内容发布更新时间 : 2024/12/28 12:02:16星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
解：
12.在3×10Pa的压强差下对钛白粉在水中的悬浮液进行实验，测的过滤常数K=5×10m/s，q=0.01m/m，又测得饼体积之比v=0.08。现拟用有38个框的BMY50/810-25型板框压滤机处理此料浆，过滤推动力及所用滤布也与实验用的相同。试求：（1）过滤至框内全部充满滤渣所需的时间；（2）过滤完毕以相当与滤液量1/10的清水进行洗涤，求洗涤时间；（3）若每次卸渣重装等全部辅助操作共需15min，求每台过滤机的生产能力（以每小时平均可得多少m滤饼计）。
解：（1）框内全部充满滤渣
滤饼表面积A =（0.81）×2×38 = 49.86 m 滤框容积 V总 =（0.81）×0.025×38 = 0.6233 m
总共得到滤液体积
V = V总/ν= 0.6233/0.08 = 7.79 m 则过滤终了时的单位面积滤液量为 q = V/A = 7.79/49.86 = 0.156
虚拟过滤时间
θe = qe/ K = （0.01）/ 5×10 = 2 s
由（q + qe） = K（θ+θe）得所需的过滤时间为 θ = （q + qe） / K - θe
= （0.156 + 0.01）/ 5×10 - 2 = 551 s
⑵ 洗涤时间
Ve = qe×A = 0.01×49.86 = 0.4986 由 （dv/ dθ）Ww= KA/8（θ+θe）得
洗涤速率 = 5×10×（49.86）/ 8×（7.79 + 0.4986）
= 187.46×10
清水体积 ：7.79/10 = 0.779
洗涤时间 ：0.779/187.46×10 = 416s 生产总时间T = 551 + 416 + 15×60 = 1867 s
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生产能力 Q = 3600 V总 / T = 3600×0.6233/ 1867 = 1.202 m/h
13.某悬浮液中固相质量分率为9.3%，固相密度为3000kg/m，液相为水。在一小型压滤机中测得此悬浮液的物料特性常数k=1.1×10m（s?atm），滤饼的空隙率为40%。现采用一台GP5-1.75型转筒真空过滤机进行生产（此过滤机的转鼓直径为1.75m，长度为0.98m，过滤面积为5m，浸没角度为120o），转速为0.5r/min，操作真空度为80.0kPa。已知滤饼不可压缩，过滤介质可以忽略。试求此过滤机的生产能力及滤饼厚度。 解：形成的1m 的滤饼中含液相： 0.4 m 固相： 0.6 m
设产生1m 的滤饼可以得到m0 ，Kg（V0 ，m）的滤液，则 0.093 = 0.6×3000/（0.6×3000 + 0.4×10 + m0 ） ∴ m0 = 17154.84 Kg 滤液的密度按水的密度考虑
V0 = 17.155 m
由K = 2k△P得过滤常数
K = 2×1.1×10×80.1/101.5 = 17.36×10
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过滤机每转一周的过滤时间
θ= 60ψ/n = 60×120/0.5×360 = 40 s ∵介质阻力忽略 ∴Ve = 0 ，θe = 0 ∴转筒每转一周所的滤液体积
V液 = （KAθ） = （17.36×5×40）= 0.4167 m 生产能力 Q = nV = 0.5×60×0.4167 = 12.51 m/ h 每转一周所得的滤饼的体积
V饼 = 0.4167/17.155 = 0.02429 m
滤饼的厚度
δ= V饼 /A = 0.02429/5 = 0.00486 m = 4.86 mm
14.用板框过滤机在恒压差下过滤某种悬浮液，滤框边长为0.65m，已测得操作条件下的有关参数为：K = 6×10m/s，qe = 0.01 m/m滤液。滤饼不要求洗涤，其它辅助时间为20min，
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要求过滤机的生产能力为9m3/h，试求：（1）至少需要几个滤框n？（2）框的厚度L。 解：设要得到V m的滤液需要的时间为θ，则 由（V + Ve） = KA（θ+θe） θ= （V + Ve）/ KA - θe = （V + qeA）/ KA - qe/K
板框过滤机的生产能力 = 3600V/（Q + QD）= 9 ∴Q + QD = 400V
即 （V + qeA）/ KA - qe/K + 20×60×9 = 400V
（V + 0.01A）/ 6×10A + 10800 = 400V ① 而总过滤面积 A = （0.65）×2×n = 0.845n ② 联立①② 可得
