答*案**** C20（.2分）含塵氣體中的塵粒稱為（ ）。連續(xù)相； 分散相； 非均相。*答*案**** B三、判斷題：.分）離心機(jī)的分離因數(shù)a愈大，表明它的分離能力愈強(qiáng)。（ ）答案 V2.（2分）通過旋風(fēng)分離器能夠完全分離出來的最大顆粒直徑，稱臨界顆粒直徑。（ ）答案 x3（.2分）固體顆粒在大氣中沉防是層流區(qū)域時(shí)，以顆粒直徑的大小對(duì)沉降速度的影響最為顯著。（）答案 V4.（2分）旋風(fēng)分離器是利用慣性離心力作用來凈制氣的設(shè)備。（ ）答案 V5（.2分）若洗滌壓差與過濾壓差相等，洗水粘度與濾液粘度相同時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)來說，洗滌速率=過濾未速度。（ ）答案V6（.2分）沉降器的生產(chǎn)能力與沉降高度有關(guān)。（ ）*答*案****x7（.2分）恒壓過濾過程的過濾速度是恒定的。（ ）*答*案***x8（.2分）要使固體顆粒在沉降器內(nèi)從流體中分離出來，顆粒沉降所需要的時(shí)間必須大于顆粒在器內(nèi)的停留時(shí)間。（ ）*答*案****x9.（2分）為提高旋風(fēng)分離器的分離效率，當(dāng)氣體處理量大時(shí)，解決的方法有：一是用幾個(gè)直徑小的分離器并聯(lián)操作。（ ）答案V（分）在氣一固分離過程，為了增大沉降速度 ，必須使氣體的溫度升高。（ ）答案X（分）顆粒的自由沉降速度 小于擾沉降速度。（ ）答案X12（.2分）通常氣體的凈制宜在低溫下進(jìn)行；（ ）而懸浮液的分離宜在高溫下進(jìn)行。（ ）*答*案****VV13（.2分）粒子的離心沉降速度與重力沉降速度一樣，是一個(gè)不變值。（ ）*答*案****X14（.2分）做板框壓濾機(jī)的過濾實(shí)驗(yàn)時(shí)，濾液的流動(dòng)路線與洗水的流動(dòng)路線是相同的。（ ）答案x15（.2分）板框壓濾機(jī)采用橫穿法洗滌時(shí)，若洗滌壓差=最終過濾壓差，洗滌液粘度=濾液粘度，則其洗滌速率=1/過4濾終了速率。（ ）答案V16（.2分）物料在離心機(jī)內(nèi)進(jìn)行分離時(shí)，其離心加速度與重力加速度的比值，稱為離心分離因數(shù)。（）答案VTOC\o"1-5"\h\z17（.2分）濾渣的比阻越大，說明越容易過濾。（ ）答案 X18（.2分）恒壓過濾時(shí)過濾速率隨過程的進(jìn)行不斷下降。（ ）答案 V.分）袋濾器可用于除去含微粒直徑小至M的濕氣體的凈制。（ ）答案 X20（.2分）欲提高降塵室的生產(chǎn)能力一倍，應(yīng)將降塵室的高度增加一倍。（ ）答案 X四、問答題：1（.8分）為什么工業(yè)上氣體的除塵常放在冷卻之后進(jìn)行？而在懸浮液的過濾分離中，濾漿卻不宜在冷卻后才進(jìn)行過濾？答案由沉降公式 ppM可見，與口成反比，對(duì)于氣體溫度升高其粘度增大，溫度下降，粘度減也所以對(duì)氣體的除塵常放在冷卻后進(jìn)行，這樣可增大沉降速度。而懸浮液的過濾，過濾速率為 △M，即粘度為過濾阻力。當(dāng)懸浮液的溫度降低時(shí)，粘度卻增大，為提高過濾速率，所以不宜冷卻后過濾。2（.8分）試分析提高過濾速率的因素？*答*案****過濾速率為0△M推動(dòng)力阻力提高過濾速率的方法有：（）提高推動(dòng)力△,即增加液柱壓力；增大懸浮液上面壓力；在過濾介質(zhì)下面抽真空。（2）降低阻力，即提高溫度使粘度下降；適當(dāng)控制濾渣厚度；必要時(shí)可加助濾劑。3（.8分）影響重力沉降速度的主要因素是什么？為了增大沉降速度以提高除塵器的生產(chǎn)能力，你認(rèn)為可以采取什么措施？答案由重力沉降式 pp（J可見，影響重力沉降速度 的主要是和口（ J,為提高，在條件允許的情況下，可用濕法增大顆粒直徑。這樣可大大增大 較可行的辦法是讓含塵氣體先冷卻，使其粘度下降，也可使增大。，（分）為什么旋風(fēng)分離器的直徑D不宜太大？當(dāng)處理的含塵氣體量大時(shí)，采用旋風(fēng)分高器除塵，要達(dá)到工業(yè)要求的分離效果，應(yīng)采取什么措施？答案旋風(fēng)分離器的臨界直徑 Jnp，可見Dt時(shí)，也t（ D）,此時(shí) 也t,則分離效率n t，為提高分離效率，不宜采用D太大的分離器。為果氣體處理大時(shí)，可采用幾個(gè)小直徑的旋風(fēng)分離器并聯(lián)操作，這樣則可達(dá)到要求的分離效果。5（.8分）為什么板框壓濾機(jī)洗滌速率近似等于過濾終了時(shí)過濾速率的四分之一倍？*答*案****由于洗滌液通過兩層過濾介質(zhì)和整層濾渣層的厚度，而過濾終了時(shí)濾液只通過一層過濾介質(zhì)和濾渣層厚度的一半，即洗滌液流動(dòng)距離比濾液長(zhǎng)倍，其阻力也就大倍，故（就慢了 倍;又因洗滌液的流通面積此濾液的流通面積少倍，這樣（ 又慢了 ?；谏鲜鰞蓚€(gè)原因，故當(dāng)洗滌壓差與過濾終了時(shí)壓差相同時(shí)，且洗滌液的粘度與濾液粘度相近時(shí)，則（dv/de）w"（1/4）（dv/de）6．影響顆粒沉降速度的因素都有哪些？答：影響顆粒沉降速度包括如下幾個(gè)方面：顆粒的因素：尺寸、形狀、密度、是否變形等；介質(zhì)的因素：流體的狀態(tài)（氣體還是液體）、密度、粘度等；環(huán)境因素：溫度（影響P、〃）、壓力、顆粒的濃度（濃度大到一定程度使發(fā)生干擾沉降）等設(shè)備因素：體現(xiàn)為壁效應(yīng)。7．多層沉降室和旋風(fēng)分離器組設(shè)計(jì)的依據(jù)是什么？答：（1）多層沉降室設(shè)計(jì)的依據(jù)是沉降室生產(chǎn)能力的表達(dá)式，即根據(jù)此式，與設(shè)備高度無關(guān)，而只是底面積和的函數(shù)。對(duì)指定的顆粒，在設(shè)備總高度不變條件下，設(shè)備層水平隔板，即使底面積增加倍，從而使生產(chǎn)能力達(dá)到原來的（+1）倍。如果生產(chǎn)能力保持不變，多層降塵室可使更小的顆粒得以分離，提高除塵效率。（2）旋風(fēng)分離組設(shè)計(jì)的依據(jù)是臨界粒徑定義式，即當(dāng)顆粒尺寸及介質(zhì)被指定之后，的減小可使d降低，即分離效果提高。和旋風(fēng)分離器的直徑成一定比例。在要求生產(chǎn)能力比較大時(shí)，采用若干個(gè)小旋風(fēng)分離器，在保證生產(chǎn)能力前提下，提高了除塵效果。8．若分別采用下列各項(xiàng)措施，試分析轉(zhuǎn)筒過濾機(jī)的生產(chǎn)能力將如何變化。已知濾布阻力可以忽略，濾餅不可壓縮。轉(zhuǎn)筒尺寸按比例增大50％。答：根據(jù)題給條件，轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)生產(chǎn)能力的表達(dá)式為Q=465.4而A7轉(zhuǎn)筒尺寸按比例增大5％0。新設(shè)備的過濾面積為A’=(12.A=52).A25即生產(chǎn)能力為原來的2.2倍5，凈增12％5，需要換設(shè)備。9．若分別采用下列各項(xiàng)措施，試分析轉(zhuǎn)筒過濾機(jī)的生產(chǎn)能力將如何變化。已知濾布阻力可以忽略，轉(zhuǎn)筒浸沒度增大50％。答：根據(jù)題給條件，轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)生產(chǎn)能力的表達(dá)式為Q=465^7^而An轉(zhuǎn)筒浸沒度增大5％0g'=7^2=1.2252即生產(chǎn)能力凈增22％.5。增大浸沒度不利于洗滌。10．若分別采用下列各項(xiàng)措施，試分析轉(zhuǎn)筒過濾機(jī)的生產(chǎn)能力將如何變化。已知濾布阻力可以忽略，操作真空度增大50％。答：根據(jù)題給條件，轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)生產(chǎn)能力的表達(dá)式為Q=465^7^而An操作真空度增大5％0

