第四五章化工原理

1、第四、五章练习：第四、五章练习： 一、填空一、填空1、流体通过固定床，颗粒群的平均直径是以、流体通过固定床，颗粒群的平均直径是以 为基准的，理由为基准的，理由是是 。若流体以一定的流速通过一大小均匀且规则装填若流体以一定的流速通过一大小均匀且规则装填的球形颗粒固定床，球形颗粒直径越小，流体通的球形颗粒固定床，球形颗粒直径越小，流体通过床层的压降越过床层的压降越 ，原因是，原因是 。工业上康采尼方程常用来工业上康采尼方程常用来 。2、叶滤机中如滤饼不可压缩，当过滤压差增加一、叶滤机中如滤饼不可压缩，当过滤压差增加一倍时，过滤速率是原来的倍时，过滤速率是原来的 倍。粘度增加一倍倍。粘度增加一倍时，

2、过滤速率是原来的时，过滤速率是原来的 倍。倍。解：解：一、一、1. 比表面相等，比表面相等，流动阻力与颗粒层固体表面积大小有关，大，流动阻力与颗粒层固体表面积大小有关，大，P P随随a增加而增加，测颗粒层的比表面积增加而增加，测颗粒层的比表面积2 , , 2, 0.5)(2eqqKddq 01rKS P3、对真空回转过滤机，转速越大，则每转一周所、对真空回转过滤机，转速越大，则每转一周所得的滤液量就越得的滤液量就越 ，该滤机的生产能力则，该滤机的生产能力则越越 。4、某叶滤机恒压操作，过滤终了时、某叶滤机恒压操作，过滤终了时V=0.5m3，=1h，Ve=0，滤液粘度是水的，滤液粘度是水的4倍。

3、现在同一压倍。现在同一压强下再用清水洗涤，强下再用清水洗涤，Vw=0.1m3，则洗涤时间，则洗涤时间为为 。5、流化床操作中、流化床操作中,流体在床层中的真实速率为流体在床层中的真实速率为U1，颗粒沉降速度为颗粒沉降速度为Ut, 流体通过床层的表观速度为流体通过床层的表观速度为U，三者数值大小关系为三者数值大小关系为 。6、离心分离因素的物理意义是、离心分离因素的物理意义是 ，评，评价旋风分离器主要性能指标为价旋风分离器主要性能指标为 和和 。3. , 少，少， ，大，大4V2=KA2, =0.1h 5. utu1u6. 离心力与重力之比，分离效率，压降离心力与重力之比，分离效率，压降eeqq

4、nKq 2 )(22eenqqnnKAQ 22)(2VVKAddVE WWWVV 2/412 . 022 WWVV7、 流体通过流化床的压降随气体流量增加流体通过流化床的压降随气体流量增加而而 。流化床主要优点是。流化床主要优点是 ， 其主要不正常现象有其主要不正常现象有 和和 。流化床。流化床实际流化现象分实际流化现象分 和和 。8、玻璃管长、玻璃管长1米，充满油。从顶端每隔米，充满油。从顶端每隔1秒加入秒加入1滴水，问：滴水，问：A、油静止，当加入第、油静止，当加入第21滴水时，第一滴水时，第一滴正好到底部，则沉降速度为滴正好到底部，则沉降速度为 m/s。B、 现油以现油以0.01 m/s

5、的速度向上运动，的速度向上运动，加水速度不变，则管内有水加水速度不变，则管内有水 滴。滴。7不变，传热传质快、混合均匀，不变，传热传质快、混合均匀， 腾涌，沟流，散式，聚式腾涌，沟流，散式，聚式8A. B. u= ut - u油油=0.04m/s, 滴数滴数= 滴滴smut/05. 0201 2504. 01 二、作图题二、作图题二、解：二、解：二、作图题二、作图题二、解：二、解：三三 、计算题、计算题1、拟用板框压滤机恒压过滤含、拟用板框压滤机恒压过滤含CaCO38%(质量质量)的水悬浮液的水悬浮液2m3，每，每m3滤饼中含固体滤饼中含固体1000kg, CaCO3密度为密度为2800kg/

6、m3，过滤常数，过滤常数K=0.162m2/h，过滤时间过滤时间=30min, 试问：试问：滤液体积滤液体积m3，现有现有56056050mm规格的板框压滤机，规格的板框压滤机， 问需要多少只滤框？（过滤介质阻力不计）问需要多少只滤框？（过滤介质阻力不计）三、计算题三、计算题1解：解：物料衡算物料衡算 (1-)p=1000kg/m3由由 V+V饼饼=2 ，得得 V=1.831m3 , V饼饼=0.169m3643. 0280010001 08. 0)1()1( VVVVpp饼饼饼饼饼饼0921. 008. 0)1)(08. 01(08. 0 pVV饼饼0921. 0 VV饼饼 Ve=0，V2=

7、KA2,每个框的过滤面积每个框的过滤面积 A0=0.5622=0.627m2框数框数n= , 取整取整11个个验证验证V饼饼是否够放是否够放 框内容积框内容积=110.5620.05=0.172m30.169m3(V饼饼)够放下够放下343. 65 . 0162. 0831. 1mKVA 26.10627. 043. 60 AA2、某悬浮液用板框过滤机过滤，该板框过滤机有、某悬浮液用板框过滤机过滤，该板框过滤机有滤框滤框28个，尺寸为个，尺寸为63563525mm，操作表压，操作表压恒定为恒定为98.1kPa, 该条件下该条件下 K=110-5m2/s, qe=0.02m3/m2。已知滤饼与滤

