化工原理练习题(过滤)
化工原理练习题（过滤）
一、填空题
1.用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，滤液量 ，生产能
力 。
2. 转筒真空过滤机，转速为n(r/min)，转鼓表面积为A ，转鼓的沉浸度为,ϕ则过滤周
期为 (min)，在一个过滤周期中过滤时间为 (min)，过滤面积为 。
3.在恒压操作一个周期中，已知过滤时间为θ，获得的滤液量为V ，现仅将过滤压差
增加2倍，则过滤时间变为 (设滤饼不可压缩，且介质阻力不计)。
4.对板框式过滤机，洗涤面积W A 和过滤面积A 的定量关系为 ，洗水走过的距离w L 和滤液在过滤终了时走过的距离L 的定量关系为 ，洗涤速率（
W d dV )θ和终了时的过滤速率E d dV )(θ
的定量关系为 。
5.对叶滤机,洗涤面积W A 和过滤面积A 的定量关系为_______,洗水走过的距离W L 和滤
液在过滤终了时走过的距离L 的定量关系为________,洗涤速率(
W d dV )θ与过滤终了时的过滤速率（E d dV )θ
的定量关系为_______。
6. 转筒真空过滤机，转速越大，则生产能力就越 ，每转一周所获得的滤液量就
越 ，形成的滤饼厚度越 ，过滤阻力越 。
二、计算题
1.设过滤常数为)/(2h m K ，过滤介质的当量滤液体积为)(3m Ve ,过滤时间为θ，拆装
等辅助时间为D θ，过滤面积为A ，滤饼不需洗涤，试推导恒压板框过滤机生产能力达到最
大时的过滤时间表达式。
2. 某板框过滤机在恒压下操作，过滤阶段的时间为h 2，已知第h 1过滤得3
8m 滤液，
滤饼不可压缩，滤布阻力可忽略，试求：
（1）第h 2可得多少过滤液；
（2）过滤h 2后用32m 清水（粘度与滤液相近），在同样压力下对滤饼进行横穿洗涤，
求洗涤时间；
（3）若滤液量不变，仅将过滤压差提高1倍，问过滤时间为多少？
（4）若过滤时间不变，仅将过滤压强提高1倍，问滤液量为多少？
3.在)2(7.202atm kPa 操作压力下用板框过滤机处理某物料，操作周期为h 3，其中过滤h 5.1，滤饼不需洗涤。
已知每获31m 滤液得滤饼305.0m ,操作条件下过滤常数
s m /103.325-⨯=K ，介质阻力可忽略，滤饼不可压缩。
试计算：
（1）若要求每周期获3
6.0m 的滤饼，需多大过滤面积？
（2）若选用板框长⨯宽的规格为m m 11⨯，则框数及框厚分别为多少？
（3）经改进提高了工作效率，使整个辅助操作时间缩短为1h ，则为使上述板框过
滤机的生产能力达到最大时，其操作压力提高至多少？
4.含固相3%（体）的某种悬浮液，用一小型板框压滤机进行恒压过滤，滤框内的空间尺寸
为200mm ×200mm ×20mm ，总框数为10个，滤渣充满滤框所需时间为2h 。
已知滤饼中固
相分率（体）为60%，滤饼不可压缩，过滤介质阻力可忽略不计。
若洗水粘度、洗水的表
压分别与滤液的粘度、过滤的压强差相同，洗水的体积为滤液体积的10%，每次卸渣、清
理、装盒等辅助操作时间的总和为0.5h 。
试计算：
（1） 过滤常数K ；
（2） 该过滤机的生产能力（3m 滤液/h ）。
化工原理练习题答案（过滤）
一、填空题
1.答案：增加；不变
分析：由恒压过滤方程 θ222KA VVe V =+
可知滤液量随过滤时间的增大而增加。
而间歇过滤机的生产能力 D
W V T V Q θθθ++== 可知生产能力只与操作周期有关。
2.答案：
n 1；n ϕ；A
3.答案：3
θ 分析：由恒压过滤方程 θ2
22KA VVe V =+ s p
k K -∆=12 0=Ve 0=S 所以 =∆=θ222pA k V 常数
所以 3
