過濾沉降例題

1、 一一s=7800kgm-3的小鋼珠在糖漿（比重為的小鋼珠在糖漿（比重為1.3）中）中的自由沉降速度為在的自由沉降速度為在20水中沉降速度的水中沉降速度的4500分之一，分之一，若若Stokes定律適用，則此糖漿的粘度應(yīng)為定律適用，則此糖漿的粘度應(yīng)為 。（此法。（此法常用來測粘度）常用來測粘度） A.4500cP； B.45cP； C.43Pas； D.4300cP。 水水糖糖18)(4500118)(22gdgdss4300cP450068006500糖（05）一球形石英顆粒，在空氣中按斯托克斯定律沉降，）一球形石英顆粒，在空氣中按斯托克斯定律沉降，若空氣溫度由若空氣溫度由升至升至，則其沉降

2、速度將，則其沉降速度將_ 。 降塵室的生產(chǎn)能力只與降塵室的降塵室的生產(chǎn)能力只與降塵室的_和和_有關(guān)，而與有關(guān)，而與_無關(guān)。無關(guān)。下降下降長度長度 寬度寬度 高度高度 含塵氣體在某降塵室內(nèi)停留時間為含塵氣體在某降塵室內(nèi)停留時間為3s時，可使直時，可使直徑為徑為75mm塵粒的塵粒的8080% %得以分離，現(xiàn)將生產(chǎn)能力提高一得以分離，現(xiàn)將生產(chǎn)能力提高一倍（但氣速在允許范圍，不致干擾沉降）。則倍（但氣速在允許范圍，不致干擾沉降）。則7575mm的的塵?？煞蛛x的百分率為塵粒可分離的百分率為 。40% 用用板框過濾機(jī)進(jìn)行恒壓過濾，隨著過濾時間的增加，板框過濾機(jī)進(jìn)行恒壓過濾，隨著過濾時間的增加，濾液量濾液量

3、 ，生產(chǎn)能力，生產(chǎn)能力 。不變不變 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)的轉(zhuǎn)速越快，每轉(zhuǎn)獲得的濾液量就越筒真空過濾機(jī)的轉(zhuǎn)速越快，每轉(zhuǎn)獲得的濾液量就越_，單位時間獲得的濾液量就越，單位時間獲得的濾液量就越_，形成的濾，形成的濾餅層厚度越餅層厚度越_，過濾阻力越，過濾阻力越_。 少少 多多 薄薄 小小 在恒壓過濾實(shí)驗(yàn)中，提高過濾溫度，增加料漿濃度，增加在恒壓過濾實(shí)驗(yàn)中，提高過濾溫度，增加料漿濃度，增加操作壓力，過濾速率怎樣變化？操作壓力，過濾速率怎樣變化？ spkK12 當(dāng)介質(zhì)阻力忽略不計時，恒壓過濾方程描述的是當(dāng)介質(zhì)阻力忽略不計時，恒壓過濾方程描述的是 與與 之間關(guān)系的方程，它的圖形是一條通過原點(diǎn)的之間關(guān)系的方程，

4、它的圖形是一條通過原點(diǎn)的 線。線。 增加板框過濾機(jī)的濾框厚度，在板框數(shù)目和操作條件均增加板框過濾機(jī)的濾框厚度，在板框數(shù)目和操作條件均不變的情況下，該過濾機(jī)的生產(chǎn)能力將發(fā)生怎樣的變化？不變的情況下，該過濾機(jī)的生產(chǎn)能力將發(fā)生怎樣的變化？ (設(shè)每次過濾濾框都充滿濾餅設(shè)每次過濾濾框都充滿濾餅) 生產(chǎn)能力降低。生產(chǎn)能力降低。 因?yàn)殡m然因?yàn)殡m然，但，但2h （W D ） eVVKAddV22 在除去某粒徑的顆粒時，若降塵室的高度增加一倍，在除去某粒徑的顆粒時，若降塵室的高度增加一倍，則沉降時間則沉降時間 ，氣流速度，氣流速度 ，生產(chǎn)，生產(chǎn)能力能力 。增加一倍增加一倍減少一倍減少一倍不變不變 當(dāng)旋轉(zhuǎn)半徑為，

