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?2?P2?53320132 ??1.004?10 1m?5?3K?c4.88?10?3.4?10?0.0643-10 对上题中的悬浮液用滤框边长为800mm的板框压滤机在相同的压力差下进行过滤，过滤1小时获得滤液解：由上题已知：
6m3。试求滤框的数目及其厚度。
2K?4.88?10?5m2s,qe?0.0156m3m2
?2VVe?KA2?
根据过滤基本方程：V 代入数据： 整理方程： 解方程得：
62?2?6?0.156A?4.88?105A2?36000.177A2?0.1872A?36?0 A?14.80m2
A14.80 滤框数目：n???11.56?12
222L2?0.8V0.064?6 滤框厚度=??0.05m?50mm
22nL12?0.8
3-11 某厂用板框压滤机在恒压条件下过滤一种胶质物料，滤框的空间尺寸为
1000?1000?40mm，有
20个滤框。经过2小时过滤，滤框完全充满滤饼，并每平方
3米过滤面积得到滤液1.4m。卸饼、清理、组装等辅助时间为1.2小时，忽略过滤介质阻
力，滤饼未洗涤。试计算： ⑴该板框压滤机的生产能力；
⑵过滤后用1/8滤液体积的洗涤水在同样压力差下进行横穿洗涤滤饼时的生产能力（洗涤水与滤液粘度相近）；
⑶若当滤框的厚度减为25mm，其它条件不变，滤液仍用1/8滤液体积的洗涤水洗涤滤饼时的生产能力。 解：⑴过滤面积
A?1?1?2?20?40m2
qA1.4?40???17.5m3h?4.681?10?3m3s Q?????2?1.2 ⑵过滤终了速率：
VdVKA2? d?2V 采用横穿洗涤的洗涤速率是过滤终了速率的1/4，即
1?dV?KA2?dV? ???????d??W4?d??8V ?W
VW8V?1?V2?????2h ?V??22?dV?KA?8?KA???d??WV
Q????qA???1.4?40?10.77m3h?2.99?10?3m3s
2?2?1.2 ⑶若滤框的厚度减为25mm，其它条件不变时，q会减小
q' 25q' AcV滤饼' ??0.625 ?qAc?V滤饼 ? 即?q40qAcV滤饼
q' ?0.625q?0.625?1.4?0.875m3
?q' ?q 'q2?q '2?????0.625?2?0.78125h ??KK?q?222 过滤时间?' ? 洗涤时间：?W' ??' ?0.78125h
0.875?40???12.67m3h?3.519?10?3m3s Q?????2?0.78125?1.2
3-12 若转筒真空过滤机的浸没度为1/3，转速为已知过滤常数
VqA2rmin，每小时获得滤液量为15m3。
K?2.7?10?4m2s,qe?0.08m3m2。试求该过滤机的过滤面积。
解：转筒真空过滤机生产能力：
???2?????22?? Q?n?Ve???KA?Ve??nA?qe??n?K?qe?
n????????
A?Q?2????n?qe???K?qe??n????153600?2?12??2?4?0.08???2.7?10?0.08???60??360???8.12m2
3-13 有一转筒真空过滤机的转速为
2rmin，每小时可获得滤液4m3。若过滤介质的阻
力可忽略不计，问每小时欲获得
5m3滤液时过滤机的转速应为多少？此时转筒表面滤饼
Q?AK?n
的厚度为原来的多少倍？（过滤操作中真空度维持不变） 解：转筒真空过滤机忽略介质阻力时，
Q' A' K' ?n' n' 5 ? =??
Qn4AK?n?Q' ??5? n' =??n????2?3.125rmin ??4??Q? 滤饼的厚度与每旋转一周的滤液量有关：
22l?Qn?AK?n
? l' AK?n' n4????0.8 ln' 5AK?n即转筒表面滤饼的厚度为原来的0.8倍
第四章 固体流态化及气力输送
4-1 在内径为1.2m的丙烯腈流化床反应器中，堆放了3.62吨磷钼酸铋催化剂，其颗粒密度为1100kgm3，堆积高度为
5m，流化后床层高度为10m。试求：
⑴固定床空隙率； ⑵流化床空隙率； ⑶流化床的压降。
3.62?103解：⑴固体颗粒体积：Vs???3.291m3
?1100W 固定床层体积：V?????4DL?2?4?1.22?5?5.665m3
固定床空隙率：?V?Vs5.655?3.291 ??0.418V5.655 ⑵流化床层体积：V?4DL?2?4?1.22?10?11.310m3
流化床空隙率：?V?Vs11.310?3.291??0.709 V11.310 ⑶流化床压降：
?P?L?1?????P???g?L?1????Pg
?10??1?0.709??1100?9.81?31.402kPa
W3.62?103?9.81??31.400kPa 或：?P?2A??1.2/4
4-2 流化床干燥器中待干燥物的颗粒直径为0.5mm，比重为1.4，静床高为0.3m。热空气在床中的平均温度为200℃。试求流化床的压降(mmH2O)，并求起始流化速度。为了简化计算，空气可假设为常压下干空气，待干燥物的颗粒可视为球形，?mf可取为0.4。 解：颗粒视为球形颗粒，即? 20℃空气物性：
?1
??0.746kgm3，??26?Pa?S
umf
3?2?mfd2??P???g?150?1??mf??0.430.5?10 ??150?1?0.4???32??1400?0.746?9.81?0.09386ms26?10?6
0.5?10?3?0.09386?0.746 Re???1.35?10 可用
?6?26?10du? 设在固定床时颗粒堆积的空隙率为0.3 则流化床高
L?L' ?1??' ?0.3??1?0.3???0.35m
1??1?0.3 床层压力降：
4-3 比重为0.9，粘度为
?P?L?1?????P???g?0.35??1?0.4???1400?0.746??9.81?3.047kPa
3?10?3Pa?S的油品由下往上通过催化剂床层，床层由直径为
0.1mm，比重为2.6的均匀球形颗粒所组成，流化点的空隙率为0.436，试求： ⑴流化点的临界速度；
⑵流化床能够存在的油品流速的上限。
解：⑴
umf3?2?mfd2??P???g? 150?1??mf???0.4360.1?102600?900?9.81?5 ???5.446?10ms
?3150?1?0.436?23?103??32?0.1?10?3?5.446?10?5?900?3 Re???1.63?10?10 可用
?3?3?10du? ⑵流化床能够存在的流速上限即为颗粒的沉降速度 设为层流：
ut?2??p???gdp18??0.1?10??2600?900?9.81??3.088?10?32?318?3?10?3ms
0.1?10?3?3.088?10?5?900 Re???0.09?2 假设成立
?3?3?10du?
4-4平均直径为0.2mm的催化剂颗粒，在200℃的气流中流化，气体的物理性质可近似地视为与空气相同。颗粒的特性如下：密度空隙率??p?1500kgm3；球形度??0.8；固定床
0.15mm颗粒带出速度的
?0.45；开始流化时空隙率?mf?0.48。操作气速取为
?f?0.65。试求：
0.4倍，已估计出此时流化床的空隙率 ⑴起始流化速度； ⑵操作气流速度； ⑶流化数；
⑷操作气速下每米流化床的压降； ⑸膨胀比。 解：⑴20℃空气物性：
??0.746kgm3，??26?Pa?S
umf
32?2?mf??P???gde?150?1??mf??0.82?0.4830.2?10 ??150?1?0.48???32??1500?0.746?9.81?0.0205ms26?10?6
0.2?10?3?0.0205?0.746 Re???0.1176?10 可用
?6?26?10du? ⑵先求
dp?0.15mm的颗粒的带出速度：先设为层流