聶=2k埠增大真空度使玄,為原來的 倍，則效果同加大浸沒度％，即生產(chǎn)能力提高了.％5。加大真空度受操作溫度及原來真空度大小的制約。11．若分別采用下列各項(xiàng)措施，試分析轉(zhuǎn)筒過濾機(jī)的生產(chǎn)能力將如何變化。已知濾布阻力可以忽略，轉(zhuǎn)速增大50％。濾漿中固體的體積分率由％提高至％。的加大使加大，兩種工況下的分別為0.11-0.6-0.10.151-0.6-0.15=0.60.11-0.6-0.10.151-0.6-0.15=0.6則C=0.7453g即生產(chǎn)能力（以濾液體積計(jì)）下降25.％4712．若分別采用下列各項(xiàng)措施，試分析轉(zhuǎn)筒過濾機(jī)的生產(chǎn)能力將如何變化。已知濾布阻力可以忽略，濾漿中固相體積分率由1％0增稠至15％，已知濾餅中固相體積分率為60％。根據(jù)題給條件，轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)生產(chǎn)能力的表達(dá)式為升溫，使濾液粘度減小5％0。再分析上述各種措施的可行性。升溫，使粘度下降50％。答：根據(jù)題給條件，轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)生產(chǎn)能力的表達(dá)式為g=465.4而n由式可知K'=2Z則ff=^Q=V4y4Q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。工業(yè)生產(chǎn)中，欲提高生產(chǎn)能力，往往是幾個(gè)方法的組合。13．何謂流化質(zhì)量？提高流化質(zhì)量的措施有哪些？答：流化質(zhì)量是指流化床均勻的程度，即氣體分布和氣固接觸的均勻程度。提高流化質(zhì)量的著眼點(diǎn)在于抑制聚式流化床內(nèi)在不穩(wěn)定性，即抑制床層中空穴所引發(fā)的溝流、節(jié)涌現(xiàn)象。()分布板應(yīng)有足夠的流動(dòng)阻力。一般其值每產(chǎn) 綠：絕對(duì)值不低于 。(2)設(shè)置床層的內(nèi)部構(gòu)件。包括擋網(wǎng)、擋板、垂直管束等。為減小床層的軸向溫度差，擋板直徑應(yīng)略小于設(shè)備直徑，使固體顆粒能夠進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)。(3)采用小粒徑、寬分布的顆粒，細(xì)粉能起到“潤(rùn)滑”作用，可提高流化質(zhì)量。(4)細(xì)顆粒高氣速流化床提供氣固兩相較大的接觸面積，改善兩相接觸的均勻性，同時(shí)高氣速可減小設(shè)備尺寸。五、計(jì)算題：

