化原第三章机械分离习题答案

度4500 kg/m3，形状近似球形。操作条件下气体流量25000 m3/h，气体
密度0.6 kg/m3，黏度为3.6×10-5 N.s/m2。求能分离颗粒的最小粒径。
解：
ut
Hu L
V A
25000 / 3600 52
0.694 m
/
s
过渡区：ut 0.27
gdS (S
)
Re
0.5 p
0.27
0.282 m /
s
校核： Re 1.13 1 过渡区
重算空气：ut 0.27
gdS (S ) Re p0.5 0.27
9.8dS S .( dSut )0.6
ut 0.27
9.8 60106 (2600 1.2) 1.130.6 0.329 m / s 1.2
10.某降尘室高2m，宽2m，长5m，用于矿石焙烧炉的炉气除尘。矿尘密
q2 210 (q 20.5) 20.52 250(20 5)
q2 20q 4580 0 q 58.4L / m2
18.某恒压板框过滤机，3h得到了4 m3滤液。过滤常数 K=1.48 ×10-3m2/h ， 滤布阻力忽略不计，求：
(1) 虑框1000mm ×1000mm ×30mm时，需要滤板和虑框各为多少？ (2) 用水洗涤，洗涤水量为0.4 m3时，洗涤时间是多少？ (3) 辅助时间为1h，求压滤机的生产能力。
解： (1) V 2 KA2 A V
4
60m2
K 1.48103 3
n A / (2ab) 60 / (211) 30个框 板：n 1 31块
(2)洗涤时间： W 8aW 8(0.4 / 4)3 2.4h
(3)生产能力：
Vh
V
W D
4 0.625m3(滤液) / h 3 2.4 1
9.8dS S .( dSut )0.6
d 1.6 s
u 1.4 t
0.4
0.6
0.07299.8 (s
)
0.6941.4 0.60.4 (3105 )0.6 0.07299.8 4500
2.93107
ds 82.7106 m
校核：Rep
dsut
82.7 106 0.694 0.6 3105
d
V
(
4
d 2h 6 )1/3
( 3 202 2
30)1/3
26.2mm
d a dV 0.858 26.2 22.5mm
aS
A V
dh d 2 / 2
d2h
0.002512 9.62 106
267m2
/ m3
4
(2) m (1 )S 980 /1500 (1 ) 0.653 0.347
解： 由过滤方程可得：qe 10L / m2 K 250L2 / (m4.min)
过滤速率方程： dq 250
d 2q 20
恒速： dq 常数= q1 250
d
1 2q1 20
1 5min 2q12 20q1 1250 q1 20.5L / m2
恒压：q2 2qe (q q1) q12 K( 1)
第三章 机械分离习题
1.一填充床由直径为20mm，高30mm的圆柱形颗粒堆成，已知床层表观密 度980kg/m3，固体颗粒密度1500kg/m3。求：(1)颗粒的球形度、等体积当 量直径和等比表面积当量直径，比表面积；(2)床层空隙率；
解：(1)
( d 2h 6 )2/3 / (dh d 2 / 2) 0.858 4
1.15
过渡流
14.某悬浮液在一过滤面积为500cm2的过滤机内进行实验，所用真空度为 500mmHg，在10分钟内获得滤液为500mL，求过滤常数K及k 。(滤饼不 可压缩，滤布阻力忽略不计)
Baidu Nhomakorabea
解：
K
V2
A2
(500106 )2 (500104 )2 10
1105 m2
/ min
滤饼不可压缩：
5.求直径为60μm的石英颗粒，密度为2600 kg/m3，在20℃水 中的沉降速度，又求它在20℃空气中的沉降速度。
解：水：ut
dS2 (S 18
)g
(60106 )2 (2600 998) 9.8 18 1103
0.003
m/s
校核： Re 0.168 1 层流区
空气：ut
(60106 )2 (2600 1.2) 9.8 18 1103
k K
1105
7.51011 m4 / (min .N )
2 p 250013.69.8
15.有一过滤机，在恒压过滤某种水悬浮液实验时，得到如下过滤方程： q2 20q 250
式中：q单位为L/m2，τ单位为min。 在实验中，先在5min时间内作恒速过滤，后恒压过滤，全部过滤时间 20min，求单位过滤面积的滤液量。