化工原理沉降與過(guò)濾習(xí)題及答案

一、選擇題A.4000mPa,s；1、一密度為7800kg/m3的小鋼球在相對(duì)密度為1.2的某液體中的自由沉降速度為在20℃水中沉降速度的1/4000，則此溶液的粘度為（設(shè)沉降區(qū)為層流20℃水密度998.2kg/m3粘度為A.4000mPa,s；B.40mPa,s；033.82Pa,s；03382mPa,s大1倍，則該降塵室理論上能完全除去的最小粒徑為Do_oD大1倍，則該降塵室理論上能完全除去的最小粒徑為Do_oDv'2x30pmA2x30pm；b1/2x3Pm；^ 30pm3、降塵室的生產(chǎn)能力取決于oBA.沉降面積和降塵室高度；B.沉降面積和能100%除去的最小顆粒的沉降速度；C.降塵室長(zhǎng)度和能100%除去的最小顆粒的沉降速度；D.降塵室的寬度和高度。4、降塵室的特點(diǎn)是oDA.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流體阻力小，分離效率高，但體積龐大；B.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分離效率高，但流體阻力大，體積龐大；C.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分離效率高，體積小，但流體阻力大；D.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流體阻力小，但體積龐大，分離效率低5、在降塵室中，塵粒的沉降速度與下列因素?zé)o關(guān).CA.顆粒的幾何尺寸 B.顆粒與流體的密度C.流體的水平流速；D.顆粒的形狀6、在討論旋風(fēng)分離器分離性能時(shí)，臨界粒徑這一術(shù)語(yǔ)是指oCA.旋風(fēng)分離器效率最高時(shí)的旋風(fēng)分離器的直徑；B.旋風(fēng)分離器允許的最小直徑；C.旋風(fēng)分離器能夠全部分離出來(lái)的最小顆粒的直徑；D.能保持滯流流型時(shí)的最大顆粒直徑7、旋風(fēng)分離器的總的分離效率是指oDA.顆粒群中具有平均直徑的粒子的分離效率；B.顆粒群中最小粒子的分離效率；C.不同粒級(jí)（直徑范圍）粒子分離效率之和；D.全部顆粒中被分離下來(lái)的部分所占的質(zhì)量分率8、對(duì)標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器系列，下述說(shuō)法哪一個(gè)是正確的oCA.尺寸大，則處理量大，但壓降也大；B.尺寸大，則分離效率高，且壓降??；C.尺寸小，則處理量小，分離效率高；D.尺寸小，則分離效率差，且壓降大。9、恒壓過(guò)濾時(shí)，如濾餅不可壓縮，介質(zhì)阻力可忽略，當(dāng)操作壓差增加1倍，則過(guò)濾速率為原來(lái)的oB _A.1倍；B.2倍；C.'；2倍；D.1/2倍10、助濾劑應(yīng)具有以下性質(zhì)oBA.顆粒均勻、柔軟、可壓縮；B.顆粒均勻、堅(jiān)硬、不可壓縮；C.粒度分布廣、堅(jiān)硬、不可壓縮；D.顆粒均勻、可壓縮、易變形11、助濾劑的作用是 oBA.降低濾液粘度，減少流動(dòng)阻力；B.形成疏松餅層，使濾液得以暢流；C.幫助介質(zhì)攔截固體顆粒；D.使得濾餅密實(shí)并具有一定的剛性12、下面哪一個(gè)是轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)的特點(diǎn)oBA.面積大，處理量大；B.面積小，處理量大；C.壓差小，處理量小；D.壓差大，面積小13、以下說(shuō)法是正確的oBA.過(guò)濾速率與A（過(guò)濾面積）成正比；B.過(guò)濾速率與A2成正比；C.過(guò)濾速率與濾液體積成正比；D.