2022年化工原理第三章沉降与过滤课后习题及答案 .pdf

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1、优秀学习资料欢迎下载第三章沉降与过滤沉降【 3-1 】密度为1030kg/m3、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./30 835kgm，黏度.52 4110 Pas颗粒密度/31030pkgm，直径4410pdm假设为过渡区，沉降速度为()( .) ()./.1122223345449 8110304101 792252252 41 100 835ptpgudms验算.R e.4541 01 7 90 835=24 82 41 10ptd u为过渡区【 3-2 】密度为2500kg/m3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

2、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/218tppudg由此式得（下标w 表示水，a 表示空气）()2218=pwpwpapatwaddug()()pwpawpapwadd查得20时水与空气的密度及黏度分别为./,.33998 2 1 00410wwkgmPa s./,.351 2051 81 10aakgmPa s已知玻璃球的密度为/32500pkgm，代入上式得(.).(. ).3525001 2051 004109 612500998 21 81 10pwpadd【 3-3 】降尘室的长度为10m，宽为5m，其中用隔板分为20 层，

3、间距为100mm ，气体中悬浮的最小颗粒直径为10 m ，气体密度为./31 1kgm，黏度为.621 8 10Pa s，颗精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页优秀学习资料欢迎下载粒密度为4000kg/m3。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m3的气体？解已知,/./.6336101040001 121 810pcpdmkgmkgmPas,(1) 沉降速度计算假设为层流区().() (. )./.26269 81101040

4、001 10 01181821 810pcptgdums验算.Re.6610 100 01 1 1000505221 8 10pctd u为层流(2) 气体的最大流速maxu。沉降高度. m0 1H，降尘室长度10LmmaxtLHuumax.100 10 01um a x/1ums(3) 气体的最大处理量max././34350 1201103 610VSqWHNumsmh气体的处理量VSq也可以用教材式(3-18) 计算()()././.262343610 1040009 815 1020103 610181821 810pcpVSdgWLNqmsmh【 3-4 】有一重力沉降室，长4m，宽

5、 2m，高 2.5m ，内部用隔板分成25 层。炉气进 入 除 尘 室 时 的 密 度 为./kgm30 5， 黏 度 为. 0 035mPa s 。 炉 气 所 含 尘 粒 的 密 度 为/34500 kgm。现要用此降尘室分离100 m以上的颗粒，试求可处理的炉气流量。解已知炉气的密度./30 5kgm，黏度.5=3 510 Pas尘粒的密度/34500kgm，临界尘粒直径6100 10pcdm假设为层流区，求得沉降速度为().()(. )./.26259 811001045000 50 70118183 510pcptgdums验算.Re.65100 100 701 0 513 5 10

6、ptd u为层流区炉气流量为./30 7012425140Vtqu WLNms本题也可以用教材式(3-18) 计算，式中的WL 改为 WLN 。【 3-5 】温度为200、压力为.101 33kPa的含尘空气，用图3-9 (a) 所示的旋风分离精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页优秀学习资料欢迎下载器除尘。 尘粒的密度为2000kg/m3。若旋风分离器的直径为0.65m ， 进口气速为21m/s ，试求： (1)气体处理量（标准状态）为多少m3/s；(2) 气体通过旋风分离器的压力损 失；(3) 尘粒的临界直径。解空气

7、温度200，压力101.33kPa ，从空气物理性质表中查得密度./30 746kgm，黏度.5=2 610 Pas(1) 气体处理量旋风分离器直径. 0 65Dm ，进口气速/ium s21200、 101.33kPa 的空气流量为./2233212 522 520651 065 55ViDDqbhuDms0、 101.33kPa 时空气流量为./32731 0650615 200273Vqms(2) 压力损失阻力系数.DDDbh DdLHDDD2233030558 3122压力损失.( .)().228 310 746211370137 22iupPakPa(3) 尘粒的临界直径pcd。已

8、知尘粒密度./.30 6520000 1355pDkgmbm，( .).562 6100 13336 79106 79 5200021pcpibdmmnu过滤【 3-6 】悬浮液中固体颗粒浓度（质量分数）为0.025kg 固体 /kg 悬浮液，滤液密度为 1120kg/m3，湿滤渣与其中固体的质量比为2.5kg 湿滤渣 /kg 干渣，试求与1m3滤液相对应的湿滤渣体积，单位为m3湿滤渣 /m3滤液。固体颗粒密度为2900kg/m3。解已知.0 025Xkg固体 /kg 悬浮液. 25Ckg 湿渣 /kg 干渣，滤液密度/31120kgm.0 025 1120299112 5 0 025XkgC

