第四章过滤.doc
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第四章习题
固定床压降
4-1．某种圆柱形颗粒催化剂其直径为dp，高为h，试求等体积的当量直径de及球形度ψ。
现有h=dp=4mm的颗粒，填充在内径为1m的圆筒形容器内，填充高度为1.5m，床层空隙率为0.43。
若在20℃、101.3kPa下使360m3/h的空气通过床层，试估算床层压降为多少？
解：
查20℃、101.3kPa下空气的，
使用欧根方程
*4-2．用20℃、101.3kPa空气通过某固定床脱硫器，测得如下数据：
空塔气速0.3m/s,单位床层高度的压降220Pa/m；
0.8m/s,1270Pa/m。
试利用欧根公式估计甲烷在30℃、0.7MPa下以空塔气速0.4m/s通过床层时，单位床层高度的压降为多少？
已知在操作条件下甲烷物性：
μ=0.012mPa﹒s；ρ=4.50kg/m3。
解：
查20℃、101.3kPa下空气的，
甲烷单位床层高度的压降为：
过滤物料衡算
4-3．某板框压滤机共有20只滤框，框的尺寸为0.45×0.45×0.025m,用以过滤某种水悬浮液。
每1m3悬浮液中带有固体0.016m3,滤饼中含水50%（质量）。
试求滤框被滤饼完全充满时，过滤所得的滤液量（m3）。
已知固体颗粒的密度ρp=1500kg/m3,ρ水=1000kg/m3。
解：
过滤设计计算
4-4．在恒压下对某种滤浆进行过滤实验，测得如下数据：
滤液量（m3）
0.1
0.20
0.30
0.40
过滤时间（s）
38
115
228
380
过滤面积为1m2，求过滤常数K及qe。
解：
滤液量q（m3/m2）
0.1
0.20
0.30
0.40
过滤时间（s）
38
115
228
380
τ/q（s﹒m3/m2）
380
575
760
950
4-5．某生产过程每年欲得滤液3800m3，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2.5h，其中过滤时间为1.5h,将悬浮液在同样操作条件下测得过滤常数为K=4×10-6m2/s；qe=2.5×10m3/m2。
滤饼不洗涤，试求：
（1）所需过滤面积，m2；
（2）今有过滤面积为8m2的过滤机，需要几台？
解：
（1）每一操作周期
所需过滤面积
（2）今有过滤面积为8m2的过滤机，需要
*4-6．叶滤机在恒定压差下操作，过滤时间为τ，卸渣等辅助时间τD。
滤饼不洗涤。
试证当过滤时间满足时，叶滤机的生产能力达最大值。
解：
当时，生产能力最大
过滤操作型计算
4-7．在恒压下对某种悬浮液进行过滤，过滤10分钟得滤液4升。
再过滤10分钟又得滤液2升。
如果继续过滤10分钟，可再得滤液多少升？
解：
可再得滤液
4-8．某压滤机先在恒速下过滤10分钟，得滤液5升。
此后即维持此最高压强不变，作恒压过滤。
恒压过滤时间为60分钟，又可得滤液多少升？
设过滤介质阻力可略去不计。
解：
恒速过滤10分钟，，
恒压过滤，
，
又可得滤液
4-9．有一叶滤机，自始至终在恒压下过滤某种水悬浮液时，得过滤方程（q单位为L/m2；τ单位为min）。
在实际操作中，先在5min时间内作恒速过滤，此时过滤压强自零升至上述试验压强，此后即维持此压强不变作恒压过滤，全部过滤时间为20min。
试求：
（1）每一循环中每1m2过滤面积可得的滤液量（L）；
（2）过滤后再用相当于滤液总量的1/5水以洗涤滤饼，洗涤时间为多少？
解：
（1）
，
5min时间内作恒速过滤
（2）
*4-10．某板框压滤机有10个滤框，框的尺寸为635×635×25mm。
料浆为13.9%（质量）的CaCO3悬浮液，滤饼含水50%（质量），纯CaCO3固体的密度为2710kg/m3。
操作在20℃、恒压条件下进行，此时过滤常数K=1.57×10-5m2/s,qe=0.00378m3/m2。
试求：
（1）该板框压滤机每次过滤（滤饼充满滤框）所需的时间；
（2）在同样操作条件下用清水洗涤滤饼，洗涤水用量为滤液量的1/10求洗涤时间。
解：
（1）m2
m3
恒压过滤：
m3
m3
代入恒压过滤方程：
s
（2）s
*4-11．过滤面积1.6m2的叶滤机在操作时测得如下数据：
V（m3）
0.04
0.08
0.12
0.16
0.20
0.24
τ（s）
50
164
317
512
750
1029
在过滤初期50s内，压差逐步升高到1×105Pa，以后在此恒压下操作。
试求：
（1）压差1×105Pa下的过滤常数K、qe；
（2）过滤自始至终在压差1.5×105Pa下操作，750s后得滤液量多少？
设滤饼不可压缩。
解：
（1）
V-V1（m3）
0.04
0.08
0.12
0.16
0.20
τ-τ1（s）
114
267
462
700
979
（τ-τ1）/V-V1
2850
3337.5
3850
4375
4895
（2）过滤自始至终在压差1.5×105Pa下操作，750s后得滤液量
回转真空过滤
4-12．有一回转真空过滤机每分钟转2转，每小时可得滤液4m3。
若过滤介质的阻力可忽略不计，问每小时欲获得6m3滤液转鼓每分钟应转几周？
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：
回转真空过滤机为恒压过滤，，
每小时可得滤液4m3，
欲获得6m3滤液，每分钟转2转时需要，
此时转鼓每分钟应转，
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