過(guò)濾速率與濾布阻力成反比14、恒壓過(guò)濾，如介質(zhì)阻力不計(jì)，過(guò)濾壓差增大一倍時(shí)，同一過(guò)濾時(shí)刻所得濾液量 oCA.增大至原來(lái)的2倍；B.增大至原來(lái)的4倍；C.增大至原來(lái)的6倍；D.增大至原來(lái)的1.5倍15、過(guò)濾推動(dòng)力一般是指。BA.過(guò)濾介質(zhì)兩邊的壓差；B.過(guò)濾介質(zhì)與濾餅構(gòu)成的過(guò)濾層兩邊的壓差；C.濾餅兩面的壓差；D.液體進(jìn)出過(guò)濾機(jī)的壓差16、恒壓板框過(guò)濾機(jī)，當(dāng)操作壓差增大1倍時(shí)，則在同樣的時(shí)間里所得濾液量將 （忽略介質(zhì)阻力）。A_A.增大至原來(lái)的＜2倍； B.增大至原來(lái)的2倍；C.增大至原來(lái)的4倍； D.不變17、若沉降室高度降低，則沉降時(shí)間;生產(chǎn)能力。A.不變；B,增加；C.下降； D,不確定。C；A18、顆粒在靜止的流體中沉降時(shí)，在相同的Re下，顆粒的球形度越小，阻力系數(shù)—。AA.越大；B.越?。籆.不變；D.不確定二、填空題1、一球形石英顆粒，分別在空氣和水中按斯托克斯定律沉降，若系統(tǒng)溫度升高，則其在空氣中的沉降速度將，在水中的沉降速度將。下降，增大2、在滯流（層流）區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的次方成正比。23、降塵室的生產(chǎn)能力與降塵室的和（）有關(guān)。長(zhǎng)度寬度4、已知某沉降室在操作條件下的氣體流率為3600m3/h,沉降室長(zhǎng)、寬、高尺寸為L(zhǎng)*b*H=5X3X2則其沉降速度為m/S。0.0675、在除去某粒徑的顆粒時(shí)，若降塵室的高度增加一倍，氣流速度。減少一倍6、若降塵室的高度增加，則沉降時(shí)間，氣流速度 ，生產(chǎn)能力—。增加；下降；不變7、一降塵室長(zhǎng)8m,寬4m,高1.5m,中間裝有14塊隔板，隔板間距為0.1m?，F(xiàn)顆粒最小直徑為12^m,其沉降速度為0.02m/s,欲將最小直徑的顆粒全部沉降下來(lái)，則含塵氣體的最大流速不能超過(guò)m/s。1.68、在旋風(fēng)分離器中，某球形顆粒的旋轉(zhuǎn)半徑為0.4m,切向速度為15m/s。當(dāng)顆粒與流體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)屬層流時(shí)，其分離因數(shù)KC為。579、選擇旋風(fēng)分離器型式及決定其主要尺寸的根據(jù)是 ；;。氣體處理量，分離效率，允許壓降10、通常，非均相物系的離心沉降是在旋風(fēng)分離器中進(jìn)行，懸浮物系一般可在旋液分離器或沉降離心機(jī)中進(jìn)行。氣固；液固11、已知4為單位過(guò)濾面積所得濾液體積V/A,q為V/A,V為過(guò)濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液體積（濾液體積為V時(shí)所形成的濾餅層的阻力等于過(guò)濾介質(zhì)的阻力）「在恒壓過(guò)濾時(shí)，測(cè)得 eA?/Aq=3740q+200則過(guò)濾常數(shù)K=（ ）。 0.00053512、實(shí)現(xiàn)過(guò)濾操作的外力可以是 、或。重力；壓強(qiáng)差；慣性離心力13、在餅層過(guò)濾中，真正發(fā)揮攔截顆粒作用的主要是 而不是 。濾餅層；過(guò)濾介質(zhì)14、對(duì)恒壓過(guò)濾，當(dāng)過(guò)濾面積增大一倍時(shí)，如濾餅可壓縮，則過(guò)濾速率增大為原來(lái)的一倍。四15、用板框式過(guò)濾機(jī)進(jìn)行恒壓過(guò)濾操作，隨著過(guò)濾時(shí)間的增加，濾液量,生產(chǎn)能力。