第四章流体通过颗粒层的流动 4.1教学基本要求：(6学时) 固定床颗粒和床层的基本特性：影响压降的主要因素：数学模型法。 过滤过滤方法及常用过滤机的构造：过滤过程数学描述（物料衡算和过滤速率方程）， 过滤速率、推动力和阻力的概念：恒速过滤：恒压过滤：洗涤时间：过滤机的生产能力。 4.2基本概念： 非球形颗粒的当量直径球形颗粒与实际非球形颗粒在某一方面相等，该球形的直径为 非球形颗粒的当量直径，如体积当量直径、面积当量直径、比表面积当量直径等。 形状系数等体积球形的表面积与非球形颗粒的表面积之比。 分布函数 小于某一直径的颗粒占总量的分率。 频率函数某一粒径范围内的颗粒占总量的分率与粒径范围之比。 颗粒群平均直径的基准颗粒群的平均直径以比表面积相等为基准。因为颗粒层内流体 为爬流流动，流动阻力主要与颗粒表面积的大小有关。 床层比表面单位床层体积内的颗粒表面积。 床层空隙率 单位床层体积内的空隙体积。 数学棋型法的主要步骤数学模型法的主要步骤有①简化物理模型②建立数学模型③ 模型检验，实验确定模型参数。 架桥现象尽管颗粒比网孔小，因相互拥挤而通不过网孔的现象 过滤常数及影响 常数是指K、 ,K与压差、悬浮液浓度、滤饼比阻、滤液 粘度有关：q与过滤介质阻力有关。它们在恒压下才为常数。 过滤机的生产能力滤液量与总时间（过滤时间和辅助时间）之比。 最优过滤时间使生产能力达到最大的过滤时间。 加快过滤速率的途径 ①改变滤饼结构：②改变颗粒聚集状态：③动态过滤】 4.3基本内容： 本章叙述了颗粒床层的压降的影响因素，并应用于对过滤分离操作的描述。讲叙了过滤 的物料衡算，过滤速率方程，过滤过程的计算，常用的过滤设备。 ·、颗粒与颗粒床层的特性 1,单颗粒特性 最理想的颗粒是大小均一的球形颗粒，只需一个参数d,即可描述颗粒特性。此时， 体积 v-6d 4-1 表面积 S=πd 4-2 比表面 4-3 实际颗粒遇到两个问题：①非球形：②大小不一（分布）。对于非球形问趣，可以定当量 直径，但是目标不同结果不同。 定球形与实际颗粒体积相等，得体积当量直径d,即V=无d 4-4 31
31 第四章 流体通过颗粒层的流动 4.1 教学基本要求：（6 学时） 固定床 颗粒和床层的基本特性；影响压降的主要因素；数学模型法。 过滤 过滤方法及常用过滤机的构造；过滤过程数学描述（物料衡算和过滤速率方程）， 过滤速率、推动力和阻力的概念；恒速过滤；恒压过滤；洗涤时间；过滤机的生产能力。 4.2 基本概念： 非球形颗粒的当量直径 球形颗粒与实际非球形颗粒在某一方面相等，该球形的直径为 非球形颗粒的当量直径，如体积当量直径、面积当量直径、比表面积当量直径等。 形状系数 等体积球形的表面积与非球形颗粒的表面积之比。 分布函数 小于某一直径的颗粒占总量的分率。 频率函数 某一粒径范围内的颗粒占总量的分率与粒径范围之比。 颗粒群平均直径的基准 颗粒群的平均直径以比表面积相等为基准。因为颗粒层内流体 为爬流流动，流动阻力主要与颗粒表面积的大小有关。 床层比表面 单位床层体积内的颗粒表面积。 床层空隙率 单位床层体积内的空隙体积。 数学模型法的主要步骤 数学模型法的主要步骤有①简化物理模型②建立数学模型③ 模型检验，实验确定模型参数。 架桥现象 尽管颗粒比网孔小，因相互拥挤而通不过网孔的现象。 过滤常数及影响因素 过滤常数是指 K、qe。K 与压差、悬浮液浓度、滤饼比阻、滤液 粘度有关；qe 与过滤介质阻力有关。它们在恒压下才为常数。 过滤机的生产能力 滤液量与总时间(过滤时间和辅助时间)之比。 最优过滤时间 使生产能力达到最大的过滤时间。 加快过滤速率的途径 ①改变滤饼结构；②改变颗粒聚集状态；③动态过滤。 4.3 基本内容： 本章叙述了颗粒床层的压降的影响因素，并应用于对过滤分离操作的描述。