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文档简介
1、第三章机械分离和固体流态化1. 取颗粒试样500 g,作筛分分析,所用筛号及筛孔尺寸见本题附表中第1、2歹叽筛析后称取各号筛面上的颗粒截留量列于本题附表中第3列,试求颗 粒群的平均直径。习题1附表筛号筛孔尺寸/mm截留量/g筛号筛孔尺寸/mm截留量/E101.6510660. 20860.0141. 16820.01000. 14730.0200. 83340.01500. 10415.0280. 58980.02000. 07410.0350.41713.02700. 0535.0480. 29511.0共计500解:颗粒平均直径的计算maxI= 1513 pm1.205x(2650-1.2
2、05)x9.81(1.81 xlO-5)23. 在底面积为40 m?的除尘室回收气体中的球形固体颗粒。气体的处理量 为3600 m3/h,固体的密度p = 3OOOkg/m3t操作条件下气体的密度p = l.O6kg/m3 t 黏度为2X105 Pas。试求理论上能完全除去的最小颗粒直径。解:同P阿例3-3在降尘室中能被完全分离除去的最小颗粒的沉降速度,则 zr =)()一 = 0.025/? / s bl 400x3600假设沉降在滞流区,用斯托克斯公式求算最小颗粒直径。假设合理。求得的最小粒径有效。4. 用一多层降尘室除去炉气中的矿尘。矿尘最小粒径为8“,密度为4000 kg/m30除尘室
3、长4. 1 m、宽1. 8 m、高4. 2 m,气体温度为427。(2,黏度为3.4X105 Pa s,密度为0. 5 kg/m若每小时的炉气量为2160标准代,试确定降尘室隔 板的间距及层数。解:由气体的状态方程PV = nRT有匕=”2733600假设沉降发生在滞流区,用斯托克斯公式求最小粒径。假设合理。求得的最小粒径有效。由以上的计算可知。粒径为8“加的颗粒沉降必定发生在滞流区。用斯托克斯公式求沉降速度耳=叫十=阳0乍 x(400075)x9.81 = 4Jx10-3/w/5 18“18x3.4x10-5层数=-= 50.9 取为 51 层。bIu-板间距 h = H /( +1) =
4、4.2/(51 + 1) = 80.8核算气体在多层降尘室中的流型。u = Vx /(bl) = 1.54/(1.8x4.1) = 0.208m/5当量直径(对降尘室)dc=4bh/2(b + h)=4x1.8x0.0812x(1.8 + 0.081)=0.154/7/R c = deiip/ = 0.154x 0.208 x0.5 /(3.4 x 1 (T)= 471.06气体在降尘室中的流动为层流流动。设计合理。5. 已知含尘气体中尘粒的密度为2300 kg/m3,气体流量为1000 代/h、黏度 为3. 6 X 10 s Pa-s.密度为0. 674 kg/m采用如图3-7所示的标准型旋
5、风分离 器进行除尘。若分离器圆筒直径为0.4 m,试估算其临界粒径、分割粒径及压强 降。解:对标准型旋风分离器,已知ZM)4nb毕刃4二0. lm,爪少2二0. 2叽1000气体流速为 tti=VJA = 000 /(3600 xBx/i) = 13.89/n/ s临界粒径=9/BI 9x3.6x105x0.1V3.14x5x2300x13.89= 8.04/7/7?so = 0.27PD3 一 P)= 0.27xI 3.6x105x0.4 13.89x(2300-0.674)= 5.73“也压强降印-严-8.0x,674x(13,89)2 =520P2 26. 某族风分离器出口气体含尘量为0
6、. 7X103 kg/标准代,气体流量为5000 标准m7h,每小时捕集下来的灰尘量为21.5 kgo出口气体中的灰尘粒度分布及 捕集下来的灰尘粒度分布测定结果列于本题附表中。习题6附表1粒径围/055 1010 2020 3030 4040 5050在出口灰尘中的质量分数尺16252920721在搜集的灰尘中所占的质量分数/%1. I11 26.62018.711.33解:(1)除尘总效率出口气体中尘粒的质量流量为vv2 = 0.7x10_3x5000 = 3.5kgIh进口气体中尘粒的质量流量为吗=21.5 +叫=21.5 + 3.5 = 25蚣/力 所以z/o= = 212 = 0.86
