叶滤机中,滤饼不可压缩,过滤压差增加两倍时,过滤速率是原来的( )倍。黏度增加一倍时,过滤速率是原来的( )倍。A. 3B. 0.5
A. 3
B. 0.5
题目解答
答案
A. 3
B. 0.5
解析
本题考查叶滤机过滤速率的相关知识,解题关键在于根据过滤速率的计算公式,分析过滤压差和黏度变化对过滤速率的影响。
1. 分析过滤压差增加两倍时过滤速率的变化
对于不可压缩滤饼,过滤速率的基本公式为$u = \frac{dV}{Ad\theta}=\frac{\Delta p}{\mu r_0vL}$,其中$u$为过滤速率,$\Delta p$为过滤压差,$\mu$为滤液的黏度,$r_0$为单位厚度滤饼的比阻,$v$为单位体积滤液所形成的滤饼体积,$L$为滤饼厚度。
设原来的过滤压差为$\Delta p_1$,过滤速率为$u_1$,则$u_1=\frac{\Delta p_1}{\mu r_0vL}$。
当过滤压差增加两倍时,新的过滤压差$\Delta p_2 = 3\Delta p_1$,此时过滤速率$u_2=\frac{\Delta p_2}{\mu r_0vL}=\frac{3\Delta p_1}{\mu r_0vL}$。
计算$\frac{u_2}{u_1}$的值:
$\begin{align*}\frac{u_2}{u_1}&=\frac{\frac{3\Delta p_1}{\mu r_0vL}}{\frac{\Delta p_1}{\mu r_0vL}}\\&=\frac{3\Delta p_1}{\mu r_0vL}\times\frac{\mu r_0vL}{\Delta p_1}\\&= 3\end{align*}$
所以过滤压差增加两倍时,过滤速率是原来的$3$倍。
2. 分析黏度增加一倍时过滤速率的变化
设原来的黏度为$\mu_1$,过滤速率为$u_1$,则$u_1=\frac{\Delta p}{\mu_1 r_0vL}$。
当黏度增加一倍时,新的黏度$\mu_2 = 2\mu_1$,此时过滤速率$u_2=\frac{\Delta p}{\mu_2 r_0vL}=\frac{\Delta p}{2\mu_1 r_0vL}$。
计算$\frac{u_2}{u_1}$的值:
$\begin{align*}\frac{u_2}{u_1}&=\frac{\frac{\Delta p}{2\mu_1 r_0vL}}{\frac{\Delta p}{\mu_1 r_0vL}}\\&=\frac{\Delta p}{2\mu_1 r_0vL}\times\frac{\mu_1 r_0vL}{\Delta p}\\&= 0.5\end{align*}$
所以黏度增加一倍时,过滤速率是原来的$0.5$倍。