第七章《过滤》答案

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1、7.1用板框压滤机恒压过滤某种悬浮液，过滤方程为式中：t的单位为s。(1)如果30min内获得5滤液，需要面积为0．4的滤框多少个?(2)求过滤常数，，。解：（1）板框压滤机总的过滤方程为在t=30×60s=1800s内，V=5m3,则根据过滤方程有52+5=6×10-5A2×1800求得需要的过滤总面积为A=16.67m2所以需要的板块数n=16.67m2/0.4m2=41.675≈42（2）恒压过滤的基本方程为与板框压滤机总的过滤方程比较可得K=6×10-5m2/sVe=0.5m3,qe=V

2、e/A=0.5m3/16.67m2=0.03m3/m2te=qe2/K=0.03/6×10-5=15ste为过滤常数，与qe相对应，可以称为过滤介质的比当量过滤时间，te=qe2/K。7.2如例题7．3．3中的悬浮液，颗粒直径为0．1，颗粒的体积分数为0．1，在9．81×Pa的恒定压差下过滤，过滤时形成不可压缩的滤饼，空隙率为0．6，过滤介质的阻力可以忽略，试求：(1)每平方米过滤面积上获得1．5滤液所需的过滤时间；(2)若将此过滤时间延长一倍，可再得多少滤液?7.3用过滤机处理某悬浮液，先等速

3、过滤20min，得到滤液2，随即保持当时的压差等压过滤40min，则共得到多少滤液(忽略介质阻力)?解：恒速过滤的方程式为所以过滤常数为此过滤常数为恒速过滤常数，也是恒压过滤开始时的过滤常数，在恒压过滤过程中保持不边，所以恒压过滤方程式为总的滤液量为V=4.47m37.4有两种悬浮液，过滤形成的滤饼比阻都是，其中一种滤饼不可压缩，另一种滤饼的压缩系数为0．5。已知悬浮液固体颗粒的体积分数都是0．0074，滤液的黏度都是l×101Pa·S，过滤介质的比当量滤液量为0．005。如果悬浮液都以l×的速

4、率等速过滤，求过滤压差随时间的变化规律。7.5用压滤机过滤某种悬浮液，以压差I50kPa恒压过滤l．6h之后得到滤液25忽略介质压力，则(1)如果过滤压差提高一倍，滤饼压缩系数为0．3，过滤1．6h后可以得到多少滤液；(2)如果将操作时间缩短一半，其他条件不变，可以得到多少滤液?解：（1）由恒压过滤方程当过滤压差提高一倍时，过滤时间不变所以V2=31.8m3(2)当其他条件不变时，过滤常数不变，所以由恒压过滤方程，可以推得V2=17.7m37.6用过滤机过滤某悬浮液，固体颗粒的体积分数为0．01

5、5，液体黏度为1×Pa·s。当以98．1kPa的压差恒压过滤时，过滤20min得到的滤液为0．197，继续过滤20min，共得到滤液0．287，过滤压差提高到196．2kPa时，过滤20rain得到滤液0．256，试计算，，S以及两压差下的过滤常数K。7.7恒压操作下过滤实验测得的数据如下，求过滤常数K，。解：q(m3.m-2)0.10.20.30.4t/q(m-1.s)382572760949由以上数据，做t/q–q直线，如图所示由图可得直线的斜率为1889，截距为193.5。所以过滤常数K=

6、1/1889=5.29×10-4m2/s7.8板框压滤机有20个板框，框的尺寸为450×450×20，过滤过程中，滤饼体积与滤液体积之比为0。043，滤饼不可压缩。实验测得，在50．5kPa的恒压下，过滤方程为(和的单位分别是和s)。求：(1)在50．5kPa恒压过滤时，框全充满所需要的时间；(2)初始压差为50．5kPa恒速过滤，框全充满的时间和过滤结束时的压差；(3)操作从50．5kPa开始，先恒速过滤至压差为l51．5kPa，然后恒压操作，框全充满所需要的时间。7.9实验室小试中，在100

7、kPa的恒压下对某悬浮液进行过滤实验，测得为0．01，过滤常数K为1．936×，悬浮液中固体颗粒密度为2000，质量分数为0．07，滤饼不可压缩，含水量为30％(质量)。如果用一个直径l．5m、长l0m的转筒真空过滤机处理这种悬浮液，转筒浸没角为，转速为0．5r／min，操作真空度为80kPa，其他条件与小试实验相同。求：(1)过滤机的生产能力；(2)滤饼厚度。解：（1）在其他条件不变的情况下，K∝△P所以实际操作中的过滤常数为K实=1.936×10-4×80/100m2/s=1.549×10-

8、4m2/sTe=qe2/K实=0.01/1.549×10-4=0.65s转筒过滤机任意面积在一个周期中的过滤时间为S由恒压过滤方程（q+qe）2=K(tF+te)所以一个周期的滤液量V=qA=qπμDL=0.069×3.14×1.5×10=3.25m3生产力为qv=nV=0.5×60×3.25=0.027m3/s=97.5m3/h(2)在1kg的悬浮液中对水进行无聊衡算1×（1-0.07）=ρ水×V滤×m饼而又m饼+ρ水×V滤=1由上述三式得V饼/V滤=0.07前面求得q=0.069m3/m2,