長(zhǎng)江大學(xué)董盛富-84 吸收過程的設(shè)計(jì)型計(jì)算 (166)

1、第三章 機(jī)械分離習(xí)題解答3-1.已知：20 C的水s=1000kg/m3,=1.00510-3Pas20 C的空氣s=1.205kg/m3,=1.8110-5Pas石英顆粒s=2600kg/m3,d=6010-6m（1）在水中的沉降速度假設(shè)在水中的沉降符合Stokes定律，則有：u2檢驗(yàn)：Re0=du0/=0.185<2，故假設(shè)成立，計(jì)算結(jié)果有效。（2）在空氣中的沉降速度假設(shè)在空氣中的沉降符合Stokes定律，則有：u0=d2(s-)g/18=282mm/s 檢驗(yàn)：Re0=du0/=1.12<2，故假設(shè)尚成立，計(jì)算結(jié)果可用。 若按阿基米德準(zhǔn)數(shù)法計(jì)算，有：Ar=d3(s-)g/2Re

2、Ar又假定下沉符合Stokes定律，則有：=d2(s-)g/18u0=4.743Pas 檢驗(yàn)：Re0=du0/=0.045<2，故假設(shè)成立，計(jì)算結(jié)果可用。 3-3.已知：20 C的水3s=1000kg/m,=1.00510-3Pas方鉛礦顆粒3a=7500kg/m,dmin,a=810-5m石英礦顆粒5b=2650kg/m3,dmin,b=810-m現(xiàn)用下式計(jì)算Ar=d3(Ar當(dāng)二者沉降速度相等時(shí)，即得完全分離石英顆粒的最大直徑，于是有： Re1331.6181013d3b0,b=dbu0,b=19050db,Arb=1.61810db,19050db=18+2.413106d3b8.4

3、93108d23b-2.413106db-18=0試差解得：db=0.165mm。計(jì)算結(jié)果與原解差異的原因主要是沉降雷諾數(shù)Re0,a=1.524>0.3，Re0,b=3.128>0.3。兩者均不是處于完全層流區(qū)域，故計(jì)算結(jié)果存在較大的差異。3-4.已知：H=2m,B=2m,L=5m,Vs=25000m3/h,=0.6kg/m3,=310-5Pas， s=4500kg/m3,d'=510-5m。Re0=du0/=1.388104d,Ar=d3(s-)g/2=2.9431013d3Re0=Ar/18+0.6Ar2.12109d2-3.255106d3-18=0 ()m。即能被完

4、全分離的最小直徑為d=105m。其相應(yīng)的Re0=1.46<2，若按層試差解得：d=105m，故可按層流公式計(jì)流計(jì)算為d=92.1m（見例3-4），結(jié)果雖可用，但較粗略?，F(xiàn)因d'=50<105算。'=d'2(s-)g/18=0.2044u0,Re'0=0.2<0.3，假設(shè)完全成立，計(jì)算結(jié)果有效。又因進(jìn)降塵室時(shí)，顆粒在氣流中的分布可認(rèn)為是均勻的，雖然d'=50m的顆粒不能被完全分離，但處于降塵室底部某一高度為h的顆粒亦能被完全分離，高出h的部分則可能被氣流帶走，于是有：如果均按層流計(jì)算，則有：22'd'hu050= = =2

5、9.47% Hu0d92.1與上述計(jì)算結(jié)果相近。3-5.已知：s=1050kg/m3,d=610-5m,T=523K,=2.7410-5Pas,=0.629kg/m3, ut=20m/s,r=0.5m。（1）在旋風(fēng)分離器內(nèi)，假設(shè)沉降處于Allen區(qū)，則有：d1.6(s-)ut2ur=0.1530.40.6r檢驗(yàn)Rer=dur/=5.44,0.714=3.95m/s 2<Rer<500，假設(shè)成立，故計(jì)算結(jié)果有效。（2）在靜止空氣中，假設(shè)沉降處于Stokes區(qū)，則有：u0=d2(s-)g/18=0.075m/s 檢驗(yàn)：Re0=du0/=0.1<0.3,故假設(shè)成立，計(jì)算結(jié)果有效。3

6、-6.已知數(shù)據(jù)：VS=10000m3/h,s=1500kg/m3,T=353K,=1.0kg/m3,=210-5 Pas,D=1m,N=5。解：（1）估算最小顆粒直徑：（2）計(jì)算粒級(jí)效率。依據(jù)題給數(shù)據(jù)從理論上講，等于或大于臨界直徑dc的顆粒均應(yīng)能被除去。但是，一方面，直徑大于dc的顆粒有一部分因受氣體渦流的影響沒有達(dá)到器壁，或因沉降后又被重新卷起，其粒級(jí)效率便達(dá)不到1；另一方面，直徑小于dc的顆粒有一部分由于在沉降過程中聚結(jié)成大顆粒，較理論上能達(dá)到者為大。故應(yīng)按實(shí)測(cè)的旋風(fēng)分離器粒級(jí)效率曲線圖3-13計(jì)算粒級(jí)效率。 d1.0870%（查圖3-13得） =dc2.1589%（3）阻力損失pf=cu

7、i/2=(16AB/D12)ui2/2=8ui2/2=1975Pa=201mmH2O 3-7.解：設(shè)原旋風(fēng)分離器的尺寸如圖3-12，小旋風(fēng)分離器亦為標(biāo)準(zhǔn)型 S=AB=D/8,S'=D'2/8，ui=2VsVs'Vs/3=S'=S/3 SS'S'd'D'8S1=0.58倍，而c=D8S3dcB=B2D=.58=0.76倍 D3-8.忽略濾布阻力后的恒壓過濾方程為：q=K，q=過濾速率K, dqKKdq=，最終過濾速率 ，最終濾液量qF=KF。 =d2qdF2qF洗滌速率為最終過濾速率的倍，即有： KKdqdq = =dd2q2WFF

8、F洗滌時(shí)間W=JKFqWJqF2JF2(3/11)124=2.2h dq/dW(/2)K/F(/2)K/F1/4113-9.（1）依題意有：-62-62(40010)+2(40010)Ve=K(0.05)(300) -62-62(80010)+2(80010)V=K(0.05)(300+600)e解得：K=4.2710-7m2/s,Ve=210-4m3V2+2VVe(120010-6)2+2(120010-6)(210-4)（2）總過濾時(shí)間：=1800s KA24.2710-7(0.05)2還需過濾時(shí)間：1800-(300+600)=900s（3）c'=5g/L=5kg/m3,r

9、9;=2(p)/c'K=6.091013m/kg3-10.解（1）比阻r'=1.48109p0.33=3.891010m/kgf（2）r=r'c'/c=3.2810m（3）K=2p/rc=210m/s3-11.A=框長(zhǎng)框?qū)捒驍?shù)2=4.05m2,K=4.310-7m2/s,qe=0.004m3/m2,R=1200s，p=400kN=4105Pa。 解：K'2p'/rcp'=6.154K'=2.64610-6m2/s K2p/rcp獲得最大生產(chǎn)能力時(shí)有R=F+W=F（不洗滌），于是有：Vh'n'n'=n =3.16rpm nVh2Vh'=3-12.解：因?yàn)閂h=3600AKn,所以Vh每旋轉(zhuǎn)一周所獲得的濾液量為V=AK/n，因L=cV/A，所以L'V'n'=0.8 LVn3-13.已知：A=3m,=0.3,n=0.00833s,c=0.23m/m,r=210m, 2-13312-2=110-3Pas,p=71.3103Pa,Le=210-3m每旋轉(zhuǎn)一周所得濾液量為q2（2）轉(zhuǎn)鼓表面的