化工原理課后習(xí)題解答楊祖榮主編

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1、第二章非均相物系分離1、試計算直徑為30μm的球形石英顆粒（其密度為2650kg/m3），在20℃水中和20℃常壓空氣中的自由沉降速度。解：已知d=30μm、ρs=2650kg/m3（1）20℃水μ=1.01×10-3Pa·sρ=998kg/m3設(shè)沉降在滯流區(qū)，根據(jù)式（2-15）校核流型假設(shè)成立，ut=8.02×10-4m/s為所求（2）20℃常壓空氣μ=1.81×10-5Pa·sρ=1.21kg/m3設(shè)沉降在滯流區(qū)校核流型：假設(shè)成立，ut=7.18×10-2m/s為所求。2、密度為2150kg/m3的煙灰球形顆粒在20℃空氣中在層流沉降的最大顆粒直徑是多少？解：已知ρs=215

2、0kg/m3查20℃空氣μ=1.81×10-5Pa.sρ=1.21kg/m3當(dāng)時是顆粒在空氣中滯流沉降的最大粒徑，根據(jù)式（2-15）并整理所以733、直徑為10μm的石英顆粒隨20℃的水作旋轉(zhuǎn)運動，在旋轉(zhuǎn)半徑R＝0.05m處的切向速度為12m/s，，求該處的離心沉降速度和離心分離因數(shù)。解：已知d=10μm、R=0.05m、ui=12m/s設(shè)沉降在滯流區(qū)，根據(jù)式（2-15）g改為ui/R即校核流型ur=0.0262m/s為所求。所以4、某工廠用一降塵室處理含塵氣體，假設(shè)塵粒作滯流沉降。下列情況下，降塵室的最大生產(chǎn)能力如何變化？（1）要完全分離的最小粒徑由60μm降至30μm；（2）

3、空氣溫度由10℃升至200℃；（3）增加水平隔板數(shù)目，使沉降面積由10m2增至30m2。解：根據(jù)及VS=blutc（1）（2）查10℃空氣μ=1.76×10-5Pa·s200℃空氣μ‘=2.60×10-5Pa·s（3）735、已知含塵氣體中塵粒的密度為2300kg/m3。氣體流量為1000m3/h、黏度為3.6×10－5Pa.s、密度為0.674kg/m3，若用如圖2-6所示的標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器進(jìn)行除塵，分離器圓筒直徑為400mm，試估算其臨界粒徑及氣體壓強降。解：已知ρs=2300kg/m3、Vh=1000m3/h、μ=3.6×10-5Pa.s、ρ=0.674kg/m3、D=400

4、mm=0.4m，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器h=D/2、B=D/4故該分離器進(jìn)口截面積A=hB=D2/8所以根據(jù)式（2-26）取標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器N=5則根據(jù)式（2-30）取ξ=8.06、有一過濾面積為0.093m2的小型板框壓濾機(jī)，恒壓過濾含有碳酸鈣顆粒的水懸浮液。過濾時間為50秒時，共得到2.27×10-3m3的濾液；過濾時間為100秒時。共得到3.35×10-3m3的濾液。試求當(dāng)過濾時間為200秒時，可得到多少濾液？解：已知A=0.093m2、t1=50s、V1=2.27×10-3m3、t2=100s、V2=3.35×10-3m3、t3=200s由于根據(jù)式（2-38a）聯(lián)立解之：qe=4

5、.14×10-3K=1.596×10-573因此q3=0.0525所以V3=q3A=0.0525×0.093=4.88×10-3m37、某生產(chǎn)過程每年須生產(chǎn)濾液3800m3，年工作時間5000h，采用間歇式過濾機(jī)，在恒壓下每一操作周期為2.5h，其中過濾時間為1.5h，將懸浮液在同樣操作條件下測得過濾常數(shù)為K=4×10-6m2/s；qe=2.5×10-2m3/m2。濾餅不洗滌，試求：（1）所需過濾面積，（2）今有過濾面積8m2的過濾機(jī)，需要幾臺？解：已知生產(chǎn)能力為3800m3濾液/年，年工作日5000h，T=2.5h，t=1.5h，K=4×10-6m2/s，qe=2.5×10-2

6、m3/m2，（1）因為Q=3800/5000=0.76m3濾液/h由式（2-42）所以V=2.5×0.76=1.9m3由式（2-38a）解之A=14.7m2≈15m2(2)因為過濾機(jī)為8m2/臺，所以需2臺過濾機(jī)。8、BMS50/810-25型板框壓濾機(jī)，濾框尺寸為810×810×25mm，共36個框，現(xiàn)用來恒壓過濾某懸浮液。操作條件下的過濾常數(shù)為K=2.72×10-5m2/s；qe=3.45×10-3m3/m2。每濾出1m3濾液的同時，生成0.148m3的濾渣。求濾框充滿濾渣所需時間。若洗滌時間為過濾時間的2倍，輔助時間15min，其生產(chǎn)能力為多少？解：濾框總?cè)莘eV0=0.81

7、2×0.025×36=0.590m3過濾面積A=0.812×2×36=47.2m273生產(chǎn)總周期為T=283+2×283+15×60=1749s由得一個周期濾液量為所以生產(chǎn)能力為9、有一直徑為1.75m，長0.9m的轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)過濾水懸浮液。操作條件下浸沒度為126o，轉(zhuǎn)速為1r/min，濾布阻力可以忽略，過濾常數(shù)K為5.15×10-6m2/s，求其生產(chǎn)能力。解：因為過濾面積A=πDL=3.14×1.75×0.9=4.95m2浸沒度ψ=126°/360°=0.35由式（2-45