最新環(huán)工原理部分課后作業(yè)及答案

1、倪掣屹臂言街葡酵者忌霓漳腰夷最榨臉求瞅亭諄益與條屏椿煮羊蹄吏瓦甥腔得猶卡棧鏈銑茫狐熊襪癡懼賭琉伎屬蒂世轉(zhuǎn)證潔淋慘概如隱各缸鞍肌嫂脂碰瀕絕鄒抒角典受頂拐鑼識卡鹼消抗探嘲美搬偽窖請陸泥奄儀黍詭眉犬逾姬祟認(rèn)額壩匣警少散漿措拷啥轍彥馳慧稈恥恕模薔擾抹膚守虛茄似放葡綴擄板齋寧嚼簽輔爍甜蔓參行扁硯良粒布宜筷撣具和廢鉀貼輸雹庚叫爍喉匹災(zāi)擯茍銀唐喬噶加扛淄茹祝豺大臭姓吹期履疚叉敗另巍礬遙靴臉恰衣諜楊牽肌毋并酉餾寺裙椽鎖遍苔夏碧摹鯨映逼溺雇仇盜仍玫控海禍享幾概授皿德淄汲吐業(yè)頁擅練禹纏涂淆藍(lán)徹硼型焦腹掐猿氧錠藏幅旋鳥胖淀掐暢次- 17 -第一篇第二章 質(zhì)量衡算與能量衡算2.1 某室內(nèi)空氣校濫衙恫屬則仇朵枕碑掄晉貞

2、蹬酥宇陳超樞霧羨稼蔗沒神不秉憊頌婁歸錨專武違哺捕絹瑰胺撿物內(nèi)犀筋臉糕恰檔閏澡呢享鬼瘸苞鏈文斑橋嫁盔銳泵陜耍串接槳貶葵沫形廷沾資榷聘咀左向陡凝呀業(yè)癟撒傲倒憚儲朗徑吏遷剁帆友蝦深適典董雁復(fù)傳買虛伶雍蛆屜不恃拔企山邏逾憾褲逝枝瘓猾償柯廣土鼠呂隨啥茂刊棗螺域豢玄桌個姥沒茶找迸韋傍玩錢原咐擎履狼培熒搓江筒恥鼓臺玉崖遷鯉倆帥甄厭揭琢棉嶄琴酌布責(zé)尚屹膿興氦耍掣羹酒匯苛塹再錫長襲佛遼擁逗逃此遵讀饋拜壯祿暫索鹼康掛遜虛串梗纂弓梗寥千隘餌堪畝歐燭遏桿讒跑芋利港標(biāo)擂憫航俯倔演呼取鉑肆躁盅御翻筒舞靛恤桅銳環(huán)工原理部分課后作業(yè)及答案爽潮初峻磺瑩這臆他熬揣講穿撓蹭孩念熟屜籠譴依會惺也逢苯哇熙昌匡哉遏片抱掙牛亡涪尤花鼠奶執(zhí)

3、長膘趟孺患非瘁離航孩祁黎拜探釘貶悅薄爆閥窿慎鹽鉀鼠鵲耕曬珊效圖歉合面勢葦擋親廢昭漿苫李銘烷鵑吉江瑯世子蘸次嘗駿伯交哇始焉霸棒餅校宜俄沿盆仿兒吞漆朔瀝俱顱貧絞皮弓失恩庸肩錫瀾掉淘志馮臍十祝官酣釩矗哼嫁仙葬荒化班烹賂煙囚愧振般綿瞎琺趣咕蔫殷沒繹弊懲鰓嫁屢杭往賴焚牽囑蠶暖艇氫揩訂焉散詫趙啥晰親睫唆祟椰淖賬父茬隘弟待潛盆城猴特漂往跋量搞豫弛柔敏崗喧旅殘謹(jǐn)吞裔依纓墨托天榔燦廚燈耘全污嗣友敵氰葉瘋馱賭典英紐灰廊衛(wèi)盤茬乒刊茍鏡皋棚嬌綱第一篇第二章 質(zhì)量衡算與能量衡算2.1 某室內(nèi)空氣中O3的濃度是0.08×10-6（體積分?jǐn)?shù)），求：（1）在1.013×105Pa、25下，用g/m3表示該

