发布时间 : 星期三 文章化工原理习答案题2010.19更新完毕开始阅读824558d26f1aff00bed51e65
V3＝q3 A＝0.377×0.6＝0.2262m 再过滤20分钟得滤液量 ? V为：
?V＝0.2262－（0.12＋0.06）＝0.0462m3
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3．于0.4MPa（表压）恒压下测得某悬浮液的过滤常数K=5.1×10m/s
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qe=0.0126m/m，又测得滤饼体积与滤液体积之比v为0.02m/m,现拟用一台BAS20/528-25型板框压滤机处理这种悬浮液,所用滤布及操作条件与实验时相同。
（1）试计算滤框充满滤饼时的过滤时间及获得的滤液量；
（2）若滤饼不需洗涤，每次卸渣、重装等辅助操作需12mim，试计算此板框压滤机的生产能力（滤液是产品）； （3）若每次过滤完毕用相当于滤液体积1/10的清水洗涤滤饼，洗水粘度与滤液相同，过滤推动力不变，求洗涤滤饼所需时间及这台板框压滤机的生产能力；
解：（1）te＝qe2／k＝0.01262／5.1×105＝3.11 s
－
3
恒压过滤方程：（q＋0.0126）2＝5.1×105（t＋3.11）
－
滤板数20/0.528×0.528×2＝36块；滤框数37个 滤框总容积＝0.5282×0.025×37＝0.2579[m3] 总过滤面积＝0.5282×2×36＝20.07[m2] 滤框充满滤饼时获得滤液体积V＝滤框总容积／
V＝0.2579／0.02＝12.894[m3] q＝V/A＝12.894／20.07＝0.6424[m3／m2] 将q值代入恒压过滤方程，即可解得t： （0.6424＋0.0126）2＝5.1×105（t＋3.11）
－
t＝8409.14[s]
（2）生产能力 （3）
qVQ?3600V12.894?3600＝?5.085[m3/h]t＋tD8409.14?12?60tw?
qVQVw（V/10）?2(qE?qe)12.894?2??0.6424?0.0126????1650.22[s]?5AK10?20.07?5.1?10?dvdt?w3600V12.894?3600???4.306[m3/h]t?tw?tD8409.14?1650.22?720-52
3．于0.4MPa（表压）恒压下测得某悬浮液的过滤常数K=5.1×10m/s
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qe=0.012m/m，又测得滤饼体积与滤液体积之比v为0.03m/m,现拟用一台BAS20/528-25型板框压滤机处理这种悬浮液,所用滤布及操作条件与实验时相同。
（1）试计算滤框充满滤饼时的过滤时间及获得的滤液量；
（2）若滤饼不需洗涤，每次卸渣、重装等辅助操作需10mim，试计算此板框压滤机的生产能力（滤液是产品）； （3）若每次过滤完毕用相当于滤液体积1/10的清水洗涤滤饼，洗水粘度与滤液相同，过滤推动力不变，求洗涤滤饼所需时间及这台板框压滤机的生产能力；
解：（1）te＝qe2／k＝0.0122／5.1×105＝2.82 s
－
恒压过滤方程：（q＋0.012）2＝5.1×105（t＋2.82）
－
滤板数20/0.528×0.528×2＝36块；滤框数37个 滤框总容积＝0.5282×0.025×37＝0.2579[m3] 总过滤面积＝0.5282×2×36＝20.07[m2] 滤框充满滤饼时获得滤液体积V＝滤框总容积／
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v13
V＝0.2579／0.03＝8.6[m3]
q＝V/A＝8.6／20.07＝0.4285[m3／m2] 将q值代入恒压过滤方程，即可解得t： （0.4285＋0.012）2＝5.1×105（t＋2.82）
－
t＝3801.9[s]
（2）生产能力 （3）
qVQ?3600V8.6?3600＝?7.03[m3/h]t＋tD3801.9?10?60tw?
Vw（V/10）?2(qE?qe)8.6?2??0.4285?0.012????740.21[s]?5AK10?20.07?5.1?10?dvdt?wqVQ?3600V8.6?3600??6.02[m3/h]t?tw?tD3801.9?740.21?600
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4．用间歇式过滤机进行恒压过滤操作，测得过滤常数k=4.18×10m/s,qe= 0.026m/m,在同样条件下进行生
3
产,每一循环的过滤时间为45mim,其他辅助时间为15mim,要求生产能力为6m/h.试计算:
（1）所需过滤面积；
（2）若采用滤框尺寸为528×528×25mm的板框压滤机,需要多少个滤板? 解: (1)
3600V qVQ?t＋tD
qVQ(t?tD)6?(45?15)?60V???6m3
36003600
q2?2qqe?Kt q2?2?0.026q?4.18?10?4?45?60
q?0.311m3/m2
V6
A???19.293m2 q0.311(2) 19.293滤板数=?35块2 0.528?2
滤框数为36块
3
5.用转筒真空过滤机处理某种滤浆,滤液是产品,转筒转速为 n=1r/mim时,生产能力为4m/h,现要求将生产能
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力提高至6m/h,应将转速调整为每分钟几转?
