上册 第3章 非均相物系的分离答案.pdf

A3 1 加速运动 等速运动 等速运动 每个空 1 分 共 3 分 A3 2 2 1 2 每个空 1 分 共 2 分 A3 3 气体在室内的停留时间 应 颗粒的沉降时间 t 2 分 滞流 1 分 共 3 分 A3 4 降尘室底面积 2 分 高度 1 分 共 3 分 A3 5 降尘室 惯性除尘 旋风分离器 每个空 1 分 共 3 分 A3 6 物料特定 过滤压强差 过滤介质阻力大小 每个空 1 分 共 3 分 A3 7 板框压滤机 加压叶滤机 转筒真空过滤机 每个空 1 分 共 3 分 A3 8 过滤式 沉降式 分离式 常速离心机 高速离心机 超高速离心机 每个空 1 分 共 6 分 A3 9 恒压过滤 恒速过滤 每个空 1 分 共 2 分 A3 10 D 2 分 A3 11 A 2 分 A3 12 C 2 分 A3 13 B 2 分 A3 14 A 2 分 A3 15 B 2 分 A3 16 A 2 分 A3 17 1 分 A3 18 1 分 A3 19 1 分 A3 20 1 分 A3 21 1 分 Tianjin Bohai Vocational Technical College 1 A3 22 1 分 A3 23 1 分 A3 24 1 分 A3 25 答 球形颗粒在静止流体中作重力沉降时 将受到三个力的作用 即重力 浮力与阻力 2 分 作用方向是重力向下 其余两个力向上 2 分 共 4 分 A3 26 答 在满足气体处理量 即生产能力 的前提下 评价旋风分离器性能的主 要指标是尘粒的分离效率及气体经过旋风分离器的压强降 3 分 A3 27 答 影响旋风分离器性能的因素是多方面的 其中最主要的因素可归纳为物 系性质与操作条件两大类 2 分 因为对于同一结构型式的旋风分离器来说 减少尺寸有利于分离 所以当 气体处理量很大 又要求较高的分离效果时 常采用旋风分离器组操作 3 分 A3 28 答 主要依据有三个方面 共 5 分 1 含尘气体的处理量 或生产能力 1 分 2 允许的压强降 1 分 3 要求达到的分离效率 1 分 共 3 分 A3 29 答 饼层过滤是指固体物质沉降于过滤介质表面而形成滤饼层的操作 2 分 它适用于处理固体含量较高 固相体积分数约在 1 以上 的悬浮液 2 分 共 4 分 A3 30 答 膜过滤是利用膜孔隙的选择透过性进行两相分离的技术 2 分 它又可分为微孔过滤和超滤两类 2 分 共 4 分 A3 31 答 对过滤介质的要求是 它应具有流动阻力小和足够的机械强度 同时还 应具有相应的耐腐蚀性和耐热性 3 分 种类有 织物介质 堆积介质 多孔固体介质及多孔膜 2 分 共 5 分 Tianjin Bohai Vocational Technical College 2 A3 32 答 措施有 适当提高转速和浸没度n 加大过滤常数K 增大真空度或 降低滤液粘度 等 每个措施 1 分 共 3 分 A3 33 答 过滤机的生产能力通常是指单位时间内获得的滤液量 也有按滤饼产量 或滤饼中固体物料的产量来计算的 3 分 过滤机生产能力Q的计算式 Dw VTVQ 3600 3600 2 分 hm 3 共 5 分 A3 34 解 1 钢球的沉降速度sm h ut 2732 0 32 7 1000 200 1 分 2 假设沉降在滞留区 则可用斯托克斯公式计算 18 2 gd u s t SPa u gd t s 309 5 02732 0 18 81 9 13007900 1035 6 18 232 3 分 3 核算流型 104248 0 309 5 130002732 01035 6 Re 3 t du t 故假设成立 求出的 有效 2 分 A3 35 解 1 由附录查出有关温度下水的性质 20 时 密度 998 粘度 3 mkg 1 005 10 3 Pa s 1 分 50 时 998 3 mkg 0 5494 10 3 Pa s 1 分 84 1 10005 1 18 9881850 105494 0 18 9881850 18 18 3 2 3 2 20 20 2 50 50 2 20 50 gd gd gd gd u u s s t t 3 分 Tianjin Bohai Vocational Technical College 3 2 此时 d 2d s 均相同 据 18 2 gd u s t 可得 4 18 18 2 2 2 gd gd u u s s t t 3 分 A3 36 解 1 在该降尘室内能完全分离出来的最小颗粒的沉降速度为 t u sm bl V u s t 1429 0 14 0 2 1 分 2 假设沉降在滞流区 则可用斯托克斯公式求 3 分 min d mm g u d s t 7 4710 7 