讲叙了过滤 的物料衡算，过滤速率方程，过滤过程的计算，常用的过滤设备。 一、颗粒与颗粒床层的特性 1．单颗粒特性 最理想的颗粒是大小均一的球形颗粒，只需一个参数 dp即可描述颗粒特性。此时， 体积 3 6 V dp π = 4-1 表面积 2 p S = πd 4-2 比表面 p V d S a 6 = = 4-3 实际颗粒遇到两个问题：①非球形；②大小不一(分布)。对于非球形问题，可以定当量 直径，但是目标不同结果不同。 定球形与实际颗粒体积相等，得体积当量直径 dev, 即 3 6 V dev π = 4-4
定球形与实际颗粒表面积相等，得面积当量直径d,即S=元d 4-5 4-6 三个当量直径中，只有两个是独立的，常用体积当量直径dev和球形度（形状系数）中。 球形度定义为 Ψ=与非球形颗粒体积相等的球的表面积 4-7 非球形颗粒的表面积 任何颗粒的≤1。 由此可得d,d,d三者关系为 d=wd=w5d 显然，有d≤d≤d…成立。 例1边长为L=4m的正方体颗粒 求：dm,d,de.p,a 解体积r=- 6 体积当量直径dr= =4×1.24=5mm 表面积 S=6L2=πd 面积当量直径 =4x138=55mm ds=L元 比表面 s6L26 a--Dd 比表面当量直径 d=L=4mm 6 a-d-o04=l150r1m 6 比表面 球形度 52 653=0.81 2.颗粒群的特性 颗粒大小不一，对其进行筛分分析，筛过量（小于某一直径的颗粒）占总量的质量分率， 就是分布函数F(d,)。分布函数的特点：d处Fl,d 某一粒径范围内的颗粒占总量的分率与粒径范围之比，就是频率函数，即 F-F f.dia-d
32 定球形与实际颗粒表面积相等，得面积当量直径 des，即 2 S = πdes ； 4-5 定球形与实际颗粒比表面相等，得比表面当量直径 dea, 即 ea d a 6 = 4-6 三个当量直径中，只有两个是独立的，常用体积当量直径 dev 和球形度(形状系数)ψ。 球形度定义为 非球形颗粒的表面积 与非球形颗粒体积相等的球的表面积 ψ = 4-7 任何颗粒的ψ≤1。 由此可得 dev,des,dea三者关系为 dea dev des 1.5 = ψ = ψ 显然，有 dea≤dev≤des成立。 例 1 边长为 L=4mm 的正方体颗粒 求：dev,des,dea,ψ,a 解： 体积 3 3 6 V L dev π = = 体积当量直径 deV L 4 1.24 5mm 6 3 = × = π = 表面积 2 2 S = 6L = πdeS 面积当量直径 deS L 4 1.38 5.5mm 6 = × = π = 比表面 L dea L V S a 6 6 3 2 = = = 比表面当量直径 dea = L = 4mm 比表面 2 3 1500 / 0.004 6 6 m m d a ea = = = 球形度 0.81 5.5 5 2 2 2 2 ψ = = = eS eV d d 2．颗粒群的特性 颗粒大小不一，对其进行筛分分析，筛过量(小于某一直径的颗粒)占总量的质量分率， 就是分布函数 F(dp)。分布函数的特点：dpmax处 F=1，dpmin处 F=0。 某一粒径范围内的颗粒占总量的分率与粒径范围之比，就是频率函数，即 i i i i i d d F F f − − = − − 1 1
