化工原理答案 第三章沉降与过滤.doc

第三章 沉降与过滤沉 降【3-1】 密度为1030kg/m3、直径为的球形颗粒在150的热空气中降落，求其沉降速度。解 150时，空气密度，黏度颗粒密度，直径假设为过渡区，沉降速度为验算 为过渡区【3-2】密度为2500kg/m3的玻璃球在20的水中和空气中以相同的速度沉降。试求在这两种介质中沉降的颗粒直径的比值，假设沉降处于斯托克斯定律区。解 在斯托克斯区，沉降速度计算式为由此式得（下标w表示水，a表示空气）查得20时水与空气的密度及黏度分别为已知玻璃球的密度为，代入上式得【3-3】降尘室的长度为10m，宽为5m，其中用隔板分为20层，间距为100mm，气体中悬浮的最小颗粒直径为，气体密度为，黏度为，颗粒密度为4000kg/m3。试求：(1)最小颗粒的沉降速度；(2)若需要最小颗粒沉降，气体的最大流速不能超过多少m/s? (3)此降尘室每小时能处理多少m3的气体？解 已知(1) 沉降速度计算 假设为层流区验算 为层流(2) 气体的最大流速。沉降高度，降尘室长度 (3) 气体的最大处理量气体的处理量也可以用教材式(3-18)计算【3-4】有一重力沉降室，长4m，宽2m，高2.5m，内部用隔板分成25层。炉气进入除尘室时的密度为，黏度为。炉气所含尘粒的密度为。现要用此降尘室分离以上的颗粒，试求可处理的炉气流量。解 已知炉气的密度，黏度尘粒的密度，临界尘粒直径假设为层流区，求得沉降速度为验算 为层流区炉气流量为本题也可以用教材式(3-18)计算，式中的WL改为WLN。【3-5】温度为200、压力为的含尘空气，用图3-9 (a)所示的旋风分离器除尘。尘粒的密度为2000kg/m3。若旋风分离器的直径为0.65m，进口气速为21m/s，试求：(1)气体处理量（标准状态）为多少m3/s；(2)气体通过旋风分离器的压力损失；(3)尘粒的临界直径。解 空气温度200，压力101.33kPa，从空气物理性质表中查得 密度，黏度(1) 气体处理量旋风分离器直径，进口气速200、101.33kPa的空气流量为0、101.33kPa时空气流量为(2) 压力损失阻力系数 压力损失 (3) 尘粒的临界直径。已知尘粒密度 过 滤【3-6】悬浮液中固体颗粒浓度（质量分数）为0.025kg固体/kg悬浮液，滤液密度为1120kg/m3，湿滤渣与其中固体的质量比为2.5kg湿滤渣/kg干渣，试求与1m3滤液相对应的湿滤渣体积，单位为m3湿滤渣/m3滤液。固体颗粒密度为2900kg/m3。解 已知固体/kg悬浮液湿渣/kg干渣，滤液密度干渣滤液湿渣滤液【3-7】用板框压滤机过滤某悬浮液，共有20个滤框，每个滤框的两侧有效过滤面积为0.85m2，试求1小时过滤所得滤液量为多少m3。已知过滤常数解 习题3-8附图 滤液【3-8】将习题3-6的悬浮液用板框压滤机在过滤面积为、过滤压力为53.3kPa条件下进行过滤，所测数据为过滤时间 8.4 38 84 145滤液量 100 300 500 700试求过滤常数与及滤饼的比阻。已知滤液的黏度为。解 已知过滤面积 8.4 38 84 145 100 300 500 700 110-4 310-4 510-4 710-4 110-2 310-2 510-2 710-2 8.4102 12.7102 16.8102 20.7102如习题3-8附图所示直线的斜率，截距 已知 滤液黏度 由习题3-6得湿渣滤液故比阻为【3-9】对习题3-6及习题3-8中的悬浮液用板框压滤机在相同压力下进行过滤，共有20个滤框，滤框厚度为60mm，每个滤框的两侧有效过滤面积为。试求滤框内全部充满滤渣所需要的时间。固体颗粒密度为。在习题3-6中已给出湿滤渣质量与其中固体质量的比值为2.5kg湿渣kg干渣，并计算出每立方米滤液相对应的湿渣体积，即湿渣滤液。在习题3-8中已求出恒压过滤的过滤常数 ，解 求恒压过滤的过滤时间的计算式为需要求出 过滤面积 滤液体积V的计算：20个滤框中的湿滤渣体积为湿渣从滤渣体积计算滤液体积滤液滤液过滤面积过滤时间 【3-10】用板框压滤机过滤某悬浮液，恒压过滤l0min，得滤液。若过滤介质阻力忽略不计，试求：(1)过滤1h后的滤液量；(2)过滤1h后的过滤速率。解 恒压过滤，已知，代入教材式(3-40)，求得 (1) 过滤1h后的滤液量(2) 过滤1h后的过滤速率 从教材式(3-39) ，得【3-11】若转筒真空过滤机的浸液率，转速为，每小时得滤液量为，试求所需过滤面积。已知过滤常数解 由题 过滤面积38