KA?dV?最终过滤速率 ???2V?d??e2?1212?11?5.5m?h3?1
对板框机，当洗液粘度与滤液相同且洗涤压力与过滤压力相同时， 1?dV?1?dV?3?1洗涤速率???????5.5?1.375m?h
4?d??e4?d??w洗涤时间=
Vw?dV????d??w?31.375?2.2h
3-11 一转筒真空过滤机的过滤面积为3㎡，浸没在悬浮液中的部分占30﹪。转速为0.5r·min，已知有关的数据如下。
滤渣体积与滤液体积之比c=0.23，过滤常数K=3.1×10-4m2·s-1，滤液粘度μ=1mPa·s，转鼓内的绝压为30kPa，大气压为101.3kPa（绝），滤布阻力相当于2mm后滤渣层的阻力，计算：（1）每小时的滤液体积；（2）所得滤渣层的厚度。
解：（1）Vc=2mm厚滤渣层相应的滤液量 ?2?10?3-1
?Ac?2?10?3?30.23?0.0261m
3又n=0.5 r·min-1或1/120r·s-1 由恒压过滤方程知 VV22?2VVe?KA?/n
?42?2V?0.0261?3.1?10?3?0.3?120
2解得 V=0.291m3
Q?V?n?0.291?0.5?0.1455m?min3?1或8.37m?h3?1
（2）滤饼层厚度=
滤饼体积A?VcA?0.291?0.233?0.022m或2.2cm
第四章 搅拌
4-1 搅拌器系统有一个带6个平片的透平式叶轮，位于搅拌槽中央，槽径为1.8m，推动器直径为0.6m，叶轮在槽底以上0.6m。槽中装有50﹪烧碱溶液，液体深度为1.8m，液体温度为65℃，在此温度下液体的黏度为12cP，密度为1500kg·m-3。叶轮转速为90r·min-1，壁上没有挡板。求搅拌器所需功率。
解：n?90/60?1.5r?sDn?22?1
?67500
Re???0.6?1.5?150012?10?3此搅拌系统与典型系统相符，可应用没有挡板的图4-9（见教材），查得??1.2；因
Re>300，需应用式??Po/Fry进行计算，其中
y?(??lgRe)/?
查表4-1，得??1.0,??40.0，故
y?(1.0?lg67500)/40.0??0.0957
又 Fr?n2D/g?1.52?0.6/9.81?0.1376
Fry?0.1376?0.0957?1.209
35所以N???n3D5Fry?1.2?1500?1.5?0.6?1.209?571W
4-2 若习题4-1中的搅拌槽壁上有4块垂直挡板，每块宽度为18cm，其他条件不变。求此时搅拌器所需功率。
解：本题需查图4-8.对Re=67500，曲线DE段有??6.1。于是
N???nD35?6.1?1500?1.5?0.6?2400W
354-3 若用习题4-1中的搅拌器系统来搅拌一种乳胶配合物，该液体的黏度为120000cP、相对密度为1.12，求搅拌功率。本题安装挡板对搅拌功率有何影响？ 解：本题的Re与习题4-1相比有很大改变：
Re?0.6?1.5?1120120000?10?32?5.04?300且?10
可用式（4-10）求功率：
N?71.0?nD23?71.0?(120000?10?3)?1.5?0.6?4140W
23本题Re甚小，加挡板对搅拌功率无影响。
第五章 传热
5-1 红砖平壁墙，厚度为500mm，内测温度为200℃，外侧为30℃，设红砖的平均热导率可取为0.57W·m-1·℃-1，试求：（1）传导热通量q；（2）距离内测350mm处的温度tA。
解：（1）q?(?/b)(t1?t2)?(0.57/0.5)(200?30)?194W?m（2）q?(?/bA)(t1?tA) 即 200?tA?194/(0.57/0.35)
解得 tA=81℃
5-9 一换热器在φ25mm×2.5mm管外用水蒸气加热管内的原油。已知管外冷凝给热系数α1=104W·m-2·K-1；管内原油的给热系数α2=103 W·m-2·K-1，管内污垢热阻Rs2=1.5×10-3m2·K·W-1，管外污垢热阻及管壁热阻可忽略不计，试求基于管外表面积的传热系数及各部分热阻的分配。
?2
解：总热阻式为 1K?1?Rs2d1d2?d1?1104?1?2d2?1.5?10?3125?25? ??????320?20?10?1 ?10?4(1?18.75?12.5)?32.25?10?4m2?K?W故基于外表面积的传热系数 K=310 W·m-2·K-1 管外给热热阻占 1/32.25=0.031
管内污垢热阻占 18.75/32.25=0.581 管内给热热阻占 12.5/32.25=0.388
5-13 水以1m·s的流速在长为3m的φ25mm×2.5mm管内由20℃加热至40℃，试求水与管壁之间的给热系数。
解：管内给热要先算出RE以便选定公式。平均温度tm=（20+40）/2=30℃，从附录五查得水在30℃下μ=0.801mPa·s，ρ=995.7kg·m-3；又λ=0.618W·m-1·K-1、cp=4.174kJ·kg-1·K-1。则
Re?du??0.02?1?995.70.801?10?34?2.49?10
-1
?选用Re>104的式（5-63）计算α，定性温度即为tm。 Pr?cp??(4.174?10)?(0.801?100.6180.83?3)??5.41
Nu?0.023RePr0.4?0.023?(2.49?10)40.8?(5.41)?20.4?148.6
??Nu(?/d)?148.6?0.618/0.02?4590W?m?K?1
