食品工程专业--颗粒与过滤作业解答.doc

第四章 颗粒与流动2某谷物的颗粒粒径为4mm。密度为1400/m3。求在常温水中的沉降速度。又若此谷物的淀粉粒在同样的水中的沉降速度为0.1mm/s,试求其粒径。解：（1）、求沉降速度试差法：（层流区、过渡区、湍流区）设为层流区（Rep500）（Newton公式）将上述已知条件代入上式：验证：因此，设为湍流区（Rep500）是合理的，颗粒沉降速度为：0.218m/s（2）、求粒径设颗粒沉降为层流区（Rep1）(Stokes公式)： 得到：已知：ut=0.1mm/s，则：验证：所以，假设颗粒在层流区流动。该谷物的颗粒直径为：2.1410-5m答：在常温水中的沉降速度0.218m/s，谷物的颗粒直径为2.1410-5m。7. 液体食用油经水洗设备之后，进入沉降槽进行油水分离。假定从洗涤器出来的混合物中，油以球滴出现，滴径为0.05，物料中油和水的质量比为1：4，分离后的水相可认为绝不含油。以知料液流量为2t/h，油的相对密度为0.9，油温和水温均为38。试求沉降槽的沉降面积（假定沉降符合斯托克斯定律）。解：根据单位时间沉降的体积、沉降面积和沉降速度的关系： 则： 求V已知：物料中油和水的质量比为1：4；料液流量为2t/h；查表水在38时：按清夜体积计算生产能力V：求ut假设沉降速度为层流区，由斯托克斯定律：已知：dp=0.05mm=510-5m，则：验证：属于层流区，假设成立。所以：答：求沉降槽的沉降面积为2.42m2。9.果汁中滤渣为可压缩的，测得其压缩指数为0.6。在压表为100kPa下由压滤机过滤。最初1 h可得清汁2.5 m3，问若其他条件相同，要在最初1 h得到3.5 m3的清汁，要用多大压力？设介质阻力可忽略不计。解：由恒压过滤方程：；当过滤介质阻力忽略不计时，上式简化为：（Pa） 答：在最初1 h得到3.5 m3的清汁，要用压力。10. 用某版框过滤机过滤葡萄糖溶液，加入少量硅藻土作助滤剂。在过滤表压100kPa下过滤2h，头1h得滤液量8m3。假设硅藻土是不可压缩的，且忽略介质阻力不计，试问：（1）在第2小时内可得多少滤液？（2）过滤2h后用2m3的清水（黏度与滤液相近），在同样压力下对滤饼进行横穿洗涤，求洗涤时间；（3）若滤液量不变，仅将过滤压差提高1倍，问过滤时间为多少？（4）若过滤时间不变，仅将过滤压差提高1倍，问滤液量为多少？解：（1）求在第2小时内可得多少滤液由恒压过滤方程：；当过滤介质阻力忽略不计时，上式简化为：，已知：可得：，（2）求过滤2h后用2m3的清水，在同样压力下对滤饼进行横穿洗涤的洗涤时间由题意：，则：对于板框式过滤机，洗涤素速率为过滤终了速率的1/4）：（3）若滤液量不变，仅将过滤压差提高1倍，求过滤时间。由恒压过滤方程：当滤饼为不可压缩，s=0,当过滤介质阻力忽略不计时，则可得为常数与压差无关又：，且则： 即：（4）若过滤时间不变，仅将过滤压差提高1倍，求滤液量由于压强提高1倍， 当：即：答： 13.有一转筒真空过滤机，每分钟转2周，每小时可得滤液4m3。若滤布阻力忽略不计，问每小时要获得5m3滤液，转鼓每分钟应转几周？此时转鼓表面的滤饼厚度为原来的几倍？假定所用的真空度不变。解：（1）求转鼓每分钟应转几周滤布阻力忽略不计，转筒式过滤机生产能力：式中的单位为（）即：式中的单位为真空度不变，滤浆相同，则相同同一过滤机，相同，则有：（2）求滤饼厚度为原来的几倍设滤饼不可压缩，为转鼓每转一周得到的滤液体积：其中的单位为则滤饼厚为：（倍）答: 14.大豆的密度1200/m3,直径5,堆积成高为0.3m的固定床层,空隙率为0.4.若20空气流过床层时,空床速度0.5 m/s,试求其压力降。又当空床速度达何值时，流化方才开始？ 此时的压力降又为何值？ 解：查表得20空气的物理参数: (1).床层雷诺数: 可用欧根公式得: (2).假设空床速度达到临界流化速度时,流体处于湍流区,则根据牛顿公式有:校核