化工原理第二版答案.docx

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化工原理第二版答案

第三章机械分离和固体流态化

2.密度为2650kg/m3的球形石英颗粒在20℃空气中自由沉降，计算服从斯托克斯公式的最大颗粒直径及服从牛顿公式的最小颗粒直径。

解：

时，

对应牛顿公式，K的下限为69.1，斯脱克斯区K的上限为2.62

那么，斯托克斯区：

3.在底面积为40m2的除尘室内回收气体中的球形固体颗粒。

气体的处理量为3600m3/h，固体的密度

，操作条件下气体的密度

，黏度为2×10-5Pa·s。

试求理论上能完全除去的最小颗粒直径。

解：

在降尘室中能被完全分离除去的最小颗粒的沉降速度ut，

则

假设沉降在滞流区，用斯托克斯公式求算最小颗粒直径。

核算沉降流型：

假设合理。

求得的最小粒径有效。

4.用一多层降尘室除去炉气中的矿尘。

矿尘最小粒径为8

，密度为4000kg/m3。

除尘室长4.1m、宽1.8m、高4.2m，气体温度为427℃，黏度为3.4×10-5Pa·s，密度为0.5kg/m3。

若每小时的炉气量为2160标准m3，试确定降尘室内隔板的间距及层数。

解：

由气体的状态方程

得

，则气体的流量为：

假设沉降发生在滞流区，用斯托克斯公式求最小粒径。

核算沉降流型：

假设合理。

求得的最小粒径有效。

由以上的计算可知。

粒径为8

的颗粒沉降必定发生在滞流区。

用斯托克斯公式求沉降速度

层数

取为51层。

板间距

核算气体在多层降尘室中的流型。

当量直径（对降尘室）

气体在降尘室中的流动为层流流动。

设计合理。

5.已知含尘气体中尘粒的密度为2300kg/m3,气体流量为1000m3/h、黏度为3.6×10-5Pa·s、密度为0.674kg/m3，采用如图3-7所示的标准型旋风分离器进行除尘。

若分离器圆筒直径为0.4m，试估算其临界粒径、分割粒径及压强降。

解：

对标准型旋风分离器，已知D=0.4m，B=D/4=0.1m，h=D/2=0.2m。

气体流速为

临界粒径

压强降

所以，临界粒径

，分割粒径

，压强降

。

7.在实验室用一片过滤面积为0.1m2的滤叶对某种颗粒在水中的悬浮液进行过滤实验，滤叶内部真空度为500mmHg。

过滤5min得滤液1L,又过滤5min得滤液0.6L。

若再过滤5min,可再得滤液多少?

解：

由过滤基本方程：

，代入数据有：

解得：

当

时，

解得

，

8.以小型板框压滤机对碳酸钙颗粒在水中的悬浮液进行过滤实验,测得数据列于本题附表中。

已知过滤面积为0.093m2，试求：

（1）过滤压强差为103.0kPa时的过滤常数K、qe；

（2）滤饼的压缩性指数s；（3）若滤布阻力不变，试写出此滤浆在过滤压强差为196.2kPa时的过滤方程式。

习题8附表

过滤压强差

kPa

过滤时间

滤液体积V

s

m3

103.0

50

2.27×lO-3

660

9.1O×10-3

343.4

17.1

2.27×10-3

233

9.1O×l0-3

解：

（1）

下，

，

同理可以求出343.4kPa下的过滤常数

（2）由

得

（3）

常数，所以

，

以103kPa下的数值为基准，得到

于是得到1962.kPa下的过滤方程式为

x03b02100

降尘室的生产能力由________决定。

A.降尘室的高度和长度

B.降尘室的高度

C.降尘室的底面积

D.降尘室的体积

x03a02079

板框压滤机中，最终的滤液流率是洗涤液流率的_______。

（ΔpE=Δpw，μ=μw）

A.一倍B.一半

C.四倍D.四分之一

t03a02001

一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降，若空气温度由20℃升至50℃，则其沉降速度将________。

x03a02094

降尘室的生产能力__________。

A只与沉降面积A和颗粒沉降速度uT有关

B与A，uT及降尘室高度H有关

C只与沉降面积A有关

D只与uT和H有关

x03a02072

叶滤机洗涤速率与最终过滤速率的比值为______。

A１／２B１／４

C１／３D１

t03a03080

已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/A,Ve为过滤介质的当量滤液体积（滤液体积为Ve时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力）,在恒压过滤时,测得Δτ/Δq=3740q+200，则过滤常数K=_______,qe=_______。