7、,即 86%25(2)粒级效率曲线Jlpi叫叫j +叫】根据附表的数据求得粒级效率值如本题附表所示习题6附表1粒径围pm05510102020303040405050平均粒径“加2.57.51525354550X2i (%,质量)16252920721Xci (%,质量)4.41126.62018.711. 380. 560. 8751.0150. 700. 2450. 070. 0350. 9462. 3655.7204.34. 022. 431. 72%0. 630. 730. 8500. 860. 9430. 9720. 98根据的数据绘制粒级效率曲线如附图所示习题6附图7. 在实验室用
8、一片过滤面积为0.1 m?的滤叶对某种颗粒在水中的悬浮液进 行过滤实验,滤叶部真空度为500 mmHg。过滤5 min得滤液1 L,又过滤5 min 得滤液0.6 Lo若再过滤5min,可再得滤液多少?解:由过滤基本方程:q2+2qqe = KO,代入数据有:(!)2 + 2(!_-)qc = K x 5 x 60O.lxlO3O.lxlO3 r(16 J2 + 2(6)= K x 10 x 60I O.lxlO3O.lxlO3解得:= 7x 10-5nr /m=8x10 m /s当 6 = 15min 时,+ 2x7xl0-5 = 8xlO7 x 15x60解得 q = 0.02073m3/
9、m2 = 20.73L/m2,V=qA = 20.73x 0.1 = 2.073LU = 2.0731.6 = 0.473厶8. 以小型板框压滤机对碳酸钙颗粒在水中的悬浮液进行过滤实验,测得数 据列于本题附表中。已知过滤面积为0.093 nA试求:(1)过滤压强差为103. 0 kPa时的过滤常数斤、a及乞;(2)滤饼的压缩性指数s; (3)若滤布阻力不变,试写出此滤浆在过滤压强差为196. 2kPa时的过滤方程式o习题8附表过滤压强差3kPa过滤时间&s滤液体积Vm Rtn =rLe = rrA/v =常数,所以么 ocl/A/Z , 以103kPa下的数值为基准,得到 K” = 1.572
10、x 1 (T5 x= 2.714x105in2 /s1.059 0103.0502.27X10-6609. 10X10343.417. 12. 27 XlO32339. 10 XlO3解:(1) 1030如下,G = 2.27xlO-3/0.093 = 0.0244/h3 /m2, q2= 90x10“/0.093 = 0.0978/n3 /m2“ 0.02442 +2x0.0244/ = Kx50 JK = 1.572x 1 (Tm2 /s0.09782 +2x0.0978/ = Kx660 =3.91x10-3m3 /m2 = (3.91x10-)-=0973j“ K 1.572X10qe
11、 M = 3.91xl(T x()w)l526 = 3.544x 103屛/m2e1.05, = g/=(3.544x10-7 =Q4635 fT 2.714x10同理可以求出343. 4kPa下的过滤常数/r = 436xl(r5r/$,qj = 3 09x(r3F/r,8J = 0219s(2)由K = 2k尸得4.36x101.572x10= (-, = 0.1526于是得到1962. kPa下的过滤方程式为( + 3.544 x 10-2 尸=2.74 xl05( 1.假设不合理。假设沉降在过滤区。叮0.27xP;必 R6 =0.27丫;少 1.70必. 核算=278符合要求。流化速度.u二0. 78人二0. 78x1. 7=1. 33m/s.u _V(Q-p)g 1650“1650x2.01xl05= 0.0527/?/5.流化数缈=1.33/0.0527=32.3.2z 2040801301105001.651 + 1.1681.168 + 0.8330.833 + 0.5890.589 + 0.4170.417 + 0.295603015105+d+0.295 + 0.208 0.208 + 0.1470.147 + 0.104 0.104 + 0.074 0.074 + 0.053= 2.905 (1/mm)由此可知,颗粒群的平均直径为d=0. 345nun.
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