问答题
用一板框压滤机过滤某种悬浮液，每获得1m3滤液得滤饼0.05m3。在150kPa压强差下操作时，过滤常数K=2.75×10-5m2/s，过滤介质阻力可忽略，滤饼不可压缩。
问答题
若要求过滤1h获得0.6m3的滤饼，求所需的过滤面积；
【正确答案】求过滤面积。
过滤介质阻力可忽略的恒压过滤方程为
V2=KA2τ
其中，
V=0.6/0.05=12m3，K=2.75×10-5m2/s
所以 122=2.75×10-5×3600A2
A=38.1(m2)
过滤介质阻力可忽略的恒压过滤方程为
V2=KA2τ
其中，
V=0.6/0.05=12m3，K=2.75×10-5m2/s
所以 122=2.75×10-5×3600A2
A=38.1(m2)
【答案解析】
问答题
若选用的板框为正方形，其边长为0.81m，试确定板框数和板框的最小厚度；
【正确答案】求框数n和框厚δ。
[*]
【答案解析】
问答题
若操作压强差提高到300kPa，求用该板框压滤机过滤1h所获得的滤液量。
【正确答案】求情况变化后的V。
[*]
【答案解析】
问答题
用某板框过滤机过滤葡萄糖溶液，加入少量硅藻土作助滤剂。在过滤表压100kPa下过滤2h，头1h得滤液量8m3。假设硅藻土是不可压缩的，且忽略介质阻力不计，试问：(1)在第2小时内可得多少滤液?(2)过滤2h后用2m3清水(黏度与滤液相近)，在同样压力下对滤饼进行横穿洗涤，求洗涤时间；(3)若滤液量不变，仅将过滤压差提高1倍，问过滤时间为多少?(4)若过滤时间不变，仅将过滤压强提高1倍，问滤液量为多少?
【正确答案】忽略介质阻力，Ve=τe=0
(1)求在第2小时内可得的滤液量。由恒压过滤方程
V2=KA2τ (1)
可得[*]，即[*] 所以V2=11.31(m3)
所以 ΔV=V2-V1=11.31-8=3.31(m3)
(2)求洗涤时间。
板框过滤机的洗涤：
[*] (2)
其中 KA2=V2/τ=82/1=64
代入式(2)得：
[*]
(3)求条件改变后的过滤时间。
因为滤饼为不可压缩，所以s=0
当V不变时，由式(1)可得：
K1τ1=K2τ2
[*]
所以 [*]
(4)求压强差提高1倍后的滤液量。
过滤时间τ不变时，有
[*]
所以 [*]
[*]
(1)求在第2小时内可得的滤液量。由恒压过滤方程
V2=KA2τ (1)
可得[*]，即[*] 所以V2=11.31(m3)
所以 ΔV=V2-V1=11.31-8=3.31(m3)
(2)求洗涤时间。
板框过滤机的洗涤：
[*] (2)
其中 KA2=V2/τ=82/1=64
代入式(2)得：
[*]
(3)求条件改变后的过滤时间。
因为滤饼为不可压缩，所以s=0
当V不变时，由式(1)可得：
K1τ1=K2τ2
[*]
所以 [*]
(4)求压强差提高1倍后的滤液量。
过滤时间τ不变时，有
[*]
所以 [*]
[*]
【答案解析】
问答题
有一叶滤机，自始至终在某一恒压下过滤某种悬浮液时，得出如下过滤方程式：(q+10)2=250(τ+0.4)。式中q以L/m2表示，τ以min表示。今在实际操作中，先在5min内使压差由零升至上述压差，其间过滤为恒速过滤，以后则维持该压力不变作恒压过滤，全部过滤时间为20min。试求：(1)每一循环中，每1m2过滤表面可得多少滤液?(2)过滤后用相当于滤液总量1/5的水洗涤滤饼，求洗涤时间(设滤饼不可压缩)。
【正确答案】求过滤20min的滤液量。
由已知的恒压方程：(q+10)2=250(τ+0.4)
可得：qe=10L/m2，τe=0.4min，K=250L2/(m4·min)
先恒速的过滤方程为：
[*]
即 [*]
当τ=5min时 [*]
解得：qR=20.5(L/m2)
先恒速后恒压的过滤方程：
[*]
即 (q2-20.52)+2(q-20.5)×10=250×(20-5)
