-
j03a10044
某悬浮液在一台过滤面积为
0.4m
2
的板框过滤机中进行恒压过滤，
2
小时后
得滤液
35m
3
，若过滤介质阻力忽略不计，求：
⑴
其它情况不变，过滤
1.5
小
时所得的滤液量。⑵
其它情况不变，过滤
2
小时后
用
4m
3
水对滤饼进行横穿洗
涤：洗涤所需时间。
答：
(1)V
2
＝
KA
2
θ
K
＝
V
2
/(A
2
θ
)
＝
35
2
/(0.4
2
×2×3600)＝
1.06m
2
/s
1/2
3
V
?
A
K
?
＝0.4×(1.06×1.5×3600)
＝
30.3m
(2)
θ
w
＝
V
w
／（
dV/d
θ
）
w
＝
4 V
w
／
（
dV/d
θ
）
E
(dV/d
θ
)
E
=KA
2
／
(2 V)
＝
1
.06
×0.4
2
/(2×35)=2
.43×10
-3
m
3
/s
θ
w
＝4/((1/
4)×2.43×10
-3
)
＝
6584s
＝
1.83h
j03a10051
用一叶滤机恒压过滤某种悬浮液，
已知操作条件下过滤常数
K=2.5
×
10
-3
m
2
/s
，过滤介质阻力可以忽略，滤饼不可压缩。试求：
(1)<
/p>
若每平方米过滤面
积上获得
2m
3
滤液，计算所需过滤时间；
(2)
若将此过滤时间延长一倍，每平方
米过滤面积可再得滤液为多少？
(3)
若过滤终了时
q=2.85m
/m
，
洗涤与过滤终了
时
的操作条件相同，洗液的粘度相近，每平方米洗涤面积上用
0.5m
3
洗液，所需
的洗涤时间为多少？
解：
(1)
3
2
q
?
k
?
θ
＝
q
/K
＝
2
/2
.5×10
＝
1600s
2
2
-3
2
(2)<
/p>
θ
'
＝２
θ<
/p>
＝
3200s
，
q'
＝
q'
－
q
＝
0.83
m
3
/m
2
K
?
'
=2.83
m
/m
3
2
(3)
（
dq/d
< br>θ
）
E
＝
K/(2q)
＝2.5×10
-3
/
(2×2.85)=0
.00439 m
3
/m
2
.s
对于叶滤机
（
dq/d
θ
）
E
< br>＝（
dq/d
θ
）
W
∴
θ
W
＝
5/0.00439
＝<
/p>
1140s
1
j03a15059
用板
框过滤机恒压差过滤钛白
(TiO
2
)
水悬浮液。
过滤机的尺寸为：
滤框的边
长
810mm
（正方形）
，每框厚度
42mm
，共
1
0
个框。现已测得：过滤
10
分钟得滤
液
1.31m
3
,
再过滤
10
分钟共得滤液
1.905 m
3
。已知滤饼体积和滤液体积之
比
υ
=0.1
，试计算：
(1)
将滤框完全充满滤饼所需的过滤时间；
(2)
若洗涤时间和辅
助时间共
45
分钟，求该装置的生产能力（以每小时得到的滤饼体积计）
。
解：
(1)
过滤面积<
/p>
A=10
×
2
×
0.81
2
=13.12m
，
滤饼体积
Vs=10
×
0.81
2
×
0.042
＝
0.276m
3
，
滤液体积
V=Vs/
υ
=2.76m
< br>3
，
q=V/A=0.21m
3
/m
2
，
θ
1
=600s
，
q
1
=V
1
/A=0.1
，
θ
2
=1200s
，
q
2
=0.1452
(0.1
＋
qe)
2
=K(600
＋
θ
e)
(1)…
(0.1452<
/p>
＋
qe)
2
=
K(1200
＋
θ
e
< br>) (2)…
q
e<
/p>
2
=K
θ
e
(3)
由方程
1
、
2
、
3
得<
/p>
K=2
×
10
-
5
m
2
/s
，
q
e
=0.01
，
θ
e
=5s
∴
θ
＝
(
0.21
＋
0.01)
2
/(2×10
-5
)=2415s=0.671h
(2) Qs=Vs/(
θ
＋
θ
D
＋
θ
W
)=0.194 m
/h
j03b10060
拟用一板框过滤机处理某一悬浮液，
获每
m
3
滤液得滤
