化工原理答案文檔

1、第213頁1. 一填充床由直徑為20mm,高30mm的圓柱形顆粒堆成，已知床層的表觀密度為98 （床層體積），固體顆粒密度為150（固體體積），試求:（1）顆粒的球形度、等體積當(dāng)量直徑和等比表面積當(dāng)量直徑，比表面積（2）床層空隙率1. （1）單個(gè)顆粒體積TT n ITnfVd2hx0.023x0.03=9.42x10-fm等體積當(dāng)量直徑Z6V1/3 小丿(6 X 9.42 X344=0.0262m單顆粒表面積A = -d2 X 2 +JT dh = 2 X 0 785 X 0. 022 + 3. 14 X 0. 02 X 0,03 = 0.002513m2等體積圓球表面積.2 2 2A 二 i

2、rdv = 3.14 x 0.0262 二 o.oo2i57msV球形空度比表面積Asy0.0021570-002513=0.8537A0.002513V 9.42 x 10'6267m2/m等比表面當(dāng)量直徑d、 (pd 0.8587 x 0.0262 0.0250m（2）】m床層中顆粒的質(zhì)量:1 m床層中顆粒的體積:1 x 980=980kg980150030.653m床層體積-顆粒體積床層體積1-0.653-=0.3472. 填充床含有不同大小的顆粒，經(jīng)篩分分析得到顆粒分布（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為10mm 的占15%, 20mm的占25%, 40mm的占40%, 70mm的占20%，顆粒尺寸

3、為平 均值，設(shè)球形度均為0.74，計(jì)算平均等比表面積當(dāng)量直徑。am0.150.250.40.2帀"十茹+麗+喬=24.78mm2.第214頁7.種測定粘度的儀器由一鋼球及玻璃桶組成，測試時(shí)管內(nèi)充被測液體，記錄鋼球下落一定距離的時(shí)間。球的直徑為 6mm，下落距離為200mm,測試一種糖漿時(shí) 記下的時(shí)間間隔為7.32so此糖漿的密度為130。鋼球的密度為790， 求此糖漿的粘度。H 0.2 uv = -= -= 0.0273/5鋼球的沉降速度 "設(shè)沉降處于層流區(qū)，則根據(jù)斯托克斯定律有:4.74Pa-s18 x 0.0273d：(p苦-P)g 0.0062 x (7900 - 1

4、300) x 9.81ds ut * p 0.006 X 0.0273 X 13004.74Re = 0.045 < 1核對：卩所以，假設(shè)在層流區(qū)沉降正確10.某降塵室高2m,寬2m，長5m，用于礦石焙燒爐的爐氣除塵，礦塵密度為 450 ，其形狀近似圓球，操作條件下氣體流量為25000廠川，氣體密度為0. ，粘度為：。試求理論上能完全除去礦塵顆粒的最小直 徑。Hu A 25000/3600ut = V = v = T73 = °-694m/s10顆粒沉降速度1'-設(shè)沉降處于過渡區(qū)，則依阿倫公式：ds(ps-P)Strdj 叮P1 丿0.6ut 二 0,27IA QA 0

5、.6d s = 0.0729 x 9,81 x 4500 二'耳3 x 10 即汀* 11) IT 畀T.ii'i1.15核對h=''ds-uL-p (82.7X IO"4) x 0.694 X 0.63 x 10所以假設(shè)正確12.原用一個(gè)旋風(fēng)分離器分離爐氣中的灰塵，因分離效率不夠高擬該用三個(gè)并聯(lián)， 其形式及各部尺寸的比例不變，每個(gè)的直徑減小到使氣體進(jìn)口速度u與以前一樣。求各個(gè)旋風(fēng)分離器的直徑應(yīng)為原來的幾倍，可分離的臨界顆粒為原來的幾倍。DDA巧出二二12假設(shè)旋風(fēng)分離器是標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器，則， 訃1因?yàn)镴訂V0.7615.有一過濾機(jī)，在恒壓過濾某種水懸

6、浮液實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到如下的過濾方程: q + 20q = 250t式中q的單位為L/m3，|單位為min.在實(shí)驗(yàn)操作中，先在5min時(shí)間內(nèi)作恒速過濾，此時(shí)過濾壓強(qiáng)自零升至上訴實(shí)驗(yàn)壓 強(qiáng)，此后即維持此壓強(qiáng)不變作恒壓過濾。全部過濾時(shí)間為20mi n.15.有恒壓過濾方程匸丨上心 點(diǎn);:丫可知：qe = lOL/m： K = 250L2/（m4 - min）dq 250對恒壓過濾方程微分得：山 WdqQi（1）恒速段操作看2502qt + 20T已知 ：=5min2q + 20q1 = 1250q產(chǎn) 25%（2）恒壓段操作訃 Jg.dK）一（所以尊）X:-ui.Ti 小小：250 m q2 + 20q-

7、4580 = 0T /2解出：q=58.41 m第215頁18擬用一板框式壓濾機(jī)在恒壓下過濾某一懸浮液，要求經(jīng)過三個(gè)小時(shí)能獲得4m3濾液，若已知過濾常數(shù):'：丁卜,濾布阻力忽略，試求：（1）若板框尺寸是1000mm*1000mm*30mm,則需要濾框和濾板個(gè)多少塊（2）過濾終了用水進(jìn)行洗滌，洗滌水粘度與濾液相同，洗滌壓力與過濾壓力相同。若洗滌水的用量為0.4m3,試求洗滌時(shí)間（3）若輔助時(shí)間是1h，試求壓濾機(jī)的生產(chǎn)能力。5 / 6718.(1)濾布阻力忽略不計(jì)時(shí)的恒壓過濾方程為V2 = KA2t故過濾面積V41.48 x 10=60.0mx 36 / 6602x1x1板數(shù)I I .；

8、1(3)因?yàn)橄礈焖扯韧瑸V液粘度，洗滌壓力也同濾液壓力，且介質(zhì)阻 力可忽略，則洗滌時(shí)間為：0.4t 二 8a,T = 8 x x 3 = 2.4hww4(3)壓力機(jī)生產(chǎn)能力為0.625m2 濾液/h“04Vh _ T + T + T _ 3 + 2.4 + 1 u wr J22板框式壓濾機(jī)共用38個(gè)框，濾框空間長寬均為810mm,厚25mm.在2 pa 表壓下恒壓過濾某種懸浮液，經(jīng)45 min，濾框被充滿，此期間共得濾液6m3。每 次的輔助時(shí)間為45min，濾渣不過濾。為減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，擬用一回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)代替上述壓濾機(jī)。此回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)的轉(zhuǎn)鼓直徑為1.75m，長0.98m，侵沒角度1

9、20度，操作真空度為8.0，* pa.此過濾機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)為多少才能達(dá)到上述板框式壓濾機(jī)相同的生產(chǎn)能力?22 板 框 壓 濾 機(jī) 的 過 濾 面 積 為Ai=2門日 * h =2 x ME x 0.81 X 0.81 49.86m,依恒壓過濾方程的2at下的過濾常數(shù)為K1 = 3.22 X 10" 4mZ/minA t149.86 x45依題意：濾渣不可壓縮，則在真空度為48.0 t w pa的過濾常數(shù)為7 / 6心2 & 0X1/44 2；-K = x 3.22 X 10= 1.288 x 10' m /min1 APi 2 x 10J =2447 x 10_6m2/s回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī) 的過濾Ag = ttDL = 3,14 X 1.75 X