47 81 9 3000 1429 0 106 218 18 62 1 5 2 1 min 3 分 校核沉降流型 11965 0 106 2 75 01429 0107 47 Re 5 6 min t ud t 故原假设正确 求出的有效 2 分 min d A3 37 解 1 在空气中作自由沉降 由于 空气 s 故 空气可略 即 s 空气 s 由斯托克斯公式可得 g u18 d s t 空 空 1 分 设铅微粒下标为 1 石英微粒 下标为 2 可得 73 1 2600 7800 u18 u18 2 1 1 t 2 t 1 2 s s s s g g d d 空 空 3 分 Tianjin Bohai Vocational Technical College 4 2 在水中作自由沉降 可得 06 2 10002600 10007800 u18 u18 2 1 1 t 2 t 1 2 水 水 水 水 水 水 s s s s g g d d 3 分 A3 38 解 1 操作条件下炉气处理量为 smV 54 1 273 427273 3600 2160 s 3 2 分 2 假设沉降在滞流区 可求出ut sm g s 101 4 104 318 81 9 5 04000 108 18 d u 3 5 262 t 2 分 而气体水平通过速度smbHvu s 20 0 2 48 1 54 1 1 分 3 层数 n 501511 101 41 48 1 54 1 1 3 t s ub v n l 2 分 4 隔板间距 h 可得 hnH 1 m m n H h082 0 51 2 4 1 1 分 5 核算颗粒沉降和气体流动是否都在滞流区 1108 4 104 3 5 0101 4108 Re 4 5 36 t du t 在滞流区 1 分 m hb bh de157 0 082 08 1 082 08 122 1 分 气体流动的 Re 为 2000462 104 3 5 020 0157 0 Re 5 ude 在滞流区 故降尘室计算合理 结果有效 1 分 A3 39 解 对于标准型旋风分离器 h D 2 B D 4 Ne 5 8 教材上册 P125 1 并联旋风分离器数 n 单台旋风分离器的生产能力为 Tianjin Bohai Vocational Technical College 5 Vs 单 h B ui i u DD 42 0 42 8 20 0 40m3 s 2 分 n Vs Vs 单 2 0 0 40 5 1 分 2 求临界粒径dc B D 4 0 4 4 0 1m Ne 5 代入下式 mm ueN B d is c 98 4 1098 4 2030005 1 0106 299 6 5 2 分 3 分割直径d50 mm u D is 554 3 10554 3 203000 4 0106 2 27 0 27 0 d 6 5 50 2 分 4 压强降 P Pa u p i 1200 2 20 75 0 8 2 2 2 2 分 A3 40 解 题中已规定采用扩散式旋风分离器 则其型号可由其生产能力表中来选 题 中热空气的允许压强降为 1250pa 需要进行校正 papp1500 0 1 2 1 1250 2 1 2 分 从教材上册P131 表 3 3 中查出 5 号扩散式旋风分离器 直径为D 525mm 在 1570pa的压强降下操作时 生产能力为 5000m3 h现在要达到 10000m3 h的生产能 力 可采用两台并联 也可采取其他的同样合理的选择 4 分 A3 41 1 求滤液量 V 滤饼体积 2 分 3 0101 01025 0635 0635 0mVS 题给1 0 滤液体积 3 101 0 1 0 0101 0 mVV s 2 分 2 求过滤时间 当介质阻力可略时 1 分 22 KAV hs KA V 09 1 7 3925 806 0 104 101 0 26 2 2 2 3 分 Tianjin Bohai Vocational Technical College 6 A3 42 1 过滤面积 A 由题给 1 0 3 分 3 273 7 1 01 8 1 mVV F 代入题给过滤方程 2242 8 117 603600105273 7 273 7 AA 解出 A 5 782m3 3 分 2 求过滤常数K qe e 把题给过滤方程与恒压过滤方程相比较 可得 22 2KAVVV e K 5 10 4m3 s 2Ve 1m3 故Ve 0 5m3 2 分 qe Ve A 23 0865 0 782 5 5 0 mm 1 分 sKqe e 15 105 0865 0 4 2 2 1 分 A3 43 1 介质阻力可略时 有的恒压过滤方程式 题给 22 KAV hh1 2 21 其他 情况不变 