过滤沉降例题

再根据恒压过滤方程得：
V 2VVe KA
2 2
q 2qqe K
2
K=4.2410-5m2/s qe=0.0201m3/m2
q 2 2qqe K 0.1562 2 0.156 0.0201 4.24105 721.9s 12.0 min
思考：以5个框为基准，如何求解？ 板框过滤机的生产能力为：
L H u ut
Umax = LUt/H=０.５m/s
含细小颗粒的气流在降尘室内除去小粒子(沉降在斯托 克斯区)，正常情况下能100%除去50μm的粒子，现处理量 增大一倍，原降尘室能100%除去的最小粒径应为 μm。
L H u ut
L
u 2u
'
u 't 2ut
气体
u ut
B
d '2 ( s ) g d 2 ( s ) g 2 18 18
K 2kp

当介质阻力忽略不计时，恒压过滤方程描述的是 之间关系的方程，它的图形是一条通过原点的
d
2V Ve
与 线。
增加板框过滤机的滤框厚度，在板框数目和操作条件均 不变的情况下，该过滤机的生产能力将发生怎样的变化？ (设每次过滤滤框都充满滤饼)
生产能力降低。 因为虽然Ｌ↑，Ｖ↑，但θ∝Ｖ2↑
(10106 ) 2 (3000 0.5)9.8 (1) ut 0.00467 / s m 3 18 0.03510
10106 0.00467 0.5 4 Ret 6.6710 1 3 0.03510
V Aut 8 6 0.00467 0.2242 3 / s 807.1m3 / h m
解：
(1) 因V、θ 不变，有
V 2kp1A 2kp2 A
2 2 1 2 2
A p1 A /p2 2A
2 2 2 1
2 1
A2 A1 2 15 2 21.2m
2
增加面积 A2 - A1 21.2 15 6.2m
(2) 设在旋转一周内的滤液V(m3)
dut
(2) 可以加一隔板 Vs (n 1) L B ut
隔板数
next
一降尘室长５m，宽２.５m，高１.１m，中间装有１０ 块隔板，隔板间距为０.１m现颗粒最小直径 10μm其沉 降速度为０.０１m/s，欲将最小直径的颗粒全部沉降下来, 含尘气体的最大流速不能超过_________________ m/s。
长度 宽度 高度
含尘气体在某降尘室内停留时间为3s时，可使直 径为75μ m尘粒的80%得以分离，现将生产能力提高一 倍（但气速在允许范围，不致干扰沉降）。则75μ m的 尘粒可分离的百分率为 。 40%
转筒真空过滤机的转速越快，每转获得的滤液量就越 ______，单位时间获得的滤液量就越______，形成的滤 饼层厚度越______，过滤阻力越______。 少 多 薄 小 用板框过滤机进行恒压过滤，随着过滤时间的增加， ↑ 滤液量 ，生产能力 。不变 在恒压过滤实验中，提高过滤温度，增加料浆浓度，增加 KA2 操作压力，过滤速率怎样变化？ 1 s dV
36 3600 Q 7.62m3 / h W D 7200 1800 8000 V
K ' p ' p ' 0.045 600 （3） K' K 0.0245m 2 / s 147 K p p 760 101.33
V Q T
V KA2
2
则 Q 60nV m /h
3
即 6 60 0.5 V
V 6/(60 0.5) 0.2m
3
一板框式过滤机，过滤面积为2m2 ，在147kPa（表压）下恒压 过滤操作２小时，得滤液36m3，装卸时间为30分钟，滤饼不可压缩。 试求：(1)此过滤机的最大生产能力？(不洗涤)；(2)若过滤２小时 后，以５m3的洗液（物性与滤液相似）洗涤滤饼，洗涤时间及生产 能力为多少？（3）若采用一台过滤面积相同，转数为0.5转／分的 转筒过滤机代替板框机。真空度为600mmHg，转筒沉浸度为１/３， 过滤机的生产能力可提高到多少m3/h？（上述计算均忽略介质阻力， 大气压为１atm） 解：(1) θ＝θD时，生产能力最大。恒压过滤，不计介质阻力时： V2 362 2 2 K 2 2 0.045m 2 / s V KA A 2 7200 θD＝３０min ＝１８００s 时
H
d ' d 2 50 2m
颗粒在降尘室中的运动
例 拟用一板框过滤机处理某一悬浮液，在1.5atm操作压力 下过滤常数K=2.73×10-5m2·-1，获每m3滤液得滤饼0.04m3， s 过滤介质阻力可忽略不计，滤饼为不可压缩。 （1）若要求过滤1h获取0.41m3的滤饼，试求所需过滤面积。 （2）若选用板框长×宽的规格为0.81×0.81m2，试确定框数 及框厚。 （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，其操作压力应提高至多少？
