【正文】 理量為3600m179。/h，固體的密度ρs=3600kg/m179。，操作條件下氣體的密度ρ=179。，105Pa?s。試求理論上完全除去的最小顆粒直徑。解：根據(jù)生產(chǎn)能力計(jì)算出沉降速度 ut = Vs/bι= 3600/40 m/h = 假設(shè)氣體流處在滯流區(qū)則可以按 ut = d2（ρs ρ）g/18μ進(jìn)行計(jì)算 ∴ d2 = 18μ/（ρs ρ）g ut 可以得到 d = 104 m核算Re = dutρ/μ 〈 1 ， 符合假設(shè)的滯流區(qū)∴能完全除去的顆粒的最小直徑 d = 104 m = μm4. 一多層降塵室除去爐氣中的礦塵。礦塵最小粒徑為8181。m，密度為4000kg/m179。，，氣體溫度為427℃，?s，179。若每小時(shí)的爐氣量為2160標(biāo)準(zhǔn)m179。，試確定降塵室內(nèi)隔板的間距及層數(shù)。解：假設(shè)沉降在滯流區(qū) ，按ut = d2（ρs ρ）g/18μ計(jì)算其沉降速度 ut = (8106)2()(18105) = 41104m/s 核算Re = dutρ/μ 〈 1 ， 符合假設(shè)的滯流區(qū) 把標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)能力換算成47℃時(shí)的生產(chǎn)能力 Vs = V (273 + 427)/273 = 由Vs = blut（n1）得 n = Vs / blut1 = （411043600） 1 = – 1 = 取n = 50 層 ， 板間距 △h = H/（n + 1）= 5. 含塵氣體中塵粒的密度為2300kg/m179。，氣體流量為1000m179。/h，105Pa?179。，采用如圖38所示的標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器進(jìn)行除塵。，試估算其臨界直徑，分割粒徑及壓強(qiáng)降。解：(1) 臨界直徑選用標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器 Ne = 5 ，ξ= B = D/4 ，h = D/2 由Vs = bhui 得 Bh = D/4 D/2 = Vs /ui ∴ ui = 8 Vs /D2 根據(jù)dc = [9μB/(πNeρsui )]1/2 計(jì)算顆粒的臨界直徑 ∴ dc = [910(52300)]1/2 = 106 m = μm （2）分割粒徑 根據(jù) d50 = [μD/ut（ρs ρ）]1/2 計(jì)算顆粒的分割粒徑 ∴ d50 = [105(2300)]1/2 = 103m = （3）壓強(qiáng)降根據(jù) △P = ξρui2/2 計(jì)算壓強(qiáng)降 ∴ △P = 6. 103kg/標(biāo)準(zhǔn)m179。，氣體流量為5000標(biāo)準(zhǔn)m179。/h。出口氣體中的灰塵粒度分布及捕集下來的灰塵粒度分布測定結(jié)果列于本題附圖表中： 粒徑范圍05 510 1020 2030 3040 4050 50在出口灰塵中所占的質(zhì)量分率%16 25 29 20 7 2 1 在捕集的灰塵中所占的質(zhì)量分率% 11 20 3試求：（1）除塵效率（2）繪出該旋風(fēng)分離器的粒級效率曲線。解：出口氣體中每小時(shí)產(chǎn)生的灰塵量：1035000 = Kg 除塵效率 ：η0 = （ +） = = 86％ 計(jì)算出每一小段范圍捏顆粒的粒級效率 ηP1 = （ + 16）= ％ηP2 = 11/（11 + 25）= ％ηP3 = （ + 29）= ％ηP4 = 86％ ηP5 = ％ ηP6 = ％ ηP7 = ％繪出粒級效率曲線如圖所示179。的濾葉對某種顆粒在水中的懸浮液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，濾葉內(nèi)部真空讀為500mmHg，過濾5min的濾液1L，若再過濾5min得濾液多少？分析：此題關(guān)鍵是要得到虛擬濾液體積，這就需要充分利用已知條件，列方 方程求解解：⑴虛擬濾液體積由過濾方程式 V2 + 2VVe= KA2θ過濾5min得濾液1L（1103）2 + 2103 Ve= KA25 ①（103）2 + 2103 Ve= KA210 ②由①②式可以得到虛擬濾液體積Ve= 103 KA2= ⑵過濾15分鐘假設(shè)過濾15分鐘得濾液V39。 