1''=∆∆=p p θθ 4.答案：A A w 21=；L L w 2=; (W d dV )θ=E d dV )(41θ 分析：由板框过滤机的结构及操作原理，可知该装置的洗涤方式属横穿洗涤法。
故洗涤
面积为过滤面积的1/2,洗涤路径为2倍滤液路径。
再过滤基本方程
rL
p A d dV μθ∆=(略去介质阻力) 显然洗涤速率为终了过滤速率的1/4。
5.答案：A A W =； L L W =；E W d dV d dV )()(θ
θ= 分析：由叶滤机的结构及操作原理,可知洗涤液所走途径就是过滤终了时滤液所走的
途径，属置换洗涤法。
6.答案：大；少；薄；小
二、计算题
1.解：生产能力的表达式为 h m T
V Q /3=
式中 V ——每周期所得滤液体积，3m T ——操作周期，h 。
D W T θθθ++=
因为 0=W θ ，有D V Q θθ+ (a) 由衡压过滤方程 θ222KA VV V e =+
可表示成 2
22KA VV V e +=θ代入（a ） 所以 D e KA VV V V
KA Q θ2222++=
微分 2222222)
2()22()2(D e e D e KA VV V V V V KA KA VV V KA dV dQ θθ+++-++= 令 0=dV
dQ 得 D K A V θ= 代入恒压过滤方程 得 θθθ222KA K AV K A D e D =+ 故 K
A V D e D θθθ2+= 此式即滤饼不需洗涤时间歇操作的恒压过滤过程最佳操作循环关系式，即生产能力达
到最大时过滤时间表达式。
特别当0=e V 时，有 D θθ=
2解：（1）θ22KA V =
将318m V = h 11=θ代入上式，得 642=KA
所以 3221231.382648m KA V V V =-⨯=-=
-=∆θ
(2)方法一 由过滤基本方程 )
(22
Ve V KA d dV +=θ 由题知 0=Ve 3231.1131.38m V =+= 代入得 h m V KA d dV E /83.231
.112642)(322=⨯==θ
所以 =W d dV )(θh m d dV E /71.04
83.2)(413==θ
故 h d dV V w w w 83.271.02)(===
θ
θ 方法二 由 θ22KA V =
微分得 V
KA d dV 22
=θ 后面步骤同上。
（3）由题意 0=S 212=∆∆p p 因为 p p k p k K S ∆∝∆=∆=-221
所以 21
212=∆∆=p p K K 由题 121222θθA K A K =
所以 h K K 122211
2===θθ （4） θ2222A K V = θA K V 121=
所以 2)(
12212==K K V V 31299.15231.112m V V =⨯==
3.解：（1）31205
.06.0m V == 0=Ve 所以 θ22KA V =
A=θ
K V =36005.1103.3125⨯⨯⨯-=28.43m 2 (2)A=112⨯⨯⨯n
所以 ==2A n 2
43.28=14.2 取15个 δ⨯⨯⨯=11n V S
所以 n V S =δ=15
6.0=0.04m 应注意每个框的两侧都有滤布，故计算面积时要在n 该热个框面积的基础上再乘以2。
(3)分析：所谓最佳操作周期是指当过滤时间加洗涤时间等于辅助时间时，达到一定产量时所需总时数最少，亦即生产能力最大，对于此题，实际就是要求出在滤液量不变的情况下，过滤时间由1.5h 减为1h ，操作压差应增至多少.。
计算如下：
由 得12V V =
21222A K A K =θθ1
由题知 0=S , 故 p K ∆∝
4.解：（1）首先要解决每获13
m 滤液所得滤渣体积的计算问题。
设：v ——获得13m 滤液所生成的滤渣体积，3m /3m ；
e 、c e ——分别为滤浆及滤渣中固相所占的体积分率。
