化工原理（上册）答案(7)

把标准生产能力换算成47℃时的生产能力 Vs = V (273 + 427)/273 = 5538.46m3/h 由Vs = blut（n-1）得

n = Vs / blut-1 = 5538.46/（4.1×1.8×41×10-4×3600） - 1 =50.814

– 1 = 49.8

取n = 50 层 ， 板间距 △h = H/（n + 1）= 4.2/51 = 0.0824m = 82.4 mm 5. 含尘气体中尘粒的密度为2300kg/m3，气体流量为1000m3/h，粘度为3.6×10-5Pa

?s密度为0.674kg/m3，采用如图3-8所示的标准型旋风分离器进行除尘。若分离器圆筒直径为0.4m，试估算其临界直径，分割粒径及压强降。

解：(1) 临界直径

选用标准旋风分离器 Ne = 5 ，ξ= 8.0 B = D/4 ，h = D/2

由Vs = bhui 得 Bh = D/4 ·D/2 = Vs /ui ∴ ui = 8 Vs /D2

根据dc = [9μB/(πNeρsui )]1/2 计算颗粒的临界直径

∴ dc = [9×3.6×10×0.25×0.4/(3.14×5×2300×13.889)]1/2 = 8.04

×10-6 m = 8.04 μm

（2）分割粒径

根据 d50 = 0.27[μD/ut（ρs- ρ）]1/2 计算颗粒的分割粒径

∴ d50 = 0.27[3.6×10-5×0.4/(13.889×2300)]1/2 = 0.00573×10-3m =

5.73μm

（3）压强降

根据 △P = ξ·ρui2/2 计算压强降

∴ △P = 8.0×0.674×13.8892/2 = 520 Pa

6. 风分离器出口气体含尘量为0.7×10-3kg/标准m3，气体流量为5000标准m3/h，每

小时捕集下来的灰尘量为21.5kg。出口气体中的-灰尘粒度分布及捕集下来的灰尘粒度分布测定结果列于本题附图表中：

粒径范围 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 >50 在出口灰尘中所占的质量分率% 16 25 29 20 7 2 1 在捕集的灰尘中所占的质量分率% 4.4 11 26.6 20 18.7 11.3 3 试求：（1）除尘效率（2）绘出该旋风分离器的粒级效率曲线。 解：出口气体中每小时产生的灰尘量：0.7×10-3×5000 = 2.35 Kg 除尘效率 ：η0 = 21.5/（21.5 +3.5） = 0.86 = 86％ 计算出每一小段范围捏颗粒的粒级效率

ηP1 = 21.5×4.4/（21.5×4.4 + 3.5×16）= 62.8％ ηP2 = 21.5×11/（21.5×11 + 3.5×25）= 73.0％ ηP3 = 21.5×26.6/（21.5×26.6 + 3.5×29）= 84.93％

ηP4 = 86％ ηP5 = 94.26％ ηP6 = 97.2％ ηP7 = 94.85％ 绘出粒级效率曲线如图所示

7.验室用一片过滤面积为0.1m3的滤叶对某种颗粒在水中的悬浮液进行实验，滤叶内部

真空读为500mmHg，过滤5min的滤液1L，又过滤5min的滤液0.6L，若再过滤5min得滤液多少？

分析：此题关键是要得到虚拟滤液体积，这就需要充分利用已知条件，列方 方程求

解

解：⑴虚拟滤液体积

由过滤方程式 V2 + 2VVe= KA2θ

过滤5min得滤液1L（1×10-3）2 + 2×10-3 Ve= KA2×5 ① 过滤10min得滤液1.6L（1.6×10-3）2 + 2×1.6×10-3 Ve= KA2×10 ② 由①②式可以得到虚拟滤液体积Ve= 0.7×10-3 KA2= 0.396 ⑵过滤15分钟

假设过滤15分钟得滤液V' V'2 + 2V'Ve= KA2θ'

V'2 + 2×0.7×10-3V'= 5×0.396 V' = 2.073×10-3

∴再过滤5min得滤液 V = 2.073×10-3 - 1.6×10-3 = 0.473×10-3 m3 =0.473L 8.以小型板框压滤机对碳酸钙颗粒在水中的悬浮液进行过滤实验，测得数据列于本题附

表中：已知过滤面积为0.093m2，试求：（1）过滤压强差为103.0kPa时的过滤常数K ,qe及θe(2)滤饼的压缩指数s；（3）若滤布阻力不变，试写出此滤浆在

