第四次习题课

1 H ′′ V ′ Q′T ′ 5 × 3.125 = = = = 0.8 1 H V QT 4× 2 即转筒表面滤饼的厚度为原来的 0.8 倍.
第五章 传热作业题
习题1. 一立式加热炉炉墙由厚150mm的耐火材料构成,其导热系数 的耐火材料构成, 习题 一立式加热炉炉墙由厚 的耐火材料构成
其内外表面温度为110℃及240℃,试求通过炉墙损失的热量 为,其内外表面温度为 ℃ ℃ (W/m2);若外加一层 ) 若外加一层25mm,的绝热材料,并假定炉内壁温度 ,的绝热材料, 仍为1100℃,而热损失降至原来的 ℃ 而热损失降至原来的57%,求绝热层外壁温度及两 仍为 , 层交界处温度. 层交界处温度.
习题课
习题8. 用高2m, 的重力降尘室分离空气中的粉尘. 习题 用高 ,宽2.5m,长5m的重力降尘室分离空气中的粉尘.在操作条 , 的重力降尘室分离空气中的粉尘 件下空气的密度为0.779kg/m3,粘度为 粘度为2.53×10-5Pa.s,流量为 件下空气的密度为 × , 5×104m3/h,粉尘的密度为 × 粉尘的密度为2000 kg/m3,试求粉尘的临界直径. 试求粉尘的临界直径. 粉尘的密度为
解: Q =
t1 t2
δ1 λ1 A1
=
1100 240 = 7453.3W m 2 0.15 1.3 × 1
Q ' = 0.57Q
Q' =
δ1 δ + 2 λ1 A1 λ2 A2
δ1 δ 0.15 0.025 + 2 = 1100 0.57 × 7453.3 × + = 255.8°C 1.3 × 1 0.3 × 1 λ1 A1 λ2 A2
Q2 解:(1)由 Q = A Kn , 得 n = KA 2
Q ′2 n′ = KA 2
n′ Q ′ = n Q
2 2 2
Q′ 5 n ′ = n × = 2 × = 3.125 r/min Q 4 即每小时获得 5m3 滤液时过滤机的转速为 3.125 r/mi. (2), Q = V 1 , T = T n
Vs 2.56 = = 727m 2 ut 3.52 × 10 3
' 2
沉降室实际底部面积: Ab = L × B = 5 × 1.8 = 9m
Ab 727 ∴隔板层数: n = ' = = 81(层) Ab 9 隔板间距:d = H 2.8 = = 0.035m n 81
习题10.用如图 所示的旋风分离器从温度为200℃, 压力为 习题 用如图3-12所示的旋风分离器从温度为 用如图 所示的旋风分离器从温度为 ℃ 压力为1.013×105Pa的 × 的 含尘气体中除尘.尘粒的密度为2000 kg/m3,旋风分离器的直径为 旋风分离器的直径为0.65m, 含尘气体中除尘.尘粒的密度为 , 进口气速为21m/s.试求: .试求: 进口气速为 (1)气体处理量 标准状态 ; 气体处理量(标准状态 气体处理量 标准状态); (2)气体通过旋风分离器的压力降 可取阻力系数 气体通过旋风分离器的压力降(可取阻力系数 气体通过旋风分离器的压力降 可取阻力系数ξc=8.0); (3)尘粒的分割直径 可用 d = 0.27 尘粒的分割直径(可用 尘粒的分割直径 50
2
KA2 0.98 × 40 2 dV 过滤速率: = = = 14 m3 h 2V 2 × 56 dτ E
1 dV 1 dV 洗涤速率: = = × 14 = 3.5 m3 h dτ W 4 dτ E 4 1 × 56 dV =8 = 2h dτ 3.5 W
习题17. 有一转筒真空过滤机的转速为2r/min,每小时可得滤液 3.若过 习题 有一转筒真空过滤机的转速为 ,每小时可得滤液4m 滤介质的阻力可忽略不计,试问每小时欲获得 滤介质的阻力可忽略不计,试问每小时欲获得5m3滤液时过滤机的转 速应为多少?此时转筒表面滤饼的厚度为原来的多少倍 过滤操作中 速应为多少?此时转筒表面滤饼的厚度为原来的多少倍(过滤操作中 真空度维持不变)? 真空度维持不变 ?