这里认为在滤浆与滤渣中，液相与固相各自所占的体积分别和其单独存在时的体积相同，且滤液完全不含固相。
以13m 滤液为基准，则 滤渣体积=1v ，3m ；
滤渣中固相体积=c ve ，3m ； 悬浮液的体积=（1+v ），3m ； 悬浮液中固相体积=（1+v ）e ，3m 。
因滤液中不含固相，故滤渣中的固相体积就是悬浮液中的固相体积，即 e v ve c )1(+=
故 053.003
.06.003.0=-=-=e e e v c 过滤面积 28.02102.02.0m A =⨯⨯⨯=
滤液体积
315.0053.0102.02.002.0m v V V =⨯⨯⨯==渣
θ22KA V =
h m A V K /01758.028.015.022222=⨯==θ （2）
θ22KA V = 微分上式
θd KA VdV 22= 所以
V KA d dV 2)(2=θ
h m E d dV /0375.015.028.001758.0)(32=⨯⨯=θ
h m d dV d dV E W /1038.940375.0)(41)(33-⨯===θθ
h d dV V W W W 6.11038.915.01.0)(3=⨯⨯==-θθ 所以
h m V D W /0366.05.06.1215.03滤液=++=++=θθθθ。
化工原理-板框过滤机计算-选择题(含答案解析)
1、（本计算题共6小题）悬浮液用具有10个框的板框过滤机进行恒压过滤，框的长×宽×厚=0.635×0.635×0.025m。
悬浮液含固体质量百分比为13.9%，滤饼孔隙率ε=0.7305，过滤常数K=1.57×10-4m2/s, qe=0.00378m3/m2,每次过滤完毕用清水洗涤滤饼，洗水温度及表压与滤浆相同，而其体积为滤液体积的10%。
每次卸渣、清理、装合等辅助操作时间为10min。
已知干固相密度为2710kg/m3。
计算：(1)饼液比ν= m3饼/m3滤液；A、0.0561B、0.2635C、 0.0312D、0.1923答案：B2、（本计算题共6小题）悬浮液用具有10个框的板框过滤机进行恒压过滤，框的长×宽×厚=0.635×0.635×0.025m。
悬浮液含固体质量百分比为13.9%，滤饼孔隙率ε=0.7305，过滤常数K=1.57×10-4m2/s, qe=0.00378m3/m2,每次过滤完毕用清水洗涤滤饼，洗水温度及表压与滤浆相同，而其体积为滤液体积的10%。
每次卸渣、清理、装合等辅助操作时间为10min。
已知干固相密度为2710kg/m3。
计算：（2）过滤面积A m2；A、8B、4C、5 D 、12答案：A3、（本计算题共6小题）悬浮液用具有10个框的板框过滤机进行恒压过滤，框的长×宽×厚=0.635×0.635×0.025m。
悬浮液含固体质量百分比为13.9%，滤饼孔隙率ε=0.7305，过滤常数K=1.57×10-4m2/s, qe=0.00378m3/m2,每次过滤完毕用清水洗涤滤饼，洗水温度及表压与滤浆相同，而其体积为滤液体积的10%。
每次卸渣、清理、装合等辅助操作时间为10min。
已知干固相密度为2710kg/m3。
计算：（3）过滤到框满的滤饼体积= 立方米，滤液体积V= 立方米；A、0.1008，0.3825B、0.2016，0.3825C、0.1008，0.765 D 、0.2016，0.765答案：A4、（本计算题共6小题）悬浮液用具有10个框的板框过滤机进行恒压过滤，框的长×宽×厚=0.635×0.635×0.025m。
化工原理
第三章沉降与过滤练习题一、填空：1、旋风分离器分离的是混合物，旋液分离器分离的是混合物，它们都属于混合物。
2、过滤操作有两种方式过滤和过滤。
4、恒压过滤时，过滤速度随时间增加而，洗涤速率随时间增加而，操作压差将随时间增加而。
