发布时间 : 星期六 文章化工原理计算题解答更新完毕开始阅读
2?3?5因此 q3?2?4.14?10q3?200?1.596?10
q3=0.0525
所以 V3=q3A=0.0525×0.093=4.88×10-3m3
7、某生产过程每年须生产滤液3800 m3，年工作时间5000h，采用间歇式过滤机，在恒压下每一操作周期为2.5h，其中过滤时间为1.5h，将悬浮液在同样操作条件下测得过滤常数为K=4×10-6m2/s； qe=2.5×10-2m3/m2。滤饼不洗涤，试求：
（1） 所需过滤面积，
（2） 今有过滤面积8m2的过滤机，需要几台？
解：已知生产能力为3800m3滤液/年，年工作日5000h， T=2.5h ，t=1.5h ，
K=4×10-6m2/s ，qe=2.5×10-2m3/m2 ， （1） 因为 Q=3800/5000=0.76m3滤液/h 由式（2-42） 0.76?3600VV ?T2.5 所以 V=2.5×0.76=1.9 m3
由式（2-38a）
VV()2?2qe()?KtAA1.91.9()2?2?2.5?10?2()?4?10?6?1.5?3600 AA2.16?10?2A2?3.61?9.5?10?2A解之 A=14.7 m2≈15 m2
(2) 因为过滤机为8 m2/台， 所以需2台过滤机。
8、BMS50/810-25型板框压滤机，滤框尺寸为810×810×25mm，共36个框，现用来恒压过滤某悬浮液。操作条件下的过滤常数为K=2.72×10-5 m2/s；qe=3.45×10-3m3/m2。每滤出1 m3滤液的同时，生成0.148 m3的滤渣。求滤框充满滤渣所需时间。若洗涤时间为过滤时间的2倍，辅助时间15min，其生产能力为多少？
解：滤框总容积V0=0.812×0.025×36=0.590 m3 过滤面积 A=0.812×2×36=47.2 m2
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VV00.590???0.0845m3/m2AvA0.148?47.2
q2?2qeq0.08452?2?3.45?10?3?0.0845t???283s?5K2.72?10q?生产总周期为T=283+2×283+15×60=1749s 由
VVV00.590 得一个周期滤液量为 V?0???3.99m3
AvAv0.148所以生产能力为Q?
3600V3600?3.99??8.21m3滤液/h T17499、有一直径为1.75m，长0.9m的转筒真空过滤机过滤水悬浮液。操作条件下浸没度为126o，转速为1r/min，滤布阻力可以忽略，过滤常数K为5.15×10-6m2/s，求其生产能力。
解：因为过滤面积 A=πDL=3.14×1.75×0.9=4.95m2
浸没度ψ=126°/360°=0.35 由式（2-45a）
Q?60A60n?K?60?4.95?60?1?0.35?5.15?10?6?3.09m滤液/h
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10、某转筒真空过滤机每分钟转2转，每小时可得滤液4 m3。若过滤介质阻力可以忽略，每小时获得6 m3滤液时转鼓转速应为多少？此时转鼓表面滤饼的厚度为原来的多少倍？操作中所用的真空度维持不变。
解：已知 Q1=4m3/h ，n1=2r/min ，Q2=6m3/h ，Ve=0 由式（2-45a）两边平方，得
Q12?(60A)2?60?Kn1 ①
2Q2?(60A)2?60?Kn2 ②
②/①
2n2Q26?2 所以 n2?()2?2?4.5r/mi n4n1Q1 30
由式（2-35）得v1?L1ALA v2?2 V1V2而v1=v2 又A不变，以1小时为计算基准， 则Q1=V1 Q2=V2 故
L1L2V6? L2?(2)L1?()L1?1.5L1 V1V2V14 31
第三章 传热
1. 红砖平壁墙，厚度为500mm，内侧温度为200℃，外侧温度为30℃，设红砖的平均导热系数为0.57 W/(m·℃)。试求：（1）单位时间、单位面积导出的热量；（2）距离内侧350mm处的温度。 解：（1）q?(2) q??b'?b?t1?t2??0.57?200?30??193.8W/m2
0.50.35?t1?t'??0.57?200?t'??193.8
解得：t’=81℃
2. 在外径100mm的蒸汽管道外包一层导热系数为0.08 W/(m·℃)的绝热材料。已知蒸汽管外壁150℃，要求绝热层外壁温度在50℃以下，且每米管长的热损失不应超过150W/m，试求绝热层厚度。 解：q?Q2π(t1?t2)2?3.14?0.08??150?50????150
r21r2Llnln?r150解得：r2=69.9mm； 壁厚：r2-r1=19.9mm
3. 某燃烧炉炉墙由耐火砖、绝热砖和普通砖三种砌成，它们的导热系数分别为1.2W/(m·℃)，0.16 W/(m·℃)和0.92 W/(m·℃)，耐火砖和绝热转厚度都是0.5m，普通砖厚度为0.25m。已知炉内壁温为1000℃，外壁温度为55℃，设各层砖间接触良好，求每平方米炉壁散热速率。 解： q?t1?t4t?t1000?55?247.81W/m2 ?12?0.50.50.25b1b1b2b3????1.20.160.92?1?1?2?34. 燃烧炉炉墙的内层为460mm厚的耐火砖，外层为230mm厚的绝热砖。若炉墙的内表面温度t1为1400℃，外表面温度t3为100℃。试求导热的热通量及两种砖之间的界面温度。设两种砖接触良好，已知耐火砖的导热系数为λ1＝0.9+0.0007t，绝热砖的导热系数为λ2＝0.3+0.0003t。两式中t可分别取为各层材料的平均温度，单位为℃，λ单位为W／(m·℃)。 解：q?q1??1b1(t1?t2)?q2??2b2(t2?t3)
（a）
?1?0.9?0.0007t?tt1?t2 ?2?0.3?0.000323 22t1?1400℃，t3?100℃；b1?460mm，b2?230mm
将以上数据代入(a)式解得：t2?949℃；q?1689（Ｗ／m2）
5. 设计一燃烧炉时拟采用三层砖围成其炉墙，其中最内层为耐火砖，中间层为绝热砖，最外层为普通砖。耐火砖和普通砖的厚度分别为0.5m和0.25m，三种砖的导热系数分别为1.02 W/(m·℃)、0.14 W/(m·℃)和0.92 W/(m·℃)，已知耐火砖内侧为1000℃，普通砖外壁温度为35℃。试问绝热砖厚度至少为多少才能保证绝热砖内侧温度不超过940℃，普通砖内侧不超过138℃。
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