9、X干渣3m滤液./.32 514801112 5129001120cpCkg mC精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页优秀学习资料欢迎下载.329 9 2 50 05051480cCm 湿渣3m滤液【 3-7 】用板框压滤机过滤某悬浮液，共有20 个滤框，每个滤框的两侧有效过滤面积为0.85m2，试求1 小时过滤所得滤液量为多少m3。已知过滤常数./,./522324 97101 6410eKms qmm解3600s22eqqqK.22521 64104 97103600qq.223 28100 1790qq.( .)

10、./qmm222323 28103 281040 1790 4072,.AmVqAm23200 85170 407176 92滤液【 3-8 】将习题3-6 的悬浮液用板框压滤机在过滤面积为2100cm 、过滤压力为53.3kPa 条件下进行过滤，所测数据为过滤时间s8.4 38 84 145 滤液量mL100 300 500 700 试求过滤常数K与eq 及滤饼的比阻r。已知滤液的黏度为 3.4mPa s。解已知过滤面积.221000 01Acmm/ s8.4 38 84 145 /VmL100 300 500 700 3/Vm1 10-43 10-45 10-47 10-4/32qmm1

11、10-23 10-25 10-27 10-2/23ms mq8.4 10212.7 10216.8 10220.7 102如习题3-8 附图所示直线的斜率./45212 01310 ,4 96710KmsK，截距.226 61 0eqK./eqmm252326 6104 967101 64102已知.45 3 31 0pP a滤液黏度.33 43 410mPa sPa s习题 3-8 附图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页优秀学习资料欢迎下载由习题3-6 得30 0505m 湿渣3m滤液故比阻为.413253225

12、33101 25104 967 1034100 0505prmK【 3-9 】对习题3-6 及习题3-8 中的悬浮液用板框压滤机在相同压力下进行过滤，共有 20 个滤框，滤框厚度为60mm ，每个滤框的两侧有效过滤面积为2085m。试求滤框内全部充满滤渣所需要的时间。固体颗粒密度为/kgm32900。在习题3-6 中已给出湿滤渣质量与其中固体质量的比值为2.5kg 湿渣 kg 干渣，并计算出每立方米滤液相对应的湿渣体积，即300505m湿渣3/m 滤液。在 习 题3-8中 已 求 出 恒 压 过 滤 的 过 滤 常 数./KmS524 967 10，./eqmm2321 6410解求恒压过滤的

13、过滤时间的计算式为22eqqqK需要求出VqA过滤面积.20 8 52 01 7Am滤液体积V 的计算：20 个滤框中的湿滤渣体积为.30 85200 060 512cVm湿渣从滤渣体积cV 计算滤液体积V.30 5110 10 0505cVVm 滤液.VqmA310 10 594 17滤液 /m2过滤面积过滤时间( .).222520 5942 0 594 1 64 1074962 084 967 10eqqqshK【 3-10】用板框压滤机过滤某悬浮液，恒压过滤l0min ，得滤液310m 。若过滤介质阻力忽略不计，试求：(1)过滤 1h 后的滤液量；(2) 过滤 1h 后的过滤速率/dV

14、d。解恒压过滤，已知min,310100eVm V，代入教材式(3-40) ，22VKA求得min2226101010VKAm(1) 过滤 1h 后的滤液量min60.23= 1060=24 5VKAm精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页优秀学习资料欢迎下载(2) 过滤 1h 后的过滤速率/dVd从教材式(3-39) 2与式 338pKr，得./ min./.dVKAmmsdV2333100 204 3 4 1022 24 5【 3-11】若转筒真空过滤机的浸液率/1 3，转速为/ min2r，每小时得滤液量为315m，试求所需过滤面积。已知过滤常数./,./eKmsqmm42322 7100 08解由题/Qms315 3600 /2 601Ns过滤面积/.( .).224215 36008 1212 710230 080 0826060eeQAmKNqqN精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页