5、每秒鐘轉(zhuǎn)速為，則分離因數(shù)當(dāng)旋轉(zhuǎn)半徑為，每秒鐘轉(zhuǎn)速為，則分離因數(shù)為為 。 grn/)2(2 說明下列各公式的導(dǎo)出方法：說明下列各公式的導(dǎo)出方法： 流體通過顆粒床層壓降的科誠尼方程流體通過顆粒床層壓降的科誠尼方程 ； 層流時管內(nèi)截面速度分布表達(dá)式層流時管內(nèi)截面速度分布表達(dá)式 ; 湍流摩擦系數(shù)關(guān)聯(lián)式湍流摩擦系數(shù)關(guān)聯(lián)式 ; . 理論方法；理論方法； . 因次分析法；因次分析法； . 純經(jīng)驗(yàn)方法；純經(jīng)驗(yàn)方法； . 數(shù)學(xué)模型法。數(shù)學(xué)模型法。DABnext 一旋風(fēng)分離器，除塵效率不夠滿意。倉庫有一臺相同的，有一旋風(fēng)分離器，除塵效率不夠滿意。倉庫有一臺相同的，有人建議并聯(lián)使用，問是否可以提高除塵效率，為什么？

6、人建議并聯(lián)使用，問是否可以提高除塵效率，為什么？ 一降塵室高一降塵室高4m,長長8m,寬寬6m,用于除去爐氣中的灰塵，用于除去爐氣中的灰塵，粒密度為粒密度為3000kg/m3，爐氣密度為，爐氣密度為0.5kg/m3,粘度為粘度為0.035cP。若要求完全除去若要求完全除去10m 的塵粒，問每小時可處理多少的塵粒，問每小時可處理多少m3的爐氣。若要求處理量增加倍，應(yīng)采用什么措施。的爐氣。若要求處理量增加倍，應(yīng)采用什么措施。smut/00467. 010035. 0188 . 9)5 . 03000()1010(326(1)11067. 610035. 05 . 000467. 01010436t

7、etduRhmsmAuVt/1 .807/2242. 000467. 06833(2) 可以加一隔板可以加一隔板tsuBLnV) 1(隔板數(shù)隔板數(shù)next 一降塵室長一降塵室長m，寬，寬.m，高，高.m，中間裝有，中間裝有塊隔板，隔板間距為塊隔板，隔板間距為.m現(xiàn)顆粒最小直徑現(xiàn)顆粒最小直徑 10m其沉其沉降速度為降速度為.m/s，欲將最小直徑的顆粒全部沉降下來，欲將最小直徑的顆粒全部沉降下來, 含塵氣體的最大流速不能超過含塵氣體的最大流速不能超過_ m/s。Umax = LUt/H=.m/s 含細(xì)小顆粒的氣流在降塵室內(nèi)除去小粒子含細(xì)小顆粒的氣流在降塵室內(nèi)除去小粒子(沉降在斯托沉降在斯托克斯區(qū)克

8、斯區(qū))，正常情況下能，正常情況下能100%除去除去50m的粒子，現(xiàn)處理量的粒子，現(xiàn)處理量增大一倍，原降塵室能增大一倍，原降塵室能100%除去的最小粒徑應(yīng)為除去的最小粒徑應(yīng)為 m。tuHuLuu2tuut218)(218)(22 gdgdssmdd2502 tuHuL L u B 氣體氣體 ut H 顆粒在降塵室中的運(yùn)動顆粒在降塵室中的運(yùn)動 例例 擬用一板框過濾機(jī)處理某一懸浮液，在擬用一板框過濾機(jī)處理某一懸浮液，在1.5atm操作壓力操作壓力下過濾常數(shù)下過濾常數(shù)K=2.7310-5m2s-1，獲每，獲每m3濾液得濾餅濾液得濾餅0.04m3，過濾介質(zhì)阻力可忽略不計，濾餅為不可壓縮。過濾介質(zhì)阻力可忽

9、略不計，濾餅為不可壓縮。 （1）若要求過濾若要求過濾1h獲取獲取0.41m3的濾餅，試求所需過濾面積。的濾餅，試求所需過濾面積。 （2）若選用板框長若選用板框長寬的規(guī)格為寬的規(guī)格為0.810.81m2，試確定框數(shù)，試確定框數(shù)及框厚。及框厚。 （3）若濾餅不需洗滌，拆裝時間需若濾餅不需洗滌，拆裝時間需45min，試求為使上述板，試求為使上述板框過濾機(jī)生產(chǎn)能力達(dá)到最大，其操作壓力應(yīng)提高至多少？框過濾機(jī)生產(chǎn)能力達(dá)到最大，其操作壓力應(yīng)提高至多少？解：解：325.1004. 041. 0) 1 (mV22KAV27 .32mKVA2581. 081. 02)2(nnAmnVs025. 081. 081.

