第四五章化工原理

1、第四、五章練習(xí)：第四、五章練習(xí)： 一、填空一、填空1、流體通過固定床，顆粒群的平均直徑是以、流體通過固定床，顆粒群的平均直徑是以 為基準(zhǔn)的，理由為基準(zhǔn)的，理由是是 。若流體以一定的流速通過一大小均勻且規(guī)則裝填若流體以一定的流速通過一大小均勻且規(guī)則裝填的球形顆粒固定床，球形顆粒直徑越小，流體通的球形顆粒固定床，球形顆粒直徑越小，流體通過床層的壓降越過床層的壓降越 ，原因是，原因是 。工業(yè)上康采尼方程常用來工業(yè)上康采尼方程常用來 。2、葉濾機(jī)中如濾餅不可壓縮，當(dāng)過濾壓差增加一、葉濾機(jī)中如濾餅不可壓縮，當(dāng)過濾壓差增加一倍時，過濾速率是原來的倍時，過濾速率是原來的 倍。粘度增加一倍倍。粘度增加一倍時，

2、過濾速率是原來的時，過濾速率是原來的 倍。倍。解：解：一、一、1. 比表面相等，比表面相等，流動阻力與顆粒層固體表面積大小有關(guān)，大，流動阻力與顆粒層固體表面積大小有關(guān)，大，P P隨隨a增加而增加，測顆粒層的比表面積增加而增加，測顆粒層的比表面積2 , , 2, 0.5)(2eqqKddq 01rKS P3、對真空回轉(zhuǎn)過濾機(jī)，轉(zhuǎn)速越大，則每轉(zhuǎn)一周所、對真空回轉(zhuǎn)過濾機(jī)，轉(zhuǎn)速越大，則每轉(zhuǎn)一周所得的濾液量就越得的濾液量就越 ，該濾機(jī)的生產(chǎn)能力則，該濾機(jī)的生產(chǎn)能力則越越 。4、某葉濾機(jī)恒壓操作，過濾終了時、某葉濾機(jī)恒壓操作，過濾終了時V=0.5m3，=1h，Ve=0，濾液粘度是水的，濾液粘度是水的4倍。

3、現(xiàn)在同一壓倍?，F(xiàn)在同一壓強(qiáng)下再用清水洗滌，強(qiáng)下再用清水洗滌，Vw=0.1m3，則洗滌時間，則洗滌時間為為 。5、流化床操作中、流化床操作中,流體在床層中的真實速率為流體在床層中的真實速率為U1，顆粒沉降速度為顆粒沉降速度為Ut, 流體通過床層的表觀速度為流體通過床層的表觀速度為U，三者數(shù)值大小關(guān)系為三者數(shù)值大小關(guān)系為 。6、離心分離因素的物理意義是、離心分離因素的物理意義是 ，評，評價旋風(fēng)分離器主要性能指標(biāo)為價旋風(fēng)分離器主要性能指標(biāo)為 和和 。3. , 少，少， ，大，大4V2=KA2, =0.1h 5. utu1u6. 離心力與重力之比，分離效率，壓降離心力與重力之比，分離效率，壓降eeqq

4、nKq 2 )(22eenqqnnKAQ 22)(2VVKAddVE WWWVV 2/412 . 022 WWVV7、 流體通過流化床的壓降隨氣體流量增加流體通過流化床的壓降隨氣體流量增加而而 。流化床主要優(yōu)點是。流化床主要優(yōu)點是 ， 其主要不正常現(xiàn)象有其主要不正?，F(xiàn)象有 和和 。流化床。流化床實際流化現(xiàn)象分實際流化現(xiàn)象分 和和 。8、玻璃管長、玻璃管長1米，充滿油。從頂端每隔米，充滿油。從頂端每隔1秒加入秒加入1滴水，問：滴水，問：A、油靜止，當(dāng)加入第、油靜止，當(dāng)加入第21滴水時，第一滴水時，第一滴正好到底部，則沉降速度為滴正好到底部，則沉降速度為 m/s。B、 現(xiàn)油以現(xiàn)油以0.01 m/s

