化工原理第三章沉降与过滤课后习题及答案1.docx
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化工原理第三章沉降与过滤课后习题及答案1
化工原理第三章沉降与过滤课后习题及答案
(1)
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)
(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
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8.43884145
滤液量100300500700
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
8.43884145
100300500700
1×10-43×10-45×10-47×10-4
1×10-23×10-25×10-27×10-2
8.4×10212.7×10216.8×10220.7×102
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
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