V39。2 + 2V39。Ve= KA2θ39。 V39。2 + 2103V39。= 5 V39。 = 103∴再過濾5min得濾液 V = 103 103 = 103 m3 =，測得數(shù)據(jù)列于本題附表中：，試求：（1） ,qe及θe(2)濾餅的壓縮指數(shù)s；（3）若濾布阻力不變，試寫出此濾漿在過濾壓強(qiáng)差為196. 2k Pa時(shí)的過濾方程式。解：⑴ 過濾常數(shù)K ,qe及θe根據(jù)q2 + 2qqe = Kθ ，和q = V/A ， 帶入表中的數(shù)據(jù) （ / 93）2 + 2 qe / 93 = 50K ① （ / 93）2 + 2 qe② 由①②兩式可得 qe = 103 K = 105∵qe2 = Kθe ∴θe = qe2 / K = ⑵ 濾餅的壓縮指數(shù)s同理在△P = Kpa時(shí)，由上式帶入表中數(shù)據(jù)得 （ / 93）2 + 2 qe39。 / 93 = 39。 ③ （ / 93）2 + 2 qe39。 ④得到 qe = 103 K = 105利用lgK = （1s）lg△P + lg2k ， Kpa時(shí)的過濾常數(shù)K取對數(shù)差得lg（K/K39。） = （1s）lg（△P/△P39。）∴1 s = ， 即 壓縮指數(shù)s = ⑶ 過濾方程式 lg（K/K39。39。） = （1s）lg（△P/△P39。39。）∴l(xiāng)g（39。39。） = lg（103/39。39。 得K39。39。= 105 qe39。39。 = （qe39。 + qe39。）/2 = （ + ）103/2 = 103∵qe2 = Kθe ∴θe39。39。 = qe39。39。2 / K = 103/105 = ∴過濾方程式為 （q + 103 ）2 = 105（θ + ）。料漿溫度為19℃。測得每1m3濾餅烘干后的質(zhì)量為1602kg。在過濾壓強(qiáng)差為275800Pa時(shí)所的數(shù)據(jù)列于本題附表： 過濾時(shí)間θ 濾液體積V試求過濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液體積Ve，濾餅的比阻r，濾餅的空隙率ε及濾餅顆粒的比表面積α。已知CaCO3顆粒的密度為2930kg/m3，其形狀可視為圓球。解：由（V + Ve）2 = KA2（θ+θe）兩邊微分得 2（V + Ve）dv = KA2dθ dθ/ dv = 2V/ KA2 + 2Ve/ KA2 計(jì)算出不同過濾時(shí)間時(shí)的dθ/ dv 和 V ，將其數(shù)據(jù)列表如下V△θ/△v122131383957 作出dθ/ dv – V的曲線如圖，固相密度為2200kg/m3，液相為水。每1m179。濾餅中含500kg水，其余全為固相。已知操作條件下的過濾常數(shù)K=105m/s，q=10m3/m2。濾框尺寸為810mm810mm25mm,共38個(gè)框。試求：（1）過濾至濾框內(nèi)全部充滿濾渣所需的時(shí)間及所得的濾液體積：（2），求洗滌時(shí)間。洗水溫度及表壓與濾漿的相同。解：（1）濾框內(nèi)全部充滿濾渣濾餅表面積 A = （）2238 = m2 濾框容積 V總 = （）238 = m3 已知 1m3 的濾餅中 含水：500/1000 = m3 含固體： 1 – = m3 固體質(zhì)量 ：2200 = 1100 Kg設(shè)產(chǎn)生1m3 的濾餅可以得到m0 ，Kg（V0 ，m3）的濾液，則 = 1100/（1100 + 50 + m） ∴ m0 = 6313 Kg 濾液的密度按水的密度考慮V0 = m3∴ m3 的濾餅即濾框全部充滿時(shí)得到濾液體積 V = = m3則過濾終了時(shí)的單位面積濾液量為 q = V/A = ∵qe2 = Kθe ∴θe = qe2 / K = （103）2 / 105 = 由（q + qe）2 = K（θ+θe）得所需的過濾時(shí)間為θ = （q + qe）2 / K θe = （ + ）2/105 =249 s⑵ 洗滌時(shí)間Ve = qeA = 103 = 由 （dv/ dθ）Ww= KA2 /8（θ+θe）得洗滌速率 = 105（）2/ 8（ + ）= 205105∴洗滌時(shí)間為：105 = 388s105Pa的壓強(qiáng)差下對鈦白粉在水中的懸浮液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測的過濾常數(shù)K=5105m/s，q=，又測得餅體積之比v=?