例3一1:已测得密度为?,=1630s/m的塑料珠在20℃的CC,液体中的沉降 速度为1.70×103ms,20℃时CC%,的密度p=1590g/m,粘度 4=1.03×103Pa.s,求此塑料珠的直径。 gd,2(p,-p) 解:设小珠沉降在斯托克斯定律区,按式 18可得 184, d,= 18×1.03×10-3×1.70×10372 =2.83×104m 9.81×(1630-1590) 校验Re, Re,=242.283×104×170×103×1520-0.744 1.03×103 Re,<2,计算有效,小珠直径约为0.283mm 例3-2:质量流量为250g、温度为20℃的常压含尘空气在进入反应器之前 必须除尘并预热至150℃,所含尘粒密度为1800g/m,现有一台总面积为130 州的多层降尘器,试求在下列两种情况时此降尘器可全部除去的最小颗粒直径: (1)先除尘后预热: (2)先预热后除尘。 29 273 p=224273+20 =1.20kg/m2 解:(1)据题意 4=1.81×10-55/m2 =250-208m6 1.20 可全部除去的最小颗粒的沉降速度为 4-7-a016me 假定颗粒沉降处于斯托克斯定律区,则
例 3—1:已测得密度为 的塑料珠在 20℃的 液体中的沉降 速度为 , 20 ℃ 时 的密度 ,粘度 ,求此塑料珠的直径。 解:设小珠沉降在斯托克斯定律区,按式 可得 校验 , ,计算有效,小珠直径约为 例 3—2:质量流量为 、温度为 20℃的常压含尘空气在进入反应器之前 必须除尘并预热至 150℃,所含尘粒密度为 。现有一台总面积为 130 的多层降尘器,试求在下列两种情况时此降尘器可全部除去的最小颗粒直径: (1) 先除尘后预热; (2) 先预热后除尘。 解:(1) 据题意 可全部除去的最小颗粒的沉降速度为 假定颗粒沉降处于斯托克斯定律区,则
184, 18x181x10×0.016-1.72×10-5m=17.2m Vp,-p)gV1800-1.20×9.81 R,=4=120x172×10x0.016-0018<2 1.81×103 以上计算有效。 29 273 (2)据题意 p=224'273+150=0,836kg/m 4=2.41×10-52/m2 r器-2的时 假定颗粒沉降仍处于斯托克斯定律区,则 d in 18x241x10×0023=238×10-5m=23.8m 11800-0.836×9.81 Re,=0836×238x10x0023=0019<2 2.41×10-3 以上计算有效。 由计算可知,先除尘后预热的顺序较好,可以全部除去的最小颗粒直径较小。 例33:在小型过滤机中过滤某种固体 水悬浮液,每过滤1升悬浮液可得 滤液0.945升。取100克湿滤饼经干燥称重得知其中含水57.5克,固体颗粒的密 度为1560g/m,操作在20C及压差为050×10m'进行。试求:(1)每 m滤液所形成的滤饼体积:(2)悬浮液中单位体积清水带有的固体质量 kg/m 解:(1)每m滤液所形成的滤饼体积为: .110045x10 0.945×10 =0582m 州〔油被)
以上计算有效。 (2) 据题意 假定颗粒沉降仍处于斯托克斯定律区,则 以上计算有效。 由计算可知,先除尘后预热的顺序较好,可以全部除去的最小颗粒直径较小。 例 3—3:在小型过滤机中过滤某种固体——水悬浮液,每过滤 1 升悬浮液可得 滤液 0.945 升。取 100 克湿滤饼经干燥称重得知其中含水 57.5 克,固体颗粒的密 度为 ,操作在 20℃及压差为 进行。试求:(1)每 滤液所形成的滤饼体积;(2)悬浮液中单位体积清水带有的固体质量 。 解:(1)每 滤液所形成的滤饼体积为:
(2)20℃下水的密度为1000g/m,湿滤饼中水的体积分数为 57.51000 37.5100+0-57.15600679 LA= 由 -p,-的可得 0 =00582x-0679)x1560 1+V 1+0679x0.0582=28.0kgm 例3-4:CaC0粉末与水的悬浮液在恒定压差4p=1.12×10N/m2及25℃下 进行过滤,记取过滤时间与单位面积滤液量9的数据如附表第1、2列。己知悬 浮液中单位清夜所带的固体量可=235gm3,求过滤常数K及9:。 r-1 用附表第1、2列数据计算9,并列于附表第3列。 1 29: 将9与9值标绘于坐标系中得一直线,读取直线的斜率(K)和截距(K)。 此项工作一般可用最小两乘法回归统计完成,求得结果如下: =2770s/w 1 K=3.61×105m2s +++++++++++++++++++++ 单位面积滤液量 过滤时间 q(m3/m2) (s) t/q(sm2/m3) 0.01 17.5 1750 0.02 40.1 2005 0.03 69.2 2307 0.04 103.7 2592 0.05 144.2 2884