对分布函数求导，即可获得频率函数 IdF(d,) d(d) 4-8 反之 F(d)=fd(d,) 4-9 频率函数的特点：某粒级范围的颗粒质量分率等于该范围曲线下的面积，曲线下的面积和等 于1. 颗粒群的平均直径山，是按照比表面相等的原则确定的，因为在过滤过程中，流动较侵 时，阻力以表面剪切力为主，表面积对阻力影响大。 "a, S a-sv mlp, =x,a 由a 1 可得dn= 4-10 3.颗粒床层的压降 1)床层特性 ①空隙率 - 4-11 或 '。=(1-e)Ψ床 ②床层比表面 -S0-8=al-8d) asV 4-12 2)流体通过固定床的压降 本章采用数学模型方法解决固定床的压降问题。数学模型方法的主要步骤为： ①原型一抓住特征，合理简化一一建立简化的物理模型 ②物理模型一数学描述，解析解一建立数学模型 ③实验一检验模型，测定模型参数 最终获得 =417a0-e) m+029a1=8pw 4-13 L 63 欧根方程： 42=150- (-pri 0egm+175 4-14 式中表观速度 =号 4-15
33 对分布函数求导，即可获得频率函数 ( ) ( ) p p d d dF d f = 4-8 反之 ∫ = dp p p F d fd d 0 ( ) ( ) 4-9 频率函数的特点：某粒级范围的颗粒质量分率等于该范围曲线下的面积，曲线下的面积和等 于 1。 颗粒群的平均直径 dm 是按照比表面相等的原则确定的，因为在过滤过程中，流动较慢 时，阻力以表面剪切力为主，表面积对阻力影响大。 i i p i p i i i x a m a m V S a = Σ ρ ρ Σ = Σ Σ = / ( ) 由 m d a ψ= 6 ， i i d a ψ= 6 可得 i i m d x d Σ = 1 4-10 3．颗粒床层的压降 1）床层特性 ①空隙率 床 床 床 空 V V V V V − p ε = = 4-11 或 Vp = (1− ε)V床 ②床层比表面 (1 ) (1 ) = − ε − ε = = a V S V S a p B 床 4-12 2）流体通过固定床的压降 本章采用数学模型方法解决固定床的压降问题。数学模型方法的主要步骤为： ①原型---抓住特征，合理简化---建立简化的物理模型 ②物理模型—数学描述，解析解—建立数学模型 ③实验—检验模型，测定模型参数 最终获得 + − = ∆ u a L µ ε ε 3 2 2 (1 ) 4.17 P 2 3 (1 ) 0.29 u a ρ ε − ε 4-13 欧根方程： u L dev µ ε ψ ε 3 2 2 ( ) (1 ) 150 − = ∆P 2 3 (1 ) 1.75 u dev ρ ε ψ − ε + 4-14 式中表观速度 A q u V = 4-15
欧根方程右边的第一项为粘性项，第二项为惯性项。当R100时，可忽略粘性项。床层雷诺数 Re'=dup=pu 4-16 4μa(1-eμ 例2要估计20℃，1.0MPa(绝)的C0通过固定床脱硫器的压降，用20℃，101.3张Pa(绝)的 空气建行实测得同6时2-70 a/m.v.w.时2-230gm 己知：20℃，1.0WPa(绝)的一氧化碳μ=2.4×10-5Pas,p=11.4kg/m3。 来：0以u-0.5a/s通过时的 L 解：20℃，常压空气：p=1.2kg/m3,μ=1.81×10-5Pas 根据欧根方程，取2=C,m+C,Pm2 代入空气数据470=C×1.81×103×0.4+C2×12×0.42 2300=C1×1.81×10-5×0.9+C2×1.2×0.92 解得C1=3.9×10°，C2=2301 AD 一氧化碳 =C1m+C2p2-3.9×10°×2.4x105×0.5+2301x11.4×0.5 -6604Pa/m 本例也可用a,e表达， 2=41ni0-m+02-8pw 先用实验值算出a, 再用这两个参数来计算实际工艺物料的压降。 二、过滤原理及过程计算 1.基本原理 悬浮液中的固体颗粒被过滤介质所被留，而清液在压差下通过多孔过滤介质流出，使固 液得以分离。 过滤介质缝隙并不需要比颗粒小，因为颗粒之间因为拥挤，会形成“架桥现象”，通不 过过滤介质。 如果颗粒粘，不出滤液，可采用助滤剂。助滤剂的使用方式有两种：1.预涂，2.混入悬 浮液。助滤剂为刚性颗粒，不易变形。 2.物料衡算 悬浮液含固量表示方法：质量分数斯kg固体/kg悬浮液：体积分数中，m固体/m悬浮液。 在物料衡算中要弄清悬浮液的三个去向，即滤液V、滤饼中的液体厂、滤饼中的园 体V(1-e)。在换算过程中，选取合适的基准，如1kg悬浮液，1m滤饼