5、的速度向上運動，的速度向上運動，加水速度不變，則管內(nèi)有水加水速度不變，則管內(nèi)有水 滴。滴。7不變，傳熱傳質(zhì)快、混合均勻，不變，傳熱傳質(zhì)快、混合均勻， 騰涌，溝流，散式，聚式騰涌，溝流，散式，聚式8A. B. u= ut - u油油=0.04m/s, 滴數(shù)滴數(shù)= 滴滴smut/05. 0201 2504. 01 二、作圖題二、作圖題二、解：二、解：二、作圖題二、作圖題二、解：二、解：三三 、計算題、計算題1、擬用板框壓濾機(jī)恒壓過濾含、擬用板框壓濾機(jī)恒壓過濾含CaCO38%(質(zhì)量質(zhì)量)的水懸浮液的水懸浮液2m3，每，每m3濾餅中含固體濾餅中含固體1000kg, CaCO3密度為密度為2800kg/

6、m3，過濾常數(shù)，過濾常數(shù)K=0.162m2/h，過濾時間過濾時間=30min, 試問：試問：濾液體積濾液體積m3，現(xiàn)有現(xiàn)有56056050mm規(guī)格的板框壓濾機(jī)，規(guī)格的板框壓濾機(jī)， 問需要多少只濾框？（過濾介質(zhì)阻力不計）問需要多少只濾框？（過濾介質(zhì)阻力不計）三、計算題三、計算題1解：解：物料衡算物料衡算 (1-)p=1000kg/m3由由 V+V餅餅=2 ，得得 V=1.831m3 , V餅餅=0.169m3643. 0280010001 08. 0)1()1( VVVVpp餅餅餅餅餅餅0921. 008. 0)1)(08. 01(08. 0 pVV餅餅0921. 0 VV餅餅 Ve=0，V2=

7、KA2,每個框的過濾面積每個框的過濾面積 A0=0.5622=0.627m2框數(shù)框數(shù)n= , 取整取整11個個驗證驗證V餅餅是否夠放是否夠放 框內(nèi)容積框內(nèi)容積=110.5620.05=0.172m30.169m3(V餅餅)夠放下夠放下343. 65 . 0162. 0831. 1mKVA 26.10627. 043. 60 AA2、某懸浮液用板框過濾機(jī)過濾，該板框過濾機(jī)有、某懸浮液用板框過濾機(jī)過濾，該板框過濾機(jī)有濾框濾框28個，尺寸為個，尺寸為63563525mm，操作表壓，操作表壓恒定為恒定為98.1kPa, 該條件下該條件下 K=110-5m2/s, qe=0.02m3/m2。已知濾餅與濾

8、液的體積比為。已知濾餅與濾液的體積比為0.075，試求：試求：濾餅充滿濾框需要多少時間？濾餅充滿濾框需要多少時間？ 若 將 操 作 表 壓 提 高 一 倍 。 其 他 條 件 不 變?nèi)?將 操 作 表 壓 提 高 一 倍 。 其 他 條 件 不 變（S=0.5），則充滿同樣濾框所需時間為多少？），則充滿同樣濾框所需時間為多少？若將框厚增加一倍，其他操作條件同若將框厚增加一倍，其他操作條件同2，則過濾，則過濾同樣時間可獲得濾液多少？同樣時間可獲得濾液多少？2解：解： V餅餅=280.63520.025=0.282m3,由由 ，得，得A=280.63522=22.58m2, ， ,不變，不變，V不

9、變不變075. 0 VV餅餅3763. 3075. 0282. 0mV 23/167. 0mmAVq sKqqqe344410102. 0167. 02167. 02522 SpK 1smKK/1041. 12255 . 01 KqqqKe 22sKK24351041. 110344455 3、一降塵室每層底面積、一降塵室每層底面積10m2，內(nèi)設(shè)，內(nèi)設(shè)9層隔板，現(xiàn)層隔板，現(xiàn)用此降塵室凈化質(zhì)量流量為用此降塵室凈化質(zhì)量流量為1200kg/h，溫度為，溫度為20的常壓含塵空氣的常壓含塵空氣, 塵粒密度為塵粒密度為2500kg/m3, 問：問：可可100%除去的最小顆粒直徑為多少？除去的最小顆粒直徑為