增加；不變16、對(duì)恒壓過(guò)濾，介質(zhì)阻力可以忽略時(shí)，過(guò)濾量增大一倍，則過(guò)濾速率為原來(lái)的。二分之一17、沉降操作是指在外力場(chǎng)作用下，利用分散相和連續(xù)相之間的密度差異，使之發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)非均相混合物分離的操作。18、用板框過(guò)濾機(jī)過(guò)濾某種懸浮液。測(cè)得恒壓過(guò)濾方程為q2+0.02q=4x10-50（。的單位為s）,則K為 m2/s, qe為 m3/m2, 0e為 s。4X10一5 , 0.01, 2.519、在重力沉降操作中，影響沉降速度的因素主要有和。顆粒體積分?jǐn)?shù)、器壁效應(yīng)和顆粒形狀20、球形顆粒在20oC空氣中沉降，當(dāng)空氣溫度上升時(shí)，沉降速度將一下降_（設(shè)沉降過(guò)程符合stocks定律）；若該顆粒在20oC水中沉降，沉降速度將一下降一當(dāng)水溫上升時(shí)，沉降速度將一上升_。21、在除去某粒徑的顆粒時(shí)，若降塵室的高度增加一倍，則沉降時(shí)間（增加一倍），氣流速度（減少一倍），生產(chǎn)能力（不變）。三、問(wèn)答題.何謂自由沉降速度？試推導(dǎo)其計(jì)算式。.寫(xiě)出計(jì)算自由沉降速度的斯托克斯公式，說(shuō)明此公式的應(yīng)用條件，簡(jiǎn)述計(jì)算沉降速度要用試差法的理由。.層流區(qū)內(nèi)，溫度升高時(shí)，同一固體顆粒在液體或氣體中的沉降速度增大還是減?。吭囌f(shuō)明理由。.降塵室的生產(chǎn)能力與哪些因素有關(guān)？為什么降塵室通常制成扁平形或多層？降塵室適用于分離直徑為多大的顆粒？降塵室的高度如何確定？.何謂離心分離因數(shù)？何謂離心沉降速度？它與重力沉降速度相比有什么不同？離心沉降速度有哪幾種主要類(lèi)型？.旋風(fēng)分離器的生產(chǎn)能力及效率受哪些因素的影響？何謂臨界粒徑dc?旋風(fēng)分離器性能主要用什么來(lái)衡量？它一般適用于分離直徑多少的顆粒？?jī)膳_(tái)尺寸相同的旋風(fēng)分離器串聯(lián)可否提高除塵效率？選用旋風(fēng)分離器的依據(jù)是什么？.何謂濾漿、濾餅、濾液、過(guò)濾介質(zhì)和助濾劑？.寫(xiě)出不可壓縮濾餅的過(guò)濾基本方程式。推導(dǎo)恒壓過(guò)濾方程式。簡(jiǎn)述過(guò)濾常數(shù)K和qe的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法。.簡(jiǎn)述影響過(guò)濾機(jī)生產(chǎn)能力的主要因素及提高之途徑（以板框過(guò)濾機(jī)、不可壓縮性濾餅為例）。簡(jiǎn)述板框過(guò)濾機(jī)的結(jié)構(gòu)、操作和洗滌過(guò)程，并分析其特點(diǎn)。.簡(jiǎn)述葉濾機(jī)和轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)的結(jié)構(gòu)、操作和洗滌過(guò)程，并分析其特點(diǎn)。.離心沉降和離心過(guò)濾（以離心過(guò)濾機(jī)為例）在原理和結(jié)構(gòu)上是否相同？為什么？離心分離因數(shù)的大小說(shuō)明什么？.簡(jiǎn)述慣性分離器、袋濾器和靜電除塵器的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)、工作原理、操作特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。.流體通過(guò)顆粒床層時(shí)可能出現(xiàn)幾種情況？