34-第三章-小结(习题课)解读课件

第三章流体与颗粒间的相对运动流体力学与传热学FluidMechanicsandHeatTransfer2023/7/28讲授内容概述3.1离心沉降3.3过滤3.4重力沉降3.22023/7/28第三章小结本节讲授内容2基本公式3习题册详解1基本概念2023/7/28一、基本概念1、非均相混合物物系内部有隔开两相的相界面存在，且相界面两侧的物料性质不同的混合物。

2、斯托克斯公式层流区或托斯克斯(stokes)定律区（10–4＜Ret<1）

3、球形度

2023/7/284、离心分离因数

离心沉降速度与重力沉降速度的比值。5、临界直径dc

理论上在旋风分离器中能完全分离下来的最小颗粒直径。6、过滤

利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的单元操作。7、过滤速率单位时间所获得的滤液体积。2023/7/288、过滤周期间歇过滤中过滤、洗涤、卸渣、清理、组装完成一次过滤所用时间。

一个操作周期时间为：9、过滤机生产能力过滤机单位时间内获得的滤液体积或滤饼体积，m3/h10、浸没度转筒过滤机浸没于滤浆中的面积与转筒过滤机总面积之比，等于转筒过滤机浸没角度与圆周角之比2023/7/28二、基本公式1、沉降分离球形颗粒沉降受力分析：重力沉降速度：离心沉降速度：2023/7/28阻力系数ζ：滞流区（10–4＜Ret<1）湍流区（103＜Ret＜2×105）过渡区（1＜Ret<103）2023/7/282、沉降室降尘室使颗粒沉降的条件降尘室的生产能力多级降尘室的生产能力2023/7/283、旋风分离器旋风分离器的处理量临界粒径：理论上在旋风分离器中能完全分离下来的最小颗粒直径。颗粒被完全除去的条件：2023/7/28分离效率总效率ηo

粒级效率ηpi分割粒径：粒级效率为50%的颗粒直径d50压强降2023/7/28恒压过滤方程：当介质阻力可以忽略时，过滤基本方程式：K=2kΔP1-s

4、过滤分离2023/7/28滤饼洗涤速率：

滤饼洗涤时间：

置换洗涤法横穿洗涤法2023/7/28过滤设备操作方式叶滤机板框过滤机洗涤方式横穿连续间歇置换置换间歇转筒真空过滤机2023/7/28三、习题册详解（二）单项选择题1、自由沉降的意思是

。D颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程2、颗粒的沉降速度不是指

。B加速运动段任一时刻颗粒的降落速度3、对于恒压过滤

。D当介质阻力不计时，滤液体积增大一倍，则过滤时间增大至原来的4倍2023/7/284、恒压过滤时，如介质阻力不计，滤饼不可压缩，过滤压差增大一倍时，同一过滤时刻所得滤液量

。C

增大至原来的倍5、以下过滤机是连续式过滤机

。C回转真空过滤机6、过滤推动力一般是指

。B过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差7、回转真空过滤机中是以下部件使过滤室在不同部位时，能自动地进行相应的不同操作：

。D分配头2023/7/288、非球形颗粒的当量直径的一种是等体积球径，它的表达式为

。9、在讨论旋风分离器分离性能时，分割直径这一术语是指

。C旋风分离器能够50%分离出来的颗粒的直径10、在离心沉降中球形颗粒的沉降速度

。离心沉降速度：A只与dp，p，，uT，r，μ有关2023/7/2811、降尘室没有以下优点

。A分离效率高12、降尘室的生产能力

。降尘室的生产能力A只与沉降面积A和颗粒沉降速度uT有关13、回转真空过滤机的过滤介质阻力可略去不计，其生产能力为5m3/h（滤液）。现将转速度降低一半，其他条件不变，则其生产能力应为________。D3.54m3/h2023/7/2814、要除去气体中含有的5μ～50μ的粒子。除尘效率小于75％，宜选用

