【正文】 沉降速度為 m/s/??沉假設(shè)沉降符合斯克托斯公式，則 ??8Ptgd???所以 m??????????????檢驗， .32ptdu???????含塵氣體 凈化氣體uiut降塵室33假設(shè)錯誤。假設(shè)沉降符合艾倫公式，則?? gdu???所以 m????? . 22 121987tppdg??? ???? ???檢驗 ，在艾倫區(qū)，假設(shè)正確。 .51tpu???所以能夠去除的顆粒最小粒徑為 104m。 質(zhì)量流量為 、溫度為 20℃的常壓含塵氣體，塵粒密度為 1800kg/m3，需要除塵并預(yù)熱至 400℃，現(xiàn)在用底面積為65m2 的降塵室除塵，試問（1）先除塵后預(yù)熱，可以除去的最小顆粒直徑為多少？（2）先預(yù)熱后除塵，可以除去的最小顆粒直徑是多少？如果達(dá)到與（1）相同的去除顆粒最小直徑，空氣的質(zhì)量流量為多少？（3）欲取得更好的除塵效果，應(yīng)如何對降塵室進(jìn)行改造？（假設(shè)空氣壓力不變，20℃空氣的密度為 ，黏度為 105Pas，400℃黏度為 105Pas。 ）解：（1）預(yù)熱前空氣體積流量為 ，降塵室的底面積為 ?所以，可以全部去除的最小顆粒的沉降速度為 .?假設(shè)顆粒沉降屬于層流區(qū)，由斯托克斯公式，全部去除最小顆粒的直徑為 ???? 5min, ??????? ?gdptp??檢驗雷諾數(shù) 假設(shè)正確 .???（2）預(yù)熱后空氣的密度和流量變化為，體積流量為3kg/????? 31..m/s02Vq?可以全部去除的最小顆粒的沉降速度為 ..35/6tuA同樣假設(shè)顆粒沉降屬于層流區(qū)，由斯托克斯公式，全部去除最小顆粒的直徑為 ???? 55min, ???????? ?gdptp??檢驗雷諾數(shù)假設(shè)正確..3Re .72ptdu???的顆粒在 400℃?pd34??????m/ ?????????pptgdu要將顆粒全部除去，氣體流量為 ?質(zhì)量流量為 kg/?（3）參考答案：將降塵室分層，增加降塵室的底面積，可以取得更好的除塵效果。 用多層降塵室除塵，已知降塵室總高 4m，每層高 ，長 4m，寬 2m，欲處理的含塵氣體密度為 1 kg/m3，黏度為3105Pas，塵粒密度為 3000 kg/m3，要求完全去除的最小顆粒直徑為 20μm，求降塵室最大處理的氣體流量。解：假設(shè)顆粒沉降位于斯托克頓區(qū)，則顆粒的沉降速度為 ???????????????檢驗 ，假設(shè)正確 .42ptd????降塵室總沉降面積為 m22416A?所以最大處理流量為 m3/? 用與例題相同的標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器收集煙氣粉塵，已知含粉塵空氣的溫度為 200℃，體積流量為 3800 m3/h，粉塵密度為2290 kg/m3，求旋風(fēng)分離器能分離粉塵的臨界直徑（旋風(fēng)分離器的直徑為 650mm，200℃空氣的密度為 kg/m3，黏度為105 Pas） 。解：標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器進(jìn)口寬度 m，/??進(jìn)口高度 m，/?進(jìn)口氣速 m/s????8/..?所以分離粉塵的臨界直徑為 =???????? 體積流量為 1m3/s 的 20℃常壓含塵空氣，固體顆粒的密度為 1800 kg/m3（空氣的密度為 ，黏度為 105Pas） 。則（1）用底面積為 60m2 的降塵室除塵，能夠完全去除的最小顆粒直徑是多少？（2）用直徑為 600mm 的標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器除塵，離心分離因數(shù)、臨界直徑和分割直徑是多少？解：（1）能完全去除的顆粒沉降速度為m/?假設(shè)沉降符合斯托克斯公式，能夠完全去除的最小顆粒直徑為 ????55,??????????35檢驗： ，假設(shè)正確。 .428ptdu???????（2）標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器進(jìn)口寬度 m，進(jìn)口高度 m，進(jìn)口氣速/4./.5BD?/0./.3ihDm/s??/10532iViuqh??分離因數(shù)2 ????臨界粒徑569...210m=.24μ342cipduN??????分割直徑 5650 ..????? 原來用一個旋風(fēng)分離器分離氣體粉塵，現(xiàn)在改用三個相同的、并聯(lián)的小旋風(fēng)分離器代替，分離器的形式和各部分的比例不變，并且氣體的進(jìn)口速度也不變，求每個小旋風(fēng)分離器的直徑是原來的幾倍，分離的臨界直徑是原來的幾倍。