例3一1：已测得密度为？，=1630s/m的塑料珠在20℃的CC,液体中的沉降 速度为1.70×103ms,20℃时CC%,的密度p=1590g/m,粘度 4=1.03×103Pa.s,求此塑料珠的直径。 gd,2(p,-p) 解：设小珠沉降在斯托克斯定律区，按式 18可得 184, d,= 18×1.03×10-3×1.70×10372 =2.83×104m 9.81×(1630-1590) 校验Re, Re,=242.283×104×170×103×1520-0.744 1.03×103 Re,<2,计算有效，小珠直径约为0.283mm 例3-2：质量流量为250g、温度为20℃的常压含尘空气在进入反应器之前 必须除尘并预热至150℃，所含尘粒密度为1800g/m,现有一台总面积为130 州的多层降尘器，试求在下列两种情况时此降尘器可全部除去的最小颗粒直径： (1)先除尘后预热： (2)先预热后除尘。 29 273 p=224273+20 =1.20kg/m2 解：(1)据题意 4=1.81×10-55/m2 =250-208m6 1.20 可全部除去的最小颗粒的沉降速度为 4-7-a016me 假定颗粒沉降处于斯托克斯定律区，则
例 3—1：已测得密度为 的塑料珠在 20℃的 液体中的沉降 速度为 ， 20 ℃ 时 的密度 ，粘度 ，求此塑料珠的直径。 解：设小珠沉降在斯托克斯定律区，按式 可得 校验 ， ，计算有效，小珠直径约为 例 3—2：质量流量为 、温度为 20℃的常压含尘空气在进入反应器之前 必须除尘并预热至 150℃，所含尘粒密度为 。现有一台总面积为 130 的多层降尘器，试求在下列两种情况时此降尘器可全部除去的最小颗粒直径： （1） 先除尘后预热； （2） 先预热后除尘。 解：（1） 据题意 可全部除去的最小颗粒的沉降速度为 假定颗粒沉降处于斯托克斯定律区，则
184, 18x181x10×0.016-1.72×10-5m=17.2m Vp,-p)gV1800-1.20×9.81 R,=4=120x172×10x0.016-0018<2 1.81×103 以上计算有效。 29 273 (2)据题意 p=224'273+150=0,836kg/m 4=2.41×10-52/m2 r器-2的时 假定颗粒沉降仍处于斯托克斯定律区，则 d in 18x241x10×0023=238×10-5m=23.8m 11800-0.836×9.81 Re,=0836×238x10x0023=0019<2 2.41×10-3 以上计算有效。 由计算可知，先除尘后预热的顺序较好，可以全部除去的最小颗粒直径较小。 例33：在小型过滤机中过滤某种固体 水悬浮液，每过滤1升悬浮液可得 滤液0.945升。取100克湿滤饼经干燥称重得知其中含水57.5克，固体颗粒的密 度为1560g/m,操作在20C及压差为050×10m'进行。试求：(1)每 m滤液所形成的滤饼体积：(2)悬浮液中单位体积清水带有的固体质量 kg/m 解：(1)每m滤液所形成的滤饼体积为： .110045x10 0.945×10 =0582m 州〔油被)
以上计算有效。 （2） 据题意 假定颗粒沉降仍处于斯托克斯定律区，则 以上计算有效。 由计算可知，先除尘后预热的顺序较好，可以全部除去的最小颗粒直径较小。 例 3—3：在小型过滤机中过滤某种固体——水悬浮液，每过滤 1 升悬浮液可得 滤液 0.945 升。取 100 克湿滤饼经干燥称重得知其中含水 57.5 克，固体颗粒的密 度为 ，操作在 20℃及压差为 进行。试求：（1）每 滤液所形成的滤饼体积；（2）悬浮液中单位体积清水带有的固体质量 。 解：（1）每 滤液所形成的滤饼体积为：