某燒堿廠擬采用重力沉降凈化粗鹽水，粗鹽水密度為1200kgm3黏度為2.3mPa?s其中固體顆?？梢暈榍蛐?，密度取2640kg；某燒堿廠擬采用重力沉降凈化粗鹽水，粗鹽水密度為1200kgm3黏度為2.3mPa?s其中固體顆?？梢暈榍蛐?，密度取2640kg；m3。求直徑為0.1mm顆粒的沉降速度。解：在沉降區(qū)域未知的情況下，先假設(shè)沉降處于層流區(qū)，應(yīng)用斯托克斯公式:gd2(-￡) p——p 18日9.81x(0-4)x(2640-1200)18x2.3x10-3=3.41x10-3%校核流型Ret10-4x3.41x10-3x1200 =0.1/8<22.3x10-3層流區(qū)假設(shè)成立，u=3.41mms即為所求。t某燒堿廠擬采用重力沉降凈化粗鹽水，粗鹽水密度為1200kg：m3黏度為粒直徑。2.3mPa?s，其中固體顆?？梢暈榍蛐危芏热?640kgim3。沉降速度為0.02m；s的顆粒直徑。gd2(-￡)解：假設(shè)沉降在層流區(qū)，ut=一^，阿u、 18x2.3x10-3x0.02 …=， 7=' f \=2.42x10-4mgY-〃p.81x(2640-1200p校核流型Ret2.42校核流型Ret2.42x10-4x0.02x1200 。U0。 =2.53>22.3x10-3原假設(shè)不成立。設(shè)沉降為過渡區(qū)。u