34 欧根方程右边的第一项为粘性项，第二项为惯性项。当 Re'100 时，可忽略粘性项。床层雷诺数 − ε µ ρ = µ ρ = 4 (1 ) Re' 1 a deu u 4-16 例 2 要估计 20℃,1.0MPa(绝)的 CO 通过固定床脱硫器的压降，用 20℃，101.3kPa(绝)的 空气进行实测，测得 u=0.4m/s 时 Pa m L = 470 / ∆P ，u=0.9m/s 时 Pa m L = 2300 / ∆P 。 已知：20℃,1.0MPa(绝)的一氧化碳µ = × Pa ⋅s −5 2.4 10 ， 3 ρ =11.4kg / m 。 求：CO 以 u=0.5m/s 通过时的 L ∆P 。 解：20℃,常压空气： 3 ρ =1.2kg / m ，µ = × Pa ⋅s −5 1.81 10 根据欧根方程，取 2 1 2 C u C u L = µ + ρ ∆P 代入空气数据 470 1.81 10 0.4 5 = 1 × × × − C 2 + C2 ×1.2× 0.4 2300 1.81 10 0.9 5 = 1 × × × − C 2 + C2 ×1.2× 0.9 解得 6 C1 = 3.9×10 ，C2 = 2301 一氧化碳 2 1 2 C u C u L = µ + ρ ∆P 3.9 10 2.4 10 0.5 6 5 = × × × × − 2 + 2301×11.4× 0.5 = 6604Pa / m 本例也可用 a,ε表达, + − = ∆ u a L µ ε ε 3 2 2 (1 ) 4.17 P 2 3 (1 ) 0.29 u a ρ ε − ε 先用实验值算出 a,ε，再用这两个参数来计算实际工艺物料的压降。 二、过滤原理及过程计算 1．基本原理 悬浮液中的固体颗粒被过滤介质所截留，而清液在压差下通过多孔过滤介质流出，使固 液得以分离。 过滤介质缝隙并不需要比颗粒小，因为颗粒之间因为拥挤，会形成“架桥现象”，通不 过过滤介质。 如果颗粒粘，不出滤液，可采用助滤剂。助滤剂的使用方式有两种：1.预涂，2.混入悬 浮液。助滤剂为刚性颗粒，不易变形。 2．物料衡算 悬浮液含固量表示方法：质量分数 w,kg 固体/kg 悬浮液；体积分数φ,m3 固体/m3 悬浮液。 在物料衡算中要弄清悬浮液的三个去向，即滤液V 、滤饼中的液体V饼ε 、滤饼中的固 体V饼（1− ε）。在换算过程中，选取合适的基准，如 1kg 悬浮液，1m3 滤饼
例3有一板框压滤机，框的边长为450m,厚度为25mm,有20个框。用来过滤含固体 m=0.025的水-固悬浮液，滤饼含水40%（质量分率），P。=2100kg/m2,试计算当滤饼充满滤 框时所得的滤液量 解：'m=0.45×0.025×20=0.101m alp 0.4/1000 取ks施折8=a1p+02aMp,04n00+-0/21I0=0583 根据三个去向，有 Vi(1-E)Pp n0-ep,+np+p=” 整理后r=,-e号- =0.101×40025-0x0-0583)×2.1-0.5831=339m 3.过滤基本方程 过滤过程特点：①滤饼中流体流动很慢：②非定态。经推导，获得过滤速率基本方程 贵zg+0 K 4-17 其中K,9被称为过滤常数，K=2A2.2△2- 。r为滤饼比阻，对于不可压缩滤饼， r=常数，S=0,Kc△P:对于可压缩滤饼，r=,△p,S为压缩指数。9与介质性 质、悬浮液性质有关。过滤基本方程也可表达为 dv KA2 2+ 4-18 式中V=qA,V.=qA。 4.过滤基本方程的应用 恒速过滤 4-19 2 恒速过滤时，注意K是随时间变化的。恒速段终了的Vm与K对应，有 K终 4-20 恒压过滤 4-21 生产能力 0- 4-22