何謂散式流態(tài)化和聚式流態(tài)化？聚式流態(tài)化會(huì)出現(xiàn)什么不正?，F(xiàn)象？流化床正常操作速度的范圍如何確定？.何謂臨界流化速度（即起始流化速度）和帶出速度？何謂流化數(shù)？.流化床壓降由何而定？是否隨床層空塔速度而改變？四、計(jì)算題1、某一鍋爐房的煙氣沉降室，長(zhǎng)、寬、高分別為11X6X4m,沿沉降室高度的中間加一層隔板，故塵粒在沉降室內(nèi)的降落高度為2m。煙氣溫度為150℃,沉降室煙氣流量12500m3標(biāo)準(zhǔn)）/h,試核算沿降室能否沉降35Pm以上的塵粒。已知?！?1600kg/m3,已知。…=1600kg/m3,解： 塵粒設(shè)沉降在滯流狀態(tài)下進(jìn)行.u0=d塵粒2P塵粒g/18u煙氣p煙氣=Wkg/m，/氣=0.0225cpRe<1,且因P塵粒>>P煙氣，故斯托克斯公式可簡(jiǎn)化為:=(35X10-6)2X1600X9.81/(18X2.25X10-5)=0.0474m/s檢驗(yàn)：Re=d塵粒U0P煙氣小煙氣=35X10-6X0.0474X1.29/(2.25X10-5)=0.095<1故采用計(jì)算式正確，則35mm以上粒子的沉降時(shí)間為:0沉降=2/0.0474=42.2s又，煙氣流速u(mài)=[(12500/(4X6X3600))X[(273+150)/273]=0.224m/s煙氣在沉降室內(nèi)停留時(shí)間：。停留=11/0.224=49.1s即0停>°沉 停留.,.35mm以上塵?？稍谠撌页两?、相對(duì)密度7.9,直徑2.5mm的鋼球，在某粘稠油品(相對(duì)密度0.9)中以5mm/s的速度勻速沉降。試求該油品的粘度。解：設(shè)沉降以滯流狀態(tài)進(jìn)行，則：u油品-d鋼球2(p鋼球-p油品)g/(18u鋼球)=(0.0025)2X(7900-900)X9.81/(18X0.005)=4.77Pa?s驗(yàn)算：Re=d鋼球u鋼球P油品/u油品=0.0025x0.005x900/4.77=2.36X10-3<1假設(shè)正確3、直徑為30口m的球形顆粒，于大氣壓及20℃下在某氣體中的沉降速度為在水中沉降速度的88倍，又知此顆粒在此氣體中的有效重量為水中有效重量的1.6倍。試求此顆粒在此氣體中的沉降速度.20℃的水：N=1cp,P=1000kg/m3氣體的密度為1.2kg/m3(有效重量指重力減浮力)(P-P永)g=解：: f(P-P永)g=解：: f水(P-1000)g=.(P-1000)g=.s>1.6解得：Ps=2665kg/m3Re1Re1校核：假設(shè)正確.dupN30x10-6x8.17x10-4x1000_ ——0.024510-3<1則此顆粒在氣體中的沉降速度為4、有一降塵室，長(zhǎng)6m,寬3m,共20層，每層100mm，用以除去爐氣中的礦塵，礦塵密度P=3000kg/m3s粒，試求:P=3000kg/m3s粒，試求:，爐氣密度0.5kg/m3，粘度0.035mPa-s，現(xiàn)要除去爐氣中10Nm以上的顆為完成上述任務(wù)，可允許的最大氣流速度為多少？每小時(shí)最多可送入爐氣若干？若取消隔板，為完成任務(wù)該降塵室的最大處理量為多少?d2(P-P)g解：因?yàn)閡o(1)設(shè)沉降區(qū)為滯流，則Ps?P則Re0du°PN10X10-6X4.67X10-3X0.5 ——6.67x10-4<10.035X10-3 假設(shè)正確由降塵室的分離條件，有V=20Au0=20X6X3X4.67x10-3乂3600=60523m3/hV=Au0=6x3x4.67x10-3x3600=302.6m3/h可見(jiàn)加隔板可提高生產(chǎn)能力，但隔板間距不能過(guò)小，過(guò)小會(huì)影響出灰和干擾沉降。5、一降塵室，長(zhǎng)5m，寬3m，高4m，內(nèi)部用隔板分成20層，用來(lái)除去煙氣中7加m以上的顆粒。