1——

0.153校核流型1-4 ￡尸口0.6u

1——

0.153校核流型1-4 ￡尸口0.6[11.6-)1(0.02)10.153；L412000.4x2.3x10-3,(9.81x(2640-1200)11.6=2.59x10-4mRet2.59x10-4x0.02x1200 。,八 =2.702.3x10-3過渡區(qū)假設(shè)成立，d=0.259mm即為所求。p、高 的降塵室與鍋爐煙氣排出口相接。操作條件下，鍋爐煙氣量為2.5m3fs,氣體密度為0.720kg：m3,黏度為2.6x10-5Pa?s,飛灰可看作球型顆粒，密度為2200kgim3。求臨界直徑。解：utcV-max解：utcV-maxBL2.52.4x3=0.347m;s假設(shè)沉降處于層流區(qū)，校核流型dpc_:明叫、_-'18x2.6校核流型dpc_:明叫、_-'18x2.6x10-5x0.347=\飛p丫9.81x(2200-0.720)=8.68x10-5mRetdu￡8.68x10-5x0.347x0.720pctc— 從 2.6x10-5―0.834<2故d―86.8從m即為所求。pc長(zhǎng)、寬、高 的降塵室與鍋爐煙氣排出口相接。操作條件下，鍋爐煙氣量為2.5m3：:s,氣體密度為0.720kg；m3,黏度為2.6x10-5Pa?s,飛灰可看作球型顆粒，密度為2200kg/m3。要求75^m以上飛灰完全被分離下來，鍋爐的煙氣量不得超過多少。解：已知75日m，由上題知沉降必在層流區(qū)。utcgd2utcgd2￡-￡

pcp

18日)9.81xG.5x10-5)x(2200-0.720)18x2.6x10-5―0.259m：sV—BLu—2.4x3x0.259—1.87m3smax tcV1.87校核氣流速度：U—bH=24x2氏0.39m：s<1.5m：s過濾固相濃度c—1%的碳酸鈣懸浮液，顆粒的真實(shí)密度￡—2710kgm3,清p液密度￡—1000kgm3，濾餅含液量B—0.46,求濾餅與濾液的體積比v。解：設(shè)濾餅的表現(xiàn)密度為￡kg/m3，且顆粒與液體均不可壓縮，則根據(jù)總體積為c分體積之和的關(guān)系，可得：1 1一5B——― 十一￡ ￡ ￡cp所以：￡c所以：￡c=1(1-0.460.46)

+ I2710 1000)—1517kg，m3每獲得1m3濾液，應(yīng)處理的懸浮液體積為G+v）,其中固體顆粒的質(zhì)量為：G+v、￡p每獲得1m3濾液得到的濾餅質(zhì)量為V），其中固體顆粒的質(zhì)量為：v￡（1-e）c c射固體顆粒全部被截留，則（B）-（C）,有v—￡°二）一c￡cp

將已知值代入上式：V=0.01將已知值代入上式：V=0.01義27101517義G—0.46)—0.01義2710=0.0342m3濾餅m3濾液。過濾面積為5m2的轉(zhuǎn)股真空過濾機(jī)，操作真空度為54kpa,浸沒度為 /每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)為 。操作條件下的過濾常數(shù)K為2.9義10-6m2/s，q為1.8義10-3m3/m2,e求vm33,160x1x2.9x10-6解：V=60x0.18x5xt-1.8x10解：V=60x0.18x5xt-1.8x10-3' 0.18=0.877m3..h一填充床含有不同大小的顆粒，計(jì)10mm的占，20mm的占，40mm的占，70mm的占，以上均為質(zhì)量百分率。設(shè)球型度均為 試計(jì)算平均等比表面積當(dāng)量直徑。解：篩分法得到的顆粒尺寸為等比表面積當(dāng)量直徑d，則平均等比表面積當(dāng)量直徑為aidam0.15100.25+——dam0.15100.25+——200.40.2+ + 40 70=24.78mmai以圓柱形煙囪高30m，直徑1.0m，當(dāng)風(fēng)以每小時(shí)50km橫向掠過時(shí)，試求拽力系數(shù)與該煙囪所受的拽力，設(shè)空氣溫度25。C。解：25。C空氣：￡=1.185kgim3，從=18.35x10-3cP空氣的流速：u=50x103/3600=13.89m/s=8.97x105du￡ 1.0x13.89=8.97x105p_從 18.35x10-6查拽力系數(shù)圖，對(duì)圓柱體占=0.38拽力：F=m?Ap?伙2=0.38xG.0x30)x1x1.185x13.892=1303ND2 2密度為2000kg/m3的圓球在20℃的水中沉浮，試求其在服從斯托克斯范圍內(nèi)的最大直徑和最大沉降速度。解：20。。水：￡=998.2kg：;m3，從=1.005x10-3Pa?s

