题目
3.拟用一板框压滤机在0.3MPa的压差下恒压过滤某悬浮液,已知过滤常数 =7times (10)^-5(m)^2/s,-|||-_(e)=0.015(m)^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,悬-|||-浮液含固量 varphi =0.015(m)^3 固体 /(m)^3 悬浮液,滤饼空隙率 varepsilon =0.5, 试问:-|||-(1)需要多大的过滤面积?-|||-(2)如操作压差提高到0.8MPa恒压操作,现有一台板框压滤机,尺寸为 .635mtimes 0.635mtimes -|||-0.025m,若要求每个过滤周期得到的滤液量仍为10m^3,过滤时间不得超过0.5h,则至少需要多-|||-少个框? __
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算过滤面积
根据恒压过滤方程，过滤面积 $A$ 可以通过滤液体积 $V$ 和过滤速率 $q$ 计算得出。过滤速率 $q$ 可以通过过滤常数 $K$ 和过滤时间 $T$ 计算得出。过滤时间 $T$ 为0.5小时，即1800秒。
步骤 2：计算过滤速率
过滤速率 $q$ 由公式 $q = \sqrt{KT + q_e^2} - q_e$ 给出，其中 $K$ 是过滤常数，$T$ 是过滤时间，$q_e$ 是初始滤液体积。
步骤 3：计算过滤面积
过滤面积 $A$ 由公式 $A = \frac{V}{q}$ 给出，其中 $V$ 是滤液体积，$q$ 是过滤速率。
步骤 4：计算所需框数
当操作压差提高到0.8MPa时，过滤常数 $K'$ 会改变。新的过滤常数 $K'$ 可以通过公式 $K' = \frac{\Delta P^2}{\Delta \phi}K$ 计算得出，其中 $\Delta P$ 是新的压差，$\Delta \phi$ 是旧的压差。然后，使用新的过滤常数 $K'$ 重复步骤2和步骤3，计算新的过滤速率 $q'$ 和过滤面积 $A'$。最后，根据板框压滤机的尺寸，计算所需的框数 $n$。
根据恒压过滤方程，过滤面积 $A$ 可以通过滤液体积 $V$ 和过滤速率 $q$ 计算得出。过滤速率 $q$ 可以通过过滤常数 $K$ 和过滤时间 $T$ 计算得出。过滤时间 $T$ 为0.5小时，即1800秒。
步骤 2：计算过滤速率
过滤速率 $q$ 由公式 $q = \sqrt{KT + q_e^2} - q_e$ 给出，其中 $K$ 是过滤常数，$T$ 是过滤时间，$q_e$ 是初始滤液体积。
步骤 3：计算过滤面积
过滤面积 $A$ 由公式 $A = \frac{V}{q}$ 给出，其中 $V$ 是滤液体积，$q$ 是过滤速率。
步骤 4：计算所需框数
当操作压差提高到0.8MPa时，过滤常数 $K'$ 会改变。新的过滤常数 $K'$ 可以通过公式 $K' = \frac{\Delta P^2}{\Delta \phi}K$ 计算得出，其中 $\Delta P$ 是新的压差，$\Delta \phi$ 是旧的压差。然后，使用新的过滤常数 $K'$ 重复步骤2和步骤3，计算新的过滤速率 $q'$ 和过滤面积 $A'$。最后，根据板框压滤机的尺寸，计算所需的框数 $n$。