饼量
0.04m
3
。
< br>在
1.5atm
操作压力下，过滤常数Ｋ＝
2.73
×
10
-5
m
2
/s
，过滤介质
阻力可忽略不计。滤饼为
不可压缩。
（１）
若要求过滤
< br>1
ｈ获取
0.41m
3
的滤饼，试求所需的过滤面积。
（２）
若选用板框长×宽的规格为<
/p>
0.81
×
0.81m
< br>2
，试确定框数及框的厚度。
（３）若滤饼不需洗涤，拆装时间需
45min
，试求为使上述
板框过滤机生产能力
达到最大时，其操作压力应提高至多少？
解：
（１）
V
＝
0.41
／
0.04
＝
10.25m
3
V
2
＝
KA
2
τ
∴
A<
/p>
＝
V/
√（
K<
/p>
τ
）＝
10.25/(
< br>√
(2.73
×
10
-5
×
3600))
＝<
/p>
32.7 m
2
（２）
A
＝
n
×
2
×
0.81
×
0.81
，
n =
25
，
V
S
＝
n<
/p>
×
0.81
×
0
.81
×
δ
，
δ
= 0.025 m
（３）
τ
'
＝
τ
D
3
则Ｖ
A
为最大
2
∴
Ｖ
'<
/p>
2
／Ｖ
2
＝（Ｋ
'
Ａ
2
τ
'
）／（ＫＡ
2
τ
）＝１；Ｋ＝２
k
Δ
< br>P
Δ
Ｐ
'
< br>＝（
τ
／
τ
'
）
Δ
Ｐ＝（
< br>60/45
）×
1.5
＝
2.0atm
j03b10065
一小型板框压滤机有框
10
块，长宽各为
0.2m
，在
2at
（表压）下作
恒压过
滤共
2
小时，滤框充满共得滤液
160l
，每次洗涤与装卸时间为１
h
r
，若介质阻
力可忽略不计，求
: (
1)
过滤常数
K
，洗涤速率
[m
3
/hr]
。
(2)
若表压增加一倍，
其他条件不变，此
时生产能力为若干？
[m
3
滤液
/hr]
。
解：
(1)
Δ
Ｐ＝
2at
，
A=0.2
×
0.2
×
10
×
2 =0.8m
2
，
V
2
=
KA
2
θ
；
q=V/A
＝
0.16/0.8
＝
0.2 m
3
/m
2
，∴
K
＝
0.2
2
/2
＝
0.02 m
2
/h
洗涤速率
(dq/d
θ
)
W
=(1/4)(K/(2q))=0.02/(4
×
2
×
0.2)
＝
0.0125 m
3
/m
2
.s
(2)
当
Δ
Ｐ增加一倍时，
K'
＝
2K
，
0.2
2
＝
K'
θ
'
，
θ
'
＝
(0.2
×
0.2)
／
(2
×
0.02)
＝１
h
故生产能力为
0.16/(1
＋
1)
＝
0.08m
3
/h
j03b10066
< br>某板框压滤机的过滤面积为
0.4m
2
< br>，
在恒压下过滤某悬浮液，
4hr
后得滤液
80m
3
，
过滤介质阻力可略去不计。试求：①
若其它情况不
变，但过滤面积加倍，可
得多少滤液？②
若其它情况不变，但操作时间缩短为２
hr
，可得多少滤液
？
③
若在
原表压下过滤４
hr
后，再用５
m
3
水洗涤滤饼，需多长洗涤时间？设滤<
/p>
液与水性质相近。
解：
（
1
）
V
2
＝
KA
2
θ
，
V
2
/80
2
＝
0.8
2
／
0.4
2
∴
V
＝
80
×
2
＝
160m
3
（
2
）
V
2
／
80
2<
/p>
＝
2
／
4
∴
V
＝
55.6m
3
< br>（
3
）
KA
2
＝
V
2
／
θ
＝
80
2
／
4
＝
160
0m
3
/h
dV
／
d
θ
＝
KA
2
／
(2(
Ｖ＋Ｖ
e )
）＝
KA<
/p>
2
／
2
Ｖ
θ
w
＝
Ｖ
w/(1/4)(dV/d
< br>θ
)
E
）
＝
Ｖ
w/(1/4)KS
2
/(2V)
）
＝
5/<
/p>
(1/4)×1000/(2×80)）＝
2h
3
j03b10070 <
/p>
在实验室用一过滤面积为
0.1m
2
的滤叶对含钛白的水悬浮进行试验，
过滤压
强差为
500mmHg