解：（1）設(shè)原來的入口體積流量為 qV，現(xiàn)在每個旋風(fēng)分離器的入口流量為 qV/3，入口氣速不變，所以入口的面積為原來的1/3，又因為形式和尺寸比例不變，分離器入口面積與直徑的平方成比例，所以小旋風(fēng)分離器直徑的平方為原來的 1/3，則直徑為原來的 1/?所以小旋風(fēng)分離器直徑為原來的 倍。（2）由式（） 9cipBduN???由題意可知： 、 、 、 都保持不變，所以此時?iup?Nc?由前述可知，小旋風(fēng)分離器入口面積為原來的 1/3，則 為原來的 倍B1/?所以 ?原所以分離的臨界直徑為原來的 倍。 用一個小型沉降式離心機(jī)分離 20℃水中直徑 10μm 以上的固體顆粒。已知顆粒的密度為 1480kg/m3，懸浮液進(jìn)料半徑位置為 r1=，離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓壁面半徑為 r2=，求離心機(jī)轉(zhuǎn)速為 1000r/min 和 3000r/min 時的平均分離因數(shù)和固體顆粒沉降到轉(zhuǎn)鼓壁面位置所需要的時間（水的密度為 ，黏度為 103Pas） 。解：先計算顆粒在離心機(jī)中的最大沉降速度36 檢驗，雷諾數(shù)???????2 252 ???????????? ?，符合斯托克斯公式。539..Re .7pt ????所以，當(dāng) r/min10n??????????????????????21 32 22 ?????? ???? ??????同理，當(dāng) r/min30n???????????????????????21 32 22 ?????? ??? ?????? 用離心沉降機(jī)去除懸濁液中的固體顆粒，已知顆粒直徑為 50μm，密度為 1050 kg/m3，懸濁液密度為 1000 kg/m3，黏度為103Pas，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為 3000r/min，轉(zhuǎn)筒尺寸為 h=300mm，r 1=50mm，r 2=80mm。求離心機(jī)完全去除顆粒時的最大懸濁液處理量。解：計算顆粒在離心機(jī)中的最大沉降速度檢驗，雷諾數(shù)???????2 252 ??????????? ?53..46Re .92pt ????顆粒在沉降機(jī)中的沉降時間沉?????????2132 22 ln176s505/68rpprdtrd???? ?? ???? ?????降機(jī)的容積為?????所以最大料液處理量為m3/s m3/?.537. 水力旋流器的直徑對離心力的影響和離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的直徑對離心力的影響是否相同？解：參考答案：對旋流分離器，離心力 ，進(jìn)口流速不變，離心力與直徑成反比，所以增大直徑，離心力減小。對2icmuFr?離心機(jī)，離心力 ，轉(zhuǎn)速不變，離心力與直徑成正比，所以增大直徑，離心力增加。2cFmr??38第七章 過濾 用板框壓濾機(jī)恒壓過濾某種懸浮液，過濾方程為 252610VAt????式中：t 的單位為 s（1）如果 30min 內(nèi)獲得 5m3 濾液，需要面積為 的濾框多少個？（2）求過濾常數(shù) K， qe， te。解：（1）板框壓濾機(jī)總的過濾方程為252610t????在 內(nèi)， ，則根據(jù)過濾方程s18063??t 3m5V5252??A求得，需要的過濾總面積為 267.所以需要的板框數(shù) ??n（2）恒壓過濾的基本方程為 tKAVe22?與板框壓濾機(jī)的過濾方程比較，可得 /sm065??，?eV23/.???Kte為過濾常數(shù)，與 相對應(yīng)，可以稱為過濾介質(zhì)的比當(dāng)量過濾時間，eteq Kqte2? 如例 中的懸浮液，顆粒直徑為 ，顆粒的體積分?jǐn)?shù)為 ，在 103Pa 的恒定壓差下過濾，過濾時形成不可壓縮的濾餅，空隙率為 ，過濾介質(zhì)的阻力可以忽略，濾液黏度為 1103 Pas。試求：（1）每平方米過濾面積上獲得 濾液所需的過濾時間；（2）若將此過濾時間延長一倍，可再得多少濾液？解：（1）顆粒的比表面積為 m2/m34610a??濾餅層比阻為 m2????222 .?????過濾得到 1m3 濾液產(chǎn)生的濾餅體積 ./.9/.f?????????????過濾常數(shù)39m2/./pKrf????????所以過濾方程為 2qKt當(dāng) q= 時， ???（2）時間延長一倍，獲得濾液量為 ????所以可再得 的濾液。 用過濾機(jī)處理某懸浮液，先等速過濾 20min，得到濾液 2m3，隨即保持當(dāng)時的壓差等壓過濾 40min，則共得到多少濾液（忽略介質(zhì)阻力）？