(2)20℃下水的密度为1000g/m,湿滤饼中水的体积分数为 57.51000 37.5100+0-57.15600679 LA= 由 -p,-的可得 0 =00582x-0679)x1560 1+V 1+0679x0.0582=28.0kgm 例3-4：CaC0粉末与水的悬浮液在恒定压差4p=1.12×10N/m2及25℃下 进行过滤，记取过滤时间与单位面积滤液量9的数据如附表第1、2列。己知悬 浮液中单位清夜所带的固体量可=235gm3,求过滤常数K及9：。 r-1 用附表第1、2列数据计算9，并列于附表第3列。 1 29: 将9与9值标绘于坐标系中得一直线，读取直线的斜率(K)和截距(K)。 此项工作一般可用最小两乘法回归统计完成，求得结果如下： =2770s/w 1 K=3.61×105m2s +++++++++++++++++++++ 单位面积滤液量 过滤时间 q(m3/m2) (s) t/q(sm2/m3) 0.01 17.5 1750 0.02 40.1 2005 0.03 69.2 2307 0.04 103.7 2592 0.05 144.2 2884
（2）20℃下水的密度为 ，湿滤饼中水的体积分数为 由 可得 例 3—4： 粉末与水的悬浮液在恒定压差 及 25℃下 进行过滤，记取过滤时间与单位面积滤液量 的数据如附表第 1、2 列。已知悬 浮液中单位清夜所带的固体量 ，求过滤常数 及 。 解：按式 用附表第 1、2 列数据计算 ，并列于附表第 3 列。 将 与 值标绘于坐标系中得一直线，读取直线的斜率（ ）和截距（ ）。 此项工作一般可用最小两乘法回归统计完成，求得结果如下： +++++++++++++++++++++ 单位面积滤液量 q(m3/m2) 过滤时间 τ(s) τ/q(sm2/m3) 0.01 17.5 1750 0.02 40.1 2005 0.03 69.2 2307 0.04 103.7 2592 0.05 144.2 2884
0.06 186.33105 24=1470sm ,=170*答=1470x360g10-025m/m 2 例3一5：现有一台具有10m2过滤面积的过滤机，用来过滤某固体粉末的水悬浮 液。已知悬浮液的含固量9=20gm,温度为20℃，己通过小型试验测得滤 饼的比阻系数%=1.1×10”，压缩指数S=0.3,介质阻力的当量滤液量9：≈0 为防止过滤介质堵塞，先进行10分钟的恒速过滤，尔后再进行30分钟的恒压过 滤，要求得到总滤液量为8m,问操作压差应为多少？恒速阶段所得滤液量为 多少？ 解：据题意 Ag。=0 H=1×10325/m 71=60×10=6005 x=60×40=2400s V=8m3 42 4203 n011x10x103x20455×10*4 由7+5g,=p 得7-9A5,=455×10*×102×604p4: r。u中 =2.73×1034g0 (a) 史2-州+2，-0=2e g4-5)
0.06 186.3 3105 例 3—5：现有一台具有 过滤面积的过滤机，用来过滤某固体粉末的水悬浮 液。已知悬浮液的含固量 ，温度为 20℃，已通过小型试验测得滤 饼的比阻系数 ，压缩指数 ，介质阻力的当量滤液量 。 为防止过滤介质堵塞，先进行 10 分钟的恒速过滤，尔后再进行 30 分钟的恒压过 滤，要求得到总滤液量为 ，问操作压差应为多少？恒速阶段所得滤液量为 多少？ 解：据题意 由 得 （a） 由 式