已知煙氣密度為0.6kg/m3，粘度為0.03心川，塵粒密度為4300kg/m3,試求可處理的煙氣量。解：d=75義10-6m P，=4300kg/m3設(shè)沉降區(qū)為層流，則duP75X10-6X0.44X0.6Re=——9—= =0.66<1口N 0.03X10-3驗(yàn)算 故假設(shè)正確總處理量為 q=nuA=20X0.44X5X3=132m3/s6、一降塵室長(zhǎng)5m，寬3m，高4m，內(nèi)部用隔板分成20層，用來(lái)回收含塵氣體中的球形固體顆粒，操作條件下含塵氣體的流量為36000m3/h，氣體密度P=0.9kg/m3，粘度從=003mPa'S。塵粒密度Ps=4300kg/m3，試求理論上能1000/0除去的最小顆粒直徑。解：降塵室總面積A=20X5X3=300m2生產(chǎn)能力的計(jì)算式為q=Au注意式中”為能100%除去的最小顆粒的沉降速度,而A注意式中”為能100%除去的最小顆粒的沉降速度,而A應(yīng)為總沉降面積。解出36000/3600300=0.033m/s設(shè)沉降區(qū)為層流，則有=2.06x10-5m2.06x10-5x0.033x0.90.03=2.06x10-5m2.06x10-5x0.033x0.90.03x10-3=0.02<1d.uprrnnu"驗(yàn)算Re=u0故假設(shè)正確o7、在202.7kPa（2atm）操作壓力下用板框過(guò)濾機(jī)處理某物料，操作周期為3h,其中過(guò)濾1.5h,濾餅不需洗滌。已知每獲1m3濾液得濾餅0.05m3,操作條件下過(guò)濾常數(shù)K=3.3X10-5m2/s，介質(zhì)阻力可忽略，濾餅不可壓縮。試計(jì)算：（1）若要求每周期獲0.6m3的濾餅，需多大過(guò)濾面積？（2）若選用板框長(zhǎng)?寬的規(guī)格為1mX1m，則框數(shù)及框厚分別為多少？0.6 —.V= =12m3解：（1） 0.05 Ve=0所以V2=KA26V 12 A、；K<3.3X10-5X1.5X3600…、2A=' = =28.43m（2）a=nX2X1X1A28.43n=—= 所以 2 2=14.2取15個(gè)0.65=q-所以n=15=0.04m

應(yīng)注意每個(gè)框的兩側(cè)都有濾布，故計(jì)算面積時(shí)要在n個(gè)框面積的基礎(chǔ)上再乘以2。8、一小型板框壓濾機(jī)有5個(gè)框，長(zhǎng)寬各為0.2m,在300kPa(表壓)下恒壓過(guò)濾2h，濾餅充滿(mǎn)濾框，且得濾液80L,每次洗滌與裝卸時(shí)間各為0.5h。若濾餅不可壓縮，且過(guò)濾介質(zhì)阻力可忽略不計(jì)。求：(1)洗滌速率為多少m3/(m2.h)?(2)若操作壓強(qiáng)增加一倍，其它條件不變，過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力為多少？解：(1)洗滌速率因過(guò)濾介質(zhì)阻力可忽略不計(jì)，即q2=Kt過(guò)濾面積 A=5X0.22X2=0.4m2單位過(guò)濾面積上的濾液量 q=V/A=80X10-3/0.4=0.2m3/m2過(guò)濾常數(shù)K=q2/t=0.22/2=0.02m2/h過(guò)濾終了時(shí)的速率(dq/dt)E=K/2q=0.02/(2X0.2)=0.05m/h洗滌速率 (dq/dt)=0.5(dq/dt)=0.5X0.05=0.025m/hAp'=2Ap時(shí)的生產(chǎn)能力 E因?yàn)V餅不可壓縮，所以K'=KAp'/Ap=2K=2X0.02=0.04m2/h因在原板框壓濾機(jī)過(guò)濾，懸浮液濃度未變，則當(dāng)5個(gè)板框充滿(mǎn)濾餅時(shí)所得濾液量仍為V,=0.08m3,故此時(shí)所用的過(guò)濾時(shí)間為t=q'2/K'=q2/K=0.22/0.04=1h生產(chǎn)能力Q=V'/(t+t+t)=0.08/(1+0.5+0.5)=0.04m3濾液/hwD9、在一板框過(guò)濾機(jī)上過(guò)濾某種懸浮液，在1atm表壓下20分鐘在每1m2過(guò)濾面積上得到0.197m3的濾液,再過(guò)濾20分鐘又得濾液0.09m3。