化工原理 第二版答案.doc

1、第三章 机械分离和固体流态化2. 密度为 2650 kg/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，20C351.5/,1.80kgmPas空 气对应牛顿公式， 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：max 33 522 .657.4()1.205(10)9.81.8sd mg min3 5269. 1531.205(01)9.8.8d 3. 在底面积为 40 m2的除尘室内回收气体中的球形固体颗粒。气体的处理量为3600 m3/h，固体的密度 ，3/30mkg操作条件下气体的密度

2、，3/6.1黏度为 210-5 Pas。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 360.025/4stVu msbl假设沉降在滞流区，用斯托克斯公式求算最小颗粒直径。 5min181820.217.5()(3.6)98tsud umg核算沉降流型： 6min 517.50.21.06R .231tetdu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 4000 mkg/m3。除尘室长 4.1 m、宽 1.8 m、高4.2 m，气体温度为 427，黏度为3.410-5 Pas，密度为 0.

3、5 kg/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 PVnRT得 ，则气体的流量为：ssTV 342732160.54/s ms.540.2/18stVu sbH假设沉降发生在滞流区，用斯托克斯公式求最小粒径。 5min18183.40.2857.02()(.)91sutd mg 核算沉降流型： 6mine 557.0210.28.R 0.1743.4ttdu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m颗粒沉降必定发生在滞流区。用斯托克斯公式求沉降速度2 62 35()(810)(40.)9.814.0/183.1

4、stdgu ms 层数 取为 51 层。35.1.84.0stVnblu板间距 /(1)4.2/(51)80.hHnm核算气体在多层降尘室中的流型。 /().54/(.8.)0./suVbl s当量直径(对降尘室) 1.4/2() 0.1542(8)edbh meR/0.54.0.5/(3)7.06u 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 2300 kg/m3,气体流量为 1000 m3/h、黏度为3.610-5 Pas、密度为 0.674 kg/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 0.4 m，试估算其临界粒径、分割

5、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 10/10/(36) 13.89/36.2isuVAhms临界粒径 5993.610.8.04.14239cesiBd mNu 550 3.610.4.270.275.73()89(26)isDdu 压强降 2 20.674(13.89)8. 50iup Pa所以，临界粒径 ，分割粒.04cdm径 ，压强降 。50.73dm52Pa7. 在实验室用一片过滤面积为 0.1 m2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 500 mmHg。过滤 5 min 得滤液

6、1 L,又过滤 5 min 得滤液 0.6 L。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：2eqqK23 323 311()()5600. 0.66()()1.1.1eeqK解得： 5327270/,80/eqmKms 当 时，15in2 5770810560qq解得 ，32 2.2/.3/mLm0.7.1.07VqA2.3.6.43L8. 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 0.093 m2，试求：(1) 过滤压强差为 103.0 kPa 时的过滤常数K、 qe；(2) 滤饼的压缩性指数 s；(3) 若滤

7、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 附表过滤时间 滤液体积 V过滤压强差 pkPa s m350 2.27lO-3103.0660 9.1O10-317.1 2.2710-3343.4233 9.1Ol0-3解：(1) 下，103.kPa，3212.7/90.24/q m39.78522 31.70/0.40.4507897869e eKmsqq 2325(3.10).7357eeq sK同理可以求出 343.4kPa 下的过滤常数52 324.3610/,.091/,0.19e eKmsqms (2) 由 得1kp51 14.36034.()

8、()0.15267210s spK (3) 常数，所以smeeRrLpvq，1/seqp以 103kPa 下的数值为基准，得到510.526522.1.5720().7140/K ms 310.52632.3.9()3. /eq 2 325(.54) 0.46371ee sK于是得到 1962.kPa 下的过滤方程式为2 5(3.5410).7410(0.463)q 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 _。 （p E=p w， = w）A.

9、 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_。A B C D 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 / q=3740q+200 ，则过滤常数K=_ _,qe=_ _。