。由实验测得
K
＝
8
×
10<
/p>
-7
m
2
/s<
/p>
，滤饼压缩性指数
S
＝
< br>0.3
，且知每
获得１升滤液使在滤布表面积累２
mm
厚滤饼。今拟用
BMS20/635-
25
板框压滤
机以３
atm
的恒压差过滤此悬浮液，
忽略滤布阻力，
求过滤至
滤框全部充满滤渣
所需时间。
（滤框内尺寸为
< br>635
×
635
×
25mm
，总框数为
26
）
。
解：
K'
＝
K(
Δ
Ｐ
'/
Δ
Ｐ
)
s-1
＝
8
×
10
-7
×（
3
／
(500/760
）
)
1-s
＝
2.314
×
10<
/p>
-6
m
2
/s
板框总容积
Vc
＝
0.635
×
0.635
×
0.025
×
26
＝
0.262 m
3
，
过滤面积
A
＝
0.635
×
0.635
×
2
×
26
＝
20.97m
2
v
＝
0.1
×
0.002/0.001
＝
0.2m
3
/m
3
，
总滤液量
V=Vs/v
＝
0.262/0.2
＝
1.31 m
3
∴
q=V/A
＝
1.31/2
0.97
＝
0.0625 m
3
/m
2
，依恒压过滤方程
q
2
＝
K
θ
∴
θ
< br>＝
q
2
／
K
＝
0.0625
2
／(2.314×10
-6
)
＝
1687 s
＝
0.47 h
j03b10115
实验室中在与生产条件相同的压差
下对某种颗粒在水中的悬浮液进行恒压过滤
实验，
测得
q
e
＝
0.01m
3
／
m
2
，
K=1.579
×
1
0
-4
m
2
/
s
。
悬浮液中，
固相质量分率为
0.07
，
固相密度为
2000kg/m
，滤饼不可压缩，其含水量为
30%
（质量）
。今选用一台直
径
< br>1.5m
，长
10m
的转筒真空
过滤机处理此种料浆，所用滤布与试验时相同，转
筒浸没角为
1
20
0
，转速为
0.5
转／分，操作真空度为
8.0×10
4
Pa
，试求：
(1)
该
过滤机的生产能力（以每小时获滤液体积计）
(2)
< br>滤饼厚度。
解：
(1) q<
/p>
2
＋
2qqe
＝
K
θ
，
K
＝
1.
579
×
10
-4
m
2
/s
，
θ
＝（
60/n
）
（
β
/360
）＝
60/0.5
×
120/360
＝
40s
，
q
2
＋
2
×
0.01q
＝
1.579
×
10
-4
×
40
解得
q
＝
0.07
m
3
/m
2
，
过滤机生产能力Ｑ＝
60n
π
ＤＬ
q
＝
60
×
0.5
π
×
1.5
×
10
×
0.07
＝
99 m
3
/h
(2)
以
1000kg
悬浮液为基准<
/p>
得滤饼体积，滤渣量＝
1000
×
0,07
＝
70kg
＝
70/2000
＝
0.035
m
3
滤饼中含水量＝
70
×
30
／
70
＝
30kg
＝
0.03
m
3
，则滤饼体积＝
0.035
＋
0.03
＝
0.065 m
3
过滤得到的滤液量＝悬浮液量－滤饼量＝<
/p>
1000
－（
70
＋
30
）＝
900kg
＝
0.9 m
3
则每得<
/p>
m
3
滤液量截留的滤饼体积＝
0.065/0.9
＝
0.0722
m
3
/m
2
4
3
每平
方米过滤面积上截留的滤饼体积＝
0.07
×
< br>0.0722
＝
0.00506
m
3
/m
2
∴
滤饼厚度＝
0.00506m
j03b15069
用板框过滤机加压过滤某悬浮液。
一个操作周期内过滤
20
分钟后，共得滤液
4m
3
(
滤饼不可压缩，介质阻力
忽略不计）
。若在一操作周期内共用去辅助时间为
30
分钟。求
(1)
该机的生产能力；
(2)
若操作表压加倍，其他条件不变（物性、
过
滤面积、过滤与辅助时间不变）
，该机的生产能力提高了多少？
(3)
现改用回
转真空过滤机，其转速为１转
< br>/min
，若生产能力与
(1)
相同，则其在一个操作周
