1、1第二章 非均相物系分离1、试计算直径为 30m 的球形石英颗粒（其密度为 2650kg/ m3） ，在 20水中和 20常压空气中的自由沉降速度。解：已知 d=30m、 s=2650kg/m3（1）20水 =1.0110-3Pas =998kg/m3设沉降在滞流区，根据式（2-15） m/s102.810.8.9)265()103(18)( 432 gdust校核流型 )210(38.210.9230 42346 ttdRe假设成立， ut=8.0210-4m/s 为所求（2）20常压空气 =1.8110-5Pas =1.21kg/m3设沉降在滞流区 m/s108.71089)2.65()1
2、03(18)( 222 gdust校核流型： )210(4.108.2.730 456 ttdRe假设成立，u t=7.1810-2m/s 为所求。2、密度为 2150kg/ m3 的烟灰球形颗粒在 20空气中在层流沉降的最大颗粒直径是多少？解：已知 s=2150kg/m3查 20空气 =1.8110-5Pa.s =1.21kg/m3当 时是颗粒在空气中滞流沉降的最大粒径，根据式（2-15）并整理2ttduRe所以18)(23tsg2m3.71073.2.189).2150(36)(36 552 gds3、直径为 10m 的石英颗粒随 20的水作旋转运动，在旋转半径 R0.05m 处的切向速度
3、为12m/s， ，求该处的离心沉降速度和离心分离因数。解：已知 d=10m、 R=0.05m 、 ui=12m/s设沉降在滞流区，根据式（2-15）g 改为 ui/ R 即 cm/s62./s0.5.120.18)98265(18)( 3022 uuisr校核流型 )21(29.10.26435 rtdReur=0.0262m/s 为所求。所以 29481.052RguKic4、某工厂用一降尘室处理含尘气体，假设尘粒作滞流沉降。下列情况下，降尘室的最大生产能力如何变化？（1） 要完全分离的最小粒径由 60m 降至 30m；（2） 空气温度由 10升至 200；（3） 增加水平隔板数目，使沉降面
4、积由 10m2 增至 30 m2。解： 根据 及 VS=blutc18)(2gdusct（1） 4)603(22 ctsV（2）查 10空气 =1.7610-5Pas 200空气 =2.6010-5Pas 67.016.275 tcsuV（3） .3)(bls35、已知含尘气体中尘粒的密度为 2300kg/ m3。气体流量为 1000 m3/h、黏度为 3.6105 Pa.s、密度为 0.674kg/ m3，若用如图 2-6 所示的标准旋风分离器进行除尘，分离器圆筒直径为 400mm，试估算其临界粒径及气体压强降。解：已知 s=2300kg/m3 、V h=1000m3/h 、 =3.610-
5、5Pa.s 、 =0.674 kg/m3、D=400mm=0.4m，根据标准旋风分离器 h=D/2 、B=D/4故该分离器进口截面积 A=hB=D2/8所以 m/s89.134.0362Vusi根据式（2-26） 取标准旋风分离器 N=5 则 m810.89.1320514.34/9 5iscuNBd根据式（2-30） 取 =8.0 Pa2.67.082ifp6、有一过滤面积为 0.093m2 的小型板框压滤机，恒压过滤含有碳酸钙颗粒的水悬浮液。过滤时间为 50 秒时，共得到 2.2710-3 m3 的滤液；过滤时间为 100 秒时。共得到 3.3510-3 m3 的滤液。试求当过滤时间为 2
6、00 秒时，可得到多少滤液？解：已知 A=0.093m2 、t 1=50s 、V 1=2.2710-3m3 、t 2=100s 、V 2=3.3510-3m3 、t 3=200s由于 31 04.09.7Vq332 12.6.5A根据式（2-38a）2211Ktqe Kqe1002.36)10.36( 544323 联立解之：q e=4.1410-3 K=1.59610-54因此 5323 1096.2104. qqq3=0.0525所以 V3=q3A=0.05250.093=4.8810-3m37、某生产过程每年须生产滤液 3800 m3，年工作时间 5000h，采用间歇式过滤机，在恒压下每
7、一操作周期为 2.5h，其中过滤时间为 1.5h，将悬浮液在同样操作条件下测得过滤常数为 K=410-6m2/s； qe=2.510-2m3/m2。滤饼不洗涤，试求：（1） 所需过滤面积，（2） 今有过滤面积 8m2 的过滤机，需要几台？解：已知生产能力为 3800m3 滤液/ 年，年工作日 5000h， T=2.5h ，t=1.5h ，K=410-6m2/s ，q e=2.510-2m3/m2 ，（1） 因为 Q=3800/5000=0.76m3 滤液/h由式（2-42）5.23607.VT所以 V=2.50.76=1.9 m3由式（2-38a ） AAKtVqe 2262 105.9631
8、06. 305.4).(.)9.()(解之 A=14.7 m215 m 2(2) 因为过滤机为 8 m2/台， 所以需 2 台过滤机。8、BMS50/810-25 型板框压滤机，滤框尺寸为 81081025mm，共 36 个框，现用来恒压过滤某悬浮液。操作条件下的过滤常数为 K=2.7210-5 m2/s；q e=3.4510-3m3/m2。每滤出 1 m3 滤液的同时，生成 0.148 m3 的滤渣。求滤框充满滤渣所需时间。若洗涤时间为过滤时间的 2 倍，辅助时间15min，其生产能力为多少？解：滤框总容积 V0=0.8120.02536=0.590 m3过滤面积 A=0.812236=47
9、.2 m25s2831072.45.45308.2/m.1459. 320 KqtvAVe生产总周期为 T=283+2283+1560=1749s由 得一个周期滤液量为 vAV0 30m9.148.5vV所以生产能力为 h/21749.36303滤 液TQ9、有一直径为 1.75m，长 0.9m 的转筒真空过滤机过滤水悬浮液。操作条件下浸没度为 126o，转速为 1r/min，滤布阻力可以忽略，过滤常数 K 为 5.1510-6m2/s，求其生产能力。解：因为过滤面积 A=DL=3.141.750.9=4.95m 2浸没度 =126/360=0.35由式（2-45a ） h/m09.3 105.301695.406 6滤 液 KnQ10、某转筒真空过滤机每分钟转 2 转，每小时可得滤液 4 m3。若过滤介质阻力可以忽略，每小时获得 6 m3 滤液时转鼓转速应为多少？此时转鼓表面滤饼的厚度为原来的多少倍？操作中所用的真空度维持不变。解：已知 Q1=4m3/h ，n 1=2r/min ，Q 2=6m3/h ，V e=0由式（2-45a）两边平方，得122160)(KA22n/所以 21Qnr/min.42)6(26由式（2-35）得 1VALv2VALv而 v1=v2 又 A 不变，以 1 小时为计算基准， 则 Q1=V1 Q2=V2故 21VL1125.)46(LL