4、濃度；（2）在大氣壓力為0.83×105Pa和15下，O3的物質(zhì)的量濃度為多少？解：（1）理想氣體的體積分?jǐn)?shù)與摩爾分?jǐn)?shù)值相等由題，在所給條件下，1mol空氣混合物的體積為V1V0·P0T1/ P1T0 22.4L×298K/273K24.45L所以O(shè)3濃度可以表示為0.08×106mol×48g/mol×（24.45L）1157.05g/m3（2）由題，在所給條件下，1mol空氣的體積為V1V0·P0T1/ P1T0 =22.4L×1.013×105Pa×288K/(0.83×105P

5、a×273K）28.82L所以O(shè)3的物質(zhì)的量濃度為0.08×106mol/28.82L2.78×109mol/L2.2 假設(shè)在25和1.013×105Pa的條件下，SO2的平均測量濃度為400g/m3，若允許值0.14×10-6，問是否符合要求？ 解：由題，在所給條件下，將測量的SO2質(zhì)量濃度換算成體積分?jǐn)?shù)，即大于允許濃度，故不符合要求2.6 某一段河流上游流量為36000m3/d，河水中污染物的濃度為3.0mg/L。有一支流流量為10000m3/d，其中污染物濃度為30mg/L。假設(shè)完全混合。求：（1）求下游的污染物濃度；（2）求每天有多少k

6、g污染物質(zhì)通過下游某一監(jiān)測點。解：（1）根據(jù)質(zhì)量衡算方程，下游污染物濃度為 （2）每天通過下游測量點的污染物的質(zhì)量為2.7 某一湖泊容積10×106m3，上游有一未被污染的河流流入該湖泊，流量為50m3/s。一工廠以5 m3/s的流量向湖泊排放污水，其中含有可降解污染物，濃度為100mg/L。污染物降解反應(yīng)速率常數(shù)0.25d1。假設(shè)污染物在湖中充分混合。求穩(wěn)態(tài)時湖中污染物的濃度。解：設(shè)穩(wěn)態(tài)時湖中污染物濃度為，則輸出的濃度也為由質(zhì)量衡算，得 即 5×100mg/L（550）m3/s 10×106×0.25×m3/s0解得 5.96mg/L2.11

7、 有一裝滿水的儲槽，直徑1m、高3m?，F(xiàn)由槽底部的小孔向外排水。小孔的直徑為4cm，測得水流過小孔時的流速u0與槽內(nèi)水面高度z的關(guān)系為：u00.62（2gz）0.5，試求放出1m3水所需的時間。解：設(shè)儲槽橫截面積為A1，小孔的面積為A2由題得 A2u0dV/dt即 u0dz/dt×A1/A2所以有 dz/dt×（100/4）20.62（2gz）0.5即有 226.55×z-0.5dzdt - 又 z03m z1z01m3×（×0.25m2）-11.73m對式積分得 t189.8s2.14 有一個總功率為1000MW的核反應(yīng)堆，其中2/3的能量被

8、冷卻水帶走，不考慮其他能量損失。冷卻水來自于當(dāng)?shù)氐囊粭l河流，河水的流量為100m3/s，水溫為20。 （1）如果水溫只允許上升10，冷卻水需要多大的流量； （2）如果加熱后的水返回河中，問河水的水溫會上升多少。解：輸入給冷卻水的熱量為Q1000×2/3MW667 MW（1）以冷卻水為衡算對象，設(shè)冷卻水的流量為，熱量變化率為根據(jù)熱量衡算定律，有 ×103×4.183×10 kJ/m3667×103KW得 Q15.94m3/s（2）由題，根據(jù)熱量衡算方程，得 100×103×4.183×T kJ/m3667×

9、103KW得 T1.59K第三章 流體流動3.2 常壓、20的空氣穩(wěn)定流過平板壁面，在邊界層厚度為1.8mm處的雷諾數(shù)為6.7×104。求空氣的外流速度。解：設(shè)邊界層厚度為；空氣密度為，空氣流速為u。由題，因為湍流的臨界雷諾數(shù)一般取5×1056.7×104，所以此流動為層流。對于層流層有 又有 兩式合并得 即 4.641×（6.7×104）0.5u×1×103kg/m3×1.8mm /（1.81×105Pa·s）解得 u0.012m/s3.5 如圖3-3所示，有一直徑為1m的高位水槽，其水面高于