試求共過(guò)濾1小時(shí)可得總濾液量為若干m3.解：當(dāng)T1=20min時(shí)，q/0.197m3/m2T2=40min時(shí)，q=0.197+0.09=0.287m3/m2代入恒壓過(guò)濾方程時(shí)可得：聯(lián)立解得:T由此q=0.0222m3/m2,K=2.38x10-3.m2/min聯(lián)立解得:T由此q2 (0.0222)2— — —0.207min?當(dāng)過(guò)濾1小時(shí)后，可得濾液量:(q+?當(dāng)過(guò)濾1小時(shí)后，可得濾液量:(q+0.0222)2=2.38*10-3(60+0.207)解得：q=0.356m3/m2即每m2過(guò)濾面積過(guò)濾1小時(shí)后可得濾液為0.356m310、一轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)，其直徑和長(zhǎng)度均為1m,用來(lái)過(guò)濾某懸浮液。原工況下每轉(zhuǎn)一周需時(shí)1min,操3作真空度為4.9KPa(500mmHg),每小時(shí)可得濾液60m，濾餅厚度為12mm,新工況下要求生產(chǎn)能力提高1倍，操作真空度提高至6.37kPa(650mmHg),已知濾餅不可壓縮，介質(zhì)阻力可忽略。試求：(1)新工況過(guò)濾機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)為多少？(2)新工況所生成的濾餅厚度為多少？V解：(1) e=0 所以V2=KA2T設(shè)浸沒(méi)度為①，轉(zhuǎn)速為n(r/min)60(S) 60①(S)則轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間為n ，其中轉(zhuǎn)筒整個(gè)面積浸入濾槽即過(guò)濾時(shí)間為nV—A：K60平所以\,n Q—Kn故Q=60nV=60A、60Kn①m3/h所以& Kn1由題知S=由題知S=0及K*△p 故n2=n1K(1)22—1x49(2)2—3.1r/min6.371(2)設(shè)濾餅的厚度為$,則有n2n260A82—2n160An$1所以52—竿二升—77mm211、采用降塵室回收常壓爐氣中所含球形固體顆粒。降塵室底面積為104，高1.6m。操作條件下氣體密度為0.5kg/m3，粘度為2.0x10-5Pa-s，顆粒密度為3000kg/m3。氣體體積流量為5m3/s。試求：（1）可完全回收的最小顆粒直徑；（2）如將降塵室改為多層以完全回收20pm的顆粒，求多層降塵室的層數(shù)及板間距。解：（1）設(shè)沉降運(yùn)動(dòng)處在層流區(qū)，則能完全回收的最小顆粒直徑：V5校核：最小顆粒的沉降速度：u=s= =0.5m/s0A0 10Re=d*=78.2*10-6*0.5*0.6=1,173<2，近似認(rèn)為沉降運(yùn)動(dòng)處于層流區(qū)。p 2*10-5（2）20pm的顆粒也要能全部回收，所需要的降塵面積可按下式計(jì)算（既然直徑為78.2pm的顆粒尚能處于層流區(qū)，則20pm的顆粒沉降也一定處在層流區(qū)）：需要降塵面積為1534，所以降塵室應(yīng)改為16層（15塊隔板），實(shí)際降塵面積為1604。層間距為0.16m。