发布时间 : 星期五 文章环工原理作业+答案(1)更新完毕开始阅读7fe66a26b9d528ea80c77955
图6-1 习题6.7图示
解：设降尘室长为l，宽为b，高为h，则颗粒的停留时间为t停?l/ui，沉降时间为t沉?h/ut，当t停?t沉时，颗粒可以从气体中完全去除，t停?t沉对应的是能够去除的最小颗粒，即l/ui?h/ut
因为ui?qVhuhqq6?0.6m/s ，所以ut?i?V?V?hbllhblb5?2假设沉降在层流区，应用斯托克斯公式，得
dpmin?18?ut18?3?10?5?0.6??8.57?10?5m?85.7μm
9.81??4500?0.6?g??p???检验雷诺数
Rep?dput??8.57?10?5?0.6?0.6??1.03?2，在层流区。
3?10?5所以可以去除的最小颗粒直径为85.7μm
7.1 用板框压滤机恒压过滤某种悬浮液，过滤方程为
V2?V?6?10?5A2t
式中：t的单位为s
（1）如果30min内获得5m3滤液，需要面积为0.4m2的滤框多少个？ （2）求过滤常数K，qe，te。
2?52解：（1）板框压滤机总的过滤方程为V?V?6?10At
在t?30?60?1800s内，V?5m3，则根据过滤方程
52?5?6?10?5A2?1800
求得，需要的过滤总面积为A?16.67m2 所以需要的板框数n?16.67?41.675?42 0.4（2）恒压过滤的基本方程为V2?2VVe?KA2t
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与板框压滤机的过滤方程比较，可得K?6?10?5m2/s
Ve?0.5m，qe?23Ve0.5??0.03m3/m2 A16.67qe0.032te???15s ?5K6?10q与qe相对应，可以称为过滤介质的比当量过滤时间，te?e te为过滤常数，
K2
7.2 如例7.3.3中的悬浮液，颗粒直径为0.1mm，颗粒的体积分数为0.1，在9.81×103Pa的恒定压差下过滤，过滤时形成不可压缩的滤饼，空隙率为0.6，过滤介质的阻力可以忽略，滤液黏度为1×10-3 Pa·s。试求：
（1）每平方米过滤面积上获得1.5m3滤液所需的过滤时间； （2）若将此过滤时间延长一倍，可再得多少滤液？ 解：（1）颗粒的比表面积为a?6?10m2/m3 滤饼层比阻为r?5a2?1???24?3?5??6?104???1?0.6?220.63?1.33?1010m-2
0.1?0.1???过滤得到1m3滤液产生的滤饼体积f??/0.9??0.6????1/3
1?0.61?0.6????过滤常数
K?2?p2?9810??4.43?10?3m2/s ?310?rf1?10?1.33?10?1/3所以过滤方程为q2?Kt
1.52?508s 当q=1.5时，t?4.43?10?3（2）时间延长一倍，获得滤液量为q?4.43?10?3?2?508?2.1m3 所以可再得0.6m3的滤液。
7.4 有两种悬浮液，过滤形成的滤饼比阻都是r0=6.75×1013m-2Pa-1，其中一种滤饼不可压缩，另一种滤饼的压缩系数为0.5，假设相对于滤液量滤饼层的体
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积分数都是0.07，滤液的黏度都是1×10-3 Pa·s，过滤介质的比当量滤液量为qe为0.005m3/m2。如果悬浮液都以1×10-4 m3/（m2·s）的速率等速过滤，求过滤压差随时间的变化规律。
解：由题意可知，两种滤饼f?0.07
dqdq?p1?s由过滤方程，得?p1?s?r0?f?q?qe? ?dtdtr0?f?q?qe?恒速过滤?p1?s?r0?f?ut?qe?u?r0?fu2t?r0?fuqe
对不可压缩滤饼，由s=0，r0=6.75×1013m-2Pa-1，μ=1×10-3 Pa·s，f =0.07，qe=0.005m3/m2，u=1×10-4 m3/m2·s
?p?6.75?1013?1?10?3?0.07??1?10?4?t?6.75?1013?1?10?3?0.07?1?10?4?0.0052?p?47.25t?2.36?103对可压缩滤饼，由s=0.5，r0=6.75×1013m-2Pa-1，μ=1×10-3 Pa·s，f =0.07，qe=0.005m3/m2，u=1×10-4 m3/m2·s
?p1?0.5?6.75?1013?1?10?3?0.07??1?10?4?t?6.75?1013?1?10?3?0.07?1?10?4?0.0052?p??47.25t?2.36?103?27.10 用板框过滤机恒压过滤料液，过滤时间为1800s时，得到的总滤液量为8m3，当过滤时间为3600s时，过滤结束，得到的总滤液量为11m3，然后用3m3的清水进行洗涤，试计算洗涤时间（介质阻力忽略不计）。
dVKA2?解：由（7.2.11）得 dt2V112依题意，过滤结束时2?K?3600
A2dVKA2?11/3600?所以过滤结束时???1.53?10?3m3/s dt2V2?11洗涤速度与过滤结束时过滤速度相同 所以洗涤时间为
t?3?1960s
1.53?10?3
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7.13．温度为38℃的空气流过直径为12.7mm的球形颗粒组成的固定床，已知床层的空隙率为0.38，床层直径0.61m，高2.44m，空气进入床层时的绝对压力为111.4kPa，质量流量为0.358kg/s，求空气通过床层的阻力。
解：颗粒比表面积
a?6?4.72?102m2/m3 ?312.7?10查38℃下空气密度为1.135 kg/m3，黏度为1.9×10-5Pa·s。 空床流速为
u??0.358/1.135?23.14??0.61/2?2?1.08m/s
空气通过床层的阻力为
?p?Kl?1???a22?3u?L?5??1?0.38???4.72?102?0.3832?1.08?1.9?10?5?2.44?390.71Pa8.2吸收塔内某截面处气相组成为y?0.05，液相组成为x?0.01，两相的平衡关系
?为y?2x，如果两相的传质系数分别为
ky?1.25?10?5kmol/(m2·s)，
kx?1.25?10?5kmol/(m2·s)，试求该截面上传质总推动力、总阻力、气液两相的阻力
和传质速率。
解：与气相组成平衡的液相摩尔分数为y??2x?2?0.01?0.02
所以，以气相摩尔分数差表示的总传质推动力为
*?y?y?y0?.05?0.0 ?20.03同理，与液相组成平衡的气相摩尔分数差为x*?0.05/2?0.025
所以，以液相摩尔分数差表示的总传质推动力为
?x?*x?x0?.025?0.?0 10.015以液相摩尔分数差为推动力的总传质系数为
Kx?11?5??0.83?101/kx?1/mky1/?1.25?10?5??1/?2?1.25?10?5?
kmol/(m2·s)
以气相摩尔分数差为推动力的总传质系数为
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