( A、增加B、减少C、不变) 5、板框压滤机的洗涤速率是过滤终了速率的倍，叶滤机的洗涤速率是过滤终了速率的倍。
6、恒压过滤某悬浮液，过滤1小时得滤液10m3,，若不计介质阻力，再过滤2小时可共得滤液m3。
8、离心分离因数Kc= ，其值大小表示性能。
二、计算1、密度为1030 Kg/m3、直径为400μm的球形颗粒在150℃的热空气中降落，求其沉降速度。
(1.8m/s)2、求直径为80μm的玻璃球在20℃水中等自由沉降速度，已知玻璃球的密度2500 Kg/m3，水的密度为1000 Kg/m3，水在20℃时的黏度为0.001 Pas (5.23×10-3m/s)3、密度为2500 Kg/m3的玻璃球在20℃的水中和空气中以相同的速度沉降，求在这两种介质中沉降的颗粒直径之比值，假设沉降处于斯托克斯区。
(9.61)4、一种测定粘度的仪器由一钢球及玻璃筒组成，测试时筒内充满被测液体，记录钢球下落一定距离的时间，球的直径为6mm，下落距离为200mm，测试一种糖浆时记下的时间间隔为7.32s，此糖浆密度为1300Kg/m3，钢球的密度为7900 Kg/m3，求此糖浆的粘度。
(4.74Pas)5、直径为0.08mm，密度为2469 Kg/m3的玻璃球在温度300K和101.3kpa的空气中沉降。
计算自由沉降速度。
另有球形闪锌矿颗粒，密度为1000 Kg/m3，同样在空气中沉降，若其自由沉降速度与上述玻璃球相同，计算该颗粒的直径。
(0.443m/s，6.05×10-5m)6、悬浮液中固体颗粒浓度为0.025kg悬浮液，滤液密度为1120 m3，湿滤渣与其中固体的质量之比为 2.5kg/kg，试求与 1 m3滤液相对应得干滤渣量ω，Kg/m3(29.9)7、一叶滤机过滤面积为0.2 m2，过滤压差为200KPa，过滤开始1小时得滤液20m3，又过滤1小时，又得滤液10m3，此时过滤终止，在原压差下用5 m3水洗涤滤饼，求洗涤时间。
(完整版)化工原理第三章沉降与过滤课后习题及答案(1)
第三章 沉降与过滤沉 降【3-1】 密度为1030kg/m 3、直径为的球形颗粒在150℃的热空气中降落，400m μ求其沉降速度。
解 150℃时，空气密度，黏度./30835kg m ρ=.524110Pa s μ-=⨯⋅颗粒密度，直径/31030p kg m ρ=4410p d m -=⨯假设为过渡区，沉降速度为()(.)()./..1122223345449811030410179225225241100835p t p g u d m s ρρμρ--⎡⎤-⎡⎤⨯==⨯⨯=⎢⎥⎢⨯⨯⨯⎢⎥⎣⎦⎣⎦验算 .Re ..454101790．835=24824110p t d u ρμ--⨯⨯⨯==⨯为过渡区【3-2】密度为2500kg/m 3的玻璃球在20℃的水中和空气中以相同的速度沉降。
试求在这两种介质中沉降的颗粒直径的比值，假设沉降处于斯托克斯定律区。
解 在斯托克斯区，沉降速度计算式为()/218t p p u d g ρρμ=-由此式得（下标w 表示水，a 表示空气）()()2218= p w pw p a pat w ad d u g ρρρρμμ--=pw pad d =查得20℃时水与空气的密度及黏度分别为./,.339982 100410w w kg m Pa sρμ-==⨯⋅./,.35120518110a a kg m Pa sρμ-==⨯⋅已知玻璃球的密度为，代入上式得/32500p kg m ρ=.961pw pad d ==【3-3】降尘室的长度为10m ，宽为5m ，其中用隔板分为20层，间距为100mm ，气体中悬浮的最小颗粒直径为，气体密度为，黏度为10m μ./311kg m ，颗粒密度为4000kg/m 3。