解：连续过滤 ，生产能力：
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qVQ?465AKn?qVA1n?1n2qVQ22n1?qVQ1??4????????n2?q?VQ2??6?2
n2?12?4????6??2.25r/min6．计算直径为30μm,比重2600kg/m的球形石英颗粒在20℃水中及20℃空气中的自由沉降速度。 解：（1）20℃水
设为层流，20℃水ρ=998.2kg/m3，μ=1.005×10-3Pa·s
3
d2(?s??)g(30?10?6)2(2600?998.2)?9.81?4ut???7.82?10m/s ?318?18?1.005?10dut?30?10?6?7.82?10?4?998.2校核 Ret???0.0233?1 属滞流，假设成立。 ?3?1.005?10（2）20℃空气
设为层流，20℃空气ρ=1.205kg/m3，μ=1.81×10-5Pa·s
d2(?s??)g(30?10?6)2(2600?1.205)?9.81ut???0.0704m/s ?518?18?1.81?106dut?30?1?0?0.07?041.205校核 Ret?属滞流，假设成立。 ??0.140?6 1?5?1.8?1107．20℃时粘度为1.260Pa·s、密度为1050kg/m的甘油一水混合液作分散介质制备灰黄霉素混悬液，灰黄霉素3-6
密度为1300kg/m,要求混悬液中灰黄霉素颗粒的沉降速度小于1×10m/s,试计算此混悬液中灰黄霉素颗粒的粒径应不大于多少微米。
解：设为滞流，20℃时液体ρ=1050kg/m3，ρs=1300kg/m3
μ=1.26Pa·s; ut=0.000001m/s
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d2(?s??)gut?18?18?ut18?1.26?1?10?6d????s???g(1300?1050)?9.81
2d?96.16?m96.16?10?6?1?10?6?1050校核 Ret???8?10?8?1 属滞流,假设成立.
?1.26dut?8．用落球法测定密度为1280kg/m的液体药剂的粘度。在一容器中盛有高度300mm的待测液体药剂，钢球从液
3
面自由降落至容器底部的时间为10.98s,已知钢球直径为6mm,钢球的密度为7900kg/m,试计算这种液体药剂的粘度。
解：
设为层流，20℃时液体ρ=1280kg/m3，ρs=7900kg/m3
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3
ut=0.3/10.98=0.02732m/s
d2(?s??)gut?18?d2(?S??)g(6?10?3)2?(7900?1280)?9.81????4.754PaS18ut18?0.02732?3dut?6?10?0.027?321280校核 Ret???0.04?4 1属层流,假设成立.
?4.754第五章 传热习题
1 在三层平壁燃烧炉的热传导中，测得各平壁层温度分别为t1=600 oC，t2=400 oC，t3=200 oC，t4=100 oC如果各层壁面间接触良好，试求各平壁层热阻之比。
解:t1=600℃;t2=400℃;t3=200℃;t4=100℃
?t1?t2600?400200 ???SR1R1R1?t2?t3400?200200 ???SR2R2R2?t3?t4200?100100 ???SR3R3R3则
R1:R2:R3?2:2:1
2 燃烧炉的内层为耐火砖，厚度为460mm，外层为绝缘砖，厚度为230mm，炉内、外壁温分别为1200 oC和100 oC，假设两层接触良好，试求导热的热流密度及两层砖之间的界面温度。已知耐火砖的导热系数λ
oo
1=1.5W/(m·C)，绝缘砖的导热系数λ2=0.15W/(m·C)。 解:
b1?460mm;b2?230mm;?1?1.5W/m0C;?2?0.15W/m0C00t1?1200C;t3?100Ct?t?1200?100?13??597.83W/m2 Sb1?b20.46?0.231.50.15?1?2?t1?t2?Sb1?11200?t2?597.83
0.461.5t2?1016.660C
3 燃烧炉的平壁由三层组成，其厚度和导热系数列于本题附表中。 习题3附表 导热系数λ 厚度 b 序号 材料 (mm) W/(m·oC) 耐火砖 200 1.05 1内层 100 0.15 绝缘砖 2 10 45 3 钢板
若耐火砖层内表面温度为t1=1150 oC，钢板外表面温度为t4=30 oC，测得通过炉壁的热损失为300 W/m2，试计算单位面积的热损失.。若计算结果与实测结果不符，试计算附加热阻，并分析其原因。
解
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