，F(xiàn)擬用有38個(gè)框的BMY50/81025型板框壓濾機(jī)處理此料漿，過濾推動力及所用濾布也與實(shí)驗(yàn)用的相同。試求：（1）過濾至框內(nèi)全部充滿濾渣所需的時(shí)間；（2）過濾完畢以相當(dāng)與濾液量1/10的清水進(jìn)行洗滌，求洗滌時(shí)間；（3）若每次卸渣重裝等全部輔助操作共需15min，求每臺過濾機(jī)的生產(chǎn)能力（以每小時(shí)平均可得多少m3濾餅計(jì)）。解：（1）框內(nèi)全部充滿濾渣濾餅表面積A =（）2238 = m2 濾框容積 V總 =（）238 = m3 總共得到濾液體積V = V總/ν= 則過濾終了時(shí)的單位面積濾液量為q = V/A = 虛擬過濾時(shí)間θe = qe2 / K = （）2 / 5105 = 2 s由（q + qe）2 = K（θ+θe）得所需的過濾時(shí)間為θ = （q + qe）2 / K θe = （ + ）2/ 5105 2= 551 s⑵ 洗滌時(shí)間Ve = qeA = = 由 （dv/ dθ）Ww= KA2 /8（θ+θe）得洗滌速率 = 5105（）2/ 8（ + ）= 105清水體積 ：洗滌時(shí)間 ：105 = 416s 生產(chǎn)總時(shí)間T = 551 + 416 + 1560 = 1867 s 生產(chǎn)能力 Q = 3600 V總 / T = 3600%，固相密度為3000kg/m3，液相為水。在一小型壓濾機(jī)中測得此懸浮液的物料特性常數(shù)k=104m2（s?atm），濾餅的空隙率為40%。（，過濾面積為5m2，浸沒角度為120186。）。已知濾餅不可壓縮，過濾介質(zhì)可以忽略。試求此過濾機(jī)的生產(chǎn)能力及濾餅厚度。解：形成的1m 的濾餅中含液相： m3 固相： m3設(shè)產(chǎn)生1m3 的濾餅可以得到m0 ，Kg（V0 ，m3）的濾液，則 = 3000/（3000 + 103 + m0 ） ∴ m0 = Kg 濾液的密度按水的密度考慮V0 = m3 由K = 2k△P得過濾常數(shù) K = 2104105過濾機(jī)每轉(zhuǎn)一周的過濾時(shí)間 θ= 60ψ/n = 60120/360 = 40 s∵介質(zhì)阻力忽略 ∴Ve = 0 ，θe = 0∴轉(zhuǎn)筒每轉(zhuǎn)一周所的濾液體積 V液 = （KA2θ）1/2 = （5240）1/2= m3 生產(chǎn)能力 Q = nV = 60 = m3/ h 每轉(zhuǎn)一周所得的濾餅的體積V餅 = 濾餅的厚度δ= V餅 /A = ，已測得操作條件下的有關(guān)參數(shù)為：K = 6105m2/s，qe = m3/m2濾液。濾餅不要求洗滌，其它輔助時(shí)間為20min，要求過濾機(jī)的生產(chǎn)能力為9m179。/h，試求：（1）至少需要幾個(gè)濾框n？（2）框的厚度L。解：設(shè)要得到V m3的濾液需要的時(shí)間為θ，則由（V + Ve）2 = KA2（θ+θe） θ= （V + Ve）2/ KA2 θe = （V + qeA）2/ KA2 qe2/K板框過濾機(jī)的生產(chǎn)能力 = 3600V/（Q + QD）= 9∴Q + QD = 400V即 （V + qeA）2/ KA2 qe2/K + 20609 = 400V（V + ）2/ 6105A2 + 10800 = 400V ①而總過濾面積 A = （）22n = ②聯(lián)立①② 可得 210V2 +（–）V + = 0 ③∴△= （–）2 4210 ≥ 0n ≥ 取n = 28 即 需要28塊板將n = 28帶入③式可得到濾液體積 V = m3∴濾餅體積 = m3 設(shè)濾框的厚度為 L 則（）2L 28 = ∴L = m = 66 mm。固 體密度 =1980kg/m3。取流化速度顆粒帶出速度的78%，試求適宜的流化速度和流化數(shù)。 介質(zhì)可按60℃的常壓空氣查取物性參數(shù)。解：查有關(guān)物性手冊 60℃，常壓空氣的密度ρ= Kg/ m3 ，粘度 181。 = 105重力沉降的過濾常數(shù)K = d [ρ（ρsρ）g/2