管国峰版化工原理课后习题答案第四章
15页1、第三章 习题1) 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 和形状系数 的计算式。2) 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 、若以1atm,25的空气以0.25 空速通过床层,试估算气体压降。解 圆柱体: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0.2 ,床层压降14.28mmH2O0.6 93.94mmH2O试估计25、绝对压强1.35atm的氯气以空塔气速0.40 通过此床层的压降。(含微量水份氯气的物性按纯氯气计)氯气 , 解常压下,欧根公式可化简为3) 3) 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:0.50.7mm,12%;0.71.0mm,25.0%;1.01.3,45%;1.31.6mm,10.0%;1.62.0mm,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
2、固体颗粒的总量为92.8g。以20清水以0.040 空速通过床层,测得压降为677mmH2O,试估算颗粒的形状系数 值。 4) 4)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0.200.200.025m。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 。解 为便于直接使用题给数据:改用组别XiYi10.701.7143.2651.44221.381.9571.2700.62532.252.3240.0660i0.048342.692.6950.03350.033553.642.
3、9861.2840.53764.383.3973.5081.65815.0415.0739.4274.3447)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1/10,洗涤压差及洗涤水温均与过滤时的相同,问:洗涤时间是多少?解 已知:8)某悬浮液用叶滤机过滤,已知洗涤液量是滤液量的0.1倍(体积比),一只滤叶侧面积为0.4m2,经过小试测得过滤常数=8.2310-5m2/s ,不计滤布阻力,所得滤液与滤饼体积之比为12.85 m3滤液/m3滤饼,按最大生产率原则生产,整理、装拆时间为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
4、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:每一循环中每m2过滤面积所得滤液量?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?解: q230q = 300 qe=15 m3/m2 K=300 m2/min恒速过程 q12qeq1=(K/2)1 q1=20.9 m3/m2恒压过程 (q2q12)2qe(qq1)=K(1) q=60.7 m3/m2m3/(m2min) min10)用某板框压滤机恒压过滤,滤框尺寸为81081025mm。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:每批过滤时间?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?若整理、装卸时间为25分钟,求每只滤框的生产率? 解每批过滤时间: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,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?设其它情况不变,将过滤时间缩短一半,可得多少滤液?若在原表压下进行过滤1.6小时后,用3m3
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