悬浮液不变 不变 则有 p 2 22 21 22 1 KAVKAV K A 不变 故有 3 1 2 12 1 2 2 1 2 2 07 7 2 1 10mVV V V 2 分 2 因 改变 恒压过滤方程为 1 分 p pKAV 22 2 而 11 22 1 2pKAV 22 22 2 2pKAV 21 K A 不变 1 分 可得 3 3 3 1 2 12 1 2 2 1 2 2 1 14 2 4 10 1033 1012 1033 1014 10m P P VV P P V V 2 分 A3 44 原工况下的过滤常数 K 为 介质阻力可略 smAVK 1056 5 36002 2 0 0 4 22 2 2 22 2 分 过滤面积加倍 其他情况不变可得滤液量 Tianjin Bohai Vocational Technical College 7 3222 0 836002 2 02 1056 5 AK mV 2 分 求洗涤时间 w w w w d dv V 对于板框压滤机 8 2 e w VV KA d dv 2 分 因介质阻力可略 故Ve 0 题给Vw 0 5m3 代入后可得 hs w 271942 0 48 2 0 1056 5 5 0 22 2 分 A3 45 1 过滤时间 过滤面积为 1 分 22 98 2026 635 0 2mA 滤饼体积为 1 分 32 262 026025 0 635 0 mVs 滤液体积为 3 10 13020 0 262 0m v V V s 1 分 而q V A 13 10 20 98 0 624m3 m2 1 分 过滤时间s K qqq e 3700 1013 1 023 0 624 0 624 0 2 4 22 2 分 2 生产能力 Q 操作周期T Q Qw QD 3700 0 793 3600 15 60 7455s 1 分 Qhm T V 33 6 7455 10 1336003600 2 1 分 A3 46 1 生产能力 Q 转筒过滤面积 1 分 3 39 598 075 114 3mDA l 转筒浸没度 3 1 360 120 1 分 介质阻力可忽略时 可用下式计算 Q QhmnKA 28 31 3 1 1015 539 5465465 26 2 分 2 求滤饼厚度 L 转筒每转一周获得的滤液量为 3 05467 0 60 28 3 60 m Q V 1 分 Tianjin Bohai Vocational Technical College 8 1 分 3 03608 066 005467 0mVvVs 厚度mmm A V L s 7 61069 6 39 5 03608 0 3 1 分 A3 47 1 服从斯托克斯定律的最大颗粒直径 服从滞流沉降区的上限值 K 2 62 1 分 由 3 1 2 max g dK s 可得 dmax mm g s 20 591020 59 81 9 205 1 2400 1081 1 62 2 62 2 6 3 1 25 3 1 2 3 5 分 2 服从牛顿定律的最小颗粒直径 服从牛顿定律的下限值 K 69 1 1 分 同理可得 dmin mm 156110561 1 81 9 205 1 2400 1081 1 1 69 3 3 1 25 1 5 分 A3 48 解 1 求 由题给条件可得 单位面积上所得滤液量q 1 5m3 m2 1 分 求 K 题给滤饼为不可压缩 则 S 0 r r 常数 代入已知量则 sm r p r p pkK S S 1043 4 333 01033 1100 1 1081 9222 2 23 103 31 1 3 分 求 当过滤介质可略时 q2 k 则有s k q 508 1043 4 5 1 3 22 1 5 分 2 过滤时间加倍时 增加的滤液量 s101650822 1 分 233 12 2 10161043 4 mmkq 1 5 分 增加的滤液量为 23 62 0 5 112 2 mmqq Tianjin Bohai Vocational Technical College 9 即每平方米过滤面积上将再得 0 62m3 滤液 2 分 A3 49 解 1 求 Kc 2 22 02 0 8 4 0 842 m DDD hB 1 分 sm hB Vs ui 67 16 02 0 3600 1200 1 分 6 141 81 9 2 0 67 16 2 2 Rg u Kc T 1 分 2 求dc mm uNe Bq d is c 6 6106 6 67 1630005 4 4 0108 39 6 5 2 分 3 求d50 mm u D d is 71 4 1071 4 27 0 67 16 674 0 3000 4 0108 3 27 0 6 5 50 2 分 4 求 P Pa u