35 例 3 有一板框压滤机,框的边长为 450mm,厚度为 25mm，有 20 个框。用来过滤含固体 w=0.025 的水-固悬浮液,滤饼含水 40%(质量分率), 3 ρp = 2100kg / m ,试计算当滤饼充满滤 框时所得的滤液量。 解： = 0.45 × 0.025× 20 = 2 V饼 3 0.101m 取 1kg 滤饼 p a a a ρ + − ρ ρ ε = / (1 )/ / 0.4/1000 (1 0.4)/ 2100 0.4/1000 + − = = 0.583 根据三个去向，有 w V V V V p p = − ε ρ + ερ + ρ − ε ρ 饼 饼 饼 (1 ) (1 ) 整理后 1)(1 ) ] 1 [( − ε ρ ρ = − − ε p w V V饼 = × −1)× (1− 0.583)× 0.025 1 0.101 [( 3 2.1− 0.583] = 3.39m 3．过滤基本方程 过滤过程特点：①滤饼中流体流动很慢；②非定态。经推导，获得过滤速率基本方程 2( )e q q K d dq + = τ 4-17 其中 K qe , 被称为过滤常数， φµ 0φµ 1 2 2 r r K −S ∆ = ∆ = P P 。 r 为滤饼比阻，对于不可压缩滤饼， r =常数， S = 0 ， K ∝ ∆P ；对于可压缩滤饼， S r = r0∆P ，S 为压缩指数。 qe 与介质性 质、悬浮液性质有关。过滤基本方程也可表达为 2( ) 2 V Ve KA d dV + = τ 4-18 式中 V=qA，Ve=qeA。 4．过滤基本方程的应用 恒速过滤 + = τ 2 2 2 KA V VVe 4-19 恒速过滤时，注意 K 是随时间变化的。恒速段终了的 V 终与 K 终对应，有 2( ) q qe q K + = τ 终 终 终 终 4-20 恒压过滤 + = τ 2 2 V 2VVe KA 4-21 生产能力 Στ = V Q 4-22
先恒速后恒压：从t=t,q=q起开始恒压操作 (g2-g)+2q.(g-9)=K(t-t) 4-23 或W2-)+2V.W-)=K4(t-) 4-24 K 2+)其中K=K 而恒速段4 板框压滤机洗涤时间(9，=0，S=0)灯么8？ 4-25 回转真空过滤的计算与恒压操作是一样的，只是将过滤时间τ=”代入即可 9=K9+9-g. 4-26 例4某过滤机恒速操作在最初的10分钟获得4升滤液。 ①再过滤20分钟，可获得多少滤液？ ②共滤了30min后，用V,-0.2V。的洗涤液量洗涤，速率不变，则t=9 ®每孩过滤洗涤后，所需装细时间，为0n求生产能力0-名=？ 解：①由于速度恒定，所以VxT A-=6×20=8升 片--0 tm=0.2r=0.2×30=6min 12 80=++306+20021/分 例5某叶滤机恒压操作，在10分钟内获得滤液4升，在第二个10分钟内获得滤液2升。 ①再过滤10分钟，可获得多少滤液？ ②共滤了30min后，用=0.2V的洗涤液量洗涤，△P=△P离，u,则t @每次过滤洗涤后，所需装钾时间1，为20山求生产能为力Q-女=？ 解：①由恒压方程V2+2T。=K4τ，代入数据求KA,V。 42+2×4y.=K2x10 62+2×6=KA2×20
