34-第三章-小結(jié)(習(xí)題課)解讀課件

第三章流體與顆粒間的相對運(yùn)動流體力學(xué)與傳熱學(xué)FluidMechanicsandHeatTransfer2023/7/28講授內(nèi)容概述3.1離心沉降3.3過濾3.4重力沉降3.22023/7/28第三章小結(jié)本節(jié)講授內(nèi)容2基本公式3習(xí)題冊詳解1基本概念2023/7/28一、基本概念1、非均相混合物物系內(nèi)部有隔開兩相的相界面存在，且相界面兩側(cè)的物料性質(zhì)不同的混合物。

2、斯托克斯公式層流區(qū)或托斯克斯(stokes)定律區(qū)（10–4＜Ret<1）

3、球形度

2023/7/284、離心分離因數(shù)

離心沉降速度與重力沉降速度的比值。5、臨界直徑dc

理論上在旋風(fēng)分離器中能完全分離下來的最小顆粒直徑。6、過濾

利用多孔性介質(zhì)使懸浮液中液固得到分離的單元操作。7、過濾速率單位時(shí)間所獲得的濾液體積。2023/7/288、過濾周期間歇過濾中過濾、洗滌、卸渣、清理、組裝完成一次過濾所用時(shí)間。

一個(gè)操作周期時(shí)間為：9、過濾機(jī)生產(chǎn)能力過濾機(jī)單位時(shí)間內(nèi)獲得的濾液體積或?yàn)V餅體積，m3/h10、浸沒度轉(zhuǎn)筒過濾機(jī)浸沒于濾漿中的面積與轉(zhuǎn)筒過濾機(jī)總面積之比，等于轉(zhuǎn)筒過濾機(jī)浸沒角度與圓周角之比2023/7/28二、基本公式1、沉降分離球形顆粒沉降受力分析：重力沉降速度：離心沉降速度：2023/7/28阻力系數(shù)ζ：滯流區(qū)（10–4＜Ret<1）湍流區(qū)（103＜Ret＜2×105）過渡區(qū)（1＜Ret<103）2023/7/282、沉降室降塵室使顆粒沉降的條件降塵室的生產(chǎn)能力多級降塵室的生產(chǎn)能力2023/7/283、旋風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器的處理量臨界粒徑：理論上在旋風(fēng)分離器中能完全分離下來的最小顆粒直徑。顆粒被完全除去的條件：2023/7/28分離效率總效率ηo

粒級效率ηpi分割粒徑：粒級效率為50%的顆粒直徑d50壓強(qiáng)降2023/7/28恒壓過濾方程：當(dāng)介質(zhì)阻力可以忽略時(shí)，過濾基本方程式：K=2kΔP1-s

4、過濾分離2023/7/28濾餅洗滌速率：

濾餅洗滌時(shí)間：

置換洗滌法橫穿洗滌法2023/7/28過濾設(shè)備操作方式葉濾機(jī)板框過濾機(jī)洗滌方式橫穿連續(xù)間歇置換置換間歇轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)2023/7/28三、習(xí)題冊詳解（二）單項(xiàng)選擇題1、自由沉降的意思是

。D顆粒間不發(fā)生碰撞或接觸的情況下的沉降過程2、顆粒的沉降速度不是指

。B加速運(yùn)動段任一時(shí)刻顆粒的降落速度3、對于恒壓過濾

。D當(dāng)介質(zhì)阻力不計(jì)時(shí)，濾液體積增大一倍，則過濾時(shí)間增大至原來的4倍2023/7/284、恒壓過濾時(shí)，如介質(zhì)阻力不計(jì)，濾餅不可壓縮，過濾壓差增大一倍時(shí)，同一過濾時(shí)刻所得濾液量

。C

增大至原來的倍5、以下過濾機(jī)是連續(xù)式過濾機(jī)

。C回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)6、過濾推動力一般是指

。B過濾介質(zhì)與濾餅構(gòu)成的過濾層兩邊的壓差7、回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)中是以下部件使過濾室在不同部位時(shí)，能自動地進(jìn)行相應(yīng)的不同操作：

