内容发布更新时间 : 2024/12/23 21:03:21星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
10.5Q?AK??n?2?0.0245???0.0165360( m/s) = 59.4(m/h) (6分)
33
33、(16分):
某悬浮液在一板框过滤机中进行恒压过滤。过滤面积为4 m2,操作压差为1.5×105Pa,过滤常数K = 0.04 m2/s,一个操作循环中,辅助时间为1000s,滤饼不洗涤。假设滤饼不可压缩,过滤介质阻力可忽略。试求: (1)该机的最大生产能力。
(2)有一转筒真空过滤机,过滤面积为4 m2,转速为0.003转/秒,浸没度为0.3。若要求此转筒真空过滤机达到板框过滤机的最大生产能力,则此过滤机的真空度为多少? 解:(1)τ=τD时,生产能力最大。
V = KAτ= 0.04×4×1000 = 640 V = 25.298 (m)
2
2
2
3
Qmax?V25.298??0.01265???D?1000?1000?(m/s)= 45.54(m/h) (8分)
33
(2) Q?AK真?n?Qmax
222
K真1?Q?1?0.01265???max????0.01111 ( m/s) ??4?0.3?0.003?A??n?
K真K板??p真?p板K真K板
?p真??p板?1.5?105?0.01111?41662.5 (Pa) (真空度) (8分)
0.0434用板框过滤机过滤某悬浮液。一个操作周期内过滤20分钟后,共得滤液4m3。(滤饼不可压缩,介质阻力忽略不计,滤饼不洗涤)。若在一个操作周期内共用去辅助时间为30分钟。求: 该机的生产能力;
若操作压力加倍,其它条件不变(物性、过滤面积、过滤与辅助时间不变),该机的生产能力提高了多少? 现改用回转真空过滤机,其转速为1转/min,若生产能力与(1)相同,则其在一个周期内所得滤液量为多少? (1)生产能力:Q2
2
?V4?60??4.8(m/h)
???D20?303
2
2
(2) V = KAτ V′ = K′Aτ
2?p1?sK?r??C2 ∵ 滤饼不可压缩 ∴ s = 0
K??p??V??∴ ???2 ??VK?p??
V??2V?2?4.8?6.79(m/h)
3
生产能力提高
6.79?4.8?100%?41.4%
4.8(3) Q?VV? T1n
V?Q11?4.8??0.08m n603
29
35用一过滤面积为25m2的板框压滤机在1.5kgf/cm2的表压下,对某悬浮液进行恒压过滤,在该操作条件下的过滤常数K = 1.5×10-5m2/s,滤饼与滤液体积之比C = 0.12m3/m3,装卸时间需30min,滤饼不可压缩,过滤介质阻力可忽略不计。
(1)求过滤36min后所得的滤液量;
(2)若用滤液量的10%(体积百分比)的洗水,在相同压力下对滤饼进行横穿洗涤,洗水粘度近似与滤液粘度相等,求在一个最佳过滤周期内所获得的滤饼体积。 解:(1) V = KAτ
2
2
V?KA2??1.5?10?5?252?36?60?4.5(m) (5分)
3
(2) 最佳过滤周期时: τ+τW =τD
V2??KA2
VW?W1?dV?1KA2KA2??????4?d??E42V8V
?W8V?VW8V?0.1V0.8V2???22KAKAKA2V20.8V21.8V2KA22???D ??D V??D 2221.8KAKAKA1.5?10?5?252?30?60V??3.062( m)
1.83
V滤饼 = CV = 0.12×3.062 = 0.367(m) (10分)
36拟用一板框过滤机处理某一悬浮液,滤饼与滤液体积之比C = 0.04m3/m3。在1.5atm的操作压力下,过滤常数K = 2.73×10-5m2/s,过滤介质阻力可忽略不计,滤饼不可压缩。
(1)若要求过滤1h获取0.41 m3的滤饼,试求所需的过滤面积;
(2)若选用板框长×宽的规格为0.81×0.81 m2,试确定框数及框的厚度;
(3)若滤饼不需洗涤,拆装时间需45min,试求为使上述板框过滤机生产能力达到最大时,其操作压力应提高至多少? 解:(1) C3
?V滤饼V V?V滤饼C?0.41?10.25( m) 0.043
V = KAτ
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A?VK??10.252.73?10?5?3600?32.7(m) (4分)
(2) A = n×2×0.81×0.81
n?32.7?25
2?0.81?0.810.41?0.025(m) (5分)
25?0.81?0.812
2
V滤饼 = n×0.81×0.81×δ
??(3)若获得最大生产能力,必须满足: τ′=τD = 45min V = KAτ= K′Aτ′
2
2?pK??? ∵ K?r??CK?? ∴
?p??? ?p???p???p
?60?1.5??2(atm) (6分) ??4537有一板框过滤机,在一定压力下过滤某种悬浮液。当滤渣完全充满滤框时的滤液量为10 m3,过滤时间为1h。随后在
30
相同压力下,用10%滤液量的清水(物性可视为和滤液相同)洗涤,每次拆装需时间8min,且已知在这一操作中Ve = 1.5 m3。
(1)求该机的生产能力,以m3(滤液)/h表示。
(2)如果该机的每一个滤框厚度减半,长宽不变,而框数加倍,仍用同样的滤布,洗涤水量不变,但拆装时间增为15min。试问:在同样操作条件下进行上述过滤,则生产能力将变为多少m3(滤液)/h? (过滤基本方程:V2 +2VVe = KA2τ) 解:(1)由恒压过滤方程: V +2VVe = KAτ
2
2
KA?2V2?2VVe?102?2?10?1.5??130(m/h)
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1?dV?1KA2130?dV???1.413 ?????????d??W4?d??E42?V?Ve?8??10?1.5?
