食工原理课后习题答案第3-6章.doc

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1、第三章3-1试求粒度为50mm的某谷物的粉粒在20℃和100℃的常压空气中的沉降速度。并分析其计算结果。已知该谷物的密度rp=1480kg/m3。解：（1）m=1.81×10-5Pa.sr=1.205kg/m3ut=(50×10-6)2×(1480-1.205)×9.81/(18×1.81×10-5)=0.111m/sRet=0.111×50×10-6×1.205/(1.81×10-5)=0.37<1（2）m=2.19×10-5Pa.sr=0.946kg/m3ut=(50×10-6)2×(1480-0.946)×9.81/(18×2.19×10-5)=0.092m/sRet=0.092×

2、50×10-6×0.946/(2.19×10-5)=0.199<13-2密度为1850kg/m3的微粒，在20℃的水中按斯托克斯定律沉降，问直径相差一倍的微粒，其沉降速度相差多少？解：ut’/ut=(d’/d)2ut’=4ut3-3已测得密度为1100kg/m3的某球形豆制品颗粒在15℃水中的沉降速度为2.8mm/s，求此豆制品颗粒的直径。解：Ret=2.43×10-4×0.0028×1000/0.00115=0.59<13-4用落球粘度计测定20℃时密度为1400kg/m3的糖蜜的粘度。该粘度计由一光滑钢球和玻璃筒组成，如附图所示。试验测得密度为7900kg/m3，直径为0.2mm的钢

3、球在盛有此糖蜜的玻璃筒中的沉降速度为10.2mm/s，问此糖蜜的粘度为多少？解：m=d2(rp-r)g/18ut=(2×10-4)2×(7900-1400)×9.81/(18×10.2×10-3)=0.0139Pa.sRet=2×10-4×10.2×10-3×1400/0.0139=0.2055<13-5一矩形降尘室，长10m，宽5m，其中有20块隔板，隔板间的距离为0.1m，用以分离含尘气体中的微粒，微粒的密度是2500kg/m3，微粒中最小粒径为10mm，气体的粘度为0.0218cP，密度为1.1kg/m3。试求：（1）最小微粒的沉降速度；（2）若需将最小微粒沉降下来，气体的最大流速

4、不能超过多少m/s？（3）此降尘室能够处理的气体量为多少m3/h？解：（1）utmin=(10×10-6)2×(2500-1.1)×9.81/(18×0.0218×10-3)=6.247×10-3m/sRet=6.247×10-3×10×10-6×1.1/(0.0218×10-3)=0.00315<1（2）tt=0.1/utmin=16su=10/16=0.6247m/s（3）qvh=utminBLn=6.247×10-3×10×5×21×3600=23614m3/h3-6拟用长4m、宽2m的降尘室净化3000m3/h的常压空气，气温为25℃，空气中含有密度2000kg/m3的尘粒，欲要

5、求净化后的空气中所含尘粒小于10mm，试确定降尘室内需设多少块隔板？解：ut=(10×10-6)2×(2000-1.185)×9.81/(18×1.835×10-5)=5.94×10-3m/sqv1=5.94×10-3×4×2×3600=128m3/h3000/128=23.4即应有24层，需23层隔板。3-7有一旋风分离器分离气流中的颗粒，在正常操作时，其进口气速为20m/s，由于突然事故，使处理气体量减少40%，问此旋风分离器能够分离出的最小颗粒将有何变化？40习题解解：qv’=0.6qvuT’=uTqv’/qv=0.6ut=0.6×20=12m/sdc’/dc=(uT/uT’)1/

6、2=(1/0.6)1/2=1.293-8使用（B=D/4、A=D/2）标准型旋风分离器收集流化床锻烧器出口的碳酸钾粉尘，粉尘密度为2290kg/m3，旋风分离器的直径D=650mm。在旋风分离器入口处，空气的温度为200℃，流量为3800m3/h（200℃）时，求此设备能分离粉尘的临界直径dc（取N=5）。解：uT=3800×8/(3600×0.652)=20m/s3-9在100℃的热空气中含砂粒之粒度分布（质量分率）为：粒径范围，mm10以下10~2020~3030~4040以上质量分率，%1010202040已知砂粒的密度为2200kg/m3，若此含尘气流在一降尘室中分离，其分离效率

7、为60%；在另一旋风分离器中分离，其分离效率可达90%，现将流量降低50%，问新的情况下两种分离器的分离效率各为若干？设砂粒的沉降均符合斯托克斯定律。解：对降尘室，原临界粒径为30mm。qv=utBLqv’=qv/2ut’=ut/2dc’/dc=(ut’/ut)1/2dc’=dc/21/2=2.12×10-5m分离效率增为80%对旋风分离器，原临界粒径为10mm。dc’/dc=(ut/ut’)1/2dc’=dc×21/2=14.1×