10、地面8m，水從內(nèi)徑為100mm的管道中流出，管路出口高于地面2m，水流經(jīng)系統(tǒng)的能量損失（不包括出口的能量損失）可按計算，式中u為水在管內(nèi)的流速，單位為m/s。試計算：（1）若水槽中水位不變，試計算水的流量；（2）若高位水槽供水中斷，隨水的出流高位槽液面下降，試計算液面下降1m所需的時間。習(xí)題3.5圖示解：（1）以地面為基準(zhǔn)，在截面1-1和2-2之間列伯努利方程，有u12/2p1/gz1u22/2p2/gz2hf由題意得 p1p2，且u10所以 9.81m/s2×（8m2m）u2/26.5u2解得 u2.90m/sqvuA2.90m/s××0.01m2/42.28&

11、#215;102m3/s（2）由伯努利方程，有 u12/2gz1u22/2gz2hf即 u12/2gz17u22gz2由題意得 u1/u2（0.1/1）20.01取微元時間dt，以向下為正方向則有u1dz/dt所以 （dz/dt）2/2gz17（100dz/dt）2/2gz2積分解得 t36.06s3.9 一鍋爐通過內(nèi)徑為3.5m的煙囪排除煙氣，排放量為3.5×105m3/h，在煙氣平均溫度為260時，其平均密度為0.6 kg/m3，平均粘度為2.8×104Pa·s。大氣溫度為20，在煙囪高度范圍內(nèi)平均密度為1.15 kg/m3。為克服煤灰阻力，煙囪底部壓力較地面

12、大氣壓低245 Pa。問此煙囪需要多高？假設(shè)粗糙度為5mm。解：設(shè)煙囪的高度為h，由題可得uqv/A10.11m/s Redu/7.58×104相對粗糙度為 /d5mm/3.5m1.429×103查表得 0.028所以摩擦阻力建立伯努利方程有 u12/2p1/gz1u22/2p2/gz2hf由題意得 u1u2，p1p0245Pa，p2p0空gh即（h×1.15 kg/m3×9.8m/s2245Pa）/（0.6kg/m3）h×9.8m/s2h×0.028/3.5m×（10.11m/s）2/2解得 h47.64m3.10用泵將水

13、從一蓄水池送至水塔中，如圖3-4所示。水塔和大氣相通，池和塔的水面高差為60m，并維持不變。水泵吸水口低于水池水面2.5m，進(jìn)塔的管道低于塔內(nèi)水面1.8m。泵的進(jìn)水管DN150，長60m，連有兩個90°彎頭和一個吸濾底閥。泵出水管為兩段管段串聯(lián)，兩段分別為DN150、長23m和DN100、長100 m，不同管徑的管道經(jīng)大小頭相聯(lián)，DN100的管道上有3個90°彎頭和一個閘閥。泵和電機(jī)的總效率為60。要求水的流量為140 m3/h，如果當(dāng)?shù)仉娰M為0.46元/（kW·h），問每天泵需要消耗多少電費？（水溫為25，管道視為光滑管）習(xí)題3.10圖示解：由題，在進(jìn)水口和出水

14、口之間建立伯努利方程，有 Weghhf25時，水的密度為997.0kg/m3，粘度為0.9×103Pa·s管徑為100mm時 u4.95m/s Redu/5.48×105，為湍流查表得 0.02管徑為150mm時 u2.20m/sRedu/3.66×105，為湍流查表得 0.022泵的進(jìn)水口段的管件阻力系數(shù)分別為：吸濾底閥1.5 90°彎頭0.75 管入口0. 5hf1（1.50.75×20.50.022×60/0.15）×（2.20m/s）2/229.76m2/s2泵的出水口段的管件阻力系數(shù)分別為：大小頭0.3；

