= 0.0474m·s-1

核：

Rp?dpu??35?10?6?1.29?0.0474??0.0950.0225?10?3﹤1

降尘室中间加一隔板，颗粒沉降高度为 2/4 = 2m 沉降时间

?/?

22??42.4sut0.0474

qV?12500?u?273?150?19368.1m3?h?1273

烟气流速

qV19368.1??0.0224m?s?1H?B4?6?3600

l11??49.1su0.224

烟气停留时间

??∵ ?>?', ∴35?m以上粒子可以除去。

例2 恒压下对某悬浮液过滤，过滤10min得滤液4升，再过滤10min又得滤液2升，如果继续过滤10min，又得滤液多少升？

解：恒压过滤 V2 + 2V Ve =KA2?

当 ? =10min = 10 × 60s时, V = 4升= 4 × 10-3m3 ? = (10 +10) × 60 = 20 × 60s时，V = 4 + 2 = 6 × 10-3m3 则： (4 × 10-3)2 + 2 × 4 × 10-3 Ve = KA2 × 10 × 60 (6 × 10-3)2 + 2 × 6 × 10-3 Ve = KA2 × 20 × 60 解得 Ve =1×10-3m3 KA2 = 4 ×10-8 当 ? =3 × 10 × 60s 时，得滤液总量为V V2 + 2V Ve = KA2?

V2 + 2V ×10-3 = 4 × 10-8 × 3 × 10 × 60 V = 7.54 × 10-3m3 = 7.54升 又得滤液量为 7.54 - (4 + 2) = 1.54升

习 题

1. 计算直径为1mm的雨滴在20℃空气中的自由沉降速度。

2. 密度为2650kg·m-3的球形石英颗粒在20℃空气中自由沉降，计算服从斯托克斯公式的最大颗粒直径及服从牛顿公式的最小颗粒直径。

3. 用落球法测定某液体的粘度，将待测液体置于玻璃容器中，测得直径为6.35mm的钢球在此液体内沉降200mm所需的时间为7.32S。已知钢球的密度为7900kg·m-3，液体密度为1300kg·m-3，计算液体的粘度。

4. 悬浮液中含有A、B两种颗粒，其密度与粒径分布为：

?A= 1900 kg·m-3, dA= 0.1～0.3mm ?B= 1350 kg·m-3, dB= 0.1～0.15mm

若用?= 1000kg·m-3的液体在垂直管中将上述悬浮液分级，问是否可将A、B两种颗粒完全分开？设颗粒沉降在斯托克斯定律区。

5. 某降尘室长2m、宽1.5m，在常压，100℃下处理2700m3·h-1的含尘气。设尘粒为球形，?P= 2400kg·m-3, 气体的物性与空气相同。求：

(1) 可被100％除下的最小颗粒直径； (2) 直径0.05mm的颗粒有百分之几能被除去？

6. 用一多层降至室除去炉气中的矿尘。矿尘最小粒径为8?m，密度4000kg·m-3。降尘室内长4.1m，宽1.8m，高4.2m，气体温度为427℃，粘度为3.4×10-5Pa·s，密度0.5kg·m-3。若每小时的炉气量为2160（标准）m3, 试确定降尘室隔板的间距及层数。

7. 用标准型旋风分离器处理含尘气体，气体流量为1000m3·h-1、粘度为3.6×10-5Pa·s、密度为0.674 kg·m-3，气体中尘粒密度为2300 kg·m-3。若分离器圆筒直径为0.4m，试 估算其临界粒径及压力降。

8. 某施风分离器出口气体含尘量为0.7×10-3 kg·m-3，, 气体流量为5000标准m3·h-1，每小时扑集下来的灰尘量为21.5kg。出口气体中的灰尘粒度分布测定结果列于表中： 粒径范围，?m 在出口灰尘中所占的质量分率,％ 在扑集的灰尘中所占的质量分率,％ 0～5 5～10 10～20 20～30 30～40 40～50 >50 16 4.4 25 11 29 26.6 20 20 7 18.7 2 11.3 1 8 试求：（1）除尘效率；（2）绘出该旋风分离器的粒级效率曲线。

9. 以小型板框压滤机对碳酸钙颗粒在水中的悬浮液进行过滤试验，测得数据列于本题附表中： 过滤压强差ΔP, kPa 过滤时间? s 50 660 17.1 233 滤液体积 m3 2.27 × 10-3 9.10 × 10-3 2.27 × 10-3 9.10 × 10-3 103 343 已知过滤面积为0.093m2, 试求：

（1）过滤压强差为103kPa时的过滤常数K、qe、?e; （2）滤饼的压缩性指数s；

（3）若滤布阻力不变，试写出此滤浆在过滤压强差为196kPa时的过滤方程式。 10. 某生产过程每年欲得滤液3800m3，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=4×10-6m2·s-1; qc=2.5×10-2m3·m-2，滤饼不洗涤。试求：

（1）所需过滤面积，m2;

（2）今有过滤面积为8m2的过滤机，需几台？

11. 在实验室用一片过滤面积为0.1m2的滤叶对某种颗粒在水中的悬浮液进行试验，滤液内部真空度为500mmHg。过滤5min得滤液0.001m3。又过滤5min得滤液6×10-4m3。若再过滤5min，可再得滤液多少？

12. 用一台BMS50/810-25型板框压滤机过滤某悬浮液，悬浮液中固相质量分率为0.139, 固相密度为2200kg·m-3，，液相为水。每1m3滤饼中含500kg水,其余全为固相。已知操作条件下的过滤常数K=2.72 × 10-5m2·s-1, qe=3.45 × 10-3m3·m-2。滤框尺寸为810 × 810 × 25mm，共38个框。试求：

