第四章习题 固定床压降 某种圆柱形颗粒催化剂其直径为dp,高为，试求等体积的当量直径d,及球形度◆ 现有h=d=4mm的颗粒，填充在内径为1m的圆筒形容器内，填充高度为1.5m,床层空隙率为0.43.若在20℃、1atm下 使360m3h的空气通过床层，试估算床层压隆为多少？ 2.用20℃、1am空气通过某周定床脱硫器，测得如下数据： 空塔气速0.3m5,单位床层高度的压降220Pa/m 1270p 试利用欧根公式估计甲烷在30℃、0.7MP下以空塔气速0.4m5通过床层时，单位床层高度的压降为多少？已知在操作 条件下甲烷物性：4=0.012mPa·s:p=4.50km3, 过滤物料衡算 3.某板框压滤机共有20只滤拒，框的尺寸为0.45×045×0.025m.用以过滤某种水悬浮液。每m3悬浮液中带有固体0.016 m,选饼中含水50%（质量）。试求滤框被滤饼完全充满时，过滤所得的滤液量(m)。 己知固体颗粒的密度p,=150Okg/m P1000kg/m. 过湾设计计算 4.在恒压下对某种滤浆进行过法实验，测得如下数据： 滤液量(m) 0.10.200300.40 过涉时间（s) 28 115 228 380 过滤面积为1m，求过滤常数K及4， 5.某生产过程每年欲得滤液3800m,年工作时间5000r,采用间歇式过滤机，在恒压下每一操作周期为2.5hr,其中过 滤时问为1.5r,将悬浮液在同样操作条件下测得过滤常数为 K=4×10◆m/s:q=2.5X10m. 波饼不洗涤。试求： (1)所需过滤面积，m2 (2)今有过滤面积为8m2的过滤机，需要几台？ 6。叶滤机在恒定压差下操作，过滤时间为ī，卸渣等辅助时间ī。滤饼不洗涤。试证当过滤时间【满足下式时，叶滤机 的生产能力达最大值。 w+2限 过速嫌作型计算 7。在恒压下对某种悬浮液进行过滤，过滤10分钟得滤液4升。再过滤10分钟又得滤液2升。如果继续过滤10分钟 可再得滤液多少升 8.某压滤机先在恒速下过滤10分钟，得滤液5升。此后即锥持此最高压强不变，作恒压过滤。恒压过滤时间为60分钟。 又可得滤液多少升？ 设过滤介质阻力可略去不计。 9。有一叶滤机，自始至终在恒压下过滤某种水悬浮液时，得如下的过滤方程： g2+20u-250 式中g-1/m: t-min. 在实际操作中，先在5m时间内作位速过滤，此时过滤压强自零升至上述试验压强，此后即维持此压强不变作恒压过滤， 全部过滤时间为20min。 试求】 4 每一循环中每m过滤面积可得的滤波量(1)： 152
第 四 章 习 题 固定床压降 1．某种圆柱形颗粒催化剂其直径为 dp，高为 h，试求等体积的当量直径 de及球形度ψ。 现有 h= dp=4mm 的颗粒，填充在内径为 1m 的圆筒形容器内，填充高度为 1.5m，床层空隙率为 0.43。若在 20℃、1atm 下 使 360m3 /h 的空气通过床层，试估算床层压降为多少？ *2．用 20℃、1atm 空气通过某固定床脱硫器，测得如下数据： 空塔气速 0.3m/s, 单位床层高度的压降 220 Pa/m； 0.8m/s, 1270 Pa/m。 试利用欧根公式估计甲烷在 30℃、0.7MPa 下以空塔气速 0.4m/s 通过床层时，单位床层高度的压降为多少？已知在操作 条件下甲烷物性：μ=0.012mPa·s；ρ=4.50kg/m3 。 过滤物料衡算 3．某板框压滤机共有 20 只滤框，框的尺寸为 0.45×0.45×0.025m, 用以过滤某种水悬浮液。每 m3悬浮液中带有固体 0.016 m3 , 滤饼中含水 50%（质量）。试求滤框被滤饼完全充满时，过滤所得的滤液量（m3 ）。 已知固体颗粒的密度ρp=1500kg/ m3 , ρ水=1000kg/ m3 。 过滤设计计算 4．在恒压下对某种滤浆进行过滤实验，测得如下数据： 滤液量（m3 ） 0.1 0.20 0.30 0.40 过滤时间（s） 38 115 228 380 过滤面积为 1 m2 ，求过滤常数 K 及 qe。 5．某生产过程每年欲得滤液 3800 m3 ，年工作时间 5000hr，采用间歇式过滤机，在恒压下每一操作周期为 2.5hr，其中过 滤时间为 1.5hr, 将悬浮液在同样操作条件下测得过滤常数为 K=4×10-6 m2 /s； qe=2.5×10-2m。 滤饼不洗涤，试求： （1） 所需过滤面积，m2 ； （2） 今有过滤面积为 8 m2 的过滤机，需要几台？ *6．叶滤机在恒定压差下操作，过滤时间为τ，卸渣等辅助时间τD。滤饼不洗涤。