解：恒速過濾的方程式為式（）211KAtV?所以過濾常數(shù)為21KAt?此過濾常數(shù)為恒速過濾結(jié)束時的過濾常數(shù)，也是恒壓過濾開始時的過濾常數(shù)，在恒壓過濾過程中保持不變，所以由恒壓過濾方程式（） ， 2222 2111 VVVtAtt???????所以222140t???所以總的濾液量為 ? 有兩種懸浮液，過濾形成的濾餅比阻都是 r0=1013m2Pa1，其中一種濾餅不可壓縮，另一種濾餅的壓縮系數(shù)為 ，假設(shè)相對于濾液量濾餅層的體積分?jǐn)?shù)都是 ，濾液的黏度都是 1103 Pas，過濾介質(zhì)的比當(dāng)量濾液量為 qe 為 。如果懸浮液都以 1104 m3/（m 2s）的速率等速過濾，求過濾壓差隨時間的變化規(guī)律。解：由題意可知，兩種濾餅 ?由過濾方程 ，得??10sedqptrfq??????10sedqprft???恒速過濾 1 200s eutfutf???對不可壓縮濾餅，由 s=0，r 0=1013m2Pa1，μ=110 3 Pas，f =，q e=，u=110 4 m3/m2s對可壓縮濾餅，由??2133413 tt???????????s=，r 0=1013m2Pa1，μ=110 3 Pas，f = ，q e=，u=110 4 m3/m2s40???? tt????????????? 用壓濾機(jī)過濾某種懸浮液，以壓差 150kPa 恒壓過濾 之后得到濾液 25 m3，忽略介質(zhì)壓力，則：（1）如果過濾壓差提高一倍，濾餅壓縮系數(shù)為 ，則過濾 后可以得到多少濾液；（2）如果將操作時間縮短一半，其他條件不變，可以得到多少濾液？解：（1）由恒壓過濾方程1220spAtVKtrc????當(dāng)過濾壓差提高一倍時，過濾時間不變時1212sp???????所以 ??????????????（2）當(dāng)其他條件不變時，過濾常數(shù)不變，所以由恒壓過濾方程，可以推得，所以12Vt???所以 m37. 用過濾機(jī)過濾某懸浮液，固體顆粒的體積分?jǐn)?shù)為 ，液體粘度為 1103 Pas。當(dāng)以 的壓差恒壓過濾時，過濾20min 得到的濾液為 m3/m2，繼續(xù)過濾 20min，共得到濾液 m3/m2，過濾壓差提高到 時，過濾 20min 得到濾液 m3/m2，試計算 qe，r0 ，s 以及兩壓差下的過濾常數(shù) K（濾液黏度為 1103 Pas） 。解：依題意，可得（1）??12 . ??????（2）12 . ?（3）??12 . ??????由（1） 、 （2）得，所以 m3/??.eq?由（1） 、 （3）得，得???????將 qe 和 s 代入（1）得 ??41所以，當(dāng)壓差為 時m2/s????????當(dāng)壓差為 時m2/s????? 恒壓操作下過濾試驗測得的數(shù)據(jù)如下，求過濾常數(shù) K、 qe。t / s 228 q / m3m2 解：q / m3m2 t/q /m1s 382 572 760 949由以上數(shù)據(jù)，作 t/q 和 q 的直線圖y = 1889x + 020040060080010000 qt/q圖 71 習(xí)題 中 t/q 和 q 直線圖由圖可知直線的斜率為 1889，截距為 所以過濾常數(shù) m2/???m3/..12eq ?? 板框壓濾機(jī)有 20 個板框，框的尺寸為 450mm450mm20mm，過濾過程中，濾餅體積與濾液體積之比為 ，濾餅不可壓縮。實驗測得，在 的恒壓下，過濾方程為 （q ， t 的單位分別是 m3/m2 和 s） 。求：????（1）在 恒壓過濾時，框全充滿所需要的時間；（2）初始壓差為 恒速過濾，框全充滿的時間和過濾結(jié)束時的壓差；（3）操作從 開始，先恒速過濾至壓差為 ，然后恒壓操作，框全充滿所需要的時間。解：（1）濾框全充滿時，濾餅體積為 ??濾液體積為 ?42所以 m3/???s ??（2）恒速過濾的條件下， /dqt?常 數(shù)由（） ， ??/2eKt?當(dāng) 時， m3/m2s0q????框全充滿的時間為 s??過濾結(jié)束時的過濾常數(shù)為， m2/???????過濾結(jié)束時壓差為 kPa??（3）先恒速過濾的情況為，濾速為 m3/m2s，??211/2eqKt???/???11/qdt?m2/?????????由以上幾式得 s13t?m3??1/.291=?后恒壓過濾 ..4Kt??所以 s28t?所以整個過程時間為 s839t? 實驗室小試中，在 100kPa 的恒壓下對某懸浮液進(jìn)行過濾實驗，測得 qe 為 m3/m2，過濾常數(shù) K 為 104m2/s，懸浮液中固體顆粒密度為 2022kg/m3，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ，濾餅不可壓縮，含水量為 30%