化工原理03非均相混合物分离及固体流态化-题解练习题VIP免费

第三章非均相混合物分离及固体流态化1．颗粒在流体中做自由沉降，试计算（1）密度为2650kg/m3，直径为0.04mm的球形石英颗粒在20℃空气中自由沉降，沉降速度是多少？（2）密度为2650kg/m3，球形度0.6的非球形颗粒在20℃清水中的沉降速度为0.1m/s，颗粒的等体积当量直径是多少？（3）密度为7900kg/m3，直径为6.35mm的钢球在密度为1600kg/m3的液体中沉降150mm所需的时间为7.32s，液体的黏度是多少？解：（1）假设为滞流沉降，则：2utd(s)18查附录20℃空气1.205kg/m3，1.81105Pas，所以，d2sg0.0410326501.2059.81utms0.1276ms518181.81102核算流型：dut1.2050.12760.04103Re0.34151.8110所以，原假设正确，沉降速度为0.1276m/s。（2）采用摩擦数群法Re14sg32ut3541.811026501.2059.81431.92331.2050.11依0.6，Re431.9，查出：Retutde0.3，所以：0.31.81105de4.506105m45μm1.2050.1（3）假设为滞流沉降，得：2d(s)g18ut其中uth0.157.32ms0.02049ms将已知数据代入上式得：0.006352790016009.81Pas6.757Pas180.02049核算流型Redut0.006350.0204916000.0308116.7572．用降尘室除去气体中的固体杂质，降尘室长5m，宽5m，高4.2m，固体杂质为球形颗粒，密度为3000kg/m3。气体的处理量为3000（标准）m3/h。试求理论上能完全除去的最小颗粒直径。（1）若操作在20℃下进行，操作条件下的气体密度为1.06kg/m3，黏度为1.8×10-5Pa•s。（2）若操作在420℃下进行，操作条件下的气体密度为0.5kg/m3，黏度为3.3×10-5Pa•s。解：（1）在降尘室内能够完全沉降下来的最小颗粒的沉降速度为：utqv,sbl300027320273ms0.03577ms360055设沉降在斯托克斯区，则：2ut0.03577d(s)g18518u181.8100.03577td1.985105m19.85μm(s)g(30001.06)9.81核算流型：1.9851050.035771.06Ret0.0418151.810原设滞流区正确，能够完全除去的最小颗粒直径为1.985×10-5m。（2）计算过程与（1）相同。完全能够沉降下来的最小颗粒的沉降速度为：dututqv,sbl3000273420273ms0.0846ms360055设沉降在斯托克斯区，则：d18ut183.31050.08464.132105m41.32μm(s)g(30000.5)9.81核算流型：4.1321050.08460.5Ret0.0529153.310原设滞流区正确，能够完全除去的最小颗粒直径为4.132×10-5m。3．对2题中的降尘室与含尘气体，在427℃下操作，若需除去的最小颗粒粒径为10μm，dut试确定降尘室内隔板的间距及层数。解：取隔板间距为h，令Lhuut则hLut（1）u3000273427qv,s3600273ms0.1017msubH54.210μm尘粒的沉降速度d2sg1010630000.59.81ms4.954103msut518183.31102由（1）式计算h∴h54.954103m0.244m0.1017H4.2层数n17.2取18层h0.244H4.2hm0.233m1818核算颗粒沉降雷诺数：101064.9541040.5Ret7.5104153.310核算流体流型：dut2bh250.233)u0.10170.5deubh5.233Re68621003.3105(4．在双锥分级器内用水对方铅矿与石英两种粒子的混合物进行分离。操作温度下水的密度＝996.9kg/m3，黏度＝0.8973×10-3Pa•s。固体颗粒为棱长0.08～0.7mm的正方体。已知：方铅矿密度s1＝7500kg/m3，石英矿密度s2＝2650kg/m3。假设粒子在上升水流中作自由沉降，试求（1）欲得纯方铅矿粒，水的上升流速至少应为多少？（2）所得纯方铅矿粒的尺寸范围。解：（1）水的上升流速为了得到纯方铅矿粒，应使全部石英粒子被溢流带出，因此，水的上升流速应等于或略大于最大石英粒子的自由沉降速度。对于正方体颗粒，应先算出其当量直径和球形度。设l代表棱长，Vp代表一个颗粒的体积。颗粒的当量直径为de34...