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1、第二章非均相物系分离1、试计算直径为30卩m的球形石英颗粒（其密度为2650kg/ m 3）,在20C水中和20C常压空气中的自由沉降速度。3解：已知 d=30 m p s=2650kg/m(1) 20C水口 =x 10- Pa s3p =998kg/m设沉降在滞流区，根据式（2-15 ）s )g (30 10 6)2(2650998) 9.81318 1.01 108.02 10 4 m/s校核流型dutRet130 10 6 802 10 4 9982.3831.01 10104(10 2)假设成立,-4ut=x 10m/s为所求（2） 20C常压空气-5=x 10 Pa s3=1.21k
2、g/m218设沉降在滞流区Ut Pgs )g6 2(30 10 )(2650 1.21)18 1.81 10 59817.18 10 2 m/s校核流型:3010 6718 102210.144(10 ° 2)51.81 10假设成立，ut = x 10-2 m/s为所求。2、密度为2150kg/ m 3的烟灰球形颗粒在 20C空气中在层流沉降的最大颗粒直径是多少解：已知 p s=2150kg/m3查 20C空气i =xp =1.21kg/m当Retdut2时是颗粒在空气中滞流沉降的最大粒径，根据式（2-15 ）并整理d3( s )gdut所以5236 (1.81 10 )d fF心
3、1H% 讣10 5m 77.3 im10R= 0.05m处的切向速度为解：已知d=10 mR=0.05m、 u i=12m/s设沉降在滞流区，根据式2-15 ) g 改为 u/ Rd2( sUr 18)uZR1010(2650 998)18 1.0110 30.0262m/s0.052.62 cm/s3、直径为10卩m的石英颗粒随 20C的水作旋转运动，在旋转半径 12m/s ,求该处的离心沉降速度和离心分离因数。校核流型Retdur10 5 0.0262 9981.0110 30.2594(10 2)ur=0.0262m/s为所求。所以 Kc122294Rg 0.05 9.814、某工厂用一
4、降尘室处理含尘气体,假设尘粒作滞流沉降。下列情况下,降尘室的最大生产能力如何变化(1)要完全分离的最小粒径由60卩m降至30卩m；空气温度由10C升至200C；(3)增加水平隔板数目，使沉降面积由10m增至30 m2。解:根据utcd；( s )g18及 Vs=blu tc(1) Vs；utcdc 2(c)230(二)V£；utcdc60(2)查10C空气-51 =x 10 Pa2sC空气200-5=x 10 Pa sVsVsUtc1.76 10 550.6772.60 10 5(3)纟型Vs(bl)303.05、已知含尘气体中尘粒的密度为2300kg/ m 3。气体流量为 1000
5、 m3/h、黏度为X 10、密度为400mm试估算其0.674kg/m 3,若用如图2-6所示的标准旋风分离器进行除尘，分离器圆筒直径为 临界粒径及气体压强降。333解：已知 p s=2300kg/m 、Vh=1000m/h、 = X、 p =0.674 kg/m、 D=400mm=0.4m根据标准旋风分离器h=D/2、B=D4故该分离器进口截面积A=hB=D/8所以 山 Vs1000 8 213.89m/sA 3600 0.4根据式（2-26）取标准旋风分离器 N=5则de9 BnN sUi59 3.6 100.4/43.14 5 2300 13.8950.810 m 8 口 m根据式（2-
6、30 ） 取E =Pf8.00.674 13.8922520Pa6、有一过滤面积为0.093m2的小型板框压滤机，恒压过滤含有碳酸钙颗粒的水悬浮液。过滤时间为50秒时，共得到X10-3 m3的滤液；过滤时间为100秒时。共得到X 10-3 m3的滤液。试求当过滤时间为200秒时，可得到多少滤液2-3 3-3 3解：已知 A=0.093m 、11=50s、V = X 10-m、t2=100s、V2=X 10-m、1 3=200s由于q12.27 10 3A 0.09324.41 10V2q23.3510 3336.0210A0.093根据式（2-38a ）2q2q°q1 Kt1 “&#
7、39;(24.4110 3)2224.41103qe50K2q2 2qeq2Kt?<(36.02103)2236.0210 3qe100K联立解之：qe=x 10-3K =x 10-5因此 q；2 4.14 10 3q3200 1.596 10qs=所以V3=qsA= x =x 10-3mi7、某生产过程每年须生产滤液3800朋，年工作时间5000h，采用间歇式过滤机，在恒压下每一操作周期为，其中过滤时间为，将悬浮液在同样操作条件下测得过滤常数为K=4x 10-6m/s ； qe=x10-2 mi/m2。滤饼不洗涤，试求：（1）所需过滤面积，（2）今有过滤面积8m的过滤机，需要几台解：已
8、知生产能力为3800m3滤液/年，年工作日5000h, T=，t=，a cc a cK=4x 10- m/s , qe=x 10- m/m ,（1） 因为 Q=3800/5000=0.76m 3滤液 /h由式（2-42）0.763600VTV2.5所以V=1.9由式(2-38a )V 2V(V)2qe(-) KtAA1 9 22 1 96()2 2.5 10 ()4 101.5 3600AA2 2 22.16 10 A 3.619.5 10 A2 2解之 A=14.7 m 15 m 因为过滤机为8 m2/台,所以需2台过滤机。& BMS50/810-25型板框压滤机，滤框尺寸为 810
9、X 810 x 25mm共36个框，现用来恒压过滤某悬浮液。操作条件下的过滤常数为K=x 10-5 nVs ; qe=x 10-3m7m2。每滤出1 mi滤液的同时，生成0.1482倍，辅助时间15min，其生产能力3m的滤渣。求滤框充满滤渣所需时间。若洗涤时间为过滤时间的为多少解：滤框总容积V)=xx 36=0.590 m过滤面积A=x 2X 36=47.2 mv VoA vA2q2q°qK0.5900.148 47.2320.0845m3/m20.084522 3.45 10 30.08452.72 10283sV0vA生产总周期为 T=283+2 X 283+15 X 60=1
10、749s得一个周期滤液量为V V° 0590 3.99m3v 0.148所以生产能力为Q 3600V3600 3.998.21m3滤液/hT17499、有一直径为1.75m，长0.9m的转筒真空过滤机过滤水悬浮液。操作条件下浸没度为126°6 2 速为1r/min，滤布阻力可以忽略，过滤常数K为X 10 m/s，求其生产能力。解：因为过滤面积 A= n DL=XX =4.95m2浸没度 ® =126° /360 ° =由式(2-45a )Q 60A 60n K3.09m3滤液 /h604.9560 1 0.35 5.15 1010、某转筒真空过滤机每分钟转32转，每小时可得滤液4 m。若过滤介质阻力可以忽略，每小时获得6 m3滤液时转鼓转速应为多少此时转鼓表面滤饼的厚度为原来的多少倍操作中所用的真空度维持不变。解：已知Q=4ni/h, ni=2r/min , C2=6nTi/h, 乂=0由式(2-45a )两边平方，得C12(60A)260 Kn1Q；(60A)260 Kn2/匹Ql所以6 2n2( )2 4.5r/minQ124由式（2-35 ）得 v1L1AV2l2aV2故LlVi而Vi=V2又A不变，以1小时为计算基准，则Q=Vi Q=ML2V2L2(V2)Li (-)Li 1.5 LiVi4