。D分配頭2023/7/288、非球形顆粒的當(dāng)量直徑的一種是等體積球徑，它的表達(dá)式為

。9、在討論旋風(fēng)分離器分離性能時(shí)，分割直徑這一術(shù)語是指

。C旋風(fēng)分離器能夠50%分離出來的顆粒的直徑10、在離心沉降中球形顆粒的沉降速度

。離心沉降速度：A只與dp，p，，uT，r，μ有關(guān)2023/7/2811、降塵室沒有以下優(yōu)點(diǎn)

。A分離效率高12、降塵室的生產(chǎn)能力

。降塵室的生產(chǎn)能力A只與沉降面積A和顆粒沉降速度uT有關(guān)13、回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)的過濾介質(zhì)阻力可略去不計(jì)，其生產(chǎn)能力為5m3/h（濾液）?，F(xiàn)將轉(zhuǎn)速度降低一半，其他條件不變，則其生產(chǎn)能力應(yīng)為________。D3.54m3/h2023/7/2814、要除去氣體中含有的5μ～50μ的粒子。除塵效率小于75％，宜選用

。B旋風(fēng)分離器15、等壓過濾的濾液累積量q與過濾時(shí)間τ的關(guān)系為

。B16、過濾基本方程是基于

推導(dǎo)出來的。D濾液在濾渣中呈層流流動17、一般而言，旋風(fēng)分離器長、徑比大及出入口截面小時(shí)，其效率

，阻力

。高高19、在長為Lm，高為Hm的降塵室中，顆粒的沉降速度為uT

m/s，氣體通過降塵室的水平流速為um/s，則顆粒能在降塵室內(nèi)分離的條件是：

。2023/7/2818、在板框過濾機(jī)中，如濾餅不可壓縮，介質(zhì)阻力不計(jì)，過濾時(shí)間增加一倍時(shí)，其過濾速率為原來的

。2023/7/2820、粒子沉降受到的流體阻力

。D在滯流區(qū)與沉降速度的一次方成正比21、板框壓濾機(jī)中，最終的濾液流率是洗滌液流率的

。C四倍2023/7/2822、球形度（形狀系數(shù)）恒小于或等于1，此值越小，顆粒的形狀離球形越遠(yuǎn)，球形度的定義式可寫為

。B=Ap/A

23、“在一般過濾操作中，實(shí)際上起到主要介質(zhì)作用的是濾餅層而不是過濾介質(zhì)本身”，“濾渣就是濾餅”則

。A這兩種說法都對24、旋風(fēng)分離器的總的分離效率是指

。D全部顆粒中被分離下來的部分所占的質(zhì)量分率25、降塵室的生產(chǎn)能力由

決定。C降塵室的底面積2023/7/2826、在板框過濾機(jī)中，如濾餅不可壓縮，介質(zhì)阻力不計(jì)，黏度增加一倍時(shí)，對同一q值，過濾速率為原來的_________。過濾基本方程式：B1/227、回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)洗滌速率與最終過濾速率之比為

。A128、以下說法是正確的

。B過濾速率與A2成正比29、板框壓濾機(jī)中

。B板有兩種不同的構(gòu)造30、助濾劑應(yīng)具有以下性質(zhì)

。B顆粒均勻、堅(jiān)硬、不可壓縮2023/7/28（三）填空題1、一球形石英顆粒，在空氣中按斯托克斯定律沉降，若空氣溫度由20℃升至50℃，則其沉降速度將

。下降2、降塵室的生產(chǎn)能力與降塵室的

和

有關(guān)。長度寬度3、降塵室的生產(chǎn)能力與降塵室的

無關(guān)。高度4、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2023/7/285、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、在除去某粒徑的顆粒時(shí)，若降塵室的高度增加一倍，生產(chǎn)能力

。不變7、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。28、在湍流區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的

次方成正比。1/29、在過濾的大部分時(shí)間中，

起到了主要過濾介質(zhì)的作用。濾餅2023/7/2810、過濾介質(zhì)阻力忽略不計(jì)，濾餅不可壓縮，則恒速過濾過程中濾液體積由Vl增多至V2=2Vl時(shí)，則操作壓差由ΔPl增大至ΔP2=

