补充习题(第二篇分离过程原理)_997603931

第六章 沉降

6.1 已知某颗粒体积为31m μ，表面积为62m μ，求此颗粒的ea eS eV d d d 、、和形状系数ϕ。

6.2 一填充床由直径为20mm 、高为30mm 的圆柱形颗粒堆成，求颗粒的等体积当量直径，球形度，比表面积及等比表面积当量直径。

6.3 利用活性污泥法处理废水时需要不断地曝气。假设现在有一个球形氧气泡，物性参数为

20002.01001325.12

5

==⨯=t mm V Pa P ，，℃，污水密度为3

/1000m kg ，黏度为s Pa ⋅⨯-3

10

2.1，求此氧气泡在污水中的运动速度。

6.4 平流式沉砂池中有一无机大颗粒沉降达到匀速运动时雷诺数8Re

=P

，

已知此颗粒密度为3/3000m kg ，污水密度为3/1000m kg ，黏度为s Pa ⋅⨯-3102.1，求此颗粒的直径和沉降速度。

6.5 将含有石英微粒的水溶液置于间歇沉降槽中，0.5h 后用吸管在水面下10cm 处吸取少量试样，求可能存在于试样中的最大微粒直径为多少？已知石英密度为3/2650m kg ，水密度为3/1000m kg ，黏度为s Pa ⋅⨯-3101，且忽略微粒沉降的加速段。

6.6 直径为50m μ的球形颗粒，于常温常压下在某种气体中的沉降速度为在水中的沉降速度的100倍，又知此颗粒在该气体中的净重（重力减浮力）为水中净重的2倍，求此颗粒在该

气体中的沉降速度。已知水s Pa W ⋅⨯=-3101μ，3

/1000m kg W =ρ，该气体

3

/2.1m kg G =ρ。

6.7 用降尘室净化烟气，烟气流量为3600m 3

/h ，密度为1.2kg/m 3

，黏度为s Pa ⋅⨯-5

10

81.1，

尘粒的密度为4300 kg/m 3，要除去直径10m μ以上的尘粒，求所需的沉降面积。若沉降室底面宽3m ，长5m ，需分隔成多少层？

6.8 用高m 2，宽m 2，长m 5的降尘室分离高温含尘气体中的尘粒，所能除去的最小尘粒直径为m μ90，尘粒密度为3/4500m kg ，高温含尘气体的密度为3

/6.0m kg ，黏度为

s Pa ⋅⨯-5

10

0.3。求：

（1） 高温含尘气体的处理量（质量流量）；

（2） 若把上述降尘室用隔板等分隔成10层且需除去的最小尘粒直径不变，则处理量变成原来的多少倍？

（3） 若把上述降尘室用隔板等分隔成10层且高温含尘气体的处理量不变，则能除去的最

小尘粒直径变成原来的多少倍？

6.9 用标准旋风分离器分离气体中的颗粒，已知标准旋风分离器的直径

2/4/D h D B i ==，，5N =，气体密度为3

/1.0m kg ，黏度为s Pa ⋅⨯-5100.2，入口速

度为s m /10，气体中颗粒的最小直径为m μ10，密度为3/2500m kg ，求最小的气体处理量（质量流量，h kg /）。

6.10 欲分离某气体中的固体颗粒。先采用降尘室去除，某颗粒直径为m μ100，沉降速度为

s mm /8，气体密度为3/6.0m kg ，黏度为s Pa ⋅⨯-5100.3。现用某标准旋风分离器去除，

气体进口速度为s m /20，旋风分离器的平均半径为m 15.0，求此颗粒在旋风分离器中的沉降速度。

6.11 已知含尘气体中尘粒的密度为2500kg/m 3，气体流量为1500m 3/h ，密度为0.674kg/m 3，黏度为s Pa ⋅⨯-5106.3，采用标准型旋风分离器进行除尘，分离器直径为400mm ，求能分离出粉尘的临界直径。

6.12 测定某一旋风分离器的效率。进口气体流量为5000m 3/h ，含尘量33/100.5m kg -⨯，

6.13 已知转鼓式离心机的转筒尺寸为mm r mm r mm h 1005050021===，，，转速为

min /1000r ，处理量为h m /103，悬浊液密度为3/1000m kg ，黏度为s Pa ⋅⨯-3102.1，

颗粒密度为3

/1250m kg ，求此离心机能去除的最小颗粒直径。

6.14 用离心沉降机分离废水中的固体颗粒，颗粒密度为1500kg/m 3，废水密度为1000kg/m 3

，黏度为s Pa ⋅⨯-3

10

2.1，离心机转速为1000r/min ，处理量10m 3

/h ，转筒h=400mm ，r 1=50mm ，

r 2=100mm ，求去除颗粒的临界直径。

第七章 过滤

7.1 求证得到单位体积滤液产生的滤饼量V

VC V x x x f -=，其中V x 、VC x 分别为被过滤悬浮

液及滤饼中固相所占的体积分数。

7.2 试求以下两种情况下的f 。

（1）某悬浮液中固体颗粒的质量分数为1.0，颗粒密度为3/2000m kg ，形成的滤饼含水量为%20（质量分数）。

（2）某悬浮液中固体颗粒的体积分数为1.0，形成的滤饼空隙率为5.0。

7.3 用压滤机过滤某悬浮液。已知滤饼体积与滤液体积之比为05.0，过滤形成的滤饼比阻为

1

2

13

010

1--⋅⨯=Pa

m r ，滤液黏度为s Pa ⋅⨯-3101，滤饼压缩指数为0，且过滤介质阻力

相当于mm 1厚的滤饼阻力。在初始压差为kPa 60的条件下进行恒速过滤min 5，然后将压差降为当时的一半再继续恒速过滤min 5，求单位面积上得到的总滤液量和滤饼厚度。

7.4 用压滤机过滤某悬浮液。已知06.0=f ，1

2120105.9--⋅⨯=Pa m r ，滤液黏度

s Pa ⋅⨯=-3

10

2.1μ，滤饼不可压缩。忽略过滤介质阻力。求：

（1）在kPa 50的过滤压差下恒压过滤，求过滤min 10后的过滤速度。

（2）在s m u /0005.0=的过滤速度下恒速过滤，求过滤min 10后的过滤压差。

7.5 板框压滤机采用横穿洗涤法时洗涤面积和经过的滤饼厚度都与过滤时不同，已知

m w m L L 2=，L L w 2=，A A w 2

1=

，根据Ruth 过滤方程推导出洗涤速度与过滤终了时的

速度的关系。如果洗涤压力与过滤终了的操作压力一样，洗涤液与滤液黏度一样，洗涤速度

是过滤终了速度的几倍？w dt dV ⎪⎭⎫

⎝⎛与终

,F dt dV ⎪⎭⎫

⎝⎛又有什么关系？

7.6 设过滤常数为K ，单位过滤介质面积的虚拟滤液量为e q ，过滤时间为F t ，拆装等辅助时间为D t ，不需洗涤，试推证恒压板框过滤机生产能力V q 达到最大时的过滤时间F t 的表达式，若忽略过滤介质阻力，则结果又如何？

7.7 用板框过滤机恒压下过滤某悬浮液，一个操作周期得滤液8m 3，其中过滤时间0.5h ，洗涤及拆装等共用0.7h ，设滤饼不可压缩，介质阻力忽略不计。求：（1）生产能力；（2）仅将操作压力加倍，其他条件均不变，生产能力为多少？（3）若改用转筒真空过滤机，该机旋