试求：(1)最小颗粒的沉降速度；(2)若需要.621810Pa s -⨯⋅最小颗粒沉降，气体的最大流速不能超过多少m/s? (3)此降尘室每小时能处理多少m 3的气体？解 已知,/./.6336101040001121810pc p d m kg m kg m Pa sρρμ--=⨯===⨯⋅,,(1) 沉降速度计算 假设为层流区().()(.)./.26269811010400011001181821810pc p t gd u m sρρμ---⨯⨯-===⨯⨯验算 为层流..Re .66101000111000505221810pc t d u ρμ--⨯⨯⨯===<⨯，(2) 气体的最大流速。
化工原理习题第三章 过滤 习题3
三非均相物系分离沉降速度计算3.1 计算直径为1mm的雨滴在20℃空气中的自由沉降速度。
应用Stokes方程计算液体粘度3.2 将直径为6mm的钢球放入某液体中，下降距离位200mm时，所经历时间为7.32秒，此液体密度为1300[Kg/m3],钢球密度为7900[Kg/m3]，求此液体粘度为多少厘泊？降沉室的计算,设计型3.3 欲用降尘室净化温度为20℃、流量为2500(m3/h)的常压空气,空气中所含灰尘的密度为1800(kg/m3),要求净化的空气不含有直径大于10μm的尘粒,试求所需沉降面积为多大?若降尘室的底面宽2m,长5m,室内需要设多少块隔板?3.4用一多层降沉室除去炉中的矿尘。
矿尘最小粒径为8μm,密度为4000[kg/m3 ]。
降尘室内长4.1m,宽1.8m,高4.2m。
气体温度为427℃,粘度为3.4×10 -5 [N·S/ m2 ],密度为0.5[kg/m3 ],若每小时的炉气量为2160标准m3 ,试确定降尘室内隔板的间距及层数? (沉降处于斯托克斯定律区)3.5 用一截面为矩形的沟槽从炼油厂的废水中分离其中油滴，拟回收直径为2mm以上的油滴，槽宽为4.5m，深度为0.8m；在出口端除油后的水可不断从下部排出，而汇聚成层的油则从顶部移出。
油的密度为870[Kg/m3]，水温为20℃，每分钟处理废水为26m3,求所需槽的长度。
降沉室计算,操作型3.6 降沉室高2m、宽2m、长5m，用于矿石焙烧炉的降尘。
操作条件下气体的流量为25000[m3/h]；密度为0.6[kg/m3],粘度为0.03cP,固体尘粒的密度为4500[kg/m3 ]，求此降沉室能除去最小颗粒直径?并估计矿尘中直径为50μｍ的颗粒能被除去的百分率？3.7 气流中悬浮某种球形微粒，其中最小微粒为10μm,沉降处于斯托克斯区。
今用一多层隔板降尘室分离此气体悬浮物,已知降尘室长10m,宽5m,共21层,每层高100mm。
《化工原理实验》(阻力、离心泵 、过滤)
一选择题（每空2分，共30分）1流体流过转子流量时的压强降随其流量增大而—jA增大B减少C不变D不确定2U型压差计不可能测出的值为DA表压B真空度C压强差D绝对压3在不同条件下测定直管摩擦系数与雷诺数的数据，能否关联在同一条曲线上D—A能B不能C只有温度相同时才能D只有管粗糙度相等时才能。
4以水作实验流体所测得的直管阻力系数与雷诺数的关系适用于___AA牛顿型流体B只有液体流体C任何流体D只有水本身5当管子放置的角度或水流方向改变时，流速不变，其能量损失CA增大B减少C不变D不确定6离心泵在恒定转速下的扬程与流量（H-Q）曲线为已知，现增大转速，此时H-Q线会___AA上移B下移C不变D不确定7在一输送系统中，改变离心泵出口阀门开度，不会影响什么A管路特性曲线B管路所需压头C泵的特性曲线D泵的工作点8恒压过滤时过滤速率随过程的讲行而不断BA加快B减慢C不变9用板框压滤机恒压过滤某一滤浆（滤渣为不可压缩，且忽略介质阻力），若过滤时间相同，要使其得到的滤液量增加一倍的方法有AA将过滤面积增加一倍B将过滤压差增加一倍C将滤浆温度到高一倍10板框压滤机组合时应将板、框按—顺序置于机架上。