。B旋风分离器15、等压过滤的滤液累积量q与过滤时间τ的关系为

。B16、过滤基本方程是基于

推导出来的。D滤液在滤渣中呈层流流动17、一般而言，旋风分离器长、径比大及出入口截面小时，其效率

，阻力

。高高19、在长为Lm，高为Hm的降尘室中，颗粒的沉降速度为uT

m/s，气体通过降尘室的水平流速为um/s，则颗粒能在降尘室内分离的条件是：

。2023/7/2818、在板框过滤机中，如滤饼不可压缩，介质阻力不计，过滤时间增加一倍时，其过滤速率为原来的

。2023/7/2820、粒子沉降受到的流体阻力

。D在滞流区与沉降速度的一次方成正比21、板框压滤机中，最终的滤液流率是洗涤液流率的

。C四倍2023/7/2822、球形度（形状系数）恒小于或等于1，此值越小，颗粒的形状离球形越远，球形度的定义式可写为

。B=Ap/A

23、“在一般过滤操作中，实际上起到主要介质作用的是滤饼层而不是过滤介质本身”，“滤渣就是滤饼”则

。A这两种说法都对24、旋风分离器的总的分离效率是指

。D全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率25、降尘室的生产能力由

决定。C降尘室的底面积2023/7/2826、在板框过滤机中，如滤饼不可压缩，介质阻力不计，黏度增加一倍时，对同一q值，过滤速率为原来的_________。过滤基本方程式：B1/227、回转真空过滤机洗涤速率与最终过滤速率之比为

。A128、以下说法是正确的

。B过滤速率与A2成正比29、板框压滤机中

。B板有两种不同的构造30、助滤剂应具有以下性质

。B颗粒均匀、坚硬、不可压缩2023/7/28（三）填空题1、一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降，若空气温度由20℃升至50℃，则其沉降速度将

。下降2、降尘室的生产能力与降尘室的

和

有关。长度宽度3、降尘室的生产能力与降尘室的

无关。高度4、在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，则沉降时间

。增加一倍2023/7/285、在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，气流速度

。减少一倍6、在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，生产能力

。不变7、在滞流（层流）区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的

次方成正比。28、在湍流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的

次方成正比。1/29、在过滤的大部分时间中，

起到了主要过滤介质的作用。滤饼2023/7/2810、过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩，则恒速过滤过程中滤液体积由Vl增多至V2=2Vl时，则操作压差由ΔPl增大至ΔP2=

。过滤基本方程式：2ΔP111、已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S，qe为Ve/S，Ve为过滤介质的当量滤液体积（滤液体积为Ve时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力），在恒压过滤时，测得Δ/Δq=3740q+200则过滤常数K=

。5.35×10－4（m2/s）2023/7/2812、已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S，qe为Ve/S，Ve为过滤介质的当量滤液体积（滤液体积为Ve时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力），在恒压过滤时，测得Δ/Δq=3740q+200则过滤常数qe=

。0.0535(m3/m2)13、最常见的间歇式过滤机有

和

。板框过滤机叶滤机14、在一套板框过滤机中，板有

种构造，框

种构造。2115、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，则在每一框中，滤液穿过厚度为

。框厚度之半16、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，在洗涤时，洗涤液穿过厚度为

。框的厚度2023/7/2817、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，在洗涤时，洗涤液穿过的滤布面积等于

。框的面积18、旋风分离器性能的好坏，主要以

来衡量。临界粒径、分离效率、压强降19、离心分离设备的分离因数定义式为Kc=

。20、当介质阻力不计时，回转真空过滤机的生产能力与转速的

次方成正比。1/221、间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/，此处V为

。一个操作循环中得到的滤液体积2023/7/2822、间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/，此处表示一个操作循环所需的

。总时间23、一个过滤操作周期中，“过滤时间越长，生产能力越大”的看法是否正确？不正确24、一个过滤操作周期中，“过滤时间越短，生产能力越大”的看法是否正确？不正确25、一个过滤操作周期中，过滤时间有一个