點(diǎn)評(píng)：就設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)而言，降塵室的處理量主要取決于其底面積而與高度無(wú)關(guān)；由本題可以看出，當(dāng)處理量一定時(shí)，完全分離出更小的的粒徑就必須擴(kuò)大降塵室的底面積，這是通過(guò)多層結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。12、用一板框壓濾機(jī)在300kPa的壓強(qiáng)差下過(guò)濾某懸浮液。已知過(guò)濾常數(shù)K=7.5*10-5m2/s,q=0.012m3/m2。要求每一操作周期得8m3的濾液，過(guò)濾時(shí)間為0.5小時(shí)。設(shè)濾餅不可壓縮，且濾餅e與濾液的體積之比為0.025。試求（1）過(guò)濾面積；（2）若操作壓強(qiáng)差提高至600kPa?，F(xiàn)有一板框過(guò)濾機(jī)，每框的尺寸為635*635*25mm,若要求每個(gè)周期仍得到8m3濾液，則至少需要多少個(gè)框才能滿(mǎn)足要求？又過(guò)濾時(shí)間為多少？解：（1）恒壓過(guò)濾方程V2+2VVe=KA20，其中Ve=qeA，于是:（2）恒壓過(guò)濾方程反映的是濾液體積、過(guò)濾時(shí)間和過(guò)濾面積之間的關(guān)系。在這一問(wèn)，過(guò)濾面積和過(guò)濾時(shí)間均為所求。因此用該方程不能解決這一問(wèn)題。事實(shí)上，濾液體積已知且濾渣與濾液體積比也已知，則濾餅體積可求，由濾餅體積及每框的容積可求框數(shù)（因?yàn)槊總€(gè)操作周期中濾餅充滿(mǎn)框后才停止過(guò)濾）。濾餅體積=eV=0.025*8=0.2m3?？驍?shù)=濾餅體積=框數(shù)=濾餅體積=02每框容積-0.635*0.635*0.025=19.84,取n=20操作壓強(qiáng)提高至600kPa,由于濾餅不可壓縮，過(guò)濾常數(shù)K與壓差成正比，于是K'=1.5*10-4m2/s。qe不變。實(shí)際過(guò)濾面積為：4=2*20*0.635*0.635=16.13m2V2+2VqA'82+2*8*0.012*16.13由恒壓過(guò)濾萬(wàn)程可計(jì)算過(guò)濾時(shí)間：0= = =1719.2sK'A'2 1.5*10-4*16.132點(diǎn)評(píng)：過(guò)濾面積的求取屬設(shè)計(jì)型計(jì)算，可通過(guò)過(guò)濾方程式直接解決；設(shè)計(jì)條件和操作條件的差異應(yīng)在過(guò)濾常數(shù)上加以體現(xiàn)。當(dāng)過(guò)濾壓差增大時(shí)，用較小的過(guò)濾面積在基本相同的時(shí)間內(nèi)就能得到相同的濾液量。13、用板框過(guò)濾機(jī)在恒壓下過(guò)濾懸浮液。若濾餅不可壓縮，且過(guò)濾介質(zhì)阻力可忽略不計(jì)。

（1）當(dāng)其它條件不變，過(guò)濾面積加倍，則獲得的濾液量為原來(lái)的多少倍？（2）當(dāng)其它條件不變，過(guò)濾時(shí)間減半，則獲得的濾液量為原來(lái)的多少倍？（3）當(dāng)其它條件不變，過(guò)濾壓強(qiáng)差加倍，則獲得的濾液量為原來(lái)的多少倍?. ...一 .. 一VA解：（1）過(guò)濾介質(zhì)阻力忽略不計(jì)，則恒壓過(guò)濾方程可變?yōu)椋篤2=KA20，于是-=-=2VA(2)（3）由于濾餅不可壓縮，壓縮性指數(shù)s=0，因此壓強(qiáng)增加濾餅比阻不變，由過(guò)濾常的定義=2。于是匕=盧=22=1.414

