化工原理复习题(上册)

内容发布更新时间 : 2024/12/23 3:52:38星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

设备因素:体现为壁效应。

7.多层沉降室和旋风分离器组设计的依据是什么?

答:(1)多层沉降室设计的依据是沉降室生产能力的表达式,即VS=blut

根据此式,VS与设备高度无关,而只是底面积bl和ut的函数。对指定的颗粒,在设备总高度不变条件下,设备n层水平隔板,即使底面积增加nbl倍,从而使生产能力达到原来的(n+1)倍。如果生产能力保持不变,多层降尘室可使更小的颗粒得以分离,提高除尘效率。 (2)旋风分离组设计的依据是临界粒径定义式,即

当颗粒尺寸及介质被指定之后,B的减小可使dc降低,即分离效果提高。B和旋风分离器的直径成一定比例。在要求生产能力比较大时,采用若干个小旋风分离器,在保证生产能力前提下,提高了除尘效果。

8.若分别采用下列各项措施,试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。已知滤布阻力可以忽略,滤饼不可压缩。转筒尺寸按比例增大50%。 答:根据题给条件,转筒真空过滤机生产能力的表达式为

而A=πDL

转筒尺寸按比例增大50%。新设备的过滤面积为

A’=(1.5)2A=2.25A

即生产能力为原来的2.25倍,净增125%,需要换设备。

9.若分别采用下列各项措施,试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。已知滤布阻力可以忽略,转筒浸没度增大50%。

答:根据题给条件,转筒真空过滤机生产能力的表达式为

而A=πDL

转筒浸没度增大50%

即生产能力净增22.5%。增大浸没度不利于洗涤。

10.若分别采用下列各项措施,试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。已知滤布阻力可以忽略,操作真空度增大50%。

答:根据题给条件,转筒真空过滤机生产能力的表达式为

而A=πDL

操作真空度增大50%

增大真空度使 为原来的1.5倍,则效果同加大浸没度50%,即生产能力提高了22.5%。

加大真空度受操作温度及原来真空度大小的制约。

11.若分别采用下列各项措施,试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。已知滤布阻力可以忽略,转速增大50%。

滤浆中固体的体积分率由10%提高至15%。Xv的加大使v加大,两种工况下的v分别为

(a)

即生产能力(以滤液体积计)下降25.47%

12.若分别采用下列各项措施,试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。已知滤布阻力可以忽略,滤浆中固相体积分率由10%增稠至15%,已知滤饼中固相体积分率为60%。 根据题给条件,转筒真空过滤机生产能力的表达式为

而A=πDL

升温,使滤液粘度减小50%。

再分析上述各种措施的可行性。升温,使粘度下降50%。 答:根据题给条件,转筒真空过滤机生产能力的表达式为

而A=πDL 由式a可知

即可使生产能力提高41.4%。但温度提高,将使真空度难以保持。工业生产中,欲提高生产能力,往往是几个方法的组合。

13.何谓流化质量?提高流化质量的措施有哪些?

答:流化质量是指流化床均匀的程度,即气体分布和气固接触的均匀程度。提高流化质量的着眼点在于抑制聚式流化床内在不稳定性,即抑制床层中空穴所引发的沟流、节涌现象。

(1)分布板应有足够的流动阻力。一般其值 ,绝对值不低于3.5kPa。

(2)设置床层的内部构件。包括挡网、挡板、垂直管束等。为减小床层的轴向温度差,挡板直径应略小于设备直径,使固体颗粒能够进行循环流动。

(3)采用小粒径、宽分布的颗粒,细粉能起到“润滑”作用,可提高流化质量。 (4)细颗粒高气速流化床提供气固两相较大的接触面积,改善两相接触的均匀性,同时高气速可减小设备尺寸。

五、计算题:

3-1 某烧碱厂拟采用重力沉降净化粗盐水,粗盐水密度为1200kgm3黏度为2.3mPa?s,其中固体颗粒可视为球形,密度取2640kgm3。求直径为0.1mm颗粒的沉降速度。

解:在沉降区域未知的情况下,先假设沉降处于层流区,应用斯托克斯公式: ut?2??p???gdp18?9.81?10?4??2640?1200??3m ??3.41?10?3s18?2.3?10dput?10?4?3.41?10?3?1200??0.178?2 ?32.3?10??2校核流型 Ret??层流区假设成立,ut?3.41mms即为所求。

3-2 某烧碱厂拟采用重力沉降净化粗盐水,粗盐水密度为1200kgm3黏度为

2.3mPa?s,其中固体颗粒可视为球形,密度取2640kgm3。沉降速度为0.02ms的颗

粒直径。

解:假设沉降在层流区,ut?2??p???gdp18?。

dp?18?ut18?2.3?10?3?0.02??2.42?10?4m

g??p???9.81??2640?1200? 校核流型 Ret?dput??2.42?10?4?0.02?1200??2.53?2

2.3?10?3 原假设不成立。设沉降为过渡区。

??ut?1.4?0.4?0.6?dp???????0.153g????p?????校核流型 Ret?11.6??0.02?1.412000.4?2.3?10?30.6????????0.1539.81?2640?1200??????2.59?10?4?0.02?1200??2.70

2.3?10?3??11.6?2.59?10?4mdput??过渡区假设成立,dp?0.259mm即为所求。

3-3 长3m、宽2.4m、高2m的降尘室与锅炉烟气排出口相接。操作条件下,锅炉烟气

33量为2.5ms,气体密度为0.720kgm,黏度为2.6?10Pa?s,飞灰可看作球型颗粒,

3?5密度为2200kgm。求临界直径。

解: utc?Vmax2.5??0.347ms BL2.4?3 假设沉降处于层流区, dpc?18?utc18?2.6?10?5?0.347??8.68?10?5m

g??p???9.81??2200?0.720? 校核流型 Ret?dpcutc??8.68?10?5?0.347?0.720??0.834?2

2.6?10?5 故dpc?86.8?m即为所求。

3-4 长3m、宽2.4m、高2m的降尘室与锅炉烟气排出口相接。操作条件下,锅炉烟气量为2.5m3s,气体密度为0.720kgm3,黏度为2.6?10Pa?s,飞灰可看作球型颗粒,密度为2200kgm3。要求75?m以上飞灰完全被分离下来,锅炉的烟气量不得超过多少。

解:已知75?m,由上题知沉降必在层流区。

2??p???gdpc?5 utc?18?9.81?7.5?10?5??2200?0.720???0.259ms ?518?2.6?10??2 Vmax?BLutc?2.4?3?0.259?1.87m3s 校核气流速度: u?Vmax1.87??0.39ms?1.5ms BH2.4?233-5 过滤固相浓度c?1%的碳酸钙悬浮液,颗粒的真实密度?p?2710kgm,清3液密度??1000kgm,滤饼含液量??0.46,求滤饼与滤液的体积比?。

解: 设滤饼的表现密度为?c,kgm,且颗粒与液体均不可压缩,则根据总体积为分体积之和的关系,可得:

311????? ?c?p?所以:?c?1?3?1?0.460.46?3???1517kgm

?27101000?每获得1m滤液,应处理的悬浮液体积为?1???,其中固体颗粒的质量为:?1???c?p 每获得1m滤液得到的滤饼质量为???c?,其中固体颗粒的质量为:??c?1???

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