A123123123......B123212321......C3121212 (3)11从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是__A_A与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关B与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细有关C与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细无关12流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是CA流动速度大于零B管边不够光滑C流体具有黏性13离心泵铭牌上所标的性能参数是指B时的值。
A工作点B最高效率C最大扬程D最大功率14离心泵的调节阀开大时，则BA吸入管路的阻力损失不变B泵出口的压力减小C泵入口处真空度减小D泵工作点的扬程升高15过滤操作中滤液流动遇到阻力是CA过滤介质阻力B滤饼阻力C过滤介质和滤饼阻力之和二填空（每空2分，共30分）1在流动阻力实验中，高位槽必须保持溢流状态，以确保水位恒定；测定前需对管路排气，其目的是。
化工原理过滤习题
3、在过滤的大部分时间中， 起到了主要过滤介质的作用。
转鼓沉浸度是 与 的比值(1)
板框过滤机在过滤阶段，滤液穿过厚度为 。板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，在洗涤时，洗涤液穿过厚度为 。
2、过滤推动力一般是指______。 Ａ 过滤介质两边的压差 Ｂ 过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差 Ｃ 滤饼两面的压差 Ｄ 液体进出过滤机的压差
3、转筒真空过滤机中是以下部件使过滤室在不同部位时，能自动地进行相应的不同操作：______。 Ａ 转鼓本身 Ｂ 随转鼓转动的转动盘 Ｃ 与转动盘紧密接触的固定盘 Ｄ 分配头
某板框过滤机框空的长、宽、厚为250mm×250mm×20mm,框数为8, 以此过滤机恒压过滤某悬浮液,测得过滤时间为8.75min与15min时的滤液量分别为0.15m3及0.20m3，试计算过滤常数K。
四、问答题
2、以板框压滤机恒压过滤某悬浮液，过滤面积10m2，操作压差1.96×105 Pa。每一循环过滤15min得滤液2.91m3。过滤介质阻力不计。 该机生产能力为4.8m3/h滤液，求洗涤、装拆总共需要的时间及过滤常数K。 若压差降至9.81×104Pa，过滤时间及过滤量不变，其他条件不变，需多大过滤面积？ 设滤饼不可压缩。
A L/u＜H/uT B L/uT＜H/u C L/uT≥H/u D L/u≥H/uT
化工原理实验复习题
恒压过滤常数测定实验一、问答题1. 板框过滤机的优缺点是什么？优点：结构简单、制造方便、占地面积较小而过滤面积较大，操作压力高，适应能力强。
缺点：间歇操作，生产效率低，劳动强度大，滤布损耗也较快。
2. 板框压滤机的操作分哪几个阶段？过滤、洗涤、卸渣、清理、装合等操作。
3. 为什么过滤开始时，滤液常常有点浑浊，而过段时间后才变清？部分滤渣透过滤布，一段时间后，形成滤饼，滤渣不能透过滤饼，滤液变清。
4. 影响过滤速率的主要因素有哪些？当你在某一恒压下所测得的K、q e、θe值后，若将过滤压强提高一倍，问上述三个值将有何变化？影响因素：压强差、过滤面积、流体的性质、颗粒的性质及粒径大小。
压强提高一倍，K增加，q e、θe均减小。
5. 恒压条件下过滤，过滤速度随时间如何变化？因为滤饼厚度（亦即滤饼阻力）随着时间而增加，所以恒压过滤速度随着时间而降低。
6. 板框过滤机的过滤终了时的过滤速率与洗涤速率的关系？洗涤速率是过滤速率的1/4倍。
