化工原理上第三章习题答案

0.040 0091
2335. 716
67.2
2.40E -03 9.5
0.003 8104
0.043 8195
2493. 18
77.3
2.60 E-03 10.1
0.00 381
0.04 763
2650 .644
88.7
2.80 E-03 11.4
0.00 381
0.05 144
2991 .816
忽略介质阻力
V 2 VR2 KA2 ( R )
V 2 22 0.4 40
θ
V 4.472m3
Qd
VR V 20 40 20
80.5m3
/d
60 24
P197 13T 1、
BMY50/810-25板框压滤机
A 0.810.81 238 49.8636m2
滤饼体积 Vb 0.81 0.81 0.025 38 0.6233 m3
1.874
10
-3
w
Vw
(
dV
d
)
w
0.779 1.874103
416(s)
3、
Q Vb
0.6233
1.202m3 / h
w D 551 416 15 60
3600
P197 9T
p 103 kPa时
1、
q 2 2qqe K
q1
V1 A
2.27 10-3 0.093
0.0244 m3
/ m2
q2
V2 A
0.0978m3
/ m2
0.02442 2 0.244qe 50K 0.09782 2 0.0978qe 660K
qe 3.8103 m3 / m2
e 0.924s
K 1.562105 m2 / s
2、
p 343 .4kPa时
可得
qe 3.095 10 -3 m3 / m2 K 4.365 10 5 m2 / s
2.681014 (1/ m2 )
5a2 (1 )2
r
3
a
r 3 5(1 )2
2.681014 0.45323 5（1- 0.4532）2
4.085106 m2 / m3
P197 11T
1、 1m3滤饼中含500kg水，所以
500 0.5
1000
含固体 m1 2200 (1 0.5) 1100 kg
1.60E -03 6.7
0.003 8104
0.028 578
1758. 348
41
1.80E -03 7.6
0.003 8104
0.032 3884
1994. 544
48.8
2.00E -03 7.8
0.003 8104
0.036 1988
2047. 032
57.7
2.20E -03 8.9
0.003 8104
K 2kp1s
K K
p1s p1s
( p)1s p
4.365 10 -5 1.562 10 -5
（343 .4 ）1-s 103
1- s 0.8548 s 0.1452
3、
p 196.2 kPa时
K ( p)1s K (196 .2 )0.8548 1.562 10 5
p
103
2.7110 5 m2 / s
校核：
Re 1300 0.00635 0.0273 0.042 1 5.31
假定成立，
5.31Pa s
P196 3T
20℃的空气：
ρ=1.205kg/m3 μ=1.81×10-5
24 24 24
服从斯托克斯公式的最大颗粒Re=1 Re 1
ut
d 2(s )g 18
Re
dut
V Vb 0.6233 3.935m3 v 0.1584
q V 0.0789m3 / m2 A
q 2 2qqe K
249s
（dV
d
)w
KA2 8(V Ve
)
KA 8(q qe
)
（ dV
d
)w
2.72 10 5 49.8636 8 (0.0789 3.45 10 3 )
2.058
ut
d 2(s )g 18
ut
Vs bl
1.538 4.11.8
0.208m / s
为1602kg
v
1
0.0496m3 / m3
（ 1602 -1602）/998 1602 -1
0.0723
2930
K 2kp1s 2p1s 2p
rv rv
又
r 5a2 (1 )2
3
所以，只要得到K即可求出相关参数
θ (s) 1.8
2.0 0EV m3 04
Δθ s 1.8
0.0 m3/ 038 Δq m2 104
qe
( 103 )0.1452 196 .2
3.810 3
3.46 10 3 m3 / m2
qe2 K 0.766 s
(q 3.46 10 3 )2 2.7110 5 ( 0.766 )
dc
18ut (s )g
183.4105 0.208 5.696105 m (4000 0.5)9.81
V 2.073 2 0.73L
P197 10T
解： 查19℃水的物性μ=1.03mPa·s ρ=998kg/m3
1m3滤饼烘干后质量为1602kg，颗粒密度为2930kg/m3
1- 1602
滤饼空隙率ε= 2930 0.4532
1