顆粒：￡=2000kgjm3sd￡u在斯托克斯定律范圍內(nèi)：Re=--<1p從998.2顆粒：￡=2000kgjm3sd￡u在斯托克斯定律范圍內(nèi)：Re=--<1p從998.2義du即 p1.005義10-3<1取Re=1,則d?u=1.006x10-6m?m/sppd2(2000-998.2)x9.81又u=一 =543300d2t18x1.005x10-3 pd =1.23x10-4m=123Pmpmax(u)=8.19x10-3m；stmax3一-種1測(cè)0定黏度的儀器由一鋼球和玻璃筒組成。測(cè)試是筒內(nèi)裝被測(cè)液體,記錄鋼球下落一定距離的時(shí)間，球的直徑為6mm，下落距離為20mm，測(cè)試一種糖漿時(shí)，記下的時(shí)間間隔為7.32s，此糖漿的密度為1300kg/m3，鋼球的密度為7900kg/m3,求此糖漿的黏度。解：鋼球的沉降速度：H0.2u=—= =0.0273m/stt7.32t設(shè)沉降處于層流區(qū),根據(jù)斯托克斯定律：d2(￡-￡)g0.0062x(7900-1300)x9.81P=7—s = =4.74Pa?s18u 18x0.0273t核Rep:Repdu￡0.006x0.0273x1300=st= =0.045<1P 4.74所以，假設(shè)在層流區(qū)沉降正確，糖漿的黏度為4740cP。試求密度為2000kg/m3的球型粒子在15。C空氣中自由沉降室服從斯托克斯定律的最大粒徑。解：15℃空氣：￡=1.226kg/m3,p=0.0179x10-3Pa?s當(dāng)Re=1時(shí),uptPd2(￡-￡)g =——s s d￡ 18p=6.21x10-5m=62.1Pm=6.21x10-5m=62.1Pm3：￡(-￡)g—V1.226x2000x9.81s

試求密度為2000kg/m3的球型粒子在15。C空氣中自由沉降室服從牛頓定律的最小顆粒直徑。解：15℃空氣：￡=1.226kg/m3,從=0.0179x10-3Pa?s服從牛頓定律的最小顆粒直徑：Re服從牛頓定律的最小顆粒直徑：Rep￡ud—二1000U「t1000N1j同時(shí)u= =L74■「t1000N1j同時(shí)u= =L74■t ￡d \s■d(￡~-￡)g

,——s s ￡'U2d=32.33 U一s 3￡(￡-￡)s'179x10-5龍=32.33-- =0.00164m=1.64mm11.226x2000某懸浮液在以過濾面積為500cm2的恒壓壓濾機(jī)內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，所用真空度為500mmHg柱，在十分鐘內(nèi)獲得濾液為500ml,求過濾常數(shù)K及k。（濾餅不可壓縮，濾布阻力不計(jì)）解：因?yàn)V布阻力不計(jì)，則過濾常數(shù)為V2KV2K=——A2T00x10-6=1x10-5m2/min00x10-42x10又濾餅不可壓縮，則1x101x10-52AP 2x500x13.6x9.81=7.50x10-iim4/(min?N)某板框壓濾機(jī)在恒壓過濾一小時(shí)后，共獲得濾液11m3，停止過濾后用3m3清水（其黏度與濾液相同）于同樣壓力下對(duì)濾餅進(jìn)行洗滌。設(shè)濾布阻力可忽略，求洗滌時(shí)間。解：因洗滌水黏度與濾液黏度相同，洗滌壓差也與過濾壓差相同，且濾布阻力可忽略，則洗滌時(shí)間為3t=8at=8xx1=2.18hww11用一板框壓濾機(jī)在恒壓下過濾某一懸浮液，要求經(jīng)過三個(gè)小時(shí)能獲得4m3濾液，若已知過濾常數(shù)K=1.48x10-3m2/h,濾布阻力略不計(jì)，若濾框尺寸為1000mmx1000mmx30mm，則需要濾框和濾板各幾塊。解：濾布阻力忽略不計(jì)時(shí)恒壓過濾方程V2=KA2TV4故過濾面積A=.——=. ==60.0m2vKTv1.48x10-3x3

框數(shù)n框數(shù)n=2ab2x1x1板數(shù)n+1=31用一板框壓濾機(jī)在恒壓下過濾某一懸浮液，要求經(jīng)