非均相物系分离习题解答VIP专享VIP免费

第二章非均相物系分离1、试计算直径为30μm的球形石英颗粒（其密度为2650kg/m3），在20℃水中和20℃常压空气中的自由沉降速度。解：已知d=30μm、ρs=2650kg/m3（1）20℃水μ=1.01×10-3Pa·sρ=998kg/m3设沉降在滞流区，根据式（2-15）d2(s)g(30106)2(2650998)9.81ut8.02104m/s318181.0110校核流型Retdut301068.02104998242.3810(10~2)31.0110假设成立，ut=8.02×10-4m/s为所求（2）20℃常压空气μ=1.81×10-5Pa·sρ=1.21kg/m3设沉降在滞流区d2(s)g(30106)2(26501.21)9.81ut7.18102m/s518181.8110校核流型：Retdut301067.181021.2140.144(10~2)51.8110假设成立，ut=7.18×10-2m/s为所求。2、密度为2150kg/m3的烟灰球形颗粒在20℃空气中在层流沉降的最大颗粒直径是多少？解：已知ρs=2150kg/m3查20℃空气μ=1.81×10-5Pa.sρ=1.21kg/m3当Retdut2时是颗粒在空气中滞流沉降的最大粒径，根据式（2-15）并整理d3(s)gdut2所以2181d336236(1.81105)237.73105m77.3μm(s)g(21501.21)9.811.213、直径为10μm的石英颗粒随20℃的水作旋转运动，在旋转半径R＝0.05m处的切向速度为12m/s，，求该处的离心沉降速度和离心分离因数。解：已知d=10μm、R=0.05m、ui=12m/s设沉降在滞流区，根据式（2-15）g改为ui/R即d2(s)ui21010(2650998)122ur0.0262m/s2.62cm/s318R0.05181.0110校核流型Retdur1050.026299840.259(10~2)31.0110ur=0.0262m/s为所求。ui2122所以Kc294Rg0.059.814、某工厂用一降尘室处理含尘气体，假设尘粒作滞流沉降。下列情况下，降尘室的最大生产能力如何变化？（1）要完全分离的最小粒径由60μm降至30μm；（2）空气温度由10℃升至200℃；（3）增加水平隔板数目，使沉降面积由10m2增至30m2。dc2(s)g解：根据utc及VS=blutc18'Vs'utcdc'2301（1）()()2Vsutcdc604（2）查10℃空气μ=1.76×10-5Pa·s200℃空气μ=2.60×10-5Pa·s‘'Vs'utc1.76105'0.6775Vsutc2.6010Vs'(bl)'30（3）3.0Vs(bl)1025、已知含尘气体中尘粒的密度为2300kg/m3。气体流量为1000m3/h、黏度为3.6×105Pa.s、密－度为0.674kg/m3，若用如图2-6所示的标准旋风分离器进行除尘，分离器圆筒直径为400mm，试估算其临界粒径及气体压强降。解：已知ρs=2300kg/m3、Vh=1000m3/h、μ=3.6×10-5Pa.s、ρ=0.674kg/m3、D=400mm=0.4m，根据标准旋风分离器h=D/2、B=D/4故该分离器进口截面积A=hB=D2/8所以uiVs1000813.89m/sA36000.42根据式（2-26）取标准旋风分离器N=5则dc9BπNsui93.61050.4/40.8105m8μm3.145230013.89根据式（2-30）取ξ=8.00.67413.892pf8.0520Pa22ui6、有一过滤面积为0.093m2的小型板框压滤机，恒压过滤含有碳酸钙颗粒的水悬浮液。过滤时间为50秒时，共得到2.27×10-3m3的滤液；过滤时间为100秒时。共得到3.35×10-3m3的滤液。试求当过滤时间为200秒时，可得到多少滤液？解：已知A=0.093m2、t1=50s、V1=2.27×10-3m3、t2=100s、V2=3.35×10-3m3、t3=200sV12.2710324.41103由于q1A0.093V23.3510336.02103q2A0.093根据式（2-38a）q122qeq1Kt1q2qeq2Kt222(24.41103)2224.41103qe50K(36.0210)236.0210qe100K323联立解之：qe=4.14×10-3K=1.596×10-532因此q324.14103q32001.596105q3=0.0525所以V3=q3A=0.0525×0.093=4.88×10-3m37、某生产过程每年须生产滤液3800m3，年工作时间5000h，采用间歇式过滤机，在恒压下每一操作周期为2.5h，其中过滤时间为1.5h，将悬浮液在同样操作条件下测得过滤常数为K=4×10-6m2/s；qe=2.5×10-2m3/m2。滤饼不洗涤，试求：（1）所需过滤面积，（2）今有过滤面积8m2的过滤机，需要几台？解：已知生产能力为3800m3...