南工大化工原理第三章习题解答DOC.docx

1、南工大化工原理第三章习题解答DOC南工大化工原理第三章习题解答(DOC)第3章练习 1)固体粒子有两种，一种是边长为A的规则立方体，另一种是高为H、直径为D的规则圆柱体试着分别写出等体积的当量直径公式。 和形状因子计 2)内径为0.10米的圆柱形容器堆积有固体颗粒，该颗粒是高度h = 5毫米、直径d = 3毫米的规则圆柱体，床高度为0.80米，具有床空隙率的空气以0.25溶液圆柱体: 的空速通过床，并且尝试估计气体压降 ，如果在1atm，25 3)，建议分子筛固体床吸附氯气中的微量水在20常压下，用空气测量了床层的水力特性，得到了两组数据: 空塔气速 床层压降14.28 mmh2o 0.2，0

2、.6 3.94 mmh2o 256在 溶液的常压下，奥贡公式可简化为 3)通过固体颗粒消毒剂固定床对水进行消毒。固体颗粒的筛分分析数据为:0.5 0.7 mm，12%；0.7 1.0毫米，25.0%；1.01.3，45%；1.3 1.6毫米，10.0%；1.6 2.0毫米，8.0%(以上百分比指质量百分比)粒子密度为1875 固定床高度350mm，横截面积314mm2床中固体颗粒的总量为92.8克20的清水以0.040空速通过床层，测得压降为677mmH2O。尝试估算 系列 号粒子的 值 4)一种物料的水悬浮液由带有单滤框的板框压滤机过滤分离，滤框尺寸为0.200.200.025米众所周知，悬

3、浮液每立方米水中含有45磅固体，固体密度为1820当过滤得到20升滤液时，测量滤饼的总厚度为24.3毫米，以质量分数估算 滤饼的含水量。 6)粘土矿物在用水制浆以去除沙子和砾石后，需要过滤以去除水。在具有两个过滤框架的压滤机中进行恒压过滤实验。总过滤面积为0.080m2，压差为3.0atm。测量的过滤时间和滤液体积数据如下: 过滤时间，分为1.22.705.237.2510.8714.88滤液体积。l:0.70 1.38 2.25 2.69 3.64 4.38 尝试以单位计算滤波器常数K，以为单位计算可以使用由 积分公式导出的k和 。 解决方案为便于直接使用数据，请使用 组1 2 3 4 5

4、6 Xi 0.70 1.38 2.25 2.69 3.64 4 4.38易1.714 1.957 2.324 2.695 2.986 3.397 15.073 3.265 1.270 0 0.0660 0 0.0333滤布阻力 ，每1m3滤饼含 485水，固相密度2100 ，悬浮液中固体质量分数为0.075 现在计划使用叶片过滤器以恒定的压差过滤该浆液。所用的滤布、压差和浆液温度与小型试验中的相同。每个滤叶一侧的过滤面积为0.4m2，每次滤饼厚度达到30mm时停止过滤。问:每批产品的过滤时间有多长？ 如果滤饼需要用清水洗涤，每批洗涤水量为每批滤液量的1/10，洗涤压差和洗涤水温与过滤时相同。问

5、:什么时候洗衣服？解决方案众所周知: 8)悬浮液通过叶片过滤器过滤。已知洗涤液的量为滤液量(体积比)的0.1倍，一片滤叶的侧面积为0.4m2。经过小试，确定过滤常数为8.23 10-5m2/s。不考虑滤布阻力，滤液与滤饼体积之比为12.85 m3滤液/m3滤饼。滤饼根据最大生产率原则生产。分拣、组装和拆卸时间为20分钟。计算每个过滤片的最大生产率和每批过滤的最大滤饼厚度。 9)有一个叶过滤器。当某一水悬浮液在恒压下过滤时，得到以下过滤方程:，其中，在实际操作中，先在5256199分钟内进行恒压过滤，此时过滤压差上升到上述测试压力，然后保持恒压过滤。总过滤时间为20分钟。试着找出:每个循环中每平

6、方米过滤面积获得的滤液量？(2)过滤后，用相当于滤液总量的水洗涤。洗涤时间是什么时候？ 解决方案:q+30q = 300322QE = 15m/MK = 300m/min 2恒速过程Q1+QE Q1 =(k/2)1 32Q1 = 20.9m/m9过滤常数 、是通过小试测得的，运行时滤布、压差和温度与小试相同。当滤饼充满滤框时停止过滤，并询问:每批过滤时间？(2)如果滤饼用清水洗涤，洗涤水量为滤液的 ，洗涤压差和水温与过滤相同，则计算 的过滤时间？(3)如果整理和装载时间为25分钟，计算每个过滤器框架的生产率？溶液 每批过滤时间: 11)板框压滤机在1.5at(表)的压力下过滤一定量的悬浮液1.

