第四五章化工原理教材
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饼) 够放下
2、某悬浮液用板框过滤机过滤，该板框过滤机有 滤 框 28 个 ， 尺 寸 为 635×635×25mm ， 操 作 表 压 恒定为98.1kPa, 该条件下 K=1×10-5m2/s,
qe=0.02m3/m2。已知滤饼与滤液的体积比为0.075， 试求：
①滤饼充满滤框需要多少时间？
②若将操作表压提高一倍。其他条件不变 （S=0.5），则充满同样滤框所需时间为多少？
67.6%
②150℃空气, ρ=0.835kg/m3, μ=24.1μPas,
问需要多少只滤框？（过滤介质阻力不计）
三、计算题
1．解：①物料衡算 (1-ε)ρp=1000kg/m3
1 1000 0.643
2800
(1 )V饼 p
0.08
(1 )V饼 p V饼 V
V饼
0.08
0.0921
V (1 0.08)(1 ) p 0.08
由 V+V饼=2 ， V饼 0.0921
③若将框厚增加一倍，其他操作条件同2，则过滤 同样时间可获得滤液多少？
2．解：① V饼=28×0.6352×0.025=0.282m3,
由 V饼 0.075 ，得 V 0.282 3.763m3
V
0.075
A=28×0.6352×2=22.58m2,
q V 0.167m3 / m2
A
q2
0.04
滴
二、作图题
二、解：
二、作图题
二、解：
三 、计算题 1 、 拟 用 板 框 压 滤 机 恒 压 过 滤 含 CaCO38%( 质 量 ) 的 水 悬 浮 液 2m3 ， 每 m3 滤 饼 中 含 固 体 1000kg, CaCO3密度为2800kg/m3，过滤常数K=0.162m2/h， 过滤时间τ=30min, 试问： ①滤液体积m3， ②现有560×560×50mm规格的板框压滤机，
d
p ut
6.08 106 2.78 103 1.81 105
1.2
1.1 103
2
原设成立
可50%除去的最小颗粒直径
i
ut ' ut
(d'p )2 dp
50%
得 d'p 6.08 0.5 4.30m 直径为5μm的尘粒可除去百分率
"i
ut " ut
(d"p dp
)2
( 5 )2 6.08
2qqe K
0.1672
2 0.167 0.02 1 105
3444s
② K p1S ， K ' 210.5 K 1.41105 m2 / s
K' ' q2 2qqe K ,
'
K
K'
3444 105 1.41 105
2435s
③τ’不变，V不变
3、一降尘室每层底面积10m2，内设9层隔板，现 用 此 降 尘 室 净 化 质 量 流 量 为 1200kg/h ， 温 度 为 20℃的常压含尘空气, 尘粒密度为2500kg/m3, 问： ①可100%除去的最小颗粒直径为多少？
可50%除去的最小颗粒直径为多少？ 直径为5μm的尘粒可除去百分率为多少？ （设尘粒在空气中均匀分布）。
②如将含尘空气预热至150℃，再进入降尘室， 则可100%除去的最小颗粒直径为多少？ 为保证100%除去的最小颗粒直径不变， 空气的质量流量为多少？
③定性分析降尘室生产能力发生变化的原因。
3．解：①ρ=1.2kg/m3, μ=1.81×10-5Pas,
倍。
解：
一、1. 比表面相等，
流动阻力与颗粒层固体表面积大小有关，大，
ΔP随a增加而增加，测颗粒层的比表面积
dq
2．d
K 2(q
qe
)
,
K P1S
r0
, 2, 0.5
3、对真空回转过滤机，转速越大，则每转一周所
得的滤液量就越
，该滤机的生产能力则
越。
4 、 某 叶 滤 机 恒 压 操 作 ， 过 滤 终 了 时 V=0.5m3 ， τ=1h，Ve=0，滤液粘度是水的4倍。现在同一压 强 下 再 用 清 水 洗 涤 ， Vw=0.1m3 ， 则 洗 涤 时 间 为。
Vபைடு நூலகம்
2
W
VW
V / 2
• W
2 VW
V
W
2 0.2 1 4
=0.1h
5. ut≥u1>u 6. 离心力与重力之比，分离效率，压降
7、 流体通过流化床的压降随气体流量增加
而