(2)20℃下水的密度为 ,湿滤饼中水的体积分数为 由 可得 例 3—4: 粉末与水的悬浮液在恒定压差 及 25℃下 进行过滤,记取过滤时间与单位面积滤液量 的数据如附表第 1、2 列。已知悬 浮液中单位清夜所带的固体量 ,求过滤常数 及 。 解:按式 用附表第 1、2 列数据计算 ,并列于附表第 3 列。 将 与 值标绘于坐标系中得一直线,读取直线的斜率( )和截距( )。 此项工作一般可用最小两乘法回归统计完成,求得结果如下: +++++++++++++++++++++ 单位面积滤液量 q(m3/m2) 过滤时间 τ(s) τ/q(sm2/m3) 0.01 17.5 1750 0.02 40.1 2005 0.03 69.2 2307 0.04 103.7 2592 0.05 144.2 2884
0.06 186.33105 24=1470sm ,=170*答=1470x360g10-025m/m 2 例3一5:现有一台具有10m2过滤面积的过滤机,用来过滤某固体粉末的水悬浮 液。已知悬浮液的含固量9=20gm,温度为20℃,己通过小型试验测得滤 饼的比阻系数%=1.1×10”,压缩指数S=0.3,介质阻力的当量滤液量9:≈0 为防止过滤介质堵塞,先进行10分钟的恒速过滤,尔后再进行30分钟的恒压过 滤,要求得到总滤液量为8m,问操作压差应为多少?恒速阶段所得滤液量为 多少? 解:据题意 Ag。=0 H=1×10325/m 71=60×10=6005 x=60×40=2400s V=8m3 42 4203 n011x10x103x20455×10*4 由7+5g,=p 得7-9A5,=455×10*×102×604p4: r。u中 =2.73×1034g0 (a) 史2-州+2,-0=2e g4-5)
0.06 186.3 3105 例 3—5:现有一台具有 过滤面积的过滤机,用来过滤某固体粉末的水悬浮 液。已知悬浮液的含固量 ,温度为 20℃,已通过小型试验测得滤 饼的比阻系数 ,压缩指数 ,介质阻力的当量滤液量 。 为防止过滤介质堵塞,先进行 10 分钟的恒速过滤,尔后再进行 30 分钟的恒压过 滤,要求得到总滤液量为 ,问操作压差应为多少?恒速阶段所得滤液量为 多少? 解:据题意 由 得 (a) 由 式
54-=2x45x10x102×1800p 得”-?=29 82-2=1.638×102△27 (b) 由(a)、(b)两式 82-21.638×103 2.73×10 片=3.02m3 由式(a) p07 3.022 2.73×103 p=1.085×103N/m2=1.106a 例3一6:拟用一台板框压滤机过滤例3一4所述的CaCO悬浮液。滤框的容渣 体积为450×450×25mm,有40个滤框。过滤介质及操作温度均与例3一4相同, 但在恒定压差4p=3×102m”下进行过滤。待滤框充满后在同样压差下用清水 洗涤滤饼,洗涤水量为滤液体积的10。已知每m2滤液可形成0.025m的滤饼, 试求:(1)过滤时间t;(2)洗涤时间:(3)压滤机的生产能力(设辅 助时间为60分钟)。 解:此例属操作型问题。由例3一2可知 9,=0.0268m2/m2;=235kg/m2:4=0.8937x103Gm2 滤饼比阻 r=1.21x1010△p0274=1.21×100×3×10502=3,83x10l1m/kg =24 2×3×103 0383x10×08937×10×235745×103m216 (1)计算滤框中充满滤饼所经历的过滤时间t 框内滤饼总体积40×0.452×0.025=0.203m2
得 (b) 由(a)、(b)两式 由式(a) 例 3—6:拟用一台板框压滤机过滤例 3—4 所述的 悬浮液。滤框的容渣 体积为 ,有 40 个滤框。过滤介质及操作温度均与例 3—4 相同, 但在恒定压差 下进行过滤。待滤框充满后在同样压差下用清水 洗涤滤饼,洗涤水量为滤液体积的 。已知每 滤液可形成 的滤饼, 试求:(1)过滤时间 ;(2)洗涤时间 ;(3)压滤机的生产能力(设辅 助时间为 60 分钟)。 解:此例属操作型问题。由例 3—2 可知 ; ; 滤饼比阻 (1) 计算滤框中充满滤饼所经历的过滤时间 框内滤饼总体积