化工原理 第3章 非均相物系的分离

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1、第三章非均相物系的分离第三章非均相物系的分离1.混合煤粉颗粒群的筛分数据如下表计算煤粉的体积当量及面积当量直径。2.计算尺寸为10×l0×l.5mm(高×外径×壁厚)瓷环的当量直径和球形度。3.把上题的瓷环堆放在直径为lm，床高为6m的床层内，床层的空隙率为0.7，床层上方压强为1.013×l05(绝)，20℃的空气从下部通入，流量为3000m3/h，计算空气通过此床层的压力降。4.空气通过直径100mm的钢管中瓷环(15×15×2mm)填料层流动，填料层高度为0.8m，床层空隙率为0.56，测得压力降为11kPa，空气温度为20℃，大气压强为100kPa，

2、试计算空气的流量。5．尘粒直径为l0μm，密度为2500kg/m3，求该尘粒在20℃空气中的沉降速度。解：20℃空气物性，假设沉降在斯托克斯区：校验12第页第三章非均相物系的分离在斯托克斯区假设成立，即颗粒的沉降速度为6.求直径为1mm，密度为2600kg/m3的玻璃球在20℃水中的沉降速度。解：20℃水的物性，假设沉降在斯托克斯区：校验假设不成立，再假设在阿仑区：校验在阿仑区假设成立，即颗粒的沉降速度为或使用课本提供的公式即则校验在阿仑区假设成立，即颗粒的沉降速度为12第页第三章非均相物系的分离7.用落球法测定油品的粘度。今将直径为6.25mm、密度为79

3、00kg/m3的钢球置于密度为880kg/m3的油内，并测得该钢球在6.35s的时间内下降25cm的距离。试计算此油的粘度。解：假设沉降在斯托克斯区：则校验假设成立，即该液体的粘度为3.796Pa·S。8.用高2m、宽2.5m、长5m的重力降尘室分离空气中的粉尘。在操作条件下空气的密度为0.779kg/m3，粘度为2.53×10-5Pa·S、流量为5×104m3/h，粉尘的密度为2000kg/m3，试求粉尘的临界直径。解：对于降尘室：则假设沉降在斯托克斯区，则校验12第页第三章非均相物系的分离假设不成立，再假设在阿仑区：校验在阿仑区假设成立，即颗粒的临界直径

4、为。或使用课本提供的公式即则校验在阿仑区假设成立，即颗粒的临界直径为。9．今拟采用多层降尘室除去某气体中密度为2200kg/m3、直径为10μm以上的球形微粒。1气体在标准状态(0℃，1.013×l05Pa)下的体积流量为1m3/s，气体的平均温度为427℃.压力为1.013×l05Pa，操作条件下气体的密度及粘度分别为0.5kg/m3及0.034mPa·S。降尘室的长度为5m，宽度为1.8m，总高度为2.8m。试计算水平隔板间的距离和层数。解：假设沉降在斯托克斯区：12第页第三章非均相物系的分离假设成立方法一：由得：层数间距方法二：由得间距层数10.用如图

5、3-12所示的旋风分离器从温度为200℃、压力为1.013×l05Pa的含尘气体中除尘。尘粒的密度为2000kg/m3，旋风分离器的直径为0.65m，进口气速为2lm/s。试求：(1)气体处理量，(标准状态)；(2)气体温过旋风分离器的压力降(可取阻力系数为8.0)；(3)尘粒的分割直径(可用d50估算)。解：⑴对于如图3-10所示的直径为0.65的标准旋风分离器其他相应的尺寸为：，12第页第三章非均相物系的分离换算成标准状况⑵对于如图3-10所示的标准旋风分离器其则压力降⑶标准旋风分离器的分割直径：11.已知某一含尘气体的流量为1200m3/h，总含尘粒的

6、粒径分布数据及旋风分离器的粒级效率数据如下；试计算：(1)该旋风分离器的总效率；(2)粒径小于20μm的尘粒被气体带走的量(kg/h)。12．用板框压滤机对某种悬浮液在压力差为53kpa的条件下进行过滤实验，过滤面积为0.01m2，所得实验数据如下滤饼与滤液的体积比为0.064m3/m3，滤饼不可压缩。在过滤条件下滤液的粘度为3.4mPa·S。试求过滤常数K与qe及滤饼的比阻r。解：根据处理实验数据（结果如下表）：过滤时间，S8.4388414512第页第三章非均相物系的分离滤液量，ml100300500700q0.010.030.050.078401267

7、16802071将与q值描绘在直角坐标图上可得一条直线，可求得直线的斜率和截距解得：,由得13.对上题中的悬浮液用滤框边长为800mm的板框压滤机在相同的压力差下进行过滤，过滤1h获得滤液6m3。试求滤框的数目及厚度。解：由上题已知：,根据过滤基本方程：代入数据：12第页第三章非均相物系的分离整理方程：解方程得：滤框数目：滤框厚度=14．某厂用板柜压滤机在恒压下过滤一种悬浮液，滤框的空间尺寸为1000×l000×40mm，有20个滤框，经过2h过滤，滤框完全充满滤饼，且每m2过滤面积得到滤液1.4m3。卸饼、清理、组装等辅助时间为1.2h，忽略过滤介质阻力，

8、滤饼未洗涤。试计算：(1)该扳框压滤机的生产能力；(