VK14、恒壓過(guò)濾某懸浮液，已知過(guò)濾5min得濾液1L，若又過(guò)濾5min后，試求:.得到濾液量（L）；.過(guò)濾速率（L/min）。設(shè)：過(guò)濾介質(zhì)阻力可忽略。解：過(guò)濾介質(zhì)阻力可忽略時(shí)的恒壓過(guò)濾方程為T(mén)OC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"則VJ=KA201 (1)\o"CurrentDocument"V2=KA20 (2)2 2兩式相除得(3)2攙=上=0.5(3)V2 0 1022依題意 V]=1L由(3)式得,12,——=1.414L，0.5AV"2—V1=0.414LdVKA2d0—dVKA2d0—2VV2/0

2V201.4142x10=0.0707L/min15、兩顆直徑不同的玻璃球分別在水中和空氣中以相同的速度自由沉降。已知玻璃球的密度為2500kg/m3，水的密度為998.2kg/m3，水的粘度為1.005?10-3Pa?s，空氣的密度為1.205卜8m3，空氣的粘度為1.81?10-5Pa?s。（1）若在層流區(qū)重力沉降，則水中顆粒直徑與空氣中顆粒直徑之比為_(kāi)B_。A.8.612B.9.612 C.10.612D.11.612（2）若在層流區(qū)離心沉降，已知旋風(fēng)分離因數(shù)與旋液分離因數(shù)之比為2,則水中顆粒直徑與空氣中顆粒直徑之比為d。A.10.593解：(1)由B.11.593C.A.10.593解：(1)由d2(p-p)gu= s t 18H118hu-\,(P-p^gs

所以d——wda：(ps_pa-pw『 ,'(2500所以d——wda：(ps_pa-pw『 ,'(2500-1.205)x1.005x10-3\w=—f \ =9.612為：(2500-998.2)x1.81x10-5d2(p-p)18日u2—T-

gRd2(ps-p).gK185 c_, 18^u一\：(p「p)gKcd所以wda:(p-pa?K 1(2500-1.205)x1.005x10-3x2w ca-——f \ =13.593)5K \(2500-998.2)x1.81x10-5x116、某一球形顆粒在空氣中自由重力沉降。已知該顆粒的密度為5000kg/m3,空氣的密度為1.205kg/m3,空氣的粘度為1.81?10-5Pa?s。則(1)在層流區(qū)沉降的最大顆粒直徑為_(kāi)B_?10-5m。A.3.639B.4.639C.5.639D.6.639(2)在湍流區(qū)沉降的最小顆粒直徑為_(kāi)C?10-3m。A.1.024B.1.124C.1.224D.1.324解：(1)d2(p-p)g

W所以:1852Rq_:3p(p「p)g-3118*所以:1852Rq_:3p(p「p)g-3118*1.81義10-5,11.205義6000-1.205)*9.807=4.639義10-5m所以u(píng)=1.741d(p-p)g1.74■d(p-p)g5Redp.81義10-5義1000231.742p.(p—p)g-31.742義1.205義(5000-1.205)*9.807=1.224義10-3m17、對(duì)不可壓縮濾餅先進(jìn)行恒速過(guò)濾后進(jìn)行恒壓過(guò)濾。(1)恒速過(guò)濾時(shí)，已知過(guò)濾時(shí)間為100s時(shí)，過(guò)濾壓力差為3?104Pa；過(guò)濾時(shí)間為500s時(shí)，過(guò)濾壓力差為9?104Pa。則過(guò)濾時(shí)間為300s時(shí)，過(guò)濾壓力差為q。A.4?104Pa B.5?104Pa C.6?104Pa D.7?104Pa(2)若恒速過(guò)濾300s后改為恒壓過(guò)濾，且已知恒速過(guò)濾結(jié)束時(shí)所得濾液體積為0.75m3,過(guò)濾面積為1m2,恒壓過(guò)濾常數(shù)為K=5?10-3m2/s,qe=0m3/m2(過(guò)濾介質(zhì)的阻力可以忽略)。則再恒壓過(guò)濾300s后，又得濾液體積為4。A.0.