化工原理-第二版標(biāo)準(zhǔn)答案

#/10第三章機(jī)械分離和固體流態(tài)化2密度為2k的球形石英顆粒在20℃空氣中自由沉降，計(jì)算服從斯托克斯公式的最大顆粒直徑及服從牛頓公式的最小顆粒直徑。解：20。。時(shí)，p=1.205kg/m3,目=1.81x10-5Pa?s對(duì)應(yīng)牛頓公式，的下限為 ，斯脫克斯區(qū)的上限為2 2那么，斯托克斯區(qū)：dmaxK=57.4|LXdmaxK=57.4|LXm1.205x(2650-1.205)x9.81

(1.81x10-5)2d=_min3d=_min3=1513從m1.205x(2650-1,205)x9.81 (1.81x10-5)2 在底面積為02的除塵室內(nèi)回收氣體中的球形固體顆粒。氣體的處理量為00,固體的密度p=300(kg/m3，操作條件下氣體的密度P=1.06kg/m3,黏度為2X10a-s。試求理論上能完全除去的最小顆粒直徑。解：在降塵室中能被完全分離除去的最小顆粒的沉降速度，tV3600則u=s==0.025m/stb400x3600假設(shè)沉降在滯流區(qū),用斯托克斯公式求算最小顆粒直徑。,I18-u |18x2x10-5x0.025…d=It=! =17.5ummin((p-p)g((3000-1.06)X9.81核算沉降流型：Retdup17.5x10-6x0.025xRetmint= =0.023<1

2X10-5假設(shè)合理。求得的最小粒徑有效。4.用一多層降塵室除去爐氣中的礦塵。礦塵最小粒徑為成,密度為40003。除塵室長(zhǎng)4.1、寬1.、高4.2 ,氣體溫度為427℃,黏度為3.4X10a?$，密度為0. 3g若每小時(shí)的爐氣量為21（標(biāo)準(zhǔn)3,試確定降塵室內(nèi)隔板的間距及層數(shù)。解：由氣體的狀態(tài)方程尸V=nRTT'得V=尹,則氣體的流量為:sTs=1.54m=1.54m3/sV'二 xs2733600V1.54u=,s= =0.2034m/stbH1.8x4.2假設(shè)沉降發(fā)生在滯流區(qū)，用斯托克斯公式求最小粒徑。dmin_57.02四m/18四ut_[18x3.4x10-5x0.208J(p-p)g—J(4000-dmin_57.02四mdup57.02x10-6x0.208x0.5R_min產(chǎn) _— _0.174<1et ^3.4x10-5假設(shè)合理。求得的最小粒徑有效。