7. 数据处理时，为什么q（单位过滤面积获得的滤液体积）要取平均值？因为随着过滤的进行，滤饼加厚，阻力增大，单位面积通过的滤液体积是变数，所以应该取平均值。
二、实验操作指出滤板和滤框，滤板与滤框装合时的排列顺序，料浆与洗液的流程。
学生简述流程，并模拟操作。
空气－蒸汽对流给热系数测定一、问答题1. 传热实验中，套管换热器上方的排气阀有何作用？排放不凝性气体，提高传热效率。
2. 实验结束后，为什么要先关蒸汽，再关鼓风机？让风机输送的冷空气尽快将热量带走，使系统恢复常温。
3. 为什么在双对数坐标系中准数关联式近似为一条直线？只有在双对数坐标系中才能将非线性的准数关联式转化为线性关系。
4. 气—汽换热的结果是什么？冷空气变为热空气，水蒸汽变为冷凝水。
5.实验中使用的孔板流量计设计原理是什么？依据柏努利方程，动能与静压能之间的转换。
6. 在用饱和水蒸汽加热空气的传热实验中，测得管壁面温度接近蒸汽温度，原因是什么？蒸汽冷凝对流传热系数远大于空气对流传热系数，因此壁温接近蒸汽温度。
化工原理第三章沉降与过滤课后习题包括答案.doc
第三章沉降与过滤沉 降【 3-1 】 密度为 1030kg/m 3、直径为 400 m 的球形颗粒在 150℃的热空气中降落，求其沉降速度。
解 150℃时，空气密度0.835kg / m 3 ，黏度 2.41 10 5 Pa s颗粒密度p 1030kg / m3，直径 d p 4 10 4 m假设为过渡区，沉降速度为4 g 2 ( p)214 9 81 2 103013234u td p( . ) ( ) 4 101.79 m / s225225 2.41 10 50.835d p u t44101 79 0．835验算Re=.24 82 41 105..为过渡区3【 3-2 】密度为 2500kg/m 的玻璃球在 20℃的水中和空气中以相同的速度沉降。
解 在斯托克斯区，沉降速度计算式为u td 2ppg / 18由此式得（下标w 表示水， a 表示空气）18pw d pw2( pa )d pa2 u t =gwad pw ( d pa(pa )wpw)a查得 20℃时水与空气的密度及黏度分别为w998 2 3w 1 . 004 10 3 . kg / m , Pa s 1 205 3a1 81 10 5 Pa sa . kg / m , .已知玻璃球的密度为p2500 kg / m 3 ，代入上式得dpw( 2500 1 205 ) 1 . 004 10.d pa( 2500998 2 1 . 81 10. )359.61【 3-3 】降尘室的长度为10m ，宽为 5m ，其中用隔板分为 20 层，间距为 100mm ，气体中悬浮的最小颗粒直径为10 m ，气体密度为1.1kg / m 3 ，黏度为 21.8 10 6 Pa s ，颗粒密度为4000kg/m 3。
试求： (1) 最小颗粒的沉降速度；(2) 若需要最小颗粒沉降，气体的最大流速不能超过多少m/s (3) 此降尘室每小时能处理多少m 3 的气体解 已知 d pc10 10 6 m, p4000kg / m 3 ,1.1kg / m 3 ,21.8 10 6 Pa s(1) 沉降速度计算假设为层流区gd pc 2 (p) 9 . 81 ( 10 10 6 2 ( 4000 1 1u t)6 . ) 0.01m / s1818 21.8 10d pc u t10 10 6 0 01 1 1000505． 2 验算 Re21 8 10 6 为层流.(2) 气体的最大流速 umax 。
化工原理第三章沉降与过滤课后习题及答案(1)
第三章 沉降与过滤沉 降【3-1】 密度为1030kg/m 3、直径为400m μ的球形颗粒在150℃的热空气中降落，求其沉降速度。