10、 0時，生產(chǎn)能力最大D)3(（注意注意每周期所獲濾液量并不改變）每周期所獲濾液量并不改變）pK KAAKVV又即1)(222atmpp0 . 245605 . 1)( 用板框過濾機(jī)在恒壓下過濾某種懸浮液，測得過濾方程為：用板框過濾機(jī)在恒壓下過濾某種懸浮液，測得過濾方程為： (的單位為的單位為s)，試求：，試求： （1）欲在）欲在30分鐘內(nèi)獲得分鐘內(nèi)獲得5 m3 濾液，需要邊框尺寸為濾液，需要邊框尺寸為635 mm635 mm25 mm的濾框若干個？的濾框若干個？ （2）過濾常數(shù)）過濾常數(shù) 252106AVVeqK、 解：解：(1) A 2 =(V2 + V) / K = (52 + 5) /6

11、10-5 3060 A = 16.67 m2 A = 2 0.6352 n n = 20.67 實(shí)際取實(shí)際取21。則實(shí)際過濾面積為：則實(shí)際過濾面積為： A = 2 0.6352 21 = 16.94 m2 （2）由已知條件知：）由已知條件知：K = 610-5 m2 / s 2 Ve = 1 Ve = 0.5 m3 qe = Ve / A = 0.5 / 16.94 = 0.03 m3 / m2 有一板框過濾機(jī)，恒壓下過濾某懸浮夜，過濾有一板框過濾機(jī)，恒壓下過濾某懸浮夜，過濾1小時小時后，得濾夜后，得濾夜60m3，然后用，然后用5m3的清水（物性與濾夜相近）的清水（物性與濾夜相近）進(jìn)行洗滌，拆

12、裝時間為進(jìn)行洗滌，拆裝時間為20min，已測得，已測得Ve=4m3。試求：。試求：(1)該機(jī)生產(chǎn)能力為若干該機(jī)生產(chǎn)能力為若干m3濾液濾液/h？(2)將每個框的厚度減半，而框數(shù)加倍，拆裝時間相應(yīng)增將每個框的厚度減半，而框數(shù)加倍，拆裝時間相應(yīng)增到到40min，其他條件不變，問生產(chǎn)能力變?yōu)槿舾?，其他條件不變，問生產(chǎn)能力變?yōu)槿舾蒻3濾液濾液/h？解：解：2e2KA2VVV(1)/h4080m4)602(60 )/2VVV (KA62e22/h31.875mVVKA)ddV(3eE)460(24080)(22/h7.97m431.875)ddV(3w也可微分恒壓也可微分恒壓過濾方程得到過濾方程得到過濾基

13、本方程過濾基本方程0.63h5/7.97w/h30.6m20/60)0.6360/(1VQ3Dw)/(（2）K2=K1 A2=A1 /hm 1632040804A4KAK 32112223e1e2eee8m2VVAVLL可知不變，由0.28h AK2VVV222e22/h120m8)2(6016320)ddV3E2(又0.167h5/(120/4)w2/hm 53.8840/60)0.16760/(0.28Q32 某板框機(jī)在某板框機(jī)在196kPa(表壓表壓)下過濾下過濾20min后，得濾后，得濾液液3.5m3，已知該機(jī)生產(chǎn)能力為，已知該機(jī)生產(chǎn)能力為6m3濾液濾液/h，過濾面積為，過濾面積為15

14、m2，介質(zhì)阻力不計，濾餅不可壓縮，試求：，介質(zhì)阻力不計，濾餅不可壓縮，試求： (1) 若過濾時間與過濾量不變，而將操作壓力降至若過濾時間與過濾量不變，而將操作壓力降至98kPa（表壓），需增加多少過濾面積才能維持生產(chǎn)能（表壓），需增加多少過濾面積才能維持生產(chǎn)能力不變？（設(shè)輔助時間沒有顯著變化）力不變？（設(shè)輔助時間沒有顯著變化） (2) 如改用轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)，已知轉(zhuǎn)速為如改用轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)，已知轉(zhuǎn)速為0.5r/min，若，若要滿足上述生產(chǎn)能力，其旋轉(zhuǎn)一周所得濾液量為多少？要滿足上述生產(chǎn)能力，其旋轉(zhuǎn)一周所得濾液量為多少？解：解：(1) 因因V、不變，有不變，有2222112Ap2kAp2kV 21

15、2211222Ap/ApA 21221.2m2152AA2126.2mA-A 152 .21增加面積(2) 設(shè)在旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)的濾液設(shè)在旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)的濾液V(m3)/hm 60nVQ 3則V0.5606 即30.2m0.5)6/(60V 一板框式過濾機(jī)，過濾面積為一板框式過濾機(jī)，過濾面積為2m2m2 2 ，在，在147kPa147kPa（表壓）下恒壓（表壓）下恒壓過濾操作小時，得濾液過濾操作小時，得濾液36m36m3 3，裝卸時間為，裝卸時間為3030分鐘，濾餅不可壓縮。分鐘，濾餅不可壓縮。試求：試求：(1)(1)此過濾機(jī)的最大生產(chǎn)能力？此過濾機(jī)的最大生產(chǎn)能力？( (不洗滌不洗滌) )；(2)(2)

