【2019年整理】第三章沉降与过滤

沉降

【3-1】 密度为1030kg/m 3、直径为400Mm 的球形颗粒在 150 C 的热空气中降落，求其

沉降速度。

解 150 C 时，空气密度

p=0.835kg/m 3,黏度 p =2.41x1萨Pa .s

颗粒密度 R =1030kg/m 3,直径 dp=4x10Wm 假设为过渡区，沉降速度为

验算

Re=d p U tP =4x1 敞.1 罕350=24 8.

」 2.41 10-

为过渡区

【3-2】密度为 2500kg/m 3的玻璃球在 20 C 的水中和空气中以相同的速度沉降。试求在 这两种介

质中沉降的颗粒直径的比值，假设沉降处于斯托克斯定律区。

解

在斯托克斯区，沉降速度计算式为

2

U t =d p I p k )g/18」

由此式得（下标 w 表示水，a 表示空气）

r

r

2

2

18u t

I.

、

p -，w d

pw

(i p - ”a

)d pa

d pw _

(『p -」a )」w

焉一 ' E

p p

查得20 C 时水与空气的密度及黏度分别为

:a =1.205kg/m 3,七二1.81 10 点 Pa s

已知玻璃球的密度为 P p =2500kg/m 3,代入上式得

d pw _ （2500 -1.205） 1.004 10「 5 — 9.61

d pa 丫 （2500 —998.2）X1.81X10玉

【3-3】降尘室的长度为

10m ，宽为5m,其中用隔板分为 20层，间距为100mm,气体

中悬浮的最小颗粒直径为

10Hm,气体密度为1.1kg/m 3，黏度为21.8心0径Pa ，s ,颗粒密度为

4000kg/m 3。试求：（1）最小颗粒的沉降速度； （2）若需要最小颗粒沉降，气体的最大流速不能

第三章 沉降与过滤

U t

」4g "_pn =| 225

PP

1

d

p

1

4 (9 81)2(1030)2 3

4

------- )—

4 10*=1.79m/s

225 2 41 10 - 0 835

-九）」a

、=998.2 kg /m 3,人 =1.004 10 应 Pa s

超过多少 m/s? (3)此降尘室每小时能处理多少 m 3的气体？

解 已知 d pc =10 x10"6 m, P p = 4000kg/ n 3, p= 1 1kg/ 忒 p= 21 >8 10 Pa s

炉气流量为

q v =U t WLN =0.701 2 4 25 =140m 3/s

本题也可以用教材式 (3-18)计算，式中的 WL 改为 WLN 。

【3-5】温度为200 C 、压力为101.33kPa 的含尘空气，用图 3-9 (a)所示的旋风分离器除 尘。尘粒

的密度为 2000kg/m 3。若旋风分离器的直径为 0.65m ，进口气速为 21m/s ，试求：

(1)气体处理量(标准状态)为多少

m 3/s; (2)气体通过旋风分离器的压力

损失；(3)尘粒的临

(1)沉降速度计算

假设为层流区

U t

gd pc(；p —D 9.81 (10 10-)2(4000 _1.1) -- = --------- 6 =

0.01m / s

18」 18 21.8 10-

验算Re 胃

10 10- 0.01 1.1

=0.00505 ：：：2 为层流

(2)气体的最大流速

U max 。

沉降高度 H =0.1m ，降尘室长度 L=10m

(3)气体的最大处理量

U

max

10 0.1

U max 0.01

3

4

3

q VS =WHNUmax =5 0.1 20 1 =10m/s=3.6 10 m / h

VS

max

气体的处理量 q vs 也可以用教材式

(3-18)计算

2 dpc(Pp

—P)gWLN q vS

=

(10 10 -)2 4000 9.81 5 10 20

3

4 3

( )

10m 3/s=3.6 104m 3

/h

18 21.8 10-

【3-4】有一重力沉降室，长 4m ，宽2m,高2.5m ，内部用隔板分成 25层。炉气进入

除尘室时的密度为

0.5kg/m 3，黏度为0.035mPa ‘s 。炉气所含尘粒的密度为

4500kg/m 3。现要

用此降尘室分离 100Mm 以上的颗粒，试求可处理的炉气流量。

解 已知炉气的密度

P=0.5kg/m 3,黏度 H=3.5x1萨Pa ，s

尘粒的密度 4500kg/m 3，临界尘粒直径 d” =100乂10应

m

假设为层流区，求得沉降速度为

gd pc (£ —8 _9.81-(100X10忑)2

乂(4500 —0.5) _0 701m/ 18」 一

18 3.5 10 至

一.

100 106 0701 0.5

=1 为层流区

U

t

验算 Re =冬牛

3.5X10 直