化工原理典型例题题解

1、 典型例题 章 流体通过颗粒层的流动第4 过滤机的最大生产能力 1：例3，过滤 20m 用一板框压滤机对悬浮液进行恒压过滤，过滤20分钟得滤液 饼不洗涤，拆装时间为15分钟，滤饼不可压缩，介质阻力可略。试求：3 /h 该机的生产能力，以 m表示（滤液）（1） 3 /h？ 20，该机的最大生产能力为多少 m（滤液） (2)如果该机的过滤压力增加20V3 ）解：（1h.3Q?m/?60?34 ?1520?D22 ）根据恒压过滤方程V=KA（222V20220?KA? ?20?min?15? 为了得到最大生产能力，则应Df22?300?20KAV?15? 在原压力下对应的滤液量为fopt3m17.3

2、V? optP P=1.21/2 VP3 m.95?17.3?18V?1.2optV95.18opt3 h/?Q?37.?9m?60 max?15?15Df滤饼的洗涤问题：例2 332m，得滤液 15m然后用 采用板框压过滤机进行恒压过滤，操作1小时后， 的清水在相同的压力下对滤饼进行横穿洗涤。假设清水的粘度与滤液的粘度相 同。滤布阻力可略，试求： 洗涤时间（1）3 （2）？小时，可另得滤液多少 m 1若不进行洗涤，继续恒压过滤22 V=KA解：22 KA=15 采用横穿洗涤法，则有：dVdV1? ? ?d4d?Ew2?2VJ22 15w?hr07.?1?1hr.07?1? 或者 wfw122

3、?151KA1? 41524V42?f 3222? ， ?VKAm2?2?V?KA21.?153 m.2?15?6?V?21.2例3：操作压强对过滤机生产能力的影响 3 分钟后共得滤液 4m用板框过滤机过滤某悬浮液，一个操作周期内过滤 20（滤饼不可压缩，介质阻力可略）。若在一个周期内共用去辅助时间30分钟，求： （1） 该机的生产能力 （2）若操作压强加倍，其它条件不变（物性、过滤面积、过滤时间与辅助时间），该机生产能力提高了多少？ 解：滤饼不洗涤 3/min =0.08m（20+30）（1） Q=4/（2） KP 1/2 PV1/23 V=24=5.65mV=1.4143/min Q=5.

4、65/50=0.113m 3Pa9.8110的恒定压力差下过滤某种的悬浮液。悬浮液中固相为例4：在直径0.1mm的球形颗粒，固相体积分率为10%，过滤时形成空隙率为60%的不可-3Pas，过滤介质阻力可以忽略，试求：（压缩滤饼。已知水的粘度为1.0101）3滤液所需的过滤时间；（2）若将此过滤时间延每平方米过滤面积上获得1.5m长一倍，可再得滤液多少？ 解：（1）过滤时间 已知过滤介质阻力可以忽略时的恒压过滤方程式为 32q 单位面积上所得滤液量=1.5m/m 过滤常数 s=0,对于不可压缩滤饼， 常数，则 3-3 Pas，滤饼的空隙率 已知=9.8110Pa =1.010 =0.6 球形颗粒

5、的比表面为 32 /mm 于 2 m 是 又根据料浆中的固相含量及滤饼的空隙率，可求出滤饼体积与滤液体积之比33331m，所对应的料浆量是1m。形成4m滤饼需要固体颗粒0.4m，因此，形成3滤液，则 滤饼可得到4-1=3m 33 /mm 3/s m所以 s （2）过滤时间加倍时增加的滤液量 s 则32 /mm 23 /mm3 滤液。即每平方米过滤面积上将再得0.62m3。已知，用转筒真空过过滤机过滤某种悬浮液，料浆处理量为40m/h5 例33过滤表面上滤饼厚度，每得1m要求转筒的浸没度为滤液可得滤饼0.04m0.3523-42qK试求过滤机的过滤，。不低于7mm。现测得过滤常数为=0.01m=

6、810m/m/senA 面积。和转筒的转速 1min为基准。由题给数据知解：以 3(a) /min m s (b) 3/min 0.6420.04=0.02568m滤饼体积 取滤饼厚度，=7mm，于是得到 (c) r/min 每分钟获得的滤液量为 3(d) m/min 2。解得、联立式abcd m，r/min 例6 若分别采用下列各项措施，试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。已知滤布阻力可以忽略，滤饼不可压缩。 （1）转筒尺寸按比例增大50。 （2）转筒浸没度增大50。 （3）操作真空度增大50。 （4）转速增大50。 （5）滤浆中固相体积分率由10增稠至15，已知滤饼中固相体积分率为60。

7、 （6）升温，使滤液粘度减小50。 再分析上述各种措施的可行性。 答：根据题给条件，转筒真空过滤机生产能力的表达式为 ADL 而=（1）转筒尺寸按比例增大50。新设备的过滤面积为 2AAA =(1.5)=2.25即生产能力为原来的2.25倍，净增125，需要换设备。 （2）转筒浸没度增大50 即生产能力净增22.5。增大浸没度不利于洗涤。 （3）操作真空度增大50 为原来的1.5倍，则效果同加大浸没度50，增大真空度使即生产能力提高了22.5。加大真空度受操作温度及原来真空度大小的制约。 Xvv加大，两15。的加大使（4）滤浆中固体的体积分率由10提高至v分别为 种工况下的 (a) 则即生产能力（以滤液体积计）下降25.47 （5）升温，使粘度下降50 由式a可知 则 即可使生