化工原理课后习题解答(11)

θ= 60ψ/n = 60×120/0.5×360 = 40 s ∵介质阻力忽略 ∴Ve = 0 ，θe = 0 ∴转筒每转一周所的滤液体积

V液 = （KA2θ）1/2 = （17.36×52×40）1/2= 0.4167 m3 生产能力 Q = nV = 0.5×60×0.4167 = 12.51 m3/ h 每转一周所得的滤饼的体积

V饼 = 0.4167/17.155 = 0.02429 m3

滤饼的厚度

δ= V饼 /A = 0.02429/5 = 0.00486 m = 4.86 mm

14.用板框过滤机在恒压差下过滤某种悬浮液，滤框边长为0.65m，已测得操作条件下的有关参数为：K = 6×10-5m2/s，qe = 0.01 m3/m2滤液。滤饼不要求洗涤，其它辅助时间为20min，要求过滤机的生产能力为9m3/h，试求：（1）至少需要几个滤框n？（2）框的厚度L。

解：设要得到V m3的滤液需要的时间为θ，则 由（V + Ve）2 = KA2（θ+θe） θ= （V + Ve）2/ KA2 - θe = （V + qeA）2/ KA2 - qe2/K

板框过滤机的生产能力 = 3600V/（Q + QD）= 9 ∴Q + QD = 400V

即 （V + qeA）2/ KA2 - qe2/K + 20×60×9 = 400V

（V + 0.01A）2/ 6×10-5A2 + 10800 = 400V ① 而总过滤面积 A = （0.65）2×2×n = 0.845n ② 联立①② 可得

210V2 +（3.55n–3.6n2）V + 10.8n2 = 0 ③ ∴△= （3.55n–3.6n2）2 - 4×210×10.8n2 ≥ 0

n ≥ 27.44

取n = 28 即 需要28块板

将n = 28带入③式可得到滤液体积 V = 7.8 m3 ∴滤饼体积 7.8×0.1 = 0.78 m3 设滤框的厚度为 L 则

（0.65）2×L× 28 = 0.78

∴L = 0.066 m = 66 mm

15.已知苯酐生产的催化剂用量为37400kg，床径为3.34m，进入设备的气速为0.4m/s， 气体密度为1.19kg/m3。采用侧缝锥帽型分布板，求分布板的开孔率。 解：

16.平均粒径为0.3mm的氯化钾球型颗粒在单层圆筒形流化床干燥器中进行流化干燥。固 体密度 =1980kg/m3。取流化速度颗粒带出速度的78%，试求适宜的流化速度和流化数。 介质可按60℃的常压空气查取物性参数。 解：查有关物性手册 60℃，常压空气的密度ρ= 1.06 Kg/ m3 ，粘度 μ = 2.01×10-5

重力沉降的过滤常数

K = d [ρ（ρs-ρ）g/2μ2]1/3

= 7.71

∵ 2.62 < K = 7.71 < 69.1 ∴颗粒沉降在过度区，

∴利用ut = 0.154[d1.6（ρs-ρ）g/（ρ0.4μ0.6）]0.7143 计算沉降速度 ut = 1.6979 m/s

∴ u1 = 0.78 ut = 1.324 m/s 按最小颗粒计算临界硫化速度 umf = dp2（ρs-ρ）g/1650μ = 0.05266 m/s

硫化数： ut / umf = 1.6979/0.05266 = 32.3

第四章 传热