值。最适宜26、一个过滤操作周期中，最适宜的过滤时间指的是此时过滤机生产能力

。最大2023/7/2827、对不可压缩性滤饼dV/d正比于ΔP的

次方，对可压缩滤饼dV/d正比于ΔP的

次方。11－s28、对恒压过滤，介质阻力可以忽略时，过滤量增大一倍，则过滤速率为原来的

。1/229、对恒压过滤，当过滤面积增大一倍时，如滤饼不可压缩，则过滤速率增大为原来的

倍。对恒压过滤，当过滤面积增大一倍时，如滤饼可压缩，则过滤速率增大为原来的

倍。4430、转鼓沉浸度是

与

的比值。转鼓浸沉的表面积转鼓的总表面积2023/7/2831、按Ф＝Ap/A定义的球形度（此处下标p代表球形粒子），最大值为

。Ф越小则颗粒形状与球形相差越

。1大32、将固体物料从液体中分离出来的离心分离方法中，最常见的有

和

。将固体物料从液体中分离出来的离心分离设备中，最常见的为

。离心过滤离心沉降离心机33、在Stokes区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的_____次方成正比；在牛顿区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的______次方成正比。21/22023/7/2834、一个过滤操作周期中，“过滤时间越长生产能力越大”的看法是

，“过滤时间越短，生产能力越大”的看法是

。过滤时间有一个

值，此时过滤机生产能力为

。不正确最适宜不正确最大35、含尘气体通过长为4m，宽为3m，高为1m的除尘室，已知颗粒的沉降速度为0.03m/s，则该除尘室的生产能力为

。0.36m3/s2023/7/28五、计算题某板框过滤机框空的长、宽、厚为250mm×250mm×20mm，框数为8，以此过滤机恒压过滤某悬浮液，测得过滤时间为8.75min与15min时的滤液量分别为0.15m3及0.20m3，试计算过滤常数K。解：过滤面积A=8×2×0.25×0.25=1.0m2

2023/7/282、以板框压滤机恒压过滤某悬浮液，过滤面积10m2，操作压差1.96×105Pa。每一循环过滤15min得滤液2.91m3。过滤介质阻力不计。设滤饼不可压缩。（1）该机生产能力为4.8m3/h滤液，求洗涤、装拆总共需要的时间及过滤常数K。（2）若压差降至9.81×104Pa，过滤时间及过滤量不变，其他条件不变，需多大过滤面积？（3）如改用回转真空过滤机，转一圈得滤液0.2m3，转速为多少才可以维持生产能力不变？2023/7/28解：（1）恒压过滤，介质阻力忽略：（2）（3）2023/7/283、用某叶滤机恒压过滤钛白水悬浮液。滤叶每侧过滤面积为（0.81）2m2，共10只滤叶。测得：过滤10min得滤液1.31m3；再过滤10min共得滤液1.905m3。已知滤饼与滤液体积比v=0.1。试问：（1）过滤至滤饼厚为21mm即停止，过滤时间是多少?（2）若滤饼洗涤与辅助时间共45min，其生产能力是多少?（以每小时得的滤饼体积计）解：（1）过滤时间过滤面积A=10×2×0.812=13.12m2

2023/7/28（2）生产能力：2023/7/284、在3×105Pa的压强差下对钛白粉在水中的悬浮液进行过滤实验，测得过滤常数K=5×10-5m2/s、qe=0.01m3/m2，又测得滤饼体积与滤液体积之比v=0.08。现拟用有38个框的BMY50/810-25型板框压滤机处理此料浆，过滤推动力及所用滤布也与实验用的相同。试求：（1）过滤至框内全部充满滤渣所需的时间；（2）过滤完毕，以相当于滤液量1/10的清水进行洗涤，求洗涤时间；（3）若每次卸渣、重装等全部辅助操作共需15min，求每台过滤机的生产能力（以每小时平均可得多少m3滤饼计）。2023/7/28解：（1）过滤时间：过滤面积：A=38×2×0.812=49.86m2

框内全部充满滤渣，滤饼体积：2023/7/28（2）洗涤时间：（3）生产能力：2023/7/285、用板框过滤机过滤某悬浮液，一个操作周期内过滤20分钟后共得滤液4m3

（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）若操作表压加倍，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？2023/7/28解：（1）生产能力：（2）