。過濾基本方程式：2ΔP111、已知q為單位過濾面積所得濾液體積V/S，qe為Ve/S，Ve為過濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液體積（濾液體積為Ve時(shí)所形成的濾餅層的阻力等于過濾介質(zhì)的阻力），在恒壓過濾時(shí)，測得Δ/Δq=3740q+200則過濾常數(shù)K=

。5.35×10－4（m2/s）2023/7/2812、已知q為單位過濾面積所得濾液體積V/S，qe為Ve/S，Ve為過濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液體積（濾液體積為Ve時(shí)所形成的濾餅層的阻力等于過濾介質(zhì)的阻力），在恒壓過濾時(shí)，測得Δ/Δq=3740q+200則過濾常數(shù)qe=

。0.0535(m3/m2)13、最常見的間歇式過濾機(jī)有

和

。板框過濾機(jī)葉濾機(jī)14、在一套板框過濾機(jī)中，板有

種構(gòu)造，框

種構(gòu)造。2115、板框過濾機(jī)在過濾階段結(jié)束的瞬間，設(shè)框已充滿，則在每一框中，濾液穿過厚度為

?？蚝穸戎?6、板框過濾機(jī)在過濾階段結(jié)束的瞬間，設(shè)框已充滿，在洗滌時(shí)，洗滌液穿過厚度為

?？虻暮穸?023/7/2817、板框過濾機(jī)在過濾階段結(jié)束的瞬間，設(shè)框已充滿，在洗滌時(shí)，洗滌液穿過的濾布面積等于

?？虻拿娣e18、旋風(fēng)分離器性能的好壞，主要以

來衡量。臨界粒徑、分離效率、壓強(qiáng)降19、離心分離設(shè)備的分離因數(shù)定義式為Kc=

。20、當(dāng)介質(zhì)阻力不計(jì)時(shí)，回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)的生產(chǎn)能力與轉(zhuǎn)速的

次方成正比。1/221、間歇過濾機(jī)的生產(chǎn)能力可寫為Q=V/，此處V為

。一個(gè)操作循環(huán)中得到的濾液體積2023/7/2822、間歇過濾機(jī)的生產(chǎn)能力可寫為Q=V/，此處表示一個(gè)操作循環(huán)所需的

。總時(shí)間23、一個(gè)過濾操作周期中，“過濾時(shí)間越長，生產(chǎn)能力越大”的看法是否正確？不正確24、一個(gè)過濾操作周期中，“過濾時(shí)間越短，生產(chǎn)能力越大”的看法是否正確？不正確25、一個(gè)過濾操作周期中，過濾時(shí)間有一個(gè)

值。最適宜26、一個(gè)過濾操作周期中，最適宜的過濾時(shí)間指的是此時(shí)過濾機(jī)生產(chǎn)能力

。最大2023/7/2827、對不可壓縮性濾餅dV/d正比于ΔP的

次方，對可壓縮濾餅dV/d正比于ΔP的

次方。11－s28、對恒壓過濾，介質(zhì)阻力可以忽略時(shí)，過濾量增大一倍，則過濾速率為原來的

。1/229、對恒壓過濾，當(dāng)過濾面積增大一倍時(shí)，如濾餅不可壓縮，則過濾速率增大為原來的

倍。對恒壓過濾，當(dāng)過濾面積增大一倍時(shí)，如濾餅可壓縮，則過濾速率增大為原來的

倍。4430、轉(zhuǎn)鼓沉浸度是

與

的比值。轉(zhuǎn)鼓浸沉的表面積轉(zhuǎn)鼓的總表面積2023/7/2831、按Ф＝Ap/A定義的球形度（此處下標(biāo)p代表球形粒子），最大值為

。Ф越小則顆粒形狀與球形相差越

。1大32、將固體物料從液體中分離出來的離心分離方法中，最常見的有

和

。將固體物料從液體中分離出來的離心分離設(shè)備中，最常見的為

。離心過濾離心沉降離心機(jī)33、在Stokes區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的_____次方成正比；在牛頓區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的______次方成正比。21/22023/7/2834、一個(gè)過濾操作周期中，“過濾時(shí)間越長生產(chǎn)能力越大”的看法是