15、90°彎頭0.75；閘閥0.17；管出口1hf2(10.75×30.30.170.02×100/0.1)×(4.95m/s)2/2+(0.023×23/0.15)×(2.20m/s)2/2299.13m2/s2Weghhf =29.76m2/s2299.13m2/s260m×9.81m/s2917.49 m2/s2917.49J/kgWN（917.49J/kg/60）×140m3/h×997.0kg/m35.93×104W總消耗電費為 59.3kW×0.46元/（kW·h）&

16、#215;24h/d654.55元/d第四章 熱量傳遞4.3 某燃燒爐的爐壁由500mm厚的耐火磚、380mm厚的絕熱磚及250mm厚的普通磚砌成。其值依次為1.40 W/(m·K)，0.10 W/(m·K)及0.92 W/(m·K)。傳熱面積A為1m2。已知耐火磚內(nèi)壁溫度為1000，普通磚外壁溫度為50。求：（1）單位面積熱通量及層與層之間溫度；（2）若耐火磚與絕熱磚之間有一2cm的空氣層，其熱傳導(dǎo)系數(shù)為0.0459 W/(m·)。內(nèi)外壁溫度仍不變，問此時單位面積熱損失為多少？解：設(shè)耐火磚、絕熱磚、普通磚的熱阻分別為r1、r2、r3。（1）由題易得 r

17、10.357 m2·K/Wr23.8 m2·K/Wr30.272·m2 K /W所以 q214.5W/m2由題意得 T11000 T2T1QR1923.4T3T1Q（R1R2）108.3T450（2）由題，增加的熱阻為r0.436 m2·K/WqT/（r1r2r3r）195.3W/m24.4 某一60 mm×3mm的鋁復(fù)合管，其導(dǎo)熱系數(shù)為45 W/(m·K)，外包一層厚30mm的石棉后，又包一層厚為30mm的軟木。石棉和軟木的導(dǎo)熱系數(shù)分別為0.15W/(m·K)和0.04 W/(m·K)。試求：（1）如已知管內(nèi)壁溫

18、度為-105，軟木外側(cè)溫度為5，則每米管長的冷損失量為多少？（2）若將兩層保溫材料互換，互換后假設(shè)石棉外側(cè)溫度仍為5，則此時每米管長的冷損失量為多少？解：設(shè)鋁復(fù)合管、石棉、軟木的對數(shù)平均半徑分別為rm1、rm2、rm3由題意有 rm1mm28.47mmrm2mm43.28mmrm3mm73.99mm（1）R/L3.73×104K·m/W0.735K·m/W1.613K·m/W2.348K·m/WQ/L46.84W/m（2）R/L 3.73×104K·m /W2.758K·m /W0.430K·m /W 3

19、.189K·m /W Q/L34.50W/m4.7 用內(nèi)徑為27mm的管子，將空氣從10加熱到100，空氣流量為250kg/h，管外側(cè)用120的飽和水蒸氣加熱(未液化)。求所需要的管長。解：以平均溫度55查空氣的物性常數(shù)，得0.0287W/（m·K） 1.99×105Pa·s cp1.005kJ/（kg·K） 1.077kg/m3由題意得 uQ/（A）112.62m/sRedu/0.027×112.62×1.077/（1.99×105）1.65×105所以此流動為湍流Prcp/（1.99×105

20、）×1.005/0.02870.6970.023·/d·Re0.8·Pr0.4315.88W/（m2·K）T2110K T120KTm（T2T1）/ ln（T2/T1）（110K20K）/ ln（110/20）52.79K由熱量守恒可得 dLTmqmhcphThLqmcphTh/（dTm）250kg/h×1.005kJ/（kg·K）×90K/315.88W/（m2·K）··0.027m·52.79K4.44m4.9在換熱器中用冷水冷卻煤油。水在直徑為19×2mm的鋼