16、若過濾小時若過濾小時后，以后，以m m3 3的洗液（物性與濾液相似）洗滌濾餅，洗滌時間及生產(chǎn)的洗液（物性與濾液相似）洗滌濾餅，洗滌時間及生產(chǎn)能力為多少？（能力為多少？（3 3）若采用一臺過濾面積相同，轉(zhuǎn)數(shù)為）若采用一臺過濾面積相同，轉(zhuǎn)數(shù)為0.50.5轉(zhuǎn)分的轉(zhuǎn)分的轉(zhuǎn)筒過濾機(jī)代替板框機(jī)。真空度為轉(zhuǎn)筒過濾機(jī)代替板框機(jī)。真空度為600mmHg600mmHg，轉(zhuǎn)筒沉浸度為，轉(zhuǎn)筒沉浸度為/ /，過濾機(jī)的生產(chǎn)能力可提高到多少過濾機(jī)的生產(chǎn)能力可提高到多少m m3 3/h/h？（上述計算均忽略介質(zhì)阻力，？（上述計算均忽略介質(zhì)阻力，大氣壓為大氣壓為atmatm） 解：解：(1) D時，生產(chǎn)能力最大。恒壓過濾，不計

17、介質(zhì)阻力時：時，生產(chǎn)能力最大。恒壓過濾，不計介質(zhì)阻力時：22KAVsmAVK/045. 0720023622222Dmin s 時時 322min301818002045. 0mKAVmin/3 . 03030183maxmQewddVddV41（2 2）sVVVKAVddVVddVVWWeWWWW800036720058824)(4)(2hmVQDW/62. 78000180072003600363（3）smppKKppKK/0245. 076033.101147600045. 02nTTKAVTVQ12hmsmnKAQ/4 .59/0165. 031605 . 00245. 0233 (1

18、)某某板框機(jī)有板框機(jī)有5 5個濾框，尺寸為個濾框，尺寸為635635 635635 25mm25mm。2020、恒壓下恒壓下操作，操作，K K=4.24=4.24 1010-5-5m m2 2/s/s，q qe e=0.0201m=0.0201m3 3/m/m2 2，=0.08 m=0.08 m3 3/m/m3 3，濾餅不洗滌，輔助時間為，濾餅不洗滌，輔助時間為1010分鐘。試分鐘。試求框全充滿所需時間。求框全充滿所需時間。 現(xiàn)改用一臺回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)過濾濾漿，所用濾布現(xiàn)改用一臺回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)過濾濾漿，所用濾布與前相同，過濾壓差也相同。轉(zhuǎn)筒直徑為與前相同，過濾壓差也相同。轉(zhuǎn)筒直徑為1m1m，長度

19、為，長度為1m1m，浸入角度為，浸入角度為120120 。問轉(zhuǎn)鼓每分鐘多少轉(zhuǎn)才能維持。問轉(zhuǎn)鼓每分鐘多少轉(zhuǎn)才能維持與板框過濾機(jī)同樣的生產(chǎn)能力？與板框過濾機(jī)同樣的生產(chǎn)能力？ 假設(shè)濾餅不可壓縮。假設(shè)濾餅不可壓縮。解：解：以一個框?yàn)榛鶞?zhǔn)進(jìn)行以一個框?yàn)榛鶞?zhǔn)進(jìn)行計算。計算。 2806. 0635. 0635. 022mAA側(cè)側(cè) 過濾面積過濾面積30101. 0025. 0635. 0635. 0mV 餅餅濾液量濾液量 餅VV 3126. 008. 00101. 0m AVq 23/156. 0806. 0126. 0mm 再根據(jù)恒壓過濾方程得：再根據(jù)恒壓過濾方程得：222KAVVVeKqqqe22K=4.24 10-5m2/sqe=0.0201m3/m2min0 .129 .7211024. 40201. 0156. 02156. 02522sKqqqe思考：思考：以以5個框?yàn)榛鶞?zhǔn)，如何求解？個框?yàn)榛鶞?zhǔn)，如何求解？smVQD/10773. 460100 .12126. 05534板框過濾機(jī)的生產(chǎn)能力為：板框過濾機(jī)的生產(chǎn)能力為：改用回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)后，壓差不變，故改用回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)后，壓差不變，故K不變；不變；濾布不變，故濾布不變，故qe不變。不變。K=4.24 10-5m2/s，qe=0.0201m3/m2過濾面積過濾面積214. 311mDLA 30631. 014. 30201.