题目
在实验室中,用过滤面积为0.1m2的滤布对某种悬浮液进行过滤,在恒定压差下,过滤5分钟得到滤液1L,再过滤5分钟得到滤液0.6L。如果再过滤5分钟,可以再得到多少滤液?
在实验室中,用过滤面积为0.1m2的滤布对某种悬浮液进行过滤,在恒定压差下,过滤5分钟得到滤液1L,再过滤5分钟得到滤液0.6L。如果再过滤5分钟,可以再得到多少滤液?
题目解答
答案
解:在恒定压差条件下,过滤方程为


代入过滤方程,得

联立上面两式,可以求得:
因此,过滤方程为
当
时,有
解得
所以
因此可再得滤液0.473L。
解析
步骤 1:确定过滤方程
在恒定压差条件下,过滤方程为${q}^{2}+2q{q}_{e}=kt$,其中$q$是单位面积的滤液体积,${q}_{e}$是单位面积的滤饼体积,$k$是过滤常数,$t$是过滤时间。
步骤 2:计算过滤时间和滤液体积
${t}_{1}=5\times 60s=300s$,$q1=\dfrac {1\times {10}^{-3}}{0.1}{m}^{3}/{m}^{2}=1\times {10}^{-2}{m}^{3}/{m}^{2}$
${t}_{2}=10\times 60s=600s$,$q2=\dfrac {(1+0.6)\times {10}^{-3}}{0.1}{m}^{3}/{m}^{2}=1.6\times {10}^{-2}{m}^{3}/{m}^{2}$
步骤 3:代入过滤方程求解
代入过滤方程,得${(1\times {10}^{-2})}^{2}+2\times 1\times {10}^{-2}{q}_{e}=300k$
${(1.6\times {10}^{-2})}^{2}+2\times 1.6\times {10}^{-2}{q}_{e}=600k$
联立上面两式,可以求得${q}_{e}=0.7\times {10}^{-2}{m}^{3}/{m}^{2}$,$k=0.8\times {10}^{-6}{m}^{2}/s$
步骤 4:计算过滤方程
因此,过滤方程为${q}^{2}+2\times 0.7\times {10}^{-2}q=0.8\times {10}^{-6}t$
步骤 5:计算过滤时间
当${t}_{3}=15\times 60s=900s$时,有${{q}_{3}}^{2}+2\times 0.7\times {10}^{-2}{q}_{3}=0.8\times {10}^{-6}\times 900$
解得${q}_{3}=2.073\times {10}^{-2}{m}^{3}/{m}^{2}$
步骤 6:计算滤液体积
因此可再得滤液$0.473L$。
在恒定压差条件下,过滤方程为${q}^{2}+2q{q}_{e}=kt$,其中$q$是单位面积的滤液体积,${q}_{e}$是单位面积的滤饼体积,$k$是过滤常数,$t$是过滤时间。
步骤 2:计算过滤时间和滤液体积
${t}_{1}=5\times 60s=300s$,$q1=\dfrac {1\times {10}^{-3}}{0.1}{m}^{3}/{m}^{2}=1\times {10}^{-2}{m}^{3}/{m}^{2}$
${t}_{2}=10\times 60s=600s$,$q2=\dfrac {(1+0.6)\times {10}^{-3}}{0.1}{m}^{3}/{m}^{2}=1.6\times {10}^{-2}{m}^{3}/{m}^{2}$
步骤 3:代入过滤方程求解
代入过滤方程,得${(1\times {10}^{-2})}^{2}+2\times 1\times {10}^{-2}{q}_{e}=300k$
${(1.6\times {10}^{-2})}^{2}+2\times 1.6\times {10}^{-2}{q}_{e}=600k$
联立上面两式,可以求得${q}_{e}=0.7\times {10}^{-2}{m}^{3}/{m}^{2}$,$k=0.8\times {10}^{-6}{m}^{2}/s$
步骤 4:计算过滤方程
因此,过滤方程为${q}^{2}+2\times 0.7\times {10}^{-2}q=0.8\times {10}^{-6}t$
步骤 5:计算过滤时间
当${t}_{3}=15\times 60s=900s$时,有${{q}_{3}}^{2}+2\times 0.7\times {10}^{-2}{q}_{3}=0.8\times {10}^{-6}\times 900$
解得${q}_{3}=2.073\times {10}^{-2}{m}^{3}/{m}^{2}$
步骤 6:计算滤液体积
因此可再得滤液$0.473L$。