第三章沉降与过滤答案
第三章沉降与过滤
沉降
【3-1】密度为1030kg/m3、直径为400?m的球形颗粒在150℃的热空气中降落,求其沉降速度。
解150℃时,空气密度??0.835kg/m3,黏度??2.41?10?5Pa?s
颗粒密度?p?1030kg/m3,直径dp?4?10?4m
假设为过渡区,沉降速度为
?4g(?p??)??4?(9.81)(1030)??4ut???dp????4?10?1.79m/s?5?225????225?2.41?10?0.835???22221313验算
dput?4?10?4?1.79?0.835Re?=?24.8
?2.41?10?5为过渡区
【3-2】密度为2500kg/m3的玻璃球在20℃的水中和空气中以相同的速度沉降。试求在这两种介质中沉降的颗粒直径的比值,假设沉降处于斯托克斯定律区。
解在斯托克斯区,沉降速度计算式为
2ut?dp??p???g/18?由此式得(下标w表示水,a表示空气)
2218ut??p??w?dpw(?p??a)dpadpw?=? dpag?w?a(?p??a)?w(?p??w)?a 查得20℃时水与空气的密度及黏度分别为
?w?998.2 kg/m3,?w?1.004?10?3Pa?s?a?1.205kg/m3,?a?1.81?10?5Pa?s
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第三章沉降与过滤答案
已知玻璃球的密度为?p?2500kg/m3,代入上式得
dpwdpa(2500?1.205)?1.004?10?3?9.61【3-3】降尘室的长度为10m,宽为5m,其中用隔
(2500?998.2)?1.81?10?5?板分为20层,间距为100mm
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第三章沉降与过滤答案
,气体中悬浮的最小颗粒直径为10?m,气体密度为1.1kg/m3,黏度为21.8?10?6Pa?s,颗粒密度为4000kg/m3。试求:(1)最小颗粒的沉降速度;(2)若需要最小颗粒沉降,气体的最大流速不能超过多少m/s?(3)此降尘室每小时能处理多少m3的气体?
解已知dpc?10?10?6m,?p?4000kg/m3,??1.1kg/m3,??21.8?10?6Pa?s (1)沉降速度计算假设为层流区
ut?gd2pc(?p??)18?9.81?(10?10?6)2(4000?1.1)??0.01m/s18?21.8?10?6验算
Re?dpcut??10?10?6?0.01?1.1??0.00505?2为层流
21.8?10?6(2)气体的最大流速umax。
沉降高度H?0.1m,降尘室长度L?10m
Lumax?H100.1?umax?1m/s
utumax0.01(3)气体的最大处理量
qVS?WHNumax?5?0.1?20?1?10m3/s?3.6?104m3/h气体的处理量qVS也可以用教材式(3-18)
计算
qVS?d2pc(?p??)gWLN18?(10?10?6)2?4000?9.81?5?10?20??10m3/s?3.6?104m3/h【3-4】有一?618?21.8?10重力沉降室,长4m,宽2m,高2.5m,内部用隔板分成25层。炉气进入除尘室时的密度为
0.5kg/m3,黏度为0.035mPa?s。炉气所含尘粒的密度为4500kg/m3。现要用此降尘室分离
100?m以上的颗粒,试求可处理的炉气流量。
解已知炉气的密度??0.5kg/m3,黏度?=3.5?10?5Pa?s 尘粒的密度4500kg/m3,临界尘粒直径dpc?100?10?6m 假设为层流区,求得沉降速度为
ut?gd2pc(?p??)18?9.81?(100?10?6)2?(4500?0.5)??0.701m/s18?3.5?10?5验算
Re?dput??100?10?6?0.701?0.5??1为层流区
3.5?10?5炉气流量为
qV?utWLN?0.701?2?4?25?140m3/s34 / 7
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