题目
拟采用板框式压滤机在 0.1 (MPa) 下过滤某固体悬浮液,要求每个操作周期获得 10 (m)^3 滤液。若已知得到每立方米滤液的滤饼体积为 0.02 (m)^3,操作条件下的过滤常数 K = 0.6 (m)^2/(h),滤布阻力可以忽略不计,过滤终了时用清水洗涤滤饼,洗涤液量为所得滤液量的 10%。卸渣、整理、重装等辅助时间为 30 (min)。采用长、宽均为 600 (mm) 的滤框,试求:(1) 在最大生产能力条件下操作时所需的过滤时间为多少?(2) 需要多少这样的滤框?(3) 若过滤过程一直进行到滤渣完全充满滤框,则框的厚度为多少?
拟采用板框式压滤机在 $0.1 \text{MPa}$ 下过滤某固体悬浮液,要求每个操作周期获得 $10 \text{m}^3$ 滤液。若已知得到每立方米滤液的滤饼体积为 $0.02 \text{m}^3$,操作条件下的过滤常数 $K = 0.6 \text{m}^2/\text{h}$,滤布阻力可以忽略不计,过滤终了时用清水洗涤滤饼,洗涤液量为所得滤液量的 $10\%$。卸渣、整理、重装等辅助时间为 $30 \text{min}$。采用长、宽均为 $600 \text{mm}$ 的滤框,试求:
(1) 在最大生产能力条件下操作时所需的过滤时间为多少?
(2) 需要多少这样的滤框?
(3) 若过滤过程一直进行到滤渣完全充满滤框,则框的厚度为多少?
题目解答
答案
1. 根据最大生产能力条件 $ t = t_w + t_d $,且 $ t_w = 0.2 t $,可得:
\[
t = 0.2 t + 0.5 \implies t = 0.625 \, \text{h} = 37.5 \, \text{min}
\]
2. 根据 $ V^2 = A^2 K t $,得:
\[
A = \sqrt{\frac{V^2}{K t}} = \sqrt{\frac{10^2}{0.6 \times 0.625}} = \sqrt{266.6667} \approx 16.33 \, \text{m}^2
\]
每个滤框面积 $ A_0 = 0.72 \, \text{m}^2 $,故:
\[
n = \frac{16.33}{0.72} \approx 22.68 \implies n = 23
\]
3. 总滤饼体积 $ V_{\text{饼}} = 0.2 \, \text{m}^3 $,每个滤框容积 $ V_{\text{框}} = 0.36 \delta $,则:
\[
0.2 = 23 \times 0.36 \delta \implies \delta = \frac{0.2}{8.28} \approx 0.02415 \, \text{m} = 24.15 \, \text{mm}
\]
答案:
1. 过滤时间 $ t = 0.625 \, \text{h} $(即 37.5 min)。
2. 需要 23 个滤框。
3. 滤框厚度 $ \delta \approx 24.15 \, \text{mm} $。