7、6小时，无论如何都要获得25m3的滤液。如果表压加倍，滤饼压缩指数为0.3，过滤1.6小时后将得到多少滤液？(2)如果其他条件保持不变，将过滤时间缩短一半可以获得多少滤液？(3)如果在原来的表压下过滤1.6小时，然后用3m3的水洗涤，那么就确定了所需的洗涤时间？ 溶液:v = ka tau 2 2 ，r0，为滤饼的结构参数。是常数 ，其中a和不变2 2 m m3 6 v =卡图，其中k和a不变 众所周知，过滤常数 ，滤饼一旦充满过滤器框架就停止过滤。问:过滤时间？(2)如果滤饼用清水洗涤，水量为滤液量的1/10，洗涤压差和温度与恒压过滤相同，则确定洗涤时间？(3)如果装载、卸载和完成时间为25

8、分钟，计算每个过滤器框架的生产率？ 13)板框过滤器有8个过滤框，尺寸为810 810 25毫米浆液是13.9质量%的悬浮液，滤饼含有40质量%的水，在恒压下固体颗粒密度为2100， ， 在20下操作，问:板框每次通过 过滤器(滤饼填充过滤器框架)所需的时间？(2)如果滤框的厚度变为15毫米，询问滤饼填充滤框需要多长时间？(3)如果滤框的数量加倍，滤饼填充滤框所需的时间？ 溶液:如果滤饼空隙率为，有1Kg滤饼，含水量为0.4kg xm滤液，带1m滤饼。1m滤饼物料平衡计算: 3 3 3 x = 4.84m滤液/滤饼过滤面积a = 2881010 = 10.498m 23v滤饼=80.810.0

9、25=0.131 m滤饼 1990.0604+20.06042.2110 = 1.810= 217.5s 滤框厚度减小到15mm，设置为 ，这可以从上述解决方案中看出。 V cake 表示V表示q = 81.7s m/m32帧数加倍。也就是说，A= 2a = 2v滤饼 q=V/A所以q不变，即不变 14)待过滤的浆液浓度为 1820 ，通过小试获得的滤饼空隙率为0.485。固体 ，在恒压差条件下，测量过滤常数 。目前的旋转真空过滤器用于过滤。 浆液的浓度、温度和滤布与中试相同，但过滤压差为中试的 。从实验可知， 的滤饼压缩指数为0.36，旋转真空过滤筒直径为1.75米，长度为0.98米，但实际

10、过滤面积为5平方米(考虑到滤布固定装置)浸没角为120，转速为0.2转/分滤布的阻力可以稍微设定。试着找出:该过滤器的滤液生产能力和滤饼厚度？(2)如果转速为0.3转/分， 溶液: 可以省略，其他操作条件保持不变，计算生产能力滤饼厚度s -1m/s 3 2 m/s 3 3 3 3 3 已知，使1m滤饼物料平衡， 设置相应的滤液x m x=11.08 m滤液/m滤饼m/m 3 2 3 3mm m/s 和 测得的球径为0.5毫米，密度为2670 的自由沉降速度为0.016 颗粒在20清水 中的自由沉降速度， 颗粒在20清水中的自由沉降速度为12.6 ，计算出液体的粘度 16)试验形状系数等体积当量

11、直径沉降速度 实测密度为2600 0.01 粒子在20清水中的自由沉降速度为 固体粒子的沉降问题计算:自由 粒子的密度为2600 粒子在20清水中的自由 ，并计算粒子的等体积当量直径 17)烟气中的尘粒由一个长3m、宽2m的重力除尘室去除烟气大气压，250，4300气体处理能力 已知粉尘颗粒密度为2250，颗粒形状系数为256199，烟尘为256199，可通过空气计算让粒子自由沉降。试算: 可完全去除的最小粒径 18)仓库有多个标准旋风分离器，内径，用于烟气除尘经常吸烟 已知粉尘颗粒密度为2250烟气压力为256199，300，所需处理量为4300256199，可通过空气计算。由于压降限制，只

12、允许旋风分离器并联运行，不允许串联运行。问:总共需要多少个旋风分离器？可以去除40%的颗粒大小是多少？入口风速20 19)阻力流体流率和通过圆形直管和等径管的流体的粘度和密度与管长度、管内径和管壁的绝对粗糙度有关。尝试量纲分析法找出相关数据。 20)研磨车间空气中的粉尘浓度较高。建议使用两个相同规格的标准旋风分离器串联除尘。气压、温度20，粉尘颗粒密度2250 600 粒度 建议吞吐量 空气中粉尘的粒径分布如下: 30 8 质量分数% 使15个粉尘效率 的除尘效率为99.75%。尝试确定每个分离器的内径。计算总产率 总除尘分数= = 0.00807+0.0935+0.173+0.337+0.2

13、50+0.08 = 0.942 平均粒度(微米)d/d50 308.20 1.00 1.00 0 0.08 0.080质量分数xi 21已知固体颗粒的平均粒径为150，颗粒密度为2100，初始流化床层的空隙率为0.46，256199 流化气体为常压35的空气最小颗粒尺寸为98 22)测试流化的最大速度和最小速度之间的比值ut/umf，小颗粒为91.6，大颗粒为8.61。 对小颗粒，奥贡公式中含有u2的项可以省略， 解:对于小颗粒，沉降可视为斯托克斯区: 对大颗粒，沉降可视为牛顿区: 要求浓缩至1.8千克水/千克固体间歇实验数据如下温度200 溶液悬浮液的浓度表示为Xkg固体/kg水，然后xi=1/4.5kg固体/kg水，xc=1/1.8kg固体/kg水。 进料中固体的质量流量w = 6.5(1/5.5)= 1.18千克固体/s 浓缩机横截面积a:(根据给定数据计算的人工智能)