化工原理1 下载本文

(3)采用小粒径、宽分布的颗粒,细粉能起到“润滑”作用,可提高流化质量。

(4)细颗粒高气速流化床提供气固两相较大的接触面积,改善两相接触的均匀性,同时高气速可减小设备尺寸。

五、计算题:

31200kgm3-1 某烧碱厂拟采用重力沉降净化粗盐水,粗盐水密度为黏度为32.3mPa?s,其中固体颗粒可视为球形,密度取2640kgm。求直径为0.1mm颗

粒的沉降速度。

解:在沉降区域未知的情况下,先假设沉降处于层流区,应用斯托克斯公式:

ut?2??p???gdp18?9.81?10?4??2640?1200??3m??3.41?10s18?2.3?10?3 dput???2校核流型

Ret??10?4?3.41?10?3?1200??0.178?22.3?10?3

层流区假设成立,ut?3.41mms即为所求。

31200kgm3-2 某烧碱厂拟采用重力沉降净化粗盐水,粗盐水密度为黏度32640kgm2.3mPa?s为,其中固体颗粒可视为球形,密度取。沉降速度为

0.02ms的颗粒直径。

解:假设沉降在层流区,

dp?ut?2??p???gdp18?。

18?ut18?2.3?10?3?0.02??2.42?10?4mg??p???9.81??2640?1200?

校核流型

Ret?dput??2.42?10?4?0.02?1200??2.53?2?32.3?10

原假设不成立。设沉降为过渡区。

??ut?1.4?0.4?0.6?dp???????0.153g????p?????校核流型

11.6??0.02?1.412000.4?2.3?10?30.6????????0.1539.81?2640?1200??????2.59?10?4?0.02?1200??2.70?32.3?10

??11.6?2.59?10?4mRet?dput??过渡区假设成立,

dp?0.259mm即为所求。

3-3 长3m、宽2.4m、高2m的降尘室与锅炉烟气排出口相接。操作条件下,

33?52.5ms0.720kgm2.6?10Pa?s,飞灰锅炉烟气量为,气体密度为,黏度为32200kgm可看作球型颗粒,密度为。求临界直径。

解:

utc?Vmax2.5??0.347msBL2.4?3

假设沉降处于层流区,

dpc?18?utc18?2.6?10?5?0.347??8.68?10?5mg??p???9.81??2200?0.720? 校核流型 故

Ret?dpcutc??8.68?10?5?0.347?0.720??0.834?22.6?10?5

dpc?86.8?m即为所求。

3-4 长3m、宽2.4m、高2m的降尘室与锅炉烟气排出口相接。操作条件下,

33?52.5ms0.720kgm锅炉烟气量为,气体密度为,黏度为2.6?10Pa?s,飞灰32200kgm可看作球型颗粒,密度为。要求75?m以上飞灰完全被分离下来,锅

炉的烟气量不得超过多少。

解:已知75?m,由上题知沉降必在层流区。

utc?2??p???gdpc18?9.81?7.5?10?5??2200?0.720???0.259ms?518?2.6?10

??23V?BLu?2.4?3?0.259?1.87ms maxtc

校核气流速度:

u?Vmax1.87??0.39ms?1.5msBH2.4?2

3-5 过滤固相浓度c?1%的碳酸钙悬浮液,颗粒的真实密度

?p?2710kgm3液的体积比?。

3??1000kgm,清液密度,滤饼含液量??0.46,求滤饼与滤

3?kgmc解: 设滤饼的表现密度为,,且颗粒与液体均不可压缩,则根据

总体积为分体积之和的关系,可得:

11??????c?p?

?1?0.460.46?3?c?1????1517kgm?27101000?所以:

每获得1m滤液,应处理的悬浮液体积为?1???,其中固体颗粒的质量为:

3?1???c?p

3??c?1??? 1m每获得滤液得到的滤饼质量为???c?,其中固体颗粒的质量为:

射固体颗粒全部被截留,则?B???C?,有

??c?p?c?1????c?p

??将已知值代入上式:液。

0.01?2710?0.0342m331517??1?0.46??0.01?2710m滤饼/滤

3-6 过滤面积为5m的转股真空过滤机,操作真空度为54kpa,浸没度为1/3,

2?622.9?10ms,qe为K每分钟转数为0.18。操作条件下的过滤常数为

31.8?10?3m3m2,求Vtmh。

???1?6?60??2.9?103Vt?60?0.18?5???1.8?10?30.18??? 解:

??2???3?1.8?10????

3?0.877mh

3-7 一填充床含有不同大小的颗粒,计10mm的占15%,20mm的占25%,

40mm的占40%,70mm的占20%,以上均为质量百分率。设球型度均为0.74,

试计算平均等比表面积当量直径。

解:筛分法得到的颗粒尺寸为等比表面积当量直径dai,则平均等比表面积当量直径为

dam11???24.78mm xi0.150.250.40.2?????dai102040703-8 以圆柱形烟囱高30m,直径1.0m,当风以每小时50km横向掠过时,试求拽力系数与该烟囱所受的拽力,设空气温度25?C。

3?3解: 25?C空气:??1.185kgm,??18.35?10cP 3u?50?10/3600?13.89ms 空气的流速:

Re?

dpu???1.0?13.89?1.1855?8.97?1018.35?10?6

查拽力系数图,对圆柱体??0.38

?u21FD???Ap??0.38??1.0?30???1.185?13.892?1303N22拽力:

32000kgm3-9 密度为的圆球在20?C的水中沉浮,试求其在服从斯托克斯

范围内的最大直径和最大沉降速度。

3?3??1.005?10Pa?s ??998.2kgm20?C 解:水:,

3??2000kgms 颗粒:

在斯托克斯定律范围内:

998.2?dpu?3Rep?dp?u??1

即1.005?10 取

?1

Rep?1ut?,则

dp?u?1.006?10?6m?m/s2?543300dp2?2000?998.2??9.81dp 又

18?1.005?10?3

dpmax?1.23?10?4m?123?m?3??u?8.19?10ms tmax 3-10 一种测定黏度的仪器由一钢球和玻璃筒组成。测试是筒内装被测液体,记录钢球下落一定距离的时间,球的直径为6mm,下落距离为20mm,测试

kg/m,钢球的密一种糖浆时,记下的时间间隔为7.32s,此糖浆的密度为130037900kg/m度为,求此糖浆的黏度。

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