习题

第三章 习题

1）有两种固体颗粒，一种是边长为a的正立方体，另一种是正圆柱体，其高度为h，圆柱直径为d。试分别写出其等体积当量直径 式。

2）某内径为0.10m的圆筒形容器堆积着某固体颗粒，颗粒是高度h=5mm，直径d=3mm的正圆柱，床层高度为0.80m，床层空隙率 的空气以0.25

空速通过床层，试估算气体压降。

、若以1atm，25℃和形状系数

的计算

3）拟用分子筛固体床吸附氯气中微量水份。现以常压下20℃空气测定床层水力特性，得两组数据如下：

空塔气速

床层压降

14.28mmH2O 93.94mmH2O

0.2 0.6

，

试估计25℃、绝对压强1.35atm的氯气以空塔气速0.40 （含微量水份氯气的物性按纯氯气计）氯气

，

通过此床层的压降。

4） 令水通过固体颗粒消毒剂固定床进行灭菌消毒。固体颗粒的筛析数据是：0.5～0.7mm，12%；0.7～1.0mm，25.0%；1.0～1.3，45%；1.3～1.6mm，10.0%；1.6～2.0mm，8.0%（以上百分数均指质量百分数）。颗粒密度为1875

。

固定床高350mm，截面积为314mm2。床层中固体颗粒的总量为92.8g。以20℃清水以0.040 数

值。

空速通过床层，测得压降为677mmH2O，试估算颗粒的形状系

5）以单只滤框的板框压滤机对某物料的水悬浮液进行过滤分离，滤框的尺寸为0.20×0.20×0.025m。已知悬浮液中每m3水带有45㎏固体，固体密度为1820

。当过滤得到20升滤液，测得滤饼总厚度为24.3mm，试估算滤饼的含水率，以质量分率表示。

6）某粘土矿物加水打浆除砂石后，需过滤脱除水份。在具有两只滤框的压滤机中做恒压过滤实验，总过滤面积为0.080m2，压差为3.0atm，测得过滤时间与滤液量数据如下：

过滤时间，分：1.20 2.70 5.23 7.25 10.87 14.88 滤液量，升： 0.70 1.38 2.25 2.69 3.64 4.38 试计算过滤常量K，以

为单位，并计算

，以

为单位。可采用由

积分式 导出的 求K与

。

7）欲过滤分离某固体物料与水构成的悬浮液，经小试知，在某恒压差条件下过滤常量

，滤布阻力

，每1m3滤饼中含

485㎏水，固相密度为2100

，悬浮液中固体的质量分率为0.075。

现拟采用叶滤机恒压差过滤此料浆，使用的滤布、压差和料浆温度均与小试时的相同。每只滤叶一个侧面的过滤面积为0.4m2，每次过滤到滤饼厚度达30mm便停止过滤，问：每批过滤的时间为多少？

若滤饼需以清水洗涤，每批洗涤水用量为每批滤液量的 温均与过滤时的相同，问：洗涤时间是多少？

，洗涤压差及洗涤水

8）已知某悬浮液，用叶滤机过滤，过滤面积为0.8m2，悬浮液的操作条件同第七题，不计滤布阻力，按最大生产率原则生产，整理，装卸时间为20分钟，求每只滤叶的最大生产率及每批过滤的最大滤饼厚度。

9）有一叶滤机，在恒压下过滤某种水悬浮液时，得到如下过滤方程：

，其中

，

。在实际操作中，先在5分钟

内作恒压过滤，此时过滤压差升至上述试验压强，然后维持恒压过滤，全部过滤时间为20分钟，试求：①每一循环中每m2过滤面积所得滤液量？②过滤后再用相当于滤液总量的

水进行洗涤，洗涤时间为多少？

10）用某板框压滤机恒压过滤，滤框尺寸为810×810×25mm。经过小试测得过滤常数

，

，操作时的滤布，压差及温

度与小试时相同。滤饼刚充满滤框时停止过滤，求：①每批过滤时间？②若以清水洗涤滤饼，洗涤水用量为滤液的

，洗涤压差及水温与过滤时相同，求过滤

时间？③若整理、装卸时间为25分钟，求每只滤框的生产率？

11）板框压滤机在1.5at（表）下恒压过滤某种悬浮液1.6小时后得滤液25m3，

不计，①如表压加倍，滤饼压缩指数为0.3，则过滤1.6小时后得多少滤液？②设其它情况不变，将过滤时间缩短一半，可得多少滤液？③若在原表压下进行过滤1.6小时后，用3m3的水来洗涤，求所需洗涤时间？

