非均相例题

非均相分离习题
颗粒尺寸对沉降速度的影响
例题1 已测得某种石英砂在20℃常压空气中沉降时，两种直径颗粒的沉降速度，分
别为：（1）直径为40㎛的颗粒的沉降速度为0.08m/s；（2）直径为1mm的颗粒的沉
降速度为10m/s。

试推算：（1）直径为20㎛的该材质颗粒的沉降区域，（2）直径为
2mm的该材质颗粒的沉降速度。

（20℃常压空气的密度ρ=1.2kg/m3,粘度μ＝
1.81x10-5Pa﹒s）
流体温度对沉降速度的影响
例题2 某微小球形颗粒沉降时处于斯托克斯区，试计算：
1、颗粒在20℃与200℃的常压空气中的沉降速度之比为多少？（已知20℃常压
空气的粘度μ＝1.81x10-5Pa﹒s，200℃空气的粘度μ＝2.6x10-5Pa﹒s）
2、颗粒在20℃与50℃的水中沉降速度之比为多少？（已知20℃水的粘度μ＝
11x10-3Pa﹒s，50℃水的粘度μ＝0.55x10-3Pa﹒s）
降尘室所需面积的计算
例题3 含尘常压空气20℃、流量2500m3/h,拟在降尘室净化，灰尘密度ρp=1800kg/m3，要求净化后的空气不含有直径大于10㎛的尘粒，求所需沉降面积，若降尘室底面的宽为2m，长为5m，室内需要设多少块隔板？（20℃常压空气的密度ρ=1.2kg/m3,粘度μ＝1.81x10-5Pa﹒s）。

气体温度对降尘室生产能力的影响
例题4 流量1.1kg/s,温度为20℃，压力为101.3kPa的含尘空气在进入反应器前需除尘净化，并需预热至400℃，灰尘密度ρp=1800kg/m3，降尘室面积130 m2。

1、试比较先除尘后预热和先预热后除尘两种流程所能除去的最小尘粒直径；
2、若要求先预热后除尘所除去的最小尘粒直径与先除尘后预热的一样，生产能力要如何调整？
（20℃常压空气的密度ρ=1.2kg/m3,粘度μ＝1.81x10-5Pa﹒s,400℃空气的粘度μ＝
3.31x10-5Pa﹒s）。

过滤面积的计算
例题5 拟用一板框压滤机在3kgf/cm2压力下过滤某悬浮液，过滤常数K为7×
10-5m2/s，qe＝0.015m3/m2，现要求每一操作周期得到10m3，过滤时间为0.5h，滤
饼不可压缩，且滤饼与滤液体积比V'c=0.03m3/m3。

求：(1)需要多大过滤面积；
(2)如果操作压力提高至6kgf/cm2，现有一台板框压滤机，每个框的尺寸为635mm×635mm×25mm，要求每个过滤周期得到的滤液量仍为10m3，过滤时间不超过0.5h，至少需要多少个滤框才能满足要求。

过滤时间或过滤液量的计算
例题6 过滤一种固体颗粒体积分数为0.1的悬浮液。

滤饼含水的体积分数0.5，滤饼不可压缩。

经实验测定滤饼比阻为1.3×1011m-2，水的黏度为1.0×10-3Pa·s。

在压差恒为9.81×104Pa的条件下过滤。

假设滤布阻力可以忽略，试求：
1、1m2过滤面积上获得1.5m3滤液所需的过滤时间；
2、如将此过滤时间延长一倍，可再得滤液多少？
生产能力的计算
例题7 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
=0.01m3/m2、v=0.1m3/m3滤液。

滤饼不要求洗涤，其他下的有关参数为：K=6×10-5m2/s、q
e
辅助时间为20min，要求过滤机的生产能力为9m3/h，试计算：至少需要多少个滤框？过滤面积和过滤时间对滤液量的影响
例题8 某板框压滤机的过滤面积为0.4m2，在恒压下过滤某悬浮液，4h后得滤液80m3，过滤介质阻力可略去不计。

试求：
1、若其他情况不变，但过滤面积加倍，可得多少滤液？
2、若其他情况不变，但操作时间缩短为2h，可得多少滤液？
3、若在原表压下过滤4h后，再用5m3水洗涤滤饼，需多长洗涤时间？设滤液与水性质相近。

操作压差与温度对过滤操作的影响
例题9 用叶滤机在压差为49.05kPa下恒压过滤某水悬浮液，悬浮液温度10℃，过滤1h 得滤液量10m3，介质阻力可忽略不计，试求：
1、将悬浮液预热至40℃，其他条件不变，过滤1h可得滤液多少？
2、增大操作压差，其他条件不变，为使所得滤液加倍，操作压差应为多少？（分别对压
缩指数s=0和s=0.5两种情况进行计算）。

（10℃水的粘度μ＝1.3x10-3Pa﹒s，40℃水的粘度μ＝0.65x10-3Pa﹒s，）。