期内所得滤液量为多少？
解：
(1)
生产能力：
Q
＝
V/
（
τ
＋
τ
D
）＝
4/(20+30)
×60＝
4.8 (m
3
/h)
(2)V
2
＝
2K
Δ
PA
2
τ
知
，
（
V1/V2
）
2
＝
（
2K
Δ
PA
2
τ
）
/
（<
/p>
2k 2
Δ
PA
2
τ
）
∴
V2
＝√２
V1
＝
6.79 (m
3
/hr)
，提高
(6
.79-4.8)/4.8
×
100%
＝
41.4%
(3)
设在一个操作周
期内得Ｖ
m
3
，则
4.8
＝
60
×
< br>V
／１，
Ｖ＝
0.08
m
3
5
j03b15075 <
/p>
用板框过滤机来过滤某悬浮液。
已知过滤面积为
< br>10m
2
，
操作压力
0.2MPa(
表压
)
。
过滤
15
分钟后，共得滤液
2.91m
3
（介质阻力不计，滤饼不可压缩）<
/p>
。试问：
(1)
若已知该过滤机的生产能
力为
4.8m
3
/h
，计算洗涤、卸料等辅助时间。
(2)
若过
滤时间与滤液量均不变，而操作压力降至
0.1MPa
（表压）
，需增加多少过滤面积
才能维持生产能力不变？<
/p>
(3)
如改用转筒真空过滤机，若其在一操作周期内共得
滤液量为
0.2m
3
，
该机的转速为多少方能维持生产能力不变？
解：
（１）
已知
V=2.91 m
3
，
τ
=15min=900s
，
Q=4.8m
3
/h=0.001
33m
3
/s
生产能力
Q=V/(
τ
＋
τ
D
)
；
0.00133
＝
2.91/(900
＋
τ
D
）
∴
τ
D
＝
1288 s
＝
21.47 min
（２）若
Q
、
V
、
τ
不变，
V
2
=2k
△
PA
2
τ
①
V
2
=2k
△
P'A'
2
τ
②
∵ ①＝②
2k
△
PA
2
τ
=2k
△
P'A'
2
τ
，得
A'
2
＝△
PA
2
／
Δ
P'=2
×
10
2
/1=200
∴
A'=14.14m
2
增加面积
<
/p>
Δ
A=14.14-10=4.14m
2
（３）
转筒真空过滤机的生产能力
Q'
=Q
，设转速为
n r/min
Q'
=V'/T
，
0.00133
＝
0.2/(60/n
）
∴
n=0.4 r/min
j03b15116
拟
用一板框过滤机在
0.3MPa
的压强差下过滤某悬浮液。已知
过滤常数
K=7
×
10
-5
m
2
/s
，
qe=0.015m
3
/m
2
，
现要求每一操作周期得到
10m
3
滤液，
过滤时
间为
0.5h
，
设滤饼不可压缩，且滤
饼与滤液体积比
v=0.03m
3
/m
3
。试问：
(1)
需要多大的过滤
面积；
(2)
如操
作压强差提高至
0.6MPa
，现有一台板框过滤机，每一个框
的尺寸
为
635
×
635
×
25
（长×宽×厚，单位
为
mm
）
，若要求每个过滤周期得到的
滤液
量仍为
10m
3
< br>，过滤时间不得超过
0.5h
，则至少需用多少个框才能
满足要求？
解：
(1)
恒
压过
滤
q
2
＋
2qqe
＝
K
θ
，
q
< br>2
＋
2
×
0.015q
－
7
×
10
-5
×
30
×
60=0
，
q=0.34
03m
3
/m
2
，
q=V/A
，
A
＝
V/q
＝
10/0.3403=
29.39m
2
(2)
新工况
K'=K(
Δ
P'/
Δ
P)
＝
7<
/p>
×
10
-5
×<
/p>
6/3
＝
1.4
×
10
-4
，
一个周期得
10
< br>m
3
滤液，
可
< br>得
滤
饼
量
为
10
×
0.03
< br>＝
0.3m
3
，
每
个
框
可
装
滤
饼
量
为
0.635
×
0.635
×
0.025=0.01008
m
3
，
6
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