CaCO3固体的质量分数为0.0723，又1m3滤饼烘干后质量
10 -3
Vw
(
dV
d
)w
0.8 2.058103
389(s)
P197 12T
恒速过滤
（dV ） VR 2 / 20 0.1m3 / min
d R
恒压阶段开始时（dV ) KA2
d 2(VB Ve )
忽略介质阻力
（dV ) KA2
d 2VB
KA2 2 2 0.1
恒压阶段
V
(V 2 VR2 ) 2Ve (V VR ) KA2 ( R )
P196 2T
假定沉降处于斯托克斯区，有
ut
d 2(s )g 18
本题中：
ut
0.2 7.32
0.0273m /
s
s 7900kg / m3 1300kg / m3
d 2(s )g
18ut 0.006352 (7900 1300) 9.81 5.31Pa s
18 0.0273
971.0 28
15.4
1.00E -03 4.2
0.003 8104
0.017 1468
1102. 248
20.5
1.20E -03 5.1
0.003 8104
0.020 9572
1338. 444
26.7
1.40E -03 6.2
0.003 8104
0.024 7676
1627. 128
33.4
1m3滤饼对应悬浮液 m0 1100 / 0.139 7913 .67kg
v
1 7913.67 1100
1100
1
0.1584m3
/
m3
1000
2200
滤饼体积 过滤面积
滤液体积
2、
Vb 0.81 0.81 0.025 38 0.6233 m3 A 0.810.81 238 49.86m2
/
s
校核：
Re t
dcut
810 6 4.1 10-3 0.5 3.4 10 5
4.82
10 -4
1
假定正确
生产能力为
Vs
Байду номын сангаас
Vs
T T
2160 3500
427 273 273
1.538m3
/
s
对多层降尘室 Vs (n 1)blut
n
Vs blut
1
1.8
1.538 4.1 4.110
1.205 dut 1.8110 5
66574 dut
1
解得 dp=d=5.732 ×10-5m=57.32 μm 符合牛顿公式的最小颗粒Re=103
P196 5
假定沉降处于滞流区
ut
d 2(s )g 18
（810-6）2 （4000 - 0.5）9.81
18 3.4 10-5
4.110-3 m
过滤常数计算图
3500
3000
y = 49605x + 339.64
R2 = 0.9949
2500
2000
1500
1000
500
根据
0
Δθ/Δq
0
线性 (Δθ/Δq)
0.01
0.02
2 2
q K q K qe
2 49605 K
2 K
qe
339.64
0.03
0.04
0.05
0.06
q(mq3 / m2 )
3
49.8
取为50
h H 4.2 0.082m n 1 50 1
P196 8
解： V 2 2VVe KA2
12 21Ve K 0.12 5 1.62 21.6Ve K 0.12 10
Ve 0.7 L K 48L2 / m4 min
过滤到15min时，有
V 2 20.7V 480.12 15 V 2.073L
0.0 m3/ 019 q m2 052
472
Δθ/
.39
Δq
s/m
2
4.2
4.00E -04 2.4
0.003 8104
0.005 7156
629.8 56
7.5
6.00E -04 3.3
0.003 8104
0.009 526
866.0 52
11.2
8.00E -04 3.7
0.003 8104
0.013 3364
V Vb 0.6233 7.79m3 v 0.08
q V 7.79 0.1563m3 / m2 A 49.8636
q 2 2qqe K
551s
2、
Vw 7.79 0.1 0.779 m3
（dV
d
)w
KA2 8(V Ve
)
KA 8(q qe )
510-5 49.8636 8（0.1563 0.01）
Re rLe rps Le
Le A vVe Le qev
Re rLe rps Le rpsqev
对于同一悬浮液、可认为同一过滤介质的阻力情况是相等的。
Re rpsqev 常数
r v也为常数
psqe 常数
psqe psq
qe ( p )s qe p
qe
(
p p
)
s
K 4.032105 m2 / s qe 6.8469 10 3 m3 / m2
Ve qe A 6.8469 10 3 0.162 2 2 3.59 10 4 m3
K 2kp1s 2p1s 2p
rv rv
r
2p
vK
4.032105
2 275800 0.04961.0299103