54-=2x45x10x102×1800p 得”-？=29 82-2=1.638×102△27 (b) 由(a)、(b)两式 82-21.638×103 2.73×10 片=3.02m3 由式(a) p07 3.022 2.73×103 p=1.085×103N/m2=1.106a 例3一6：拟用一台板框压滤机过滤例3一4所述的CaCO悬浮液。滤框的容渣 体积为450×450×25mm,有40个滤框。过滤介质及操作温度均与例3一4相同， 但在恒定压差4p=3×102m”下进行过滤。待滤框充满后在同样压差下用清水 洗涤滤饼，洗涤水量为滤液体积的10。已知每m2滤液可形成0.025m的滤饼， 试求：(1)过滤时间t；(2)洗涤时间：(3)压滤机的生产能力（设辅 助时间为60分钟)。 解：此例属操作型问题。由例3一2可知 9,=0.0268m2/m2;=235kg/m2:4=0.8937x103Gm2 滤饼比阻 r=1.21x1010△p0274=1.21×100×3×10502=3,83x10l1m/kg =24 2×3×103 0383x10×08937×10×235745×103m216 (1)计算滤框中充满滤饼所经历的过滤时间t 框内滤饼总体积40×0.452×0.025=0.203m2
得 （b） 由（a）、（b）两式 由式（a） 例 3—6：拟用一台板框压滤机过滤例 3—4 所述的 悬浮液。滤框的容渣 体积为 ，有 40 个滤框。过滤介质及操作温度均与例 3—4 相同， 但在恒定压差 下进行过滤。待滤框充满后在同样压差下用清水 洗涤滤饼，洗涤水量为滤液体积的 。已知每 滤液可形成 的滤饼， 试求：（1）过滤时间 ；（2）洗涤时间 ；（3）压滤机的生产能力（设辅 助时间为 60 分钟）。 解：此例属操作型问题。由例 3—2 可知 ； ； 滤饼比阻 （1） 计算滤框中充满滤饼所经历的过滤时间 框内滤饼总体积
地特量v器-w 过滤面积A=40×0.452×2=16.2m2 g-子器-05m 过滤时间 r2g2+249-05”+2050e8-72e 7.45×10 (2)洗涤时间w △p K 7.45×10- =405+0026=3.53×10-5m2/m2.8 洗涤面积 关兴2aw A 8.1 q 0.1 353x10了=28300 a), (3)生产能力2 81 0=:+.tr)20+280+360798×10m6 例3一7：某流化床反应器在900℃、1am下用空焙烧矿粉，此矿粉的平均粒径 为034mm,密度为4200g/所。若焙烧过程中气体的摩尔数不变，气体的性质 可取该温度下干空气的性质，求此流化床的起始流化速度和带出速度。 解：已知P,=4200gm3d,=0.34x103m 900C、1am下空气的密度p=0,301g/m,粘度H=4.67=105Pa:5
滤液量 过滤面积 过滤时间 （2） 洗涤时间 洗涤面积 （3） 生产能力 例 3—7：某流化床反应器在 900℃、1atm 下用空焙烧矿粉，此矿粉的平均粒径 为 0.34mm，密度为 。若焙烧过程中气体的摩尔数不变，气体的性质 可取该温度下干空气的性质，求此流化床的起始流化速度和带出速度。 解：已知 900℃、1atm 下空气的密度 ，粘度
(1)起始流化速度“ d2(p:-p)g 按式 16504 可得 uwt d2(0,-p)g-034×103)2×4200×981=0.0618m6 1650u 1650×4.67×10-5 d,4wp034×103×0.0618×0301=0.135 Re 心 4.67×10-5 Re,<20,以上计算有效。 (2)带出速度“ 按式0.7计算判据K 9.81×0.301×42003 =6.07 (4.67×10-)7 4g,“(0,-p] 3.3<K<43.6,气-固相对运动处于中间区范围。使用式 且b=18.5,n=0.6 4g,"(0,-p) 0.153g01a.(p,-p01 = 3bμ*p-1 p2”4好 4,=0.153×9.81071×034×10344×42001 0.30129×(4.67×10-)03 =3.32m/s =332 4w0.618 =53.6
（1） 起始流化速度 按式 可得 ，以上计算有效。 （2） 带出速度 按式 0.7 计算判据 K 3.3<K<43.6，气-固相对运动处于中间区范围。使用式 ， 且 b=18.5，n=0.6