(精品)第二章 非均相物系分离习题解答
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第二章 非均相物系分离
1、试计算直径为30μm 的球形石英颗粒（其密度为2650kg/ m 3），在20℃水中和20℃常压空气中的自由沉降速度。
解：已知d =30μm 、ρs =2650kg/m 3
（1）20℃水 μ=1.01×10-3Pa·s ρ=998kg/m 3
设沉降在滞流区，根据式（2-15）
m/s 1002.810
01.11881.9)9982650()1030(18)(43262---⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=μρρg d u s t 校核流型
)2~10(1038.210
01.19981002.8103042346-----∈⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==μρ
t t du Re 假设成立， u t =8.02×10-4m/s 为所求
（2）20℃常压空气 μ=1.81×10-5Pa·s ρ=1.21kg/m 3
设沉降在滞流区
m/s 1018.710
81.11881.9)21.12650()1030(18)(25262---⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=μρρg d u s t 校核流型：
)2~10(144.010
81.121.11018.710304526----∈=⨯⨯⨯⨯⨯==μρ
t t du Re 假设成立，u t =7.18×10-2m/s 为所求。
2、密度为2150kg/ m 3的烟灰球形颗粒在20℃空气中在层流沉降的最大颗粒直径是多少？ 解：已知ρs =2150kg/m 3
查20℃空气 μ=1.81×10-5Pa.s ρ=1.21kg/m 3 当2==μρ
t t du Re 时是颗粒在空气中滞流沉降的最大粒径，根据式（2-15）并整理
218)(23==-μρμ
ρρρt s du g d 所以
μm 3.77m 1073.721
.181.9)21.12150()1081.1(36)(36532
532=⨯=⨯⨯-⨯⨯=-=--ρρρμg d s 3、直径为10μm 的石英颗粒随20℃的水作旋转运动，在旋转半径R ＝0.05m 处的切向速度为12m/s ，，求该处的离心沉降速度和离心分离因数。
解：已知d =10μm 、 R =0.05m 、 u i =12m/s
设沉降在滞流区，根据式（2-15）g 改为u i / R 即
cm/s 62.2m/s 0262.005.0121001.118)9982650(1018)(2
3
1022==⨯⨯⨯-⨯=⋅-=--R u d u i s r μρρ 校核流型
)2~10(259.010
01.19980262.010435---∈=⨯⨯⨯==μρ
r t du Re u r =0.0262m/s 为所求。
所以 29481
.905.0122
2=⨯==Rg u K i c
4、某工厂用一降尘室处理含尘气体，假设尘粒作滞流沉降。下列情况下，降尘室的最大生产能力如何变化？
（1） 要完全分离的最小粒径由60μm 降至30μm ；
（2） 空气温度由10℃升至200℃；
（3） 增加水平隔板数目，使沉降面积由10m 2增至30 m 2。
解： 根据μ
ρρ18)(2g d u s c tc -= 及V S =blu tc （1）4
1)6030()(22'''====c c tc tc s s d d u u V V （2）查10℃空气 μ=1.76×10-5Pa·s
200℃空气 μ‘
=2.60×10-5Pa·s 677.010
60.21076.155
'''=⨯⨯===--μμtc tc s s u u V V （3）0.310
30)()(''===bl bl V V s s