过滤沉降例题[一类资料]

2 Ve = 1 wk.baidu.come = 0.5 m3
qe = Ve / A = 0.5 / 16.94 = 0.03 m3 / m2
课件优选
9
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？
10
w 5/7.97 0.63h
Q V /( w D ) 60/(1 0.63 20/60) 30.6m3 /h
（2）K2=K1 A2=A1
K2 A22 4K1 A12 4 4080 16320 m3 /h
Le不变，由Le
Ve
A
可知Ve2
2Ve1
8m3
2
V 2 2VVe K2 A22
20℃、恒压下操作，K=4.2410-5m2/s， qe=0.0201m3/m2，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？
4500 18水
糖
6500 6800
4500
4300cP
课件优选
1
（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。
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
d
w
AwL
μW=μ, △p同
dV AwLw d e
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，
1
又 K p
p '
p('
)
1.5
60 45
2.0atm
课件优选
8
用板框过滤机在恒压下过滤某种悬浮液，测得过滤方程为：
V 2 V 6105 A2 (θ的单位为s)，试求：
（1）欲在30分钟内获得5 m3 滤液，需要边框尺寸为 635 mm×635 mm×25 mm的滤框若干个？ （2）过滤常数 K、qe
0.28h
又 ( dV
d
)E2
16320 2(60 8)
120m3 /h
w2 5/(120/4) 0.167h
Q2 60/(0.28 0.16课7件优选 40/60) 53.88 m3 /h11
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：
解： (1) V 2 2VVe KA2
也可微分恒压
KA2 ( V 2 2VVe )/
过滤方程得到
过滤基本方程
(602 2 60 4) 4080m6 /h
(
dV
d
)E
KA2 2(V Ve )
4080 2(60 4)
31.875m3 /h
(
dV
d
)w
31.875 课件优选 4
7.97m3 /h
解：
(1)
V
0.41 0.04
10.25m3
V 2 KA2
AV
32.7m2
K
课件优选
7
(2) A n 2 0.81 0.81 n 25
Vs n 0.81 0.81 0.025 m
(3)
时，生产能力最大
D
（注意每周期所获滤液量并不改变）
即
(V ' )2 V
K ' A2 ' KA2
科诚尼式→过滤基本方程
滤饼性质（r0、a、、s）、 滤浆性质（ν、μ）。 推动力
dV
d
KA2
2V Ve
K 2kp1s k 1
r0 r r0Ps 滤饼结构、性质（a、）
Ve 不仅与过滤介质的性质有关
恒压过滤方程
V 2 2VVe KA2
q2 2qqe K
课件优选
19
next
洗涤：
dV
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
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↑
Ｖh ＝Ｖ／（θ＋θW ＋θD ） ↓
课件优选
3
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
能力 不变 。
当旋转半径为ｒ，每秒钟转速为ｎ，则分离因数
再根据恒压过滤方程得：
V 2 2VVe KA2
q2 2qqe K
K=4.2410-5m2/s
q2 2qqe
K
0.1562
2 0.156 4.24 105
0.0201
qe=0.0201m3/m2
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：
5V Q
径为75μm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75μm的
尘粒可分离的百分率为
。 40%
课件优选
2
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
(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？
解： (1) 因V、θ不变，有
V2 2kp1A12 2kp2A22
Ｃ. 纯经验方法； 课件Ｄ优选. 数学模型法。
4
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。
(1)
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：
V 2 KA2
K
V2
A2
36 2 22 7200
0.045 m2 / s
θD＝３０min ＝１８００s 时
V30min KA2 0.045 22 1800 18m3
D
5 0.126
12.0 10 60
4.773 10 4 m3 / s
课件优选
17
回转真空过滤机
V
2
2VVe
KA2
n
Q Q nV 4.773 104 m 3 / s
联立
改用回转真空过滤机后，压差不变，故K不变；
滤布不变，故qe不变。 K=4.2410-5m2/s，qe=0.0201m3/m2 过滤面积
A DL 1 1 3.14m2
Ve qe A 0.0201 3.14 0.0631m 3
120 1
360 3
解出
V 0.166m 3 n 4.773 104 2课.8件7优5选 103 r p s 0.17r p m 18
0.166
第三章 小结
过滤：
1.公式：
A22 p1 A12课/件优p选2 2A12
12
A2 A1 2 15 2 21.2m2
增加面积 A2 - A1 21.2 15 6.2m2
(2) 设在旋转一周内的滤液V(m3)
则 Q 60nV m3 /h
即 6 600.5V
V 6/(600.5) 0.2m3
课件优选
13
一板框式过滤机，过滤面积为2m2 ，在147kPa（表压）下恒压
假设滤饼不可压缩。
解：以一个框为基准进行计算。
过滤面积 A 2A侧＝2 0.635 0.635＝0.806m 2
V饼＝0.635 0.635 0.025 0.0101m 3
滤液量
V 课件V优饼选
0.0101 0.126m 3 0.08
16
q V 0.126 0.156m 3 / m 2 A 0.806
（3） K ' p' K ' K p' 0.045 600 0.0245m2 / s
K p
p 147 760
101.33
QV T
V KA2
T
T
1 n
Q A K 'n 2 0.0245 0.5 1 0.0165 m3 / s 59.4m3 / h
60 3
课件优选
15
(1)某板框机有5个滤框，尺寸为63563525mm。
18
18
L
u
气体
ut
B H
d ' d 2 50 2m
课件优选
颗粒在降尘室中的运动 6
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·s-1，获每m3滤液得滤饼0.04m3， 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？
(10 106 )2 (3000 0.5)9.8
ut
18 0.035 103
0.00467 m / s
Ret
dut
10 10 6 0.00467 0.035 10 3
0.5
6.67 10 4
1
V Aut 8 6 0.00467 0.2242 m3 / s 807 .1m3 / h
Qm a x
18 30 30
0.3m3
/
min
课件优选
14
（2） dV 1 dV d w 4 d e
W
VW
(
dV
d
)W
4VW
(
dV
d
)e
4VW KA2
2V
8VW V
85 7200 8000s 36
Q V
36 3600
7.62m3 / h
W D 7200 1800 8000
为
。 (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？
说明下列各公式的导出方法：
⑴ 流体通过颗粒床层压降的科诚尼方程 D ；
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；
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。
LH
u ut
u ' 2u
u' t
2ut
d '2 (s )g 2 d 2 (s )g
(2) 可以加一隔板 Vs (n 1)L B ut
课件优选
隔板数
5
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。
一ρs=7800kg·m-3的小钢珠在糖浆（比重为1.3）中 的自由沉降速度为在20℃水中沉降速度的4500分之一，
若Stokes定律适用，则此糖浆的粘度应为 。（此法
常用来测粘度）
A.4500cP；
B.45cP；
C.43Pa·s；
D.4300cP。
d 2(s 糖)g 1 d 2(s 水)g
18糖
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
操作压力，过滤速率怎样变化？
K 2kp1s
当介质阻力忽略不计时，恒压过滤方程描述的是
dV
d
KA2
2V 与Ve
之间关系的方程，它的图形是一条通过原点的
线。
增加板框过滤机的滤框厚度，在板框数目和操作条件均