有一板框过滤机，恒压下过滤某悬浮夜，过滤1小时 后，得滤夜60m3，然后用5m3的清水（物性与滤夜相近） 进行洗涤，拆装时间为20min，已测得Ve=4m3。试求： (1)该机生产能力为若干m3滤液/h？ (2)将每个框的厚度减半，而框数加倍，拆装时间相应增 到40min，其他条件不变，问生产能力变为若干m3滤液/h？
解：
(1)
也可微分恒压 过滤方程得到
KA2 ( V 2 2VVe )/
V 2VVe KA
2 2
6 (602 2 60 4) 4080m /h 过滤基本方程 dV KA2 4080 3 ( )E 31.875m /h d 2(V Ve ) 2(60 4)
说明下列各公式的导出方法： D ； ⑴ 流体通过颗粒床层压降的科诚尼方程 ⑵ 层流时管内截面速度分布表达式 A ; ⑶ 湍流摩擦系数关联式 B ; Ａ. 理论方法； Ｂ. 因次分析法； Ｃ. 纯经验方法； Ｄ. 数学模型法。
next
一降尘室高4m,长8m,宽6m,用于除去炉气中的灰尘， 粒密度为3000kg/m3，炉气密度为0.5kg/m3,粘度为0.035cP。 若要求完全除去≥10μm 的尘粒，问每小时可处理多少m3 的炉气。若要求处理量增加１倍，应采用什么措施。
dV 31.875 ( )w 7.97m 3 /h d 4
3 Q V /( w D ) 60/(1 0.63 20/60) 30.6m /h
w 5/7.97 0.63h
（2）K2=K1 A2=A1
K2 A 4K1 A 4 4080 16320m /h
Ｖh ＝Ｖ／（θ＋θW ＋θD ） ↓
在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍， 则沉降时间 增加一倍 ，气流速度 减少一倍 ，生产 不变 能力 。
为
当旋转半径为ｒ，每秒钟转速为ｎ，则分离因数 。 (2n)2 r / g
一旋风分离器，除尘效率不够满意。仓库有一台相同的，有 人建议并联使用，问是否可以提高除尘效率，为什么？
某板框机在196kPa(表压)下过滤20min后，得滤 液3.5m3，已知该机生产能力为6m3滤液/h，过滤面积为 15m2，介质阻力不计，滤饼不可压缩，试求： (1) 若过滤时间与过滤量不变，而将操作压力降至 98kPa（表压），需增加多少过滤面积才能维持生产能 力不变？（设辅助时间没有显著变化） (2) 如改用转筒真空过滤机，已知转速为0.5r/min，若 要满足上述生产能力，其旋转一周所得滤液量为多少？
2 2 2 1 3
Le不变，由 Le
Ve
A
可知 Ve2 2Ve1 8m
3
V 2 2VVe 2 0.28h 2 K 2 A2 dV 16320 3 又 ( )E2 120m /h d 2(60 8)
w2 5/(120/4) 0.167h
Q2 60/(0.28 0.167 40/60) 53.88m3 /h
解：(1) A 2 =(V2 + V) / Kθ = (52 + 5) /6×10-5 ×30×60 A = 16.67 m2 A = 2 × 0.6352 n n = 20.67 实际取21。
则实际过滤面积为： A = 2 × 0.6352 ×21 = 16.94 m2
（2）由已知条件知：K = 6×10-5 m2 / s 2 Ve = 1 Ve = 0.5 m3 qe = Ve / A = 0.5 / 16.94
Q A K ' n 2 0.0245
0.5 1 0.0165 3 / s 59.4m3 / h m 60 3
(1)某板框机有5个滤框，尺寸为63563525mm。20℃、
恒压下操作， K =4.2410 -5 m 2 /s， q e =0.0201m 3 /m 2 ， υ=0.08 m3/m3，滤饼不洗涤，辅助时间为10分钟。试 求框全充满所需时间。 现改用一台回转真空过滤机过滤滤浆，所用滤布 与前相同，过滤压差也相同。转筒直径为1m，长度为 1m，浸入角度为120。问转鼓每分钟多少转才能维持 与板框过滤机同样的生产能力？ 假设滤饼不可压缩。
2
18糖
1 d ( s 水 ) g 4500 18水
2
6500 糖 4500 4300cP 6800
（05）一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降， 若空气温度由２０℃升至５０℃，则其沉降速度将__ 。
下降
降尘室的生产能力只与降尘室的_______和_______ 有关，而与________无关。
解：
(1)
3 0.41 V 10.25m 0.04
V 2 KA2