（1）过滤至框内全部充满滤渣所需的时间及所得的滤液体积。

（2）过滤完毕用0.8m3清水洗涤滤饼，求洗涤时间。洗水温度及表压与滤浆的相同。 13. 用小型实验装置在98.1KPa（表压）的压差下，测得某固体颗粒与水的悬浮液的过滤常数K=1×10-5m2·s-1，qe=0.02m3·m-2，同时测得滤饼与滤液体积的体积比为0.075m3·m-3, 拟在实际生产中采用BAS/635-25型压滤机过滤此物料，过滤压差，操作温度和所用滤布皆与实验装置相同，这一型号的过滤机具有635 × 635 × 25mm滤框26个。试求：

（1）为充满滤框需多少时间？

（2）过滤后用1/4m3的清水洗涤，洗涤时的压差和温度与过滤时相同，所需洗涤时间为多少？

（3）卸渣、重装等辅助时间为10min，此压滤机的生产能力（以每小时所得滤液量计）为多少？

14. 有一叶滤机，自始至终在恒压下过滤其种水悬浮液时，得如下的过滤方程：

q2 + 20q = 250?

在实际操作中，先在5min钟内作恒速过滤，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；

（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？

15. 在恒定的压强差下对某种料浆进行过滤试验，所得数据列于下表中。试求过滤常数K、qe及?e. 单位面积滤液量q( m3·m-2) 过滤时间? (s) 0 0 0.1 38.2 0.2 114.4 0.3 228.0 0.4 379.4 式中q－L·m-2， ?－min

16. 在实验室中用一个每边长为0.162m的小型滤框对CaCO3颗粒在水中的悬浊液进行过滤试验。料浆温度为19℃，其中CaCO3固体的质量分率为0.0723。测得每1m3滤饼烘干后的质量为1602kg。在过滤压强差为275800Pa时所得数据列于本题附表中。 过滤时间? s 1.8 4.2 7.5 11.2 15.4 20.5 26.0 滤液体积V l 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 过滤时间? s 33.1 41.0 48.8 57.7 67.2 77.3 88.7 滤液体积V l 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 试求过滤介质的当量滤液体积Ve、滤饼的比阻r、滤饼的空隙率ε及滤饼颗粒的比表面积a。已知CaCO3颗粒的密度为2930kg·m-3, 其形状可视为圆球。

17. 实验测得某固体悬浮液的比阻r = 7×10m-2·, 过滤介质当量滤液量qe=0.01m3·m-2, 滤饼不可压缩，同时测得每立方米滤液所带的固体颗粒为70kg·m-3, 滤饼含水量为33％（质量分率），颗粒密度为2000kg·m-3。现用一台真空回转过滤机进行过滤，所用过滤介质与实验相同。已知过滤机转鼓直径为1.5m，长度为1.0m， 浸入角度为120?，转速n=0.5r/min, 真空度为79.98KPa, 悬浮液温度为20℃，试求过滤机的生产能力（以每小时可得滤液体积计）和滤饼的厚度。

思 考 题

1. 流体和固体颗粒之间的相对运动有哪几种情况？在什么条件下，以上几种之间无本质的区别？

2. 什么叫表面曳力、形体曳力？对光滑圆球，影响曳力的因素有哪些？

3. Re准数是判别流动形态的依据。试比较流体在圆管中流动、颗粒在流体中沉降时的Re数值有何不同？为什么？

4. 直径为100?m的球形石英颗粒（密度为2650kg·m-3）在20℃空气中从静止开始做自由沉降，需要多少时间才能完全达到其终端沉降速度？需要多少时间可达到其终端沉降速度的99%？

5. 说明颗粒沉降时斯托克斯公式和牛顿公式的适用范围，并分别说明在该条件下起主要影响的因素。

6. 若在降尘室内增加若干隔板，问：

(1) 气体处理量不变，能除去的最小颗粒直径将如何变化？ (2) 若要除去的最小颗粒不变，生产能力如何变化？

7. 说明旋风分离器的原理，并指出颗粒在旋风分离器内沿径向沉降的过程中，其沉降速度是否为常数？

8. 说明板框压滤机的工作原理，并分析在恒压条件下，为什么过滤终了时的速率是洗涤速率的4倍。

9. 当滤布阻力可以忽略时，若要恒压操作的间歇过滤机取得其最大生产能力，在下列两种情况下，各需如何确定过滤时间?？

（1）若已规定每一循环中的辅助操作时间为?D，洗涤时间为?w；

（2）若已规定每一循环中的辅助操作时间为?D，洗水体积与滤液体积之比值为a。 13. 从某矿石焙烧炉出口的含尘气体，依次经过一个除尘室和一个旋风分离器进行除尘，气体流量为10000m3·h-1(标况)，含尘量为10g·m-3（标准状况），此时总除尘效率为90%，其中50%由除尘室除去。现气体流量增为11000m3·h-1（标况），总除尘效率和除尘室中除尘所占的比例如何变化？为什么？

14．用一板框压滤机恒压过滤悬浮液（过滤介质阻力忽略不计）。试分析：（1）当滤浆的含固量降低；（2）滤浆的温度升高时，滤饼充满滤框的时间如何变化？

第七章 蒸 发

例1. 蒸发浓度为18.32%（质量）的NaOH水溶液时，若二次蒸汽的压强为4.91×104Pa，试求该溶液由于蒸汽压降低所引起的温度差损失和该溶液的沸点tA。

解：查表得18.32%的NaOH水溶液在常压下的沸点为107℃，由于蒸汽压下降所引起的温度差损失为：

△0' = 107-100 = 7℃ 压强为4.9×104Pa时：

(T1??273)2???f????0?0.0162?0r?

查表得4.9×104Pa时饱和蒸汽的温度T1'= 80.9℃、汽化潜热 r'=2305kJ·kg-1, 则