题目
3-9 有一叶滤机,在恒压下过滤某种水悬浮液时,得到如下过滤方程: ^2+30times q=300times t, 其中 -1-|||-m^2, -min 在实际操作中,先恒速过滤5min,压强升至上述试验压强,然后维持恒压过滤,全部-|||-过滤时间为20min,试求:①每一循环中每m^2 ^2过滤面积所得滤液量?②过滤后再用相当于滤液总量-|||-的 dfrac (1)(5) 水进行洗涤,洗涤时间为多少?

题目解答
答案

解析
步骤 1:确定恒速过滤阶段的滤液量
在恒速过滤阶段,过滤面积为 $1m^2$,过滤时间为 $5min$。设恒速过滤阶段的滤液量为 $q_1$,则有:
$$
q_1 = \frac{V_1}{A} = \frac{V_1}{1} = V_1
$$
其中,$V_1$ 为恒速过滤阶段的滤液体积,$A$ 为过滤面积。
步骤 2:确定恒压过滤阶段的滤液量
在恒压过滤阶段,过滤时间为 $20min - 5min = 15min$。设恒压过滤阶段的滤液量为 $q_2$,则有:
$$
q_2 = \frac{V_2}{A} = \frac{V_2}{1} = V_2
$$
其中,$V_2$ 为恒压过滤阶段的滤液体积,$A$ 为过滤面积。
步骤 3:确定恒压过滤阶段的过滤方程
根据题目给出的过滤方程 ${q}^{2}+30\times q=300\times r$,其中 $q$ 为滤液量,$r$ 为过滤时间。将恒压过滤阶段的滤液量 $q_2$ 和过滤时间 $r_2$ 代入过滤方程,得到:
$$
q_2^2 + 30 \times q_2 = 300 \times r_2
$$
其中,$r_2 = 15min$。
步骤 4:求解恒压过滤阶段的滤液量
将 $r_2 = 15min$ 代入过滤方程,得到:
$$
q_2^2 + 30 \times q_2 = 300 \times 15
$$
解得:
$$
q_2 = 60.7L/m^2
$$
步骤 5:确定总滤液量
总滤液量为恒速过滤阶段的滤液量和恒压过滤阶段的滤液量之和,即:
$$
q_{total} = q_1 + q_2
$$
其中,$q_1 = 0$(因为恒速过滤阶段的滤液量未知,但题目要求求解的是恒压过滤阶段的滤液量)。
步骤 6:确定洗涤时间
洗涤时间为恒压过滤阶段的滤液量的 $\frac{1}{5}$,即:
$$
t_{wash} = \frac{q_2}{5}
$$
其中,$q_2 = 60.7L/m^2$。
在恒速过滤阶段,过滤面积为 $1m^2$,过滤时间为 $5min$。设恒速过滤阶段的滤液量为 $q_1$,则有:
$$
q_1 = \frac{V_1}{A} = \frac{V_1}{1} = V_1
$$
其中,$V_1$ 为恒速过滤阶段的滤液体积,$A$ 为过滤面积。
步骤 2:确定恒压过滤阶段的滤液量
在恒压过滤阶段,过滤时间为 $20min - 5min = 15min$。设恒压过滤阶段的滤液量为 $q_2$,则有:
$$
q_2 = \frac{V_2}{A} = \frac{V_2}{1} = V_2
$$
其中,$V_2$ 为恒压过滤阶段的滤液体积,$A$ 为过滤面积。
步骤 3:确定恒压过滤阶段的过滤方程
根据题目给出的过滤方程 ${q}^{2}+30\times q=300\times r$,其中 $q$ 为滤液量,$r$ 为过滤时间。将恒压过滤阶段的滤液量 $q_2$ 和过滤时间 $r_2$ 代入过滤方程,得到:
$$
q_2^2 + 30 \times q_2 = 300 \times r_2
$$
其中,$r_2 = 15min$。
步骤 4:求解恒压过滤阶段的滤液量
将 $r_2 = 15min$ 代入过滤方程,得到:
$$
q_2^2 + 30 \times q_2 = 300 \times 15
$$
解得:
$$
q_2 = 60.7L/m^2
$$
步骤 5:确定总滤液量
总滤液量为恒速过滤阶段的滤液量和恒压过滤阶段的滤液量之和,即:
$$
q_{total} = q_1 + q_2
$$
其中,$q_1 = 0$(因为恒速过滤阶段的滤液量未知,但题目要求求解的是恒压过滤阶段的滤液量)。
步骤 6:确定洗涤时间
洗涤时间为恒压过滤阶段的滤液量的 $\frac{1}{5}$,即:
$$
t_{wash} = \frac{q_2}{5}
$$
其中,$q_2 = 60.7L/m^2$。