。流化床主要优点是
，
其主要不正常现象有
和
。流化床
实际流化现象分
和
。
8、玻璃管长1米，充满油。从顶端每隔1秒加入1 滴水，问：
5、流化床操作中,流体在床层中的真实速率为U1，
颗粒沉降速度为Ut, 流体通过床层的表观速度为U，
三者数值大小关系为
。
6、离心分离因素的物理意义是
，评
价旋风分离器主要性能指标为
和
。
3. q
K
n
qe2
qe
,
少，
Q A( nK n2qe2 nqe )，大
4．V2=KA2τ,
(
dV
d
)
E
KA2 2V
ρp=2500kg/m3,
ut
qm
A底(n 1)
1200 / 3600 1.2 10 10
2.78 103 m /
s
设Rep<2，ut
d
2 p
(
p
18
)g
dp
18ut (p )g
18 1.81105 2.78 103 (2500 1.2) 9.81
6.08 106 m 6.08m
验
Re
V
得 V=1.831m3 , V饼=0.169m3
② Ve=0，V2=KA2τ,
A V 1.831 6.43m3
K 0.162 0.5
每个框的过滤面积 A0=0.562×2=0.627m2 框数n= A 6.43 10.26 , 取整11个
A0 0.627
验证V饼是否够放 框 内 容 积 =11×0.562×0.05=0.172m3>0.169m3(V
第四、五章练习：
一、填空
1、流体通过固定床，颗粒群的平均直径是以
为基准的，理由
是
。
若流体以一定的流速通过一大小均匀且规则装填
的球形颗粒固定床，球形颗粒直径越小，流体通
过床层的压降越 ，原因是
。
工业上康采尼方程常用来
。
2、叶滤机中如滤饼不可压缩，当过滤压差增加一
倍时，过滤速率是原来的
倍。粘度增加一倍
时，过滤速率是原来的
A、油静止，当加入第21滴水时，第一
滴正好到底部，则沉降速度为 m/s。
B、 现油以0.01 m/s的速度向上运动，
加水速度不变，则管内有水 滴。
7．不变，传热传质快、混合均匀，
腾涌，沟流，散式，聚式
8．A.
ut
1 20
0.05m /
s
B. u= ut - u油=0.04m/s,
滴数= 1 25
2、某悬浮液用板框过滤机过滤，该板框过滤机有 滤 框 28 个 ， 尺 寸 为 635×635×25mm ， 操 作 表 压 恒定为98.1kPa, 该条件下 K=1×10-5m2/s,
qe=0.02m3/m2。已知滤饼与滤液的体积比为0.075， 试求：
①滤饼充满滤框需要多少时间？
②若将操作表压提高一倍。其他条件不变 （S=0.5），则充满同样滤框所需时间为多少？
67.6%
②150℃空气, ρ=0.835kg/m3, μ=24.1μPas,
问需要多少只滤框？（过滤介质阻力不计）
三、计算题
1．解：①物料衡算 (1-ε)ρp=1000kg/m3
1 1000 0.643
2800
(1 )V饼 p
0.08
(1 )V饼 p V饼 V
V饼
0.08
0.0921
V (1 0.08)(1 ) p 0.08
由 V+V饼=2 ， V饼 0.0921
③若将框厚增加一倍，其他操作条件同2，则过滤 同样时间可获得滤液多少？
2．解：① V饼=28×0.6352×0.025=0.282m3,
由 V饼 0.075 ，得 V 0.282 3.763m3
V
0.075
A=28×0.6352×2=22.58m2,
q V 0.167m3 / m2
A
q2
0.04
滴
二、作图题
二、解：
二、作图题
二、解：
三 、计算题 1 、 拟 用 板 框 压 滤 机 恒 压 过 滤 含 CaCO38%( 质 量 ) 的 水 悬 浮 液 2m3 ， 每 m3 滤 饼 中 含 固 体 1000kg, CaCO3密度为2800kg/m3，过滤常数K=0.162m2/h， 过滤时间τ=30min, 试问： ①滤液体积m3， ②现有560×560×50mm规格的板框压滤机，
d
p ut
6.08 106 2.78 103 1.81 105
1.2
1.1 103
2
原设成立
可50%除去的最小颗粒直径
i
ut ' ut
(d'p )2 dp
50%