Vs Vs 5 × 104 解: u = = = = 2.78 m/s As H × B 2 × 2.5 × 3600 根据粉尘发生临界沉降的条件可得: ut = H × u 2 × 2.278 = = 1.112 m/s L 5
设粉尘的沉降处于层流区: dp = 18 ut 18 × 2.53 × 10 5 × 1.112 = = 161 m g(ρ p ρ ) 9.81 × (2000 0.779) d pu t ρ 161 × 10 6 × 1.112 × 0.779 则粉尘的沉降不处于层流 = = 5.51 > 2 , 5 2.53 × 10
解:(1) 过滤面积: A = 1× 1 × 2 × 20 = 40m
2
滤液体积: V = 1.4 A = 1.4 × 40 = 56 m3 V 56 ∴ 生产能力: Q = = = 17.5 m 3 h τ + τ D 2 + 1.2
(2) 过滤常数:K =
1V 1 = ×1.4 2 = 0.98 m 2 h τ A 2
Re p = 区.
现假设粉尘的沉降处于过渡区: ut 0.43ρ 0.29 1.112 × (2.53 × 105 ) 0.43 × 0.7790.29 = 1.14 = 208 m 则 d p = 1.14 0.71 0.78( ρ p ρ ) 0.78(2000 0.779)
Rep =
(2) 当其它条件不变,将操作时间缩短一般时:
V τ = = τ' V' ∴V ' = V 2 = 25 2 = 17.68m 3 / h
τ = 2 1 2τ
(3)
1 dV 1 KA2 KA2 dV = = = 8V dτ W 4 dτ E 4 2V V2 K= τ A2
V dV ∴ = 8τ dτ W ∴τ = VW 8VW τ 8 × 3 ×1.6 dV = = 1.536h = V 25 dτ W
解: 操作条件下气体的流量: Vs =
2 gd p ( ρ p ρ )
T (427 + 273.15) × Vso = × 1 = 2.56m 3 / s T0 273.15
ut =
则: Ab =
18
9.807 × (10 5 ) 2 (2200 0.5) = × 1 = 3.52 ×10 3 m / s 18 × 0.034 ×103
2 2
' 洗涤时间:τ W = VW'
1 × 35 dV ' 8 dτ = 5.6 = 0.781h W
V' 35 ∴ 生产能力:Q ' = = = 12.67h ' τ '+ τ W + τ D 0.781 + 0.781 + 1.2
习题15. 板框压滤机在1.5× 的压差下恒压过滤某种悬浮液, 习题 板框压滤机在 ×105Pa的压差下恒压过滤某种悬浮液,1.6h后得 的压差下恒压过滤某种悬浮液 后得 滤液25m3, 介质阻力可忽律不计.试问: 介质阻力可忽律不计.试问: 滤液 (1)如果过滤压差加倍,滤饼的压缩系数s为0.3,则过滤 如果过滤压差加倍,滤饼的压缩系数 为 则过滤1.6h后可得多 如果过滤压差加倍 则过滤 后可得多 少滤液? 少滤液? (2)设其它条件不变,将操作时间缩短一半,所得滤液为多少? 设其它条件不变,将操作时间缩短一半,所得滤液为多少? 设其它条件不变 (3)若在原压力差下进行过滤 若在原压力差下进行过滤1.6h后,用3m3的水来洗涤滤饼,所需洗 的水来洗涤滤饼, 若在原压力差下进行过滤 后 涤时间为多少小时? 涤时间为多少小时?
D ui ( ρ p ρ )
估算). 估算 .
D D 解:(1) 由图 3—12 可知: h = , B = 2 4 1 1 ∴ 气体处理量:Vs = hBui = D 2ui = × 0.652 × 21 = 1.11m3 / s 8 8 273.15 ' ×1.11 = 0.64 m3 / s 则标准状态下的处理量为: Vs = 273.15 + 200
d put ρ
208 × 10 6 × 1.112 × 0.779 = = 7.12 5 2.53 × 10
则 2<Rep<500,粉尘处于过渡区沉降,则假设正确. 所以,粉尘的临界直径为 208μm.