36 先恒速后恒压：从 1 1 τ = τ , q = q 起开始恒压操作 ( ) 2 ( ) ( ) 1 1 2 1 2 q − q + q q − q = K τ − τ e 4-23 或 ( ) 2 ( )1 2 1 2 V −V + Ve V −V ( )1 2 = KA τ − τ 4-24 而恒速段 2( ) 1 1 1 e q q q K + = τ 终 ，其中 K终 = K恒压 。 板框压滤机洗涤时间( qe = 0 , S = 0 ) τ µ µ τ V W VW W W 8 P P ∆ ∆ = 4-25 回转真空过滤的计算与恒压操作是一样的，只是将过滤时间 n ϕ τ = 代入即可 e e q q n q K + − ϕ = 2 4-26 例 4 某过滤机恒速操作在最初的 10 分钟获得 4 升滤液。 ①再过滤 20 分钟，可获得多少滤液？ ②共滤了 30min 后,用 VW=0.2V 总的洗涤液量洗涤，速率不变,则τW=? ③每次过滤洗涤后,所需装卸时间τD为 20min,求：生产能力 = ? Στ = V Q 解：①由于速度恒定，所以 V∝τ 20 8 10 4 ∆τ = × = τ ∆ = V V 升 ② W W V VW V τ = τ = τ 0.2 ∴ τW = 0.2τ = 0.2× 30 = 6min ③ 30 6 20 12 + + = τ + τ + τ = W D V Q =0.21 升/分 例 5 某叶滤机恒压操作，在 10 分钟内获得滤液 4 升，在第二个 10 分钟内获得滤液 2 升。 ①再过滤 10 分钟，可获得多少滤液？ ②共滤了 30min 后,用 VW=0.2V 总的洗涤液量洗涤，ΔP 洗=ΔP 滤,μ洗液=μ滤液,则τW=? ③每次过滤洗涤后,所需装卸时间τD为 20min,求：生产能力 = ? Στ = V Q 解：①由恒压方程 + = τ 2 2 V 2VVe KA ，代入数据求 2 KA ,Ve 4 2 4 10 2 2 + × Ve = KA × 6 2 6 20 2 2 + × Ve = KA ×
得V月1升，KA2=2.4/min。t=30min时 V=K4+-V=2.4×30+1P-1=7.54升 △V=1.54升 ②洗涤过程是定态的，恒压即恒速，饼厚就是过滤终了时的饼厚（叶滤机）当△P△P德， μ=μ孩时， (图.-保.30可-01/ 2.4 2__02x754=10,7mim 0.141 ③0= 7.54 +m+r30+10,7+200.124升/分 恒压过滤过程为了获得最大生产能力，有一个最优过滤时间：…可以令0=0，得 d Tgpr· 三、加快过滤速率的途径 1.改变滤饼结构 办法：用助滤剂（刚性，多孔性，尺度均匀）。方式：预敷和掺滤。 2.改变悬浮液中颗粒聚集状态 目的：将小颗粒聚成大颗粒，再过滤。办法：加聚合电解质、无机电解质。如：脏水用 明矾。 3.动态过滤 传统的滤饼过滤是终端过滤。动态过滤是用机械的、水力的、电场的方法限制滤饼增长。 4.4教材习题答案： 1d=(号ah9,y=08d月 ,△P=222.7N/m 2h+d2 2△/L=1084Pa/ 3V=2.42m 4K=5.26×10m/s:g=0.05m2/m 5A=15.3m2:n=2台 6略 7△V=1.5L 8△V=13L 9q=58.4/m2;tw=6.4min 10T=166s:tw=124s
