题目
(单选题) 过滤介质阻力忽略不计 , 滤饼不可压缩进行恒速过滤时 , 如滤液量增大一倍 , 则 。(本题1.0分)A. 操作压差增大至原来的8倍B. 操作压差增大至原来的4倍C. 操作压差增大至原来的2倍D. 操作压差保持不变
(单选题) 过滤介质阻力忽略不计 , 滤饼不可压缩进行恒速过滤时 , 如滤液量增大一倍 , 则 。(本题1.0分)
A. 操作压差增大至原来的8倍
B. 操作压差增大至原来的4倍
C. 操作压差增大至原来的2倍
D. 操作压差保持不变
题目解答
答案
C. 操作压差增大至原来的2倍
解析
本题考查恒速过滤过程中的压差变化规律,核心在于理解滤饼不可压缩条件下的阻力关系。关键点如下:
- 恒速过滤中,过滤速度恒定,滤液量与时间成正比;
- 滤饼不可压缩意味着其空隙率固定,阻力系数恒定;
- 总阻力由滤饼阻力主导(介质阻力忽略不计),根据达西方程,压差与滤饼厚度成正比;
- 滤饼厚度与滤液量成正比,最终推导出压差与滤液量的线性关系。
关键公式推导
- 滤液量与时间关系:
恒速过滤时,滤液量 $V = v \cdot A \cdot t$($v$ 为过滤速度,$A$ 为过滤面积)。 - 滤饼厚度与滤液量关系:
滤饼体积等于固体颗粒体积,设固体浓度为 $C$,则 $\Delta x \cdot A = C \cdot V$,得 $\Delta x = \frac{C \cdot V}{A}$,即 $\Delta x \propto V$。 - 压差与滤饼厚度关系:
根据达西方程,压差 $\Delta P = \frac{k \cdot v \cdot \Delta x}{1 - \varepsilon}$($k$ 为阻力系数,$\varepsilon$ 为空隙率)。代入 $\Delta x \propto V$,得 $\Delta P \propto V$。
结论
当滤液量 $V$ 增大一倍时,压差 $\Delta P$ 也增大一倍,对应选项 C。