复核L/d=3/0.02=150>50，无需作管长的校正。
5-14 1766kPa（表）、120℃的空气经一由25根φ38mm×3mm并联组成的预热器的管内
3-1
加热至510℃，已知标准状态下空气流量为6000m·h，试计算空气在管内流动时的给热系数。
解：先求空气在平均温度tm=（120+510）/2=315℃下的物性常数。因压力不是很高，仍可从附录四中用内插法求得：μ=3.02Pa·s，λ=4.696 ×10-2W·m-1·K-1，Pr=0.675.质量流速uρ可从标态下的流量求得：
u??V0?03600S?6000?1.2933600?0.0201?107.2kg?m?2?s?2
其中，V0、ρ0分别为标态下的流量（m3·h-1）和密度；S为并联管的总截面积：
S?(?/4)dn?(?/4)?0.03222?25?0.0201m
52故 Re?du???0.032?107.230.2?105?5?1.136?10
N??0.023?(1.136?10)0.8?0.6750.4?217.6
??217.6?0.04696/0.032?319W?m?2?K?1
5-15 一套换热器，用饱和水蒸汽将在内管作湍流运动的空气加热，设此时的传热系数近似等于空气的给热系数。今要求空气量增加一倍，而空气的进、出口温度不变，问该换热器的长度应增加百分之几？
解：根据Q?KA?tm?K?tm(?dL),空气量增倍后Q??2Q，而 K?????20.8K 故
L?L?Q?/K?Q/K?220.8?20.2?1.149
即管长需增加15﹪. 第十三章 干燥
13-1 已知湿空气的温度t=50℃，湿度H=0.020kg·kg-1。试计算其相对湿度及在同温度下能容纳水分的最大量（即饱和湿度）：（1）总压为101.3kPa；（2）总压为26.7kPa。从计算结果看，你认为在减压下进行干燥是否有利？ 解：（1）总压为101.3kPa；t=50℃，H=0.020kg·kg-1。查教材上册附录七得ps=12.33kPa，可得
pw?HP0.622?H?0.02?101.30.622?0.02?3.156kPa
??pw/ps?3.156/12.33?0.256
此温度下空气的饱和湿度 Hs?0.622?psP?ps?0.622?12.33101.3?12.33?0.0862kg?kg?1
（2）总压为26 kPa；t=50℃，H=0.020kg·kg-1。从而 pw?HP0.622?H?0.02?26.70.622?0.02?0.832kPa
??pw/ps?0.832/12.33?0.0675 此温度下空气的饱和湿度 Hs?0.622?psP?ps?0.622?12.3326.3?12.33?0.534kg?kg?1
从计算结果看，减压时?较小而Hs较大，故有利于干燥。
13-5 某湿物料由含水量30﹪（湿基，下同）干燥到20﹪所逐走的水分W1与继续从20﹪干燥至10﹪逐走的水分W2之比。
解：以100kg绝干料为准，从30﹪干燥至20﹪所逐走的水分为 W1?100?(30/70?20/80)?17.86kg
从20﹪继续干燥至10﹪所逐走的水分为 W2?100?(20/80?10/90)?13.89kg
故W1/W2=1.286
13-6 某干燥器每日（24h）处理盐类晶体10t，从初水分0.1干燥至0.01（均为湿基）。热空气的温度为107℃，相对湿度为?0?0.05。若干燥器中空气绝热增湿，离开干燥器的温度为65℃，试求每小时除去的水分（kg）、空气用量（kg干空气）以及每天的产品量（kg）。 解：（1）每小时除去的水分。有
W?1000024?10?1??1????37.9kg?h ?100?1?（2）据?0?0.05、t=107℃，查图13-3得H1=0.042kg·kg-1，沿绝热冷却线与t=65℃等温线相交，得H2=0.060 kg·kg。则
L?WH2?H1?37.90.060?0.042?2100kg?h?1-1
（3）每天产品量
G2?G1?W?24?10000?37.9?24?9090kg?d-1
?1
13-9 下列三种状态的空气用来作为干燥介质，问用哪一种的绝热干燥推动力较大？为什么？（1）t=60℃，H=0.01 kg·kg；（2）t=70℃，H=0.0396 kg·kg；（3）t=80℃，H=0.045 kg·kg-1。 解：查图13-3
（1）t=60℃，H=0.01 kg·kg-1时，tw=28℃、Hw=0.024 kg·kg-1，??0.09
t?tw?60?28?32C H?H?0.024?0.01?0.014kg?kg?1?-1
w
（2）t=70℃，H=0.036 kg·kg-1时，tw=40℃、Hw=0.049 kg·kg-1，??0.17
t?tw?70?40?30C
Hw?H?0.049?0.036?0.013kg?kg?1?
（3）t=80℃，H=0.045 kg·kg-1时，tw=40℃、Hw=0.062 kg·kg-1，??0.15
t?tw?80?44?36C
H?H?0.062?0.045?0.017kg?kg?1?w
因此，干燥推动力（3）>（1）>（2），尽管?是（2）>（3）>（1）。
13-12 课本204页图13-11中的曲线与100﹪相对湿度轴相交所得的X*与临界含水率Xc有什么不同？哪个较大？又若空气的H下降，试问物料的平衡含水率将有什么变化？
解：平衡含水率X*代表物料在一定空气状况下的干燥极限。干燥过程中，只要空气的温度和