210V +（3.55n–3.6n）V + 10.8n = 0 ③ ∴△= （3.55n–3.6n） - 4×210×10.8n ≥ 0
n ≥ 27.44
取n = 28 即 需要28块板
将n = 28带入③式可得到滤液体积 V = 7.8 m ∴滤饼体积 7.8×0.1 = 0.78 m 设滤框的厚度为 L 则
（0.65）×L× 28 = 0.78
∴L = 0.066 m = 66 mm
15.已知苯酐生产的催化剂用量为37400kg，床径为3.34m，进入设备的气速为0.4m/s， 气体密度为1.19kg/m。采用侧缝锥帽型分布板，求分布板的开孔率。 解：
16.平均粒径为0.3mm的氯化钾球型颗粒在单层圆筒形流化床干燥器中进行流化干燥。固 体密度 =1980kg/m。取流化速度颗粒带出速度的78%，试求适宜的流化速度和流化数。 介质可按60℃的常压空气查取物性参数。
解：查有关物性手册 60℃，常压空气的密度ρ= 1.06 Kg/ m ，粘度 μ = 2.01×10
重力沉降的过滤常数
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K = d [ρ（ρs-ρ）g/2μ] = 7.71
∵ 2.62 < K = 7.71 < 69.1 ∴颗粒沉降在过度区，
21/3
∴利用ut = 0.154[d（ρs-ρ）g/（ρ ut = 1.6979 m/s
∴ u1 = 0.78 ut = 1.324 m/s 按最小颗粒计算临界硫化速度 umf = dp（ρs-ρ）g/1650μ = 0.05266 m/s
2
1.60.4
μ
0.6
）]
0.7143
计算沉降速度
硫化数： ut / umf = 1.6979/0.05266 = 32.3
第四章 传热
1. 平壁炉的炉壁由三种材料组成，其厚度导热系数列于本题附表中： 若耐火砖层内表面的温度t1为1150℃，钢板外表面温度t4为30℃，又测得通过炉臂的热损失为300W/m，试计算导热的热通量。若计算结果与实测的热损失不符，试分析原因和计算附加热阻。 序 号 材料 厚度，mm 导热系数，w/（m·℃） 1（内层） 耐火砖 200 1.07
2
2 绝缘砖 100 0.14 3 钢 6 45 解：提取表中所给出的数据
耐火砖 ：b1 = 0.2 m ，λ1= 1.07w/（m·℃） 绝缘层 ： b2 = 0.1 m ，λ2= 0.14 w/（m?℃） 钢 ： b3 = 0.006 m ，λ3= 45 w/（m?℃）
根据多层平壁热传导速率公式
Q = (t1-tn)/Σ(bi/Sλi) 和 q = Q/S 得 q = (t1-tn)/Σ(bi/λi) = 1242 w/m
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这与实际册得的热损失q = 300w/m 有一定的差距，因此有可能存在一部分附加 热阻，设此附加热阻为R
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q = (t1-tn)/[Σ(bi/Sλi) + R ] = 300
R = 2.83 m?℃/W
2.燃烧炉的内层为460mm厚的耐火砖，外层为230mm后的绝缘砖。若炉的内表面温度t1为1400℃，外表温度t3为100℃，试求导热的热通量几两砖间界面温度。设炉内唤接触良好，已知耐火砖的导热系数为λ1=0.9+0.0007t，绝缘砖的导热系数为λ2=0.3+0.0003t。两式中t 分别取为各层材料的平均温度，单位为℃，λ单位为W/（m?℃）。 解：令两砖之间的界面温度为t2 ，t1 = 1400 ，t3 = 100 耐火砖的导热系数λ1= 0.9 + 0.0007?（t1 + t2）/2 = 0.9 + 0.0007?（1400 + t2）/2 = 1.39 + 0.00035 t2 绝热转的导热系数λ2= 0.3 + 0.0003(t3 + t2)/2)
= 0.315 + 0.00015 t2
（t1 -t2）/(b1/λ1) = （t2 -t3）/(b2/λ2) ∴ 0.00065t2+ 1.5t2- 2009 = 0
解得界面温度t2 = 949℃
∴各层的导热系数λ1= 1.722 w/（m?℃） λ2= 0.457 w/（m?℃）
根据多层平壁热传导速率公式Q = (t1-tn)/Σ(bi/Sλi) 和q = Q/S 得导热的热通量 q = 1689 W/m
3.直径为Ф603m的钢管用30mm厚的软木包扎，其外又用100mm的保温灰包扎，以作为绝热层。现测的钢管外壁面温度为-110℃，绝缘采纳感外表温度10℃。已知软木和保温灰的导热系数分别为0.043和0.07 W/（m?℃）。试求每米长的冷量损失。 解：钢管的温度比绝热层低，此管为一传冷管
根据多层圆筒壁热传导速率公式Q = (t1-tn)/Σ(bi/Sλi)
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