37 得 Ve=1 升， 2.4 /min 2 2 KA = l 。∴τ=30min 时 V KA +Ve −Ve = τ 2 2 2.4 30 1 1 2 = × + − = 7.54 升 ∆V =1.54 升 ②洗涤过程是定态的,恒压即恒速,饼厚就是过滤终了时的饼厚(叶滤机)当ΔP 洗=ΔP 滤, μ洗液=μ滤液时， 终 τ = τ d dV d dV W 2 (7.54 1) 2.4 2( ) 2 × + = + = V Ve KA 终 = 0.141 l /min 0.141 0.2× 7.54 = τ τ = W W W d dV V =10.7min ③ 30 10.7 20 7.54 + + = τ + τ + τ = W D V Q =0.124 升/分 恒压过滤过程为了获得最大生产能力，有一个最优过滤时间τopt。可以令 = 0 dτ dQ ，得 opt τ 。 三、加快过滤速率的途径 1．改变滤饼结构 办法：用助滤剂(刚性,多孔性,尺度均匀)。方式：预敷和掺滤。 2．改变悬浮液中颗粒聚集状态 目的：将小颗粒聚成大颗粒，再过滤。办法：加聚合电解质、无机电解质。如：脏水用 明矾。 3．动态过滤 传统的滤饼过滤是终端过滤。动态过滤是用机械的、水力的、电场的方法限制滤饼增长。 4.4 教材习题答案： 1 2 1/ 3 ) 2 3 deV = ( d p h ， p p h d d h + = 2 (18 ) 1/ 3 ψ ，△P = 222.7N/m2 2 △P/L = 1084Pa/m 3 V = 2.42m3 4 K = 5.26×10-4 m 2 /s ; qe = 0.05m3 /m2 5 A = 15.3m2 ; n = 2 台 6 略 7 △V0 = 1.5L 8 △V = 13L 9 q = 58.4l/m2 ; τw = 6.4min 10 τ = 166s ; τw = 124s
11K=3.05×10m2s nw2 4.5教材思考题解： 1.颗粒群的平均直径以比表面积相等为基准。 因为颗粒层内流体为爬流流动，流动阻力主要与颗粒表面积的大小有关。 2.数学模型法的主要步骤有①简化物理模型②建立数学模型③模型检验，实验定模型参数 3.过滤速率u=da/dt=△Pr中μ(aae)中，u与△P、、中、μ、q、qe均有关。 4.K、qe为过滤常数。 K与压差、悬浮液浓度、滤饼比阻、滤液粘度有关：q爬与过滤介质阻力有关。 恒压下才为常数。 5.topt对生产能力(=V/Σt)最大而言。Q在V~t图上体现为斜率，切线处可获最大斜 率，即为topt· 6。考察方法是跟踪法，所以过滤面积为A,而中体现在过滤时间里。 不，滤饼层度与号+一，成正比。例如，转快，生能力金大，而 滤饼愈薄。 7.强化过滤速率的措施有①改变滤饼结构：②改变颗粒聚集状态：③动态过滤
38 11 K = 3.05×10-5 m 2 /s qe = 0.0316m3 /m2 ; V = 0.25m3 12 n’ = 4.5rpm ; L’/L = 2/3 4.5 教材思考题解： 1．颗粒群的平均直径以比表面积相等为基准。 因为颗粒层内流体为爬流流动，流动阻力主要与颗粒表面积的大小有关。 2．数学模型法的主要步骤有①简化物理模型②建立数学模型③模型检验，实验定模型参数。 3．过滤速率 u=dq/dτ=ΔP/rφμ(q+qe)中，u 与ΔP、r、φ、μ、q、qe 均有关。 4．K、qe 为过滤常数。 K 与压差、悬浮液浓度、滤饼比阻、滤液粘度有关；qe 与过滤介质阻力有关。 恒压下才为常数。 5．τopt 对生产能力(Q=V/Στ)最大而言。Q 在 V～τ图上体现为斜率，切线处可获最大斜 率，即为τopt 。 6．考察方法是跟踪法，所以过滤面积为Ａ，而φ体现在过滤时间里。 不，滤饼厚度δ与 e e q q n q K + − ϕ = 2 成正比，例如，转速愈快，生产能力愈大，而 滤饼愈薄。 7．强化过滤速率的措施有①改变滤饼结构；②改变颗粒聚集状态；③动态过滤