解得：qR=58.4(L/m2)
(2)求洗涤时间。
叶滤机的洗涤：
[*]
所以[*]
由已知的恒压方程：(q+10)2=250(τ+0.4)
可得：qe=10L/m2，τe=0.4min，K=250L2/(m4·min)
先恒速的过滤方程为：
[*]
即 [*]
当τ=5min时 [*]
解得：qR=20.5(L/m2)
先恒速后恒压的过滤方程：
[*]
即 (q2-20.52)+2(q-20.5)×10=250×(20-5)
解得：qR=58.4(L/m2)
(2)求洗涤时间。
叶滤机的洗涤：
[*]
所以[*]
【答案解析】
问答题
有一转筒真空过滤机，每分钟转2周，每小时可得滤液4m3。若滤布阻力忽略不计，问每小时要获得5m3滤液，转鼓每分钟应转几周?此时转鼓表面的滤饼厚度为原来的几倍?假定所用的真空度不变。
【正确答案】滤布阻力忽略不计时，生产能力：
[*] (1)
由式(1)可得：
[*]
所以[*]
转鼓每转1周得到的滤液体积为：
[*]
滤饼厚度[*]
所以[*]
【答案解析】
问答题
用如图所示的方法测定乙醇在101.3kPa、25℃下在空气中的扩散系数。开始时乙醇液面距管口高10mm，到乙醇液面下降5mm时共用26500s。假设管口上方空气中乙醇蒸气分压为零，求扩散系数。
已知25℃乙醇的饱和蒸汽压为8.0kPa，密度为780kg/m3。
已知25℃乙醇的饱和蒸汽压为8.0kPa，密度为780kg/m3。
【正确答案】设在扩散的任意时刻τ，液面离杯口的距离(扩散距离)为z，取dτ时间间隔对物料作衡算，并结合扩散的规律解决之。
单向扩散，有：
[*] (1)
在dτ时间内，液面高度降低dz，对乙醇作衡算：
NAΩdτ=Ωdzρ/MA
或 [*] (2)
将式(1)代入式(2)，积分可得：
[*] (3)
式中：
T=273+25=298K；PB2=101.3-0=101.3kPa；pB1=101.3-8.0=93.3kPa；
z1=0.01m，z2=0.015m；ρ=780kg/m3，MA=46kg/kmol；
代入式(3)，得：
D=1.19×10-5(m2/s)
单向扩散，有：
[*] (1)
在dτ时间内，液面高度降低dz，对乙醇作衡算：
NAΩdτ=Ωdzρ/MA
或 [*] (2)
将式(1)代入式(2)，积分可得：
[*] (3)
式中：
T=273+25=298K；PB2=101.3-0=101.3kPa；pB1=101.3-8.0=93.3kPa；
z1=0.01m，z2=0.015m；ρ=780kg/m3，MA=46kg/kmol；
代入式(3)，得：
D=1.19×10-5(m2/s)
【答案解析】
问答题
混合气含CO2体积分数为10%，其余为空气。在30℃、2MPa下用水吸收，使CO2的体积分数降到0.5%，水溶液出口组成X1=6×10-4(摩尔比)。混合气体处理量为2240m3/h(标准状态)，塔径为1.5m。亨利系数E=2×105kPa，气相体积总传质系数KGa=0.0139kmol/(m3·h·kPa)。求每小时用水量及填料层高度。
【正确答案】先求用水量。
物料衡算关系：
V(Y1-Y2)=L(X1-X2)
其中：
[*]
[*]
KYa=pT·KGa=2000×0.0139=27.78[kmol/(m3·h)]
Ω=(π/4)d2=0.7854×1.52=1.766(m2)
[*]
所以 z=HOG×NOG=1.83×5.35=9.80(m)
物料衡算关系：
V(Y1-Y2)=L(X1-X2)
其中：
[*]
[*]
KYa=pT·KGa=2000×0.0139=27.78[kmol/(m3·h)]
Ω=(π/4)d2=0.7854×1.52=1.766(m2)
[*]
所以 z=HOG×NOG=1.83×5.35=9.80(m)
【答案解析】