食工原理课后习题答案第3-6章

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1、%一第二草3-1试求粒度为50pm的某谷物的粉粒在20°C和100°C的常圧空气屮的沉降速度。并分析其计算结果。已知该谷物的密度Q二1480kg/m3。解：(1)严1.81xl0，Pas严1.205kg/n?i/t=(50x10'6)2x(l480-1.205)x9.81/(18x1.81x10*)=0.1llm/sRet=0」1”50x10'6x1.205/(1.81x10'5)=0.37

2、0'5)=0.092m/s7?et=0.092x50x10_6x0.946/(2.19xl0'5)=0.199<13-2密度为1850kg/n?的微粒，在20°C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：“t'/"t=(d'/”)23-3已测得密度为1100kg/m3的某球形豆制品颗粒在15°C水屮的沉降速度为2.8mm/s,求此豆制品颗粒的直径。解：山I』也―二<18x0,00115x0,0028=243xj0,4m*(Pp-P)g(1100-1000)x9.81屉(=2.43xl0'4x0.0028x

3、1000/0.00115=0.59<13-4用落球粘度计测定20°C时密度为1400kg/n?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：/?=J2(Pp-/9)g/18wt=(2xl0'4)2x(，7900-1400)x9.81/(18xl0.2xl0-3)=0.0139PasRe{=2x1O^x10.2x10'3xl400/0.0139=0.2055v13-5一矩形降尘室，长10m,宽

4、5m,其屮有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lOyim气体的粘度为0.0218cP,密度为l.lkg/m30试求：(1)最小微粒的沉降速度；(2)若需将最小薇粒沉降下来，气体的最大流速不能超过多少m/s?(3)此降尘室能够处理的气体量为多少m3/h?解：(I)Wtmin=(10x10'6)2x(2500-1.1)x9.81/(18x0.0218x10'3)=6.247x10_3m/s7?et=6.247xl0'3xl0xl0-6xl.l/(0.0218x10'

5、3)=0.00315<1(2)/t=0.1/«tmin=16su=10/16=0.6247m/s(3)/，h=^nin8S=6.247x10-3x10x5x21x3600=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°C,空气中含有密度2000kg/m3的尘粒，欲要求净化后的空气中所含尘粒小于10pn,试确定降尘室内需设多少块隔板？解：wt=(10xl0'6)2x(2000-l」85)x9.81/(18xl.835x10巧=5.94xl0“m/s^vl=5.94xl0-3x4x2x3600

6、=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？解:gJ=0・6”WT，=WT^pV<7xt=0.6wt=0.6x20=12m/s〃c7〃c=("t/"t')1〜(1/0.6)"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P=650mmo在旋风分离器入口处，空

7、气的温度为200°C,流量为3800m3/h(200°C)时，求此设备能分离粉尘的临界直径必(取N=5)。解：UT=3800x8/(3600x0.652)=20m/s兀Npjg9x2.6x1Q-5x0.654x3.14x5x2290x20=7.27xi0_6m3-9在100°C的热空气中含砂粒之粒度分布(质量分率)为:粒径范围，pm10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屮分离，其分离效率为60%；在另一旋风分离器中分离，其分离效率可达90%

8、,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30pm。Lqj=qJ247Jc=(Wt7wt)1/2-^c/2，/2=2.12xl