习题9.今拟采用多层降尘室除去某气体中密度为 直径为10m以上 习题 今拟采用多层降尘室除去某气体中密度为2200 kg/m3,直径为 今拟采用多层降尘室除去某气体中密度为 以上 的球形微粒.气体在标准状态 ℃ 下的体积流量为1m , 的球形微粒.气体在标准状态(0℃, 1.013×105Pa)下的体积流量为 3/s, × 下的体积流量为 气体的平均温度为427℃,压力为 ℃ 压力为1.013×105Pa,操作条件下气体的密度 气体的平均温度为 × , 及粘度分别0.5 kg/m3及0.034mPa.s.降尘室的长度为 ,宽度为 及粘度分别 .降尘室的长度为5m,宽度为1.8m, , 总高度为2.8m.试计算水平隔板间的距离和层数. .试计算水平隔板间的距离和层数. 总高度为
= 56 = 10.77 m3 h 2 + 1.2 + 2
洗涤时间:τ W = VW
V
∴ 生产能力:Q =
τ +τ D +τ W
(3) 滤框厚度减为 25mm 后:
25 V = 56 × = 35m 3 40
'
1 dV ' KA2 0.98 × 40 2 dV ' = = = 5.6 m3 h 8 × 35 dτ W 4 dτ E 8V ' 过滤时间:τ ' = 1 V ' 1 35 = × = 0.781h K A 0.98 40
2P1 s 2P1 s 解:(1) K = , V = A Kτ = A τ r ' C r ' C
设过滤压差加倍后的滤液为 V '
V A Kτ 则: = = V ' A K 'τ
K = K'
2 PΒιβλιοθήκη Baidus r ' C P1 s 1 1 = 2P21 s r ' C P21 s
(1.5 × 10 5 ) 0.7 则: V ′ = V / = 31.86m 3 ( 2 × 1.5 × 10 5 ) 0.7
(2) 实际操作条件下空气的密度为:
T0 P 273.15 1.013 × 105 ρ = ρ0 = 1.293 × × = 0.746 kg m 3 T P0 273.15 + 200 1.013 × 105
ξc ρ ui2 = 1 × 8.0 × 0.746 × 212 = 1.316kPa 压降: Pf = 2 2 D 2.6 ×105 × 0.65 (3) 分割粒径: d 50 = 0.27 = 0.27 = 5.42 m ui ( ρ p ρ ) 21× (2000 0.746)
习题 滤 机 在 恒压 习题 14. 某 厂 用 板 框 压 滤机 在恒 压 下 过 滤 一 种悬 浮 液 , 滤框 的空间尺 寸为 1000mm×1000mm×40mm, 有 20个滤框, 经过 过滤 , 滤框完全充满 × 个滤框, 过滤, × , 个滤框 经过2h过滤 滤饼,且每m 过滤面积得到滤液1.4m3.卸饼,清理,组装等辅助时间为 卸饼,清理, 滤饼,且每 2过滤面积得到滤液 1.2h,忽略过滤介质阻力,滤饼未洗涤.试计算: ,忽略过滤介质阻力,滤饼未洗涤.试计算: (1)该板框压滤机的生产能力; 该板框压滤机的生产能力; 该板框压滤机的生产能力 (2)过滤后用 滤液体积的洗涤水在用样压力差下进行横穿洗涤滤饼时的 过滤后用1/8滤液体积的洗涤水在用样压力差下进行横穿洗涤滤饼时的 过滤后用 生产能力(设洗涤水与滤液粘度相近 ; 生产能力 设洗涤水与滤液粘度相近); 设洗涤水与滤液粘度相近 (3)当滤框的厚度减为 当滤框的厚度减为25mm,其它条件不变,滤饼仍以 滤液体积的洗涤 当滤框的厚度减为 ,其它条件不变,滤饼仍以1/8滤液体积的洗涤 水洗涤滤饼时的生产能力. 水洗涤滤饼时的生产能力.