得 d'p 6.08 0.5 4.30m 直径为5μm的尘粒可除去百分率
"i
ut " ut
(d"p dp
)2
( 5 )2 6.08
2qqe K
0.1672
2 0.167 0.02 1 105
3444s
② K p1S ， K ' 210.5 K 1.41105 m2 / s
K' ' q2 2qqe K ,
'
K
K'
3444 105 1.41 105
2435s
③τ’不变，V不变
3、一降尘室每层底面积10m2，内设9层隔板，现 用 此 降 尘 室 净 化 质 量 流 量 为 1200kg/h ， 温 度 为 20℃的常压含尘空气, 尘粒密度为2500kg/m3, 问： ①可100%除去的最小颗粒直径为多少？
可50%除去的最小颗粒直径为多少？ 直径为5μm的尘粒可除去百分率为多少？ （设尘粒在空气中均匀分布）。
②如将含尘空气预热至150℃，再进入降尘室， 则可100%除去的最小颗粒直径为多少？ 为保证100%除去的最小颗粒直径不变， 空气的质量流量为多少？
③定性分析降尘室生产能力发生变化的原因。
3．解：①ρ=1.2kg/m3, μ=1.81×10-5Pas,
倍。
解：
一、1. 比表面相等，
流动阻力与颗粒层固体表面积大小有关，大，
ΔP随a增加而增加，测颗粒层的比表面积
dq
2．d
K 2(q
qe
)
,
K P1S
r0
, 2, 0.5
3、对真空回转过滤机，转速越大，则每转一周所
得的滤液量就越
，该滤机的生产能力则
越。
4 、 某 叶 滤 机 恒 压 操 作 ， 过 滤 终 了 时 V=0.5m3 ， τ=1h，Ve=0，滤液粘度是水的4倍。现在同一压 强 下 再 用 清 水 洗 涤 ， Vw=0.1m3 ， 则 洗 涤 时 间 为。
Vபைடு நூலகம்
2
W
VW
V / 2
• W
2 VW
V
W
2 0.2 1 4
=0.1h
5. ut≥u1>u 6. 离心力与重力之比，分离效率，压降
7、 流体通过流化床的压降随气体流量增加
而
。流化床主要优点是
，
其主要不正常现象有
和
。流化床
实际流化现象分
和
。
8、玻璃管长1米，充满油。从顶端每隔1秒加入1 滴水，问：
5、流化床操作中,流体在床层中的真实速率为U1，
颗粒沉降速度为Ut, 流体通过床层的表观速度为U，
三者数值大小关系为
。
6、离心分离因素的物理意义是
，评
价旋风分离器主要性能指标为
和
。
3. q
K
n
qe2
qe
,
少，
Q A( nK n2qe2 nqe )，大
4．V2=KA2τ,
(
dV
d
)
E
KA2 2V
ρp=2500kg/m3,
ut
qm
A底(n 1)
1200 / 3600 1.2 10 10
2.78 103 m /
s
设Rep<2，ut
d
2 p
(
p
18
)g
dp
18ut (p )g
18 1.81105 2.78 103 (2500 1.2) 9.81
6.08 106 m 6.08m
验
Re
V
得 V=1.831m3 , V饼=0.169m3
② Ve=0，V2=KA2τ,
A V 1.831 6.43m3
K 0.162 0.5
每个框的过滤面积 A0=0.562×2=0.627m2 框数n= A 6.43 10.26 , 取整11个
A0 0.627
验证V饼是否够放 框 内 容 积 =11×0.562×0.05=0.172m3>0.169m3(V
第四、五章练习：
一、填空
1、流体通过固定床，颗粒群的平均直径是以
为基准的，理由
是
。
若流体以一定的流速通过一大小均匀且规则装填
的球形颗粒固定床，球形颗粒直径越小，流体通
过床层的压降越 ，原因是
。
工业上康采尼方程常用来
。
2、叶滤机中如滤饼不可压缩，当过滤压差增加一
倍时，过滤速率是原来的
倍。粘度增加一倍
时，过滤速率是原来的
A、油静止，当加入第21滴水时，第一
滴正好到底部，则沉降速度为 m/s。
B、 现油以0.01 m/s的速度向上运动，
加水速度不变，则管内有水 滴。
7．不变，传热传质快、混合均匀，
腾涌，沟流，散式，聚式
8．A.
ut
1 20
0.05m /
s
B. u= ut - u油=0.04m/s,
滴数= 1 25