题目
( 16分)一小型板框压滤机有 5个框,长宽各为 0.2 m,在300 kPa(表压)下恒压过滤2 h,滤饼充满滤框,且得滤液 80 L,每次洗涤与装卸时间各为 0.5 h。若滤饼不可压缩,且过滤介质阻力可忽略不计。求: (1)洗涤速率为多少 m3/(m2 h)?(2)若操作压强增加一倍,其它条件不变,过滤机的生产能力为多少?
( 16分)一小型板框压滤机有 5个框,长宽各为 0.2 m,在300 kPa(表压)下恒压过滤2 h,
滤饼充满滤框,且得滤液 80 L,每次洗涤与装卸时间各为 0.5 h。若滤饼不可压缩,且过
滤介质阻力可忽略不计。求: (1)洗涤速率为多少 m3/(m2 h)?
(2)若操作压强增加一倍,其它条件不变,过滤机的生产能力为多少?
题目解答
答案
解:(1 )洗涤速率
因过滤介质阻力可忽略不计,即
恒压过滤速率方程式为:q2=K t
过滤面积:A=5X0.22 >2=0.4 m2
单位过滤面积上的滤液量 q=V/A =80>103、/0.4=0.2 m3/m2
过滤常数 K= q 2/ =0.22/2=0.02 m2/h
过滤终止时的速率 (dq/d T=K/2q=0.02/(2 0>)=0.05 m/h
洗涤速率 (dq/d tw=0.5 (dq/d t=).5 >.05=0.025 m/h
(2) △ p' =2时p勺生产能力
因滤饼不可压缩,所以 K' =KA p' /=2p=2X0.02=0.04 m2/h
因在原板框压滤机过滤,悬浮液浓度未变,
则当5个板框充满滤饼时所得滤液量仍为 V'=0.08 m3,
故此时所用的过滤时间为 t = q2/K ' =q|K=0.22/0.04=1 h
生产能力 Q=V /( T +ktd)= 0.08/(1+0.5+0.5)=0.04 m3 滤液/h
解析
步骤 1：计算过滤面积
过滤面积 A 可以通过板框的数量、每个框的长宽来计算。每个框的面积为长乘以宽，再乘以框的数量。
步骤 2：计算单位过滤面积上的滤液量
单位过滤面积上的滤液量 q 可以通过总滤液量 V 除以过滤面积 A 来计算。
步骤 3：计算过滤常数 K
过滤常数 K 可以通过恒压过滤速率方程 q^2 = Kt 来计算，其中 q 是单位过滤面积上的滤液量，t 是过滤时间。
步骤 4：计算过滤终止时的速率
过滤终止时的速率 (dq/dt) 可以通过 K/2q 来计算。
步骤 5：计算洗涤速率
洗涤速率 (dq/dtw) 可以通过 0.5(dq/dt) 来计算。
步骤 6：计算操作压强增加一倍时的过滤常数 K'
操作压强增加一倍时的过滤常数 K' 可以通过 K' = K * (Δp'/Δp) 来计算，其中 Δp' 是新的操作压强，Δp 是原来的操作压强。
步骤 7：计算操作压强增加一倍时的过滤时间
操作压强增加一倍时的过滤时间 t' 可以通过 q^2 / K' 来计算。
步骤 8：计算操作压强增加一倍时的生产能力
操作压强增加一倍时的生产能力 Q' 可以通过 V' / (t' + td) 来计算，其中 V' 是滤液量，td 是洗涤与装卸时间。
过滤面积 A 可以通过板框的数量、每个框的长宽来计算。每个框的面积为长乘以宽，再乘以框的数量。
步骤 2：计算单位过滤面积上的滤液量
单位过滤面积上的滤液量 q 可以通过总滤液量 V 除以过滤面积 A 来计算。
步骤 3：计算过滤常数 K
过滤常数 K 可以通过恒压过滤速率方程 q^2 = Kt 来计算，其中 q 是单位过滤面积上的滤液量，t 是过滤时间。
步骤 4：计算过滤终止时的速率
过滤终止时的速率 (dq/dt) 可以通过 K/2q 来计算。
步骤 5：计算洗涤速率
洗涤速率 (dq/dtw) 可以通过 0.5(dq/dt) 来计算。
步骤 6：计算操作压强增加一倍时的过滤常数 K'
操作压强增加一倍时的过滤常数 K' 可以通过 K' = K * (Δp'/Δp) 来计算，其中 Δp' 是新的操作压强，Δp 是原来的操作压强。
步骤 7：计算操作压强增加一倍时的过滤时间
操作压强增加一倍时的过滤时间 t' 可以通过 q^2 / K' 来计算。
步骤 8：计算操作压强增加一倍时的生产能力
操作压强增加一倍时的生产能力 Q' 可以通过 V' / (t' + td) 来计算，其中 V' 是滤液量，td 是洗涤与装卸时间。