，“過濾時(shí)間越短，生產(chǎn)能力越大”的看法是

。過濾時(shí)間有一個(gè)

值，此時(shí)過濾機(jī)生產(chǎn)能力為

。不正確最適宜不正確最大35、含塵氣體通過長為4m，寬為3m，高為1m的除塵室，已知顆粒的沉降速度為0.03m/s，則該除塵室的生產(chǎn)能力為

。0.36m3/s2023/7/28五、計(jì)算題某板框過濾機(jī)框空的長、寬、厚為250mm×250mm×20mm，框數(shù)為8，以此過濾機(jī)恒壓過濾某懸浮液，測得過濾時(shí)間為8.75min與15min時(shí)的濾液量分別為0.15m3及0.20m3，試計(jì)算過濾常數(shù)K。解：過濾面積A=8×2×0.25×0.25=1.0m2

2023/7/282、以板框壓濾機(jī)恒壓過濾某懸浮液，過濾面積10m2，操作壓差1.96×105Pa。每一循環(huán)過濾15min得濾液2.91m3。過濾介質(zhì)阻力不計(jì)。設(shè)濾餅不可壓縮。（1）該機(jī)生產(chǎn)能力為4.8m3/h濾液，求洗滌、裝拆總共需要的時(shí)間及過濾常數(shù)K。（2）若壓差降至9.81×104Pa，過濾時(shí)間及過濾量不變，其他條件不變，需多大過濾面積？（3）如改用回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)，轉(zhuǎn)一圈得濾液0.2m3，轉(zhuǎn)速為多少才可以維持生產(chǎn)能力不變？2023/7/28解：（1）恒壓過濾，介質(zhì)阻力忽略：（2）（3）2023/7/283、用某葉濾機(jī)恒壓過濾鈦白水懸浮液。濾葉每側(cè)過濾面積為（0.81）2m2，共10只濾葉。測得：過濾10min得濾液1.31m3；再過濾10min共得濾液1.905m3。已知濾餅與濾液體積比v=0.1。試問：（1）過濾至濾餅厚為21mm即停止，過濾時(shí)間是多少?（2）若濾餅洗滌與輔助時(shí)間共45min，其生產(chǎn)能力是多少?（以每小時(shí)得的濾餅體積計(jì)）解：（1）過濾時(shí)間過濾面積A=10×2×0.812=13.12m2

2023/7/28（2）生產(chǎn)能力：2023/7/284、在3×105Pa的壓強(qiáng)差下對鈦白粉在水中的懸浮液進(jìn)行過濾實(shí)驗(yàn)，測得過濾常數(shù)K=5×10-5m2/s、qe=0.01m3/m2，又測得濾餅體積與濾液體積之比v=0.08。現(xiàn)擬用有38個(gè)框的BMY50/810-25型板框壓濾機(jī)處理此料漿，過濾推動力及所用濾布也與實(shí)驗(yàn)用的相同。試求：（1）過濾至框內(nèi)全部充滿濾渣所需的時(shí)間；（2）過濾完畢，以相當(dāng)于濾液量1/10的清水進(jìn)行洗滌，求洗滌時(shí)間；（3）若每次卸渣、重裝等全部輔助操作共需15min，求每臺過濾機(jī)的生產(chǎn)能力（以每小時(shí)平均可得多少m3濾餅計(jì)）。2023/7/28解：（1）過濾時(shí)間：過濾面積：A=38×2×0.812=49.86m2

框內(nèi)全部充滿濾渣，濾餅體積：2023/7/28（2）洗滌時(shí)間：（3）生產(chǎn)能力：2023/7/285、用板框過濾機(jī)過濾某懸浮液，一個(gè)操作周期內(nèi)過濾20分鐘后共得濾液4m3

（濾餅不可壓縮，介質(zhì)阻力可略）。若在一個(gè)周期內(nèi)共用去輔助時(shí)間30分鐘。求：（1）該機(jī)的生產(chǎn)能力（2）若操作表壓加倍，其它條件不變（物性，過濾面積，過濾時(shí)間與輔助時(shí)間），該機(jī)生產(chǎn)能力提高了多少？2023/7/28解：（1）生產(chǎn)能力：（2）