题目
某板框过滤机有5个滤框,框的尺寸为635mm×635mm ×25mm。过滤操作在20℃、恒定压差下进行,过滤常数K=4.24×10-5m2/s,qe=0.0201m3/m2,滤饼体积与滤液体积之比c=0.08m3/m3,滤饼不洗涤,卸渣、重整等辅助时间为10min。试求框全充满所需时间。
某板框过滤机有5个滤框,框的尺寸为635mm×635mm ×25mm。过滤操作在20℃、恒定压差下进行,过滤常数K=4.24×10-5m2/s,qe=0.0201m3/m2,滤饼体积与滤液体积之比c=0.08m3/m3,滤饼不洗涤,卸渣、重整等辅助时间为10min。试求框全充满所需时间。
题目解答
答案
解:以一个框为基准进行计算。框全充满时滤饼的体积
V饼=0.635×0.635×0.025=0.0101m3
相应的滤液量
过滤面积A=2A侧=2×0.0635×0.635=0.806m2
于是
再根据恒压过滤方程得
q2+2qqe=K
则
=721.9s=12.0min
解析
步骤 1:计算滤饼体积
框的尺寸为635mm×635mm×25mm,因此滤饼的体积为:
\[ V_{饼} = 0.635 \times 0.635 \times 0.025 = 0.0101 \, m^3 \]
步骤 2:计算相应的滤液量
滤饼体积与滤液体积之比c=0.08m3/m3,因此相应的滤液量为:
\[ V = \frac{V_{饼}}{c} = \frac{0.0101}{0.08} = 0.126 \, m^3 \]
步骤 3:计算过滤面积
过滤面积A=2A侧=2×0.0635×0.635=0.806m2
步骤 4:计算过滤强度I
\[ I = \frac{V}{A} = \frac{0.126}{0.806} = 0.156 \, m^3/m^2 \]
步骤 5:根据恒压过滤方程计算过滤时间
恒压过滤方程为:
\[ q^2 + 2qq_e = Kt \]
其中,q=0.156m3/m2,qe=0.0201m3/m2,K=4.24×10-5m2/s,代入方程得:
\[ t = \frac{q^2 + 2qq_e}{K} = \frac{0.156^2 + 2 \times 0.156 \times 0.0201}{4.24 \times 10^{-5}} = 721.9 \, s = 12.0 \, min \]
框的尺寸为635mm×635mm×25mm,因此滤饼的体积为:
\[ V_{饼} = 0.635 \times 0.635 \times 0.025 = 0.0101 \, m^3 \]
步骤 2:计算相应的滤液量
滤饼体积与滤液体积之比c=0.08m3/m3,因此相应的滤液量为:
\[ V = \frac{V_{饼}}{c} = \frac{0.0101}{0.08} = 0.126 \, m^3 \]
步骤 3:计算过滤面积
过滤面积A=2A侧=2×0.0635×0.635=0.806m2
步骤 4:计算过滤强度I
\[ I = \frac{V}{A} = \frac{0.126}{0.806} = 0.156 \, m^3/m^2 \]
步骤 5:根据恒压过滤方程计算过滤时间
恒压过滤方程为:
\[ q^2 + 2qq_e = Kt \]
其中,q=0.156m3/m2,qe=0.0201m3/m2,K=4.24×10-5m2/s,代入方程得:
\[ t = \frac{q^2 + 2qq_e}{K} = \frac{0.156^2 + 2 \times 0.156 \times 0.0201}{4.24 \times 10^{-5}} = 721.9 \, s = 12.0 \, min \]