10、多少？ 可可50%除去的最小顆粒直徑為多少？除去的最小顆粒直徑為多少？ 直徑為直徑為5m的塵?？沙グ俜致蕿槎嗌伲康膲m?？沙グ俜致蕿槎嗌?？（設(shè)塵粒在空氣中均勻分布）。（設(shè)塵粒在空氣中均勻分布）。如將含塵空氣預(yù)熱至如將含塵空氣預(yù)熱至150，再進(jìn)入降塵室，再進(jìn)入降塵室， 則可則可100%除去的最小顆粒直徑為多少？除去的最小顆粒直徑為多少？ 為保證為保證100%除去的最小顆粒直徑不變，除去的最小顆粒直徑不變， 空氣的質(zhì)量流量為多少？空氣的質(zhì)量流量為多少？定性分析降塵室生產(chǎn)能力發(fā)生變化的原因。定性分析降塵室生產(chǎn)能力發(fā)生變化的原因。3解：解：=1.2kg/m3, =1.8110-5Pas, p=250

11、0kg/m3, 設(shè)設(shè)Rep2，驗驗原設(shè)成立原設(shè)成立可可50%除去的最小顆粒直徑除去的最小顆粒直徑smnAqumt/1078. 210102 . 13600/1200)1(3 底底 18)(2gduppt gudptp)(18 81. 9)2 . 12500(1078. 21081. 11835 mm 08. 61008. 66 tpud Re5361081. 12 . 11078. 21008. 6 2101 . 13 %50)(2 ppttidduu 得得直徑為直徑為5m的塵?？沙グ俜致实膲m粒可除去百分率150空氣空氣, =0.835kg/m3, =24.1Pas, 設(shè)設(shè)Rep2，驗驗原設(shè)

12、成立原設(shè)成立mdp 30. 45 . 008. 6 %6 .67)08. 65()(22 ppttidduu smnAqumt/1099. 31010835. 03600/1200)1(3 底底 81. 9)835. 02500(1099. 31041. 218)(1835 gudptp mm 4 . 8104 . 86 tpud Re2102 . 11041. 2835. 01099. 3104 . 83536 為使為使6.08m的顆粒的顆粒100%除去除去溫度升高，粘度上升，對沉降不利；溫度升高，粘度上升，對沉降不利； 同時，氣體密度變小，質(zhì)量流量變小。同時，氣體密度變小，質(zhì)量流量變小。

13、18)(2gduppt sm /1009. 21041. 21881. 9)835. 02500()1008. 6(3526 31009. 21010835. 0)1( tmunAq底底 hkgskg/628/175. 0 4、現(xiàn)用一直徑、現(xiàn)用一直徑1.75m，長，長0.9m的回轉(zhuǎn)真空過濾的回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)過濾密度為機(jī)過濾密度為1116kg/m3的某懸浮液，轉(zhuǎn)筒的某懸浮液，轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為1r/min，浸沒度為，浸沒度為1/3。測得過濾常數(shù)。測得過濾常數(shù)K=5.1510-6m2/s,每送出每送出1m3濾液所得的濾餅中含濾液所得的濾餅中含固相固相594kg,固相密度為固相密度為1500kg/m3,

14、液相為水。假定液相為水。假定濾布阻力可以忽略，濾餅不可壓縮，試求：濾布阻力可以忽略，濾餅不可壓縮，試求：過濾機(jī)每轉(zhuǎn)一周所得的濾液量及過濾機(jī)的過濾機(jī)每轉(zhuǎn)一周所得的濾液量及過濾機(jī)的 生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力Q;轉(zhuǎn)筒表面的濾餅厚度轉(zhuǎn)筒表面的濾餅厚度L;若轉(zhuǎn)速為若轉(zhuǎn)速為0.5r/min，而其它操作條件不變，而其它操作條件不變， Q與與L將如何變化？將如何變化？4解：解：qe=0, 每轉(zhuǎn)一周所得濾液量為每轉(zhuǎn)一周所得濾液量為eeqqnKq 2 nKAnKAnqAQ 2sm /1037. 8601311015. 59 . 075. 1346 340502. 01037. 860mV 4解：解：且且兩個式子解兩個未知數(shù)兩個式子解兩個未知數(shù)、 ，得得 =0.44，餅餅餅餅餅餅VVVVVp )1(11163/594)1(mkgVVp