12）用某板框过滤机进行过滤，采用先恒速后恒压过滤，恒速1分钟达恒压压差便开始恒压过滤，已知过滤常数

，

，

滤饼刚充满滤框时停止过滤，求：①过滤时间？②若用清水洗涤滤饼，水量为滤液量的

，洗涤压差、温度均与恒压过滤时相同，求洗涤时间？③如装卸、整

理时间为25分钟，求每只滤框的生产率？

13）某板框过滤机有8个滤框，滤框尺寸810×810×25mm。浆料为13.9%（质量）的悬浮液，滤饼含水40%（质量），固体颗粒密度2100 恒压条件下进行，

，

。操作在20℃，求：①该板框

过滤机每次过滤（滤饼充满滤框）所需时间？②若滤框厚度变为15mm，问滤饼充满滤框所需时间？③若滤框数目加倍，滤饼充满滤框时所需时间？ 14）欲过滤料浆浓度为 相密度1820

，经小试所得滤饼空隙率为0.485，固

，

，在某恒压差条件下测得过滤常数

，现用回转真空过滤机进行过滤，料浆浓度、温度及滤布

均与小试相同，唯过滤压差为小试时的

。由试验知，该物系滤饼压缩指数为

0.36，回转真空过滤机鼓直径为1.75m，长为0.98m，但真正过滤面积为5m2（考虑滤布固定装置）。浸没角度为120°，转速0.2r.p.m。设滤布阻力可略，试求：①此过滤机的滤液生产能力及滤饼厚度？②若转速为0.3r.p.m， 操作条件不变，求生产能力滤饼厚度。

15）试进行光滑固体圆球颗粒的几种沉降问题计算：

可略，其它

① 球径3mm、密度为2600

颗粒在20℃清水中的自由沉降速度

② 测得密度2600 计算颗粒球径。

的颗粒在20℃清水中的自由沉降速度为12.6

，

③ 测得球径为0.5mm、密度2670 降速度为0.016

，计算液体的粘度。

颗粒在

液体中的自由沉

16）试进行形状系数

的固体颗粒的沉降问题计算：

① 等体积当量直径 沉降速度。

② 测得密度为2600

算颗粒的等体积当量直径。

，密度为2600

颗粒在20℃清水中的自由

颗粒在20℃清水中的自由沉降速度为0.01

，计

17）以长3m、宽2m的重力除尘室除烟道气所含的尘粒。烟气常压，250℃，处理量为4300 烟气的

与

。已知尘粒密度为2250

，颗粒形状系数

，

可按空气计。设颗粒自由沉降。试计算：

① 可全部除去的最小粒径的

。

② 能除去40%的颗粒的 18）仓库有内径

。

的标准型旋风分离器多台，拟用以烟气除尘。烟气常

。已知尘粒密度为2250

。烟气的

与

压，300℃，需处理量为4300

可按空气计。由于压降限制，只允许旋风分离器并联操作，不允许串联操作，问：共需几台旋风分离器？能除去40%的颗粒粒径是多少？进口风速20

。

19）流体通过圆直、等径管内的阻力 、流体流速 及流体的粘度与密度 据。

与管长 、管内径 、管壁绝对粗糙度

有关。试用因次分析法求出有关的数

20）某粉磨车间空气的粉尘浓度较高，拟用两台相同规格的标准型旋风分离器串联操作除尘。空气常压，温度为20℃，粉尘的颗粒密度2250 为600

。空气中粉尘的粒度分布如下：

。拟处理量

粒径

<3 3～6 6～10 10～16 16～30 3

12

18

34

25

>30 8

质量分率%

欲使15 尘效率。

的尘粒除去效率达99.75%，试确定每台分离器的内径，计算总的收

21）试计算某气、固系流化床的起始流化速度与带出速度。已知固体颗粒平均粒径为150

，颗粒密度为2100

，起始流化床层的空隙率为0.46，流化

。

气体为常压、35℃的空气。最小颗粒了粒径为98

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