解 150℃时，空气密度./30835kg m ρ=，黏度.524110Pa s μ-=⨯⋅颗粒密度/31030p kg m ρ=，直径4410p d m -=⨯ 假设为过渡区，沉降速度为()(.)()./..1122223345449811030410179225225241100835p t p g u d m s ρρμρ--⎡⎤-⎡⎤⨯==⨯⨯=⎢⎥⎢⎥⨯⨯⨯⎢⎥⎣⎦⎣⎦验算 .R e ..454101790．835=24824110p t d u ρμ--⨯⨯⨯==⨯ 为过渡区【3-2】密度为2500kg/m 3的玻璃球在20℃的水中和空气中以相同的速度沉降。
试求在这两种介质中沉降的颗粒直径的比值，假设沉降处于斯托克斯定律区。
解 在斯托克斯区，沉降速度计算式为()/218t p p u d g ρρμ=-由此式得（下标w 表示水，a 表示空气）()()2218= p w pw p a pat w ad d u g ρρρρμμ--=pw pad d =查得20℃时水与空气的密度及黏度分别为./,.339982 100410w w kg m Pa s ρμ-==⨯⋅ ./,.35120518110a a kg m Pa s ρμ-==⨯⋅已知玻璃球的密度为/32500p kg m ρ=，代入上式得.961pw pad d =【3-3】降尘室的长度为10m ，宽为5m ，其中用隔板分为20层，间距为100mm ，气体中悬浮的最小颗粒直径为10m μ，气体密度为./311kg m ，黏度为.621810Pa s -⨯⋅，颗粒密度为4000kg/m 3。
试求：(1)最小颗粒的沉降速度；(2)若需要最小颗粒沉降，气体的最大流速不能超过多少m/s? (3)此降尘室每小时能处理多少m 3的气体？解 已知,/./.6336101040001121810pc p d m kg m kg m Pa sρρμ--=⨯===⨯⋅,, (1) 沉降速度计算 假设为层流区().()(.)./.26269811010400011001181821810pc p t gd u m s ρρμ---⨯⨯-===⨯⨯验算..Re .66101000111000505221810pc t d u ρμ--⨯⨯⨯===<⨯． 为层流(2) 气体的最大流速max u 。
化工原理过滤5.
③ 后果：床层阻力大幅度波动，器壁被颗粒磨损加剧，
设备振动，甚至将床中构件冲坏。 （3）沟流现象 ① 现象：气体通过床层时形成短路，床层内密度分布不均匀， 气、固接触不良，部分床层变成死床。
② 原因：与颗粒的特性、堆积情况、床层直径及气体分布板有关。
③ 发生沟流现象时，床层阻力较正常值低。
3.7.5 流化床的操作
(1) 固定床阶段
颗粒静止（流体空床流速小，颗粒受曳力小）；
床层高度 、空隙率，均保持不变；
阻力服从欧根方程( u ，pf ）。
(2) 流化床( 沸腾床 ) 阶段 空床流速↑，颗粒受曳力↑，把颗粒托起； 临界流化状态(起始流化状态）： 最小流化速度
qV uS u ( S S p ) S Sp S u ut S0
3.6.6 过滤机及其生产能力
以压力差为推动力：板框式压滤机（间歇操作）； 叶滤机（间歇操作）；
回转真空过滤机（连续操作）。
以离心力为推动力：离心过滤机。 (1) 板框式压滤机 ①
1钮
结构和工作原理
2钮
滤框、滤板— 洗涤板，非洗涤板。
3钮
料液通道 洗涤液通道
非洗涤板
框
洗涤板
排列方式：板、框交替，个数可调。
Vh
V
w D
5.23m3 / h
dV 1 dV ( )w ( )E d 4 d
1 KA 2 8 (V Ve )
恒压时，V 2 2VVe KA2
KA2 V 2 2VVe
190
w 1.07hr
Vw 8aw (V 2 VVe ) w 2 dV KA ( )w d
1
4 2 1-空框; 5