过滤压强差为196. 2k Pa时的过滤方程式。

解：⑴ 过滤常数K ,qe及θe

根据q2 + 2qqe = Kθ ，和q = V/A ， 带入表中的数据 （2.27 / 93）2 + 2 qe×2.27 / 93 = 50K ① （9.1 / 93）2 + 2 qe×9.1/93 = 660K ② 由①②两式可得 qe = 3.81×10-3 K = 1.06×10-5 ∵qe2 = Kθe ∴θe = qe2 / K = 0.929 ⑵ 滤饼的压缩指数s

同理在△P = 343.4 Kpa时，由上式带入表中数据得

（2.27 / 93）2 + 2 qe'×2.27 / 93 = 17.1K' ③ （9.1 / 93）2 + 2 qe×9.1/ 93 = 233K' ④ 得到 qe = 3.1×10-3 K = 4.37×10-5

利用lgK = （1-s）lg△P + lg2k ，对压强差为103.0 Kpa和343.4 Kpa时的过滤常

数K取对数差得lg（K/K'） = （1-s）lg（△P/△P'）

∴1- s = 0.8532 ， 即 压缩指数s = 0.1468 ⑶ 过滤方程式

在过滤压强差为196.2Kpa时

lg（K/K''） = （1-s）lg（△P/△P''） ∴lg（1.564/K''） = 0.8532× lg（103/196.2'' 得K''= 2.71×10-5

qe'' = （qe' + qe'）/2 = （3.81 + 3.1）×10-3/2 = 3.5×10-3 ∵qe2 = Kθe ∴θe'' = qe''2 / K = 3.5×10-3/2.71×10-5 = 0.452 ∴过滤方程式为 （q + 3.5×10-3 ）2 = 2.71×10-5（θ + 0.452）

9.在实验室中用一个边长0.162m的小型滤框对CaCO3颗粒在水中的悬浮液进行过滤实

验。料浆温度为19℃，其中CaCO3固体的质量分率为0.0723。测得每1m3滤饼烘干后的质量为1602kg。在过滤压强差为275800Pa时所的数据列于本题附表：

过滤时间θ1 .8 4.2 7.5 11.2 15.4 20.5 26.7 33.4 41.0 48.8 57.7 67.2 77.3 88.7 滤液体积V 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 试求过滤介质的当量滤液体积Ve，滤饼的比阻r，滤饼的空隙率ε及滤饼颗粒的比表面

积α。已知CaCO3颗粒的密度为2930kg/m3，其形状可视为圆球。

解：由（V + Ve）2 = KA2（θ+θe）两边微分得 2（V + Ve）dv = KA2dθ

dθ/ dv = 2V/ KA2 + 2Ve/ KA2

计算出不同过滤时间时的dθ/ dv 和 V ，将其数据列表如下 V 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 △θ/△v 12 16.5 18.5 21 25.2 31 33.5 38 39 44.5 47.5 50.5 57 作出dθ/ dv – V的曲线如图

10.用一台BMS50/810-25型板框压滤机过滤某悬浮液，悬浮液中固体质量分率为0.139，

固相密度为2200kg/m3，液相为水。每1m3滤饼中含500kg水，其余全为固相。已知操作条件下的过滤常数K=2.72×10-5m/s，q=3.45×10m3/m2。滤框尺寸为810mm×810mm×25mm,共38个框。试求：（1）过滤至滤框内全部充满滤渣所需的时间及所得的滤液体积：（2）过滤完毕用0.8m清水洗涤滤饼，求洗涤时间。洗水温度及表压与滤浆的相同。

解：（1）滤框内全部充满滤渣

滤饼表面积 A = （0.81）2×2×38 = 49.86 m2

滤框容积 V总 = （0.81）2×0.025×38 = 0.6233 m3 已知 1m3 的滤饼中 含水：500/1000 = 0.5 m3 含固体： 1 – 0.5 = 0.5 m3 固体质量 ：0.5×2200 = 1100 Kg 设产生1m3 的滤饼可以得到m0 ，Kg（V0 ，m3）的滤液，则 0.139 = 1100/（1100 + 50 + m）

∴ m0 = 6313 Kg 滤液的密度按水的密度考虑 V0 = 0.314 m3

∴ 形成0.6233 m3 的滤饼即滤框全部充满时得到滤液体积 V =6.314×0.6233 = 3.935 m3 则过滤终了时的单位面积滤液量为

q = V/A = 3.935/49.86 = 0.0 …… 此处隐藏：3461字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……