题目
板框压滤机洗涤速率为恒压过滤最终速率的1/4,这一规律只有在_______时才成立。A. 过滤时的压差与洗涤时的压差相同;B. 滤液的粘度与洗涤液的粘度相同;C. 过滤压差与洗涤压差相同且滤液的粘度与洗涤液的粘度相同;D. 过滤压差与洗涤压差相同,滤液的粘度与洗涤液的粘度相同,且过滤面积与洗涤面积相同。
板框压滤机洗涤速率为恒压过滤最终速率的1/4,这一规律只有在_______时才成立。
- A. 过滤时的压差与洗涤时的压差相同;
- B. 滤液的粘度与洗涤液的粘度相同;
- C. 过滤压差与洗涤压差相同且滤液的粘度与洗涤液的粘度相同;
- D. 过滤压差与洗涤压差相同,滤液的粘度与洗涤液的粘度相同,且过滤面积与洗涤面积相同。
题目解答
答案
D
解析
本题考查板框压滤机洗涤速率与恒压过滤最终速率的关系,核心在于理解洗涤速率公式与过滤速率公式的差异。关键点在于:
- 洗涤速率公式与恒压过滤最终速率公式的参数是否一致;
- 压差、粘度、面积三个因素是否同时满足特定条件。
若洗涤速率是恒压过滤最终速率的$\frac{1}{4}$,需保证过滤与洗涤过程中的压差、粘度、面积完全相同,否则公式中的参数差异会导致速率比例变化。
公式对比
- 恒压过滤最终速率:$q_{\text{final}} = \frac{\Delta P}{2\eta L}$($\Delta P$为压差,$\eta$为滤液粘度,$L$为滤饼厚度)。
- 洗涤速率:$q_{\text{wash}} = \frac{\Delta P_{\text{wash}}}{2\eta_{\text{wash}} L}$($\Delta P_{\text{wash}}$为洗涤压差,$\eta_{\text{wash}}$为洗涤液粘度)。
条件分析
若$q_{\text{wash}} = \frac{1}{4} q_{\text{final}}$,则需:
$\frac{\Delta P_{\text{wash}}}{2\eta_{\text{wash}} L} = \frac{1}{4} \cdot \frac{\Delta P}{2\eta L}$
化简得:
$\frac{\Delta P_{\text{wash}}}{\eta_{\text{wash}}} = \frac{\Delta P}{4\eta}$
当且仅当:
- $\Delta P_{\text{wash}} = \Delta P$(压差相同);
- $\eta_{\text{wash}} = \eta$(粘度相同);
- 过滤面积与洗涤面积相同(确保$L$一致)。