试证当过滤时间τ满足下式时，叶滤机 的生产能力达最大值。 K q D D e τ τ = τ + 2 过滤操作型计算 7．在恒压下对某种悬浮液进行过滤，过滤 10 分钟得滤液 4 升。再过滤 10 分钟又得滤液 2 升。如果继续过滤 10 分钟， 可再得滤液多少升？ 8．某压滤机先在恒速下过滤 10 分钟，得滤液 5 升。此后即维持此最高压强不变，作恒压过滤。恒压过滤时间为 60 分钟， 又可得滤液多少升？ 设过滤介质阻力可略去不计。 9．有一叶滤机，自始至终在恒压下过滤某种水悬浮液时，得如下的过滤方程： q2 +20q=250τ 式中 q—l/ m2 ； τ—min。 在实际操作中，先在 5min 时间内作恒速过滤，此时过滤压强自零升至上述试验压强，此后即维持此压强不变作恒压过滤， 全部过滤时间为 20min。 试求： （1） 每一循环中每 m2过滤面积可得的滤液量（l）； 152
(2)过滤后再用相当于滤液总量的1/5水以洗涤浅饼，洗涤时间为多少？ *10.某板框压滤机有10个滤框，框的尺寸为635×635×25mm.。料浆为13.9%（质量）的CaC0,悬浮液，滤饼含水50% 质量).纯CaC0,固体的密度为2710kgm.操作在20C、恒压条件下进行，此时过滤常数K1.57×10m/s,=0.00378 mm2.试求 (1)该板框压滤机每次过滤（滤饼充满滤框）所需的时间： (2)在同样操作条件下用清水洗涤滤饼，洗涤水用量为滤液量的1/10求洗涤时间。 11.过滤面积1.6m2的叶滤机在操作时测得如下数据： v (m 0.04 0.120.16 0.20 0.24 I (s) 50 164 317 512 750 1029 在过滤初期50s内，压差逐步升高到1×10Pa,以后在此恒压下操作。试求： (1)压差1×10Ta下的过滤常数K、4: (2)过滤自始至终在压差15×10下操作，750s后得滤波量多少？设滤饼不可压缩。 回转真空过滤 12.有一回转真空过滤机每分钟转2转，每小时可得滤液4如.若过滤介质的阻力可忽略不计，问每小时欲获得6滤液转 鼓每分钟应转几周？此时转鼓表面滤拼的厚度为原来的多少倍？操作中所用的真空度维持不变。 第四章 思考题 1.颗粒群的平均直径以何为基准？为什么 2.数学模型法的主要步度有哪些 3.过滤速率与哪些因素有关？ .过滤常数 与哪些因素有关？什么条件下才为常数 5 6.回转真空过滤机的生产能力计算时，过滤面积为什么用A而不用A中？该机的滤饼厚度是否与生产能力成正比？ 7.强化过滤速率的措施有哪些？ 153
（2） 过滤后再用相当于滤液总量的 1/5 水以洗涤滤饼，洗涤时间为多少？ *10．某板框压滤机有 10 个滤框，框的尺寸为 635×635×25mm。料浆为 13.9%（质量）的 CaCO3 悬浮液，滤饼含水 50% （质量），纯 CaCO3 固体的密度为 2710kg/ m3 。操作在 20℃、恒压条件下进行，此时过滤常数 K=1.57×10-5 m2 /s,qe=0.00378 m3 /m2 。试求： （1） 该板框压滤机每次过滤（滤饼充满滤框）所需的时间； （2） 在同样操作条件下用清水洗涤滤饼，洗涤水用量为滤液量的 1/10 求洗涤时间。 *11．过滤面积 1.6 m2 的叶滤机在操作时测得如下数据： V (m3 ) 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24 τ (s) 50 164 317 512 750 1029 在过滤初期 50s 内，压差逐步升高到 1×105 Pa，以后在此恒压下操作。试求： （1） 压差 1×105 Pa 下的过滤常数 K、qe； （2） 过滤自始至终在压差 1.5×105 Pa 下操作，750s 后得滤液量多少？设滤饼不可压缩。 回转真空过滤 12．有一回转真空过滤机每分钟转 2 转，每小时可得滤液 4m 3 。若过滤介质的阻力可忽略不计，问每小时欲获得 6m 3 滤液转 鼓每分钟应转几周？此时转鼓表面滤饼的厚度为原来的多少倍？操作中所用的真空度维持不变。 第 四 章 思 考 题 1. 颗粒群的平均直径以何为基准? 为什么? 2. 数学模型法的主要步骤有哪些? 3. 过滤速率与哪些因素有关? 4. 过滤常数有哪两个? 各与哪些因素有关? 什么条件下才为常数? 5. τopt 对什么而言? 6. 回转真空过滤机的生产能力计算时, 过滤面积为什么用Ａ而不用Ａφ？该机的滤饼厚度是否与生产能力成正比？ 7．强化过滤速率的措施有哪些？ 153