?W?VW?V0.1?10?dV???0.708(h) ?1.413?d??W?10?5.43(m/h) (7分)
1?0.708?8603
Q????W??D(2) 条件改变后:V′= V A′= 2A Ve′= 2Ve
KA′ = K(2A) = 4KA = 4×130 = 520(m/h)
2
2
2
3
1?dV??1KA?2520?dV????????5 ?????d??W4?d??E42?V??Ve??8??10?2?1.5???VW???W0.1?10?dV???0.2(h) ??5?d??W
V?2?2V?Ve?102?2?10??2?1.5??????0.308(h)
520KA?2Q?V?10??13.2(m/h) (8分)
????????W0.308?0.2?1560D3
38拟用一板框过滤机在3kgf/cm2的压差下过滤某悬浮液。已知过滤常数K = 7×10-5m2/s,qe = 0.015m3/m2,现要求
每一操作周期得到10 m3滤液,过滤时间为0.5h,设滤饼不可压缩,且滤饼与滤液体积比C = 0.03 m3/m3。 试问:(1)需要多大的过滤面积; (2)如操作压差提高至6 kgf/cm2,现有一台板框过滤机,每一个框的尺寸为635×635×25(长×宽×厚,单位为mm),若要求每个过滤周期得到的滤液量仍为10 m3,过滤时间不得超过0.5h,则至少需用多少个框才能满足要求? 解:(1)恒压过滤方程:q2 +2q qe = Kτ q2 +2×0.015q - 7×10-5×0.5×3600 = 0
q2 +0.03q – 0.126 = 0 q = 0.3403 m3/m2 A = V / q = 10 / 0.3403 = 29.39 m2
(2)新工况:K′= K(Δp′/Δp)= 7×10-5×6 / 3 = 1.4×10-4 一个周期得10 m3滤液,可得滤饼量为10×0.03 = 0.3 m3 每个框可装滤饼量为0.635×0.635×0.025 = 0.01008 m3 所需框数为0.3 / 0.01008 = 29.76个,取框数为30个 从过滤面积来看: q′2 +2q′qe = K′τ
q′2 +2×0.015q – 1.4×10-4×0.5×3600 = 0
q′2 +0.03q′– 0.252 = 0 q = 0.4872 m3/m2
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A = V / q = 10 / 0.4872 = 20.53 m2
每个框的过滤面积为:0.635×0.635 = 0.80645m2 所需框数:20.53 / 0.80645 = 25.5个
综合考虑应取30个框,总过滤面积为:A = 30×0.80645 = 24.2 m2 q = 10 / 24.2 = 0.4132 q2 +2q qe = K′τ′
τ′=(q2 +2q qe)/ K′=(0.41322 + 2×0.015×0.4132)/ 1.4×10-4 τ′= 1308.1s = 21.8min
40. (15分)某流化床燃烧炉直径为1m。操作中测得底部和顶部压强差为425mmH2O,距底0.3m处与底部的压强差为150mmH2O,通过床层的气体量为848m3/h,气体(操作条件下)的密度为1.165kg/ m3 ,粘度为2.084×10-6kg·s/m2 。颗粒密度为1250 kg/ m3 ,堆积密度为645 kg/ m3 ,试计算: (1)床层中颗粒物料的藏量及床层高度。 (2)操作状况下床层的空隙率和膨胀比。 气流带走的最大颗粒直径。 解:(1)固定床阶段: ?mf??堆积645??0.516 ?p1250?p?Lmf?1??mf????p???g
Lmf??p0.425?1000?9.81??1??mf????p???g?1?0.516???1250?1.165??0.702(m)
堆积
物料藏量 m = ρ·V = 645·A·Lmf = 645×(3.14/4)×1×0.702 = 355.4(kg)
2
流化床阶段: ?p?L?1??????p???g ?p??L??1??????p???g
L?p?p425?0.3??0.85(m) (5分) ? L?L???p?150L??p?(2) ??1??p0.425?1000?9.81?1??0.6
L???p???g0.85??1250?1.165??9.81L1??mf0.85R????1.2 (5分)
Lmf1??0.702(3) u?4V4?848/3600??0.3(m/s) ?D23.14?12 ut = u 设 Rep < 2
2??p???gdput?18? μ= 2.084×10×9.81 = 2.044×10 (N s/m)
-6-52
d2pmax18?ut18?2.044?10?5?0.3???9.01?10?9 d??p???g?1250?1.165??9.81?dput?pmax
= 95μm
校核雷诺数:Rep?96?10?6?0.3?1.165??1.64?2 成立 (5分)
2.044?10?532
41.(20分)某厂在单壳程单管程列管换热器中,用饱和水蒸气将空气从10℃加热到90℃,该换热器由38根ф25×2.5mm,