由以上的計(jì)算可知。粒徑為Nm的顆粒沉降必定發(fā)生在滯流區(qū)。用斯托克斯公式求沉降速度d2(P-Pd2(P-P)g

s (8X10-6)2X(4000-0.5)X9.81t18N18X3.4X10-5=4.1x10-3m/s層數(shù)n二2L二—154—=50.9取為 層。blut1.8X4.1X4.1X10-3板間是巨h=H/(n+1)=4.2/(51+1)=80.8mm核算氣體在多層降塵室中的流型。u=V/(bl)=1.54/(1.8x4.1)=0.208m/ss當(dāng)量直徑(對(duì)降塵室)4X1.8X0.081d=4bh/2(b+h)= =0.154me 2X(1.8+0.081)R=dup/N=0.154x0.208x0.5/(3.4x10-5)=471.06e氣體在降塵室中的流動(dòng)為層流流動(dòng)。設(shè)計(jì)合理。5.已知含塵氣體中塵粒的密度為23003氣體流量為10003h黏度為3.6X10a?s、密度為0.6 3,采用如圖3-7所示的標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器進(jìn)行除塵。若分離器圓筒直徑為0.4,m試估算其臨界粒徑、分割粒徑及壓強(qiáng)降。解：對(duì)標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器，已知0.40,1 0。氣體流速為u=V/A=1000/(3600XBXh)= 皿0 =13.89m/sis 3600X0.1X0.2臨界粒徑=8.04目md=/9.B=f9x3.6x10-=8.04目mc_j兀Npu_J3.14X5x2300X13.89esi'7orI pD .r : 3.6X10-5X0.4d=0.27I =0.27x1 =5.73pm50 \|u(p-p) 13.89x(2300-0.674)壓強(qiáng)降pu2 0.674X(13.89)2Ap=己產(chǎn)i=8.0x : /=520Pa廠 2 所以，臨界粒徑d=8.04pm，分割粒c徑d=5.73pm，壓強(qiáng)降520Pa。507.在實(shí)驗(yàn)室用一片過(guò)濾面積為0.12的濾葉對(duì)某種顆粒在水中的懸浮液進(jìn)行過(guò)濾實(shí)驗(yàn)，濾葉內(nèi)部真空度為 。過(guò)濾得濾液又過(guò)濾得濾液6若再過(guò)濾 可再得濾液多少?解：由過(guò)濾基本方程：q2+2qq=K6，代入數(shù)據(jù)有：e「/ 1 、?1 、 L/C( )2+2( ) q=KX5X60<0.1X103 0.1X103e(1.6)2+2(1.6)q=KX10X60[0.1X103 0.1X103e解得：q=7x10-5m3/m2,K=8x10-7m21se當(dāng)6=15min時(shí)，q2+2x7x10-5q=8x10-7x15x60解得q=0.02073m3/m2=20.73L/m2，V=qA=20.73X0.1=2.073LAV=2.073-1.6=0.473L8.以小型板框壓濾機(jī)對(duì)碳酸鈣顆粒在水中的懸浮液進(jìn)行過(guò)濾實(shí)驗(yàn),測(cè)得數(shù)據(jù)列于本題附表中。已知過(guò)濾面積為0.092,試求：1過(guò)濾壓強(qiáng)差為10.0時(shí)的過(guò)濾常數(shù)、e2濾餅的壓縮性指數(shù)；若濾布阻力不變,試寫(xiě)出此濾漿在過(guò)濾壓強(qiáng)差為19.2時(shí)的過(guò)濾方程式。習(xí)題8附表過(guò)濾壓強(qiáng)差A(yù)p過(guò)濾時(shí)間6濾液體積02.27X1O10.009.1OX1017.12.27X10.29.1OX10解1103.0kPa下，q=2.27x10-3/0.093=0.0244m3/m2，1q=9.10x10-3/0.093=0.0978m3/m22’0.02442+2x0.0244q=Kx50 fK=1.572x10-5m2/s《 _ e__n<10.09782+2x0.0978q=Kx660q=3.91x10-3m3/m2ee

。二q，:(3*10?2二0.973seK 1.572X10-5同理可以求出下的過(guò)濾常數(shù)同理可以求出下的過(guò)濾常數(shù)K'=4.36x10-5m2/s,q'=3.09x10-3m3/m2,0'=0.219s由K-2kAp1-s得K=(K=(AP…t36;。-5K蘋(píng) 1.572x10-5343.4=( )1-sns=0.152610T(3)R-rL-r'Apsvq-常數(shù)，所以me eq11/Aps,e以下的數(shù)值為基準(zhǔn)，得到K''-1.572X10-5X(2.0)1-0.1526-2.714X10-5m2/s105q''-3.91X10-3X(2.0)1-0.1526-3.544X10-3m3/m2e 1050,，=q,氣?.544X10-3)2=0.463se ~K11r 2.714x10-5于是得到下的過(guò)濾方程式為于是得到下的過(guò)濾方程式為(q+3.544x10-2)2=2.74x10-5(0+0.463)x03b02100降塵室的生產(chǎn)能力由 決定。降塵室的高度和長(zhǎng)度降塵室的高度降塵室的底面積降塵室的體積x03a02079板框壓濾機(jī)中，最終的濾液流率是洗滌液流率的 。(△pE=△pw,TOC\o"1-5"\h\z〃叩w) W一倍 一半四倍 四分之一t03a02001一球形石英顆粒，在空氣中按斯托克斯定律沉降，若空氣溫度由20℃升至50℃，則其沉降速度將 。x03a02094降塵室的