化工原理 第三章 沉降与过滤
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第三章沉降与过滤
沉降
【3-1】密度为1030kg/m3
、直径为
400m的球形颗粒在150℃的热空气中降落,求其
沉降速度。
解150℃时,空气密度
./3
0835kgm
,黏度
.5
24110Pas
颗粒密度
/3
1030
pkgm
,直径
4
410
pdm
假设为过渡区,沉降速度为
()
(.)()
./
..1
1
22
223
3
4
54
49811030
410179
225225241100835p
tpg
udms
验算.
Re.
.4
54101790.835
=248
24110ptdu
为过渡区
【3-2】密度为2500kg/m3
的玻璃球在20℃的水中和空气中以相同的速度沉降。试求在
这两种介质中沉降的颗粒直径的比值,假设沉降处于斯托克斯定律区。
解在斯托克斯区,沉降速度计算式为
/
2
18
tppudg
由此式得(下标w表示水,a表示空气)
()2
2
18
= pwpw
papa
t
wad
d
u
g
()
()pwpaw
papwad
d
查得20℃时水与空气的密度及黏度分别为
./,.
33
9982 100410
wwkgmPas
./,.
35
120518110
aakgmPas
已知玻璃球的密度为
/3
2500
pkgm
,代入上式得
(.).
.
(.).3
525001205100410
961
2500998218110pw
pad
d
【3-3】降尘室的长度为10m,宽为5m,其中用隔板分为20层,间距为100mm,气体
中悬浮的最小颗粒直径为
10m,气体密度为
./3
11kgm,黏度为
.6
21810Pas
,颗粒密度为4000kg/m3
。试求:(1)最小颗粒的沉降速度;(2)若需要最小颗粒沉降,气体的最大流速不能
超过多少m/s?(3)此降尘室每小时能处理多少m3
的气体?
解已知
,/./.6336
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沉 降
【3-1】 密度为1030kg/m3、直径为400m的球形颗粒在150℃的热空气中降落,求其沉降速度。
解 150℃时,空气密度./30835kgm,黏度.524110Pas
颗粒密度/31030pkgm,直径4410pdm
假设为过渡区,沉降速度为
()(.)()./..1122223345449811030410179225225241100835ptpgudms
验算 .Re..454101790.835=24824110ptdu
为过渡区
【3-2】密度为2500kg/m3的玻璃球在20℃的水中和空气中以相同的速度沉降。试求在这两种介质中沉降的颗粒直径的比值,假设沉降处于斯托克斯定律区。
解 在斯托克斯区,沉降速度计算式为
/218tppudg
由此式得(下标w表示水,a表示空气)
()2218= pwpwpapatwaddug
()()pwpawpapwadd
查得20℃时水与空气的密度及黏度分别为
./,.339982 100410wwkgmPas
./,.35120518110aakgmPas
已知玻璃球的密度为/32500pkgm,代入上式得
(.)..(.).35250012051004109612500998218110pwpadd
【3-3】降尘室的长度为10m,宽为5m,其中用隔板分为20层,间距为100mm,气体中悬浮的最小颗粒直径为10m,气体密度为./311kgm,黏度为.621810Pas,颗 完美WORD格式.整理
1 《化工原理》第三章“沉降与过滤”复习题
一、填空题:
1. 悬浮液属液态非均相物系,其中分散相是指______;分散介质是指 __________。
***答案*** 固体微粒, 包围在微粒周围的液体
2. 悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下,沿重力方向作自由沿降时,会受到_____________三个力的作用。当此三个力的______________时,微粒即作匀速沉降运动。此时微粒相对于流体的运动速度,称为____________ 。
***答案*** 重力、阻力、浮力 ; 代数和为零; 沉降速度
3. 沉降操作是使悬浮在流体中的固体微粒,在 _________力或__________力的作用下,沿受力方向发生运动而___________ ,从而与流体分离的过程。
***答案*** 重 ; 离心; 沉积
4. 过滤阻力由两方面因素决定:一方面是滤液本身的性质,即其_________;另一方面是滤渣层本身的性质,即_______ 。 ***答案*** μ; γL
5. 为了提高离心机的分离效率,通常使离心机的___________增高,而将它的________减少。
***答案** 转速 ; 直径适当。
11. 球形颗粒在20ºC空气中沉降,当空气温度上升时,沉降速度将 (设沉降过程符合stocks定律);若该颗粒改在20ºC水中沉降,沉降速度将 。
***答案*** 减小;减小
二、选择题(2分)
1. 欲提高降尘宝的生产能力,主要的措施是( )。***答案*** C
A. 提高降尘宝的高度; B. 延长沉降时间; C. 增大沉降面积
2. 为使离心机有较大的分离因数和保证转鼓有关足够的机械强度,应采用( )的转鼓。
***答案*** B
A. 高转速、大直径; B. 高转速、小直径;
第三章 沉降与过滤
沉 降
【 3-1 】 密度为 1030kg/m 3、直径为 400 m 的球形颗粒在 150℃的热空气中降落,
求其沉降速度。
解 150℃时,空气密度 0.835kg / m3 ,黏度 2.41 10 5 Pa s
颗粒密度p1030kg / m 3 ,直径 d p 4 10 4 m
假设为过渡区,沉降速度为
4 g2 ( p )2 1 4 9 81 2 1030 1
3 2 3 4
ut d p ( . ) ( ) 4 10 1.79 m / s 225 225 2.41 10 5 0.835
d put 4
4 10 1 79 0.835 验算 Re = . 24 8
2 41 10 5
.
. 为过渡区 3
【 3-2 】密度为 2500kg/m 的玻璃球在 20℃的水中和空气中以相同的速度沉降。
解 在斯托克斯区,沉降速度计算式为
ut d 2p p g / 18
由此式得(下标 w 表示水, a 表示空气)
18 p w d pw2 ( p a )d pa2
ut =
g w a
dpw (
dpa (
p a ) w
p w ) a
查得 20℃时水与空气的密度及黏度分别为
w 998 2 3
w 1
. 004 10 3
. kg / m , Pa s
1 205 3
a 1 81 10 5
Pa s a. kg / m , .
已知玻璃球的密度为p 2500 kg / m3 ,代入上式得