8、液的体积比为。已知滤饼与滤液的体积比为0.075，试求：试求：滤饼充满滤框需要多少时间？滤饼充满滤框需要多少时间？ 若 将 操 作 表 压 提 高 一 倍 。 其 他 条 件 不 变若 将 操 作 表 压 提 高 一 倍 。 其 他 条 件 不 变（S=0.5），则充满同样滤框所需时间为多少？），则充满同样滤框所需时间为多少？若将框厚增加一倍，其他操作条件同若将框厚增加一倍，其他操作条件同2，则过滤，则过滤同样时间可获得滤液多少？同样时间可获得滤液多少？2解：解： V饼饼=280.63520.025=0.282m3,由由 ，得，得A=280.63522=22.58m2, ， ,不变，不变，V不

9、变不变075. 0 VV饼饼3763. 3075. 0282. 0mV 23/167. 0mmAVq sKqqqe344410102. 0167. 02167. 02522 SpK 1smKK/1041. 12255 . 01 KqqqKe 22sKK24351041. 110344455 3、一降尘室每层底面积、一降尘室每层底面积10m2，内设，内设9层隔板，现层隔板，现用此降尘室净化质量流量为用此降尘室净化质量流量为1200kg/h，温度为，温度为20的常压含尘空气的常压含尘空气, 尘粒密度为尘粒密度为2500kg/m3, 问：问：可可100%除去的最小颗粒直径为多少？除去的最小颗粒直径为

10、多少？ 可可50%除去的最小颗粒直径为多少？除去的最小颗粒直径为多少？ 直径为直径为5m的尘粒可除去百分率为多少？的尘粒可除去百分率为多少？（设尘粒在空气中均匀分布）。（设尘粒在空气中均匀分布）。如将含尘空气预热至如将含尘空气预热至150，再进入降尘室，再进入降尘室， 则可则可100%除去的最小颗粒直径为多少？除去的最小颗粒直径为多少？ 为保证为保证100%除去的最小颗粒直径不变，除去的最小颗粒直径不变， 空气的质量流量为多少？空气的质量流量为多少？定性分析降尘室生产能力发生变化的原因。定性分析降尘室生产能力发生变化的原因。3解：解：=1.2kg/m3, =1.8110-5Pas, p=250

11、0kg/m3, 设设Rep2，验验原设成立原设成立可可50%除去的最小颗粒直径除去的最小颗粒直径smnAqumt/1078. 210102 . 13600/1200)1(3 底底 18)(2gduppt gudptp)(18 81. 9)2 . 12500(1078. 21081. 11835 mm 08. 61008. 66 tpud Re5361081. 12 . 11078. 21008. 6 2101 . 13 %50)(2 ppttidduu 得得直径为直径为5m的尘粒可除去百分率的尘粒可除去百分率150空气空气, =0.835kg/m3, =24.1Pas, 设设Rep2，验验原设

12、成立原设成立mdp 30. 45 . 008. 6 %6 .67)08. 65()(22 ppttidduu smnAqumt/1099. 31010835. 03600/1200)1(3 底底 81. 9)835. 02500(1099. 31041. 218)(1835 gudptp mm 4 . 8104 . 86 tpud Re2102 . 11041. 2835. 01099. 3104 . 83536 为使为使6.08m的颗粒的颗粒100%除去除去温度升高，粘度上升，对沉降不利；温度升高，粘度上升，对沉降不利； 同时，气体密度变小，质量流量变小。同时，气体密度变小，质量流量变小。

13、18)(2gduppt sm /1009. 21041. 21881. 9)835. 02500()1008. 6(3526 31009. 21010835. 0)1( tmunAq底底 hkgskg/628/175. 0 4、现用一直径、现用一直径1.75m，长，长0.9m的回转真空过滤的回转真空过滤机过滤密度为机过滤密度为1116kg/m3的某悬浮液，转筒的某悬浮液，转筒转速为转速为1r/min，浸没度为，浸没度为1/3。测得过滤常数。测得过滤常数K=5.1510-6m2/s,每送出每送出1m3滤液所得的滤饼中含滤液所得的滤饼中含固相固相594kg,固相密度为固相密度为1500kg/m3,

14、液相为水。假定液相为水。假定滤布阻力可以忽略，滤饼不可压缩，试求：滤布阻力可以忽略，滤饼不可压缩，试求：过滤机每转一周所得的滤液量及过滤机的过滤机每转一周所得的滤液量及过滤机的 生产能力生产能力Q;转筒表面的滤饼厚度转筒表面的滤饼厚度L;若转速为若转速为0.5r/min，而其它操作条件不变，而其它操作条件不变， Q与与L将如何变化？将如何变化？4解：解：qe=0, 每转一周所得滤液量为每转一周所得滤液量为eeqqnKq 2 nKAnKAnqAQ 2sm /1037. 8601311015. 59 . 075. 1346 340502. 01037. 860mV 4解：解：且且两个式子解两个未知数两个式子解两个未知数、 ，得得 =0.44，饼饼饼饼饼饼VVVVVp )1(11163/594)1(mkgVVp