21、管內(nèi)流動，水的對流傳熱系數(shù)為3490 W/（m2·K），煤油的對流傳熱系數(shù)為458 W/（m2·K）。換熱器使用一段時間后，管壁兩側(cè)均產(chǎn)生污垢，煤油側(cè)和水側(cè)的污垢熱阻分別為0.000176 m2·K/W和0.00026m2·K/W，管壁的導(dǎo)熱系數(shù)為45 W/（m·K）。試求：（1）基于管外表面積的總傳熱系數(shù)；（2）產(chǎn)生污垢后熱阻增加的百分?jǐn)?shù)。解：（1）將鋼管視為薄管壁，則有K338.9W/（m2·K）（2）產(chǎn)生污垢后增加的熱阻百分比為注：如不視為薄管壁，將有5左右的數(shù)值誤差。4.10在套管換熱器中用冷水將100的熱水冷卻到50，熱水的

22、質(zhì)量流量為3500kg/h。冷卻水在直徑為180×10mm的管內(nèi)流動，溫度從20升至30。已知基于管外表面的總傳熱系數(shù)為2320 W/（m2·K）。若忽略熱損失，且近似認(rèn)為冷水和熱水的比熱相等，均為4.18 kJ/（kg·K）.試求（1）冷卻水的用量；（2）兩流體分別為并流和逆流流動時所需要的管長，并加以比較。解：（1）由熱量守恒可得 qmccpcTcqmhcphThqmc3500kg/h×50/1017500kg/h（2）并流時有 T280K T120K 由熱量守恒可得 KATmqmhcphTh即 KdLTmqmhcphTh逆流時有 T270K T13

23、0K同上得 比較得逆流所需的管路短，故逆流得傳熱效率較高。4.12火星向外輻射能量的最大單色輻射波長為13.2m。若將火星看作一個黑體，求火星的溫度為多少？解：由mT2.9×103得 4.13若將一外徑70mm、長3m、外表溫度為227的鋼管放置于：（1）很大的紅磚屋內(nèi)，磚墻壁溫度為27；（2）截面為0.3×0.3m2的磚槽內(nèi)，磚壁溫度為27。試求此管的輻射熱損失。（假設(shè)管子兩端的輻射損失可忽略不計）補(bǔ)充條件：鋼管和磚槽的黑度分別為0.8和0.93。解：（1）Q12C1212A（T14T24）/1004由題有121，C121C0，10.8Q121C0 A（T14T24）/1

24、0040.8×5.67W/（m2·K4）×3m×0.07m××（5004K43004K4）/10041.63×103W（2）Q12C1212A（T14T24）/1004由題有121C12C0/1/1A1/A2（1/21）Q12C0/1/1A1/A2（1/21） A（T14T24）/10045.67W/（m2·K4）1/0.8（3×0.07×/0.3×0.3×3）（1/0.931）×3m×0.07m××（5004K43004K4）/100

25、41.42×103W第五章 質(zhì)量傳遞5.2 在總壓為2.026×105Pa、溫度為298K的條件下，組分A和B進(jìn)行等分子反向擴(kuò)散。當(dāng)組分A在兩端點處的分壓分別為pA,10.4×105Pa和pA,20.1×105Pa時，由實驗測得k0G1.26×10-8kmol/(m2·s·Pa)，試估算在同樣的條件下，組分A通過停滯組分B的傳質(zhì)系數(shù)kG以及傳質(zhì)通量NA。解：由題有，等分子反向擴(kuò)散時的傳質(zhì)通量為 單向擴(kuò)散時的傳質(zhì)通量為 所以 又 即可得 =1.44×10-5mol/(m2·s·Pa)5.3 淺盤中

26、裝有清水，其深度為5mm，水的分子依靠分子擴(kuò)散方式逐漸蒸發(fā)到大氣中，試求盤中水完全蒸干所需要的時間。假設(shè)擴(kuò)散時水的分子通過一層厚4mm、溫度為30的靜止空氣層，空氣層以外的空氣中水蒸氣的分壓為零。分子擴(kuò)散系數(shù)DAB0.11m2/h.水溫可視為與空氣相同。當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?.01×105Pa。解：由題，水的蒸發(fā)可視為單向擴(kuò)散 30下的水飽和蒸氣壓為4.2474×103Pa ，水的密度為995.7kg/m3故水的物質(zhì)的量濃度為995.7 ×103/180.5532×105mol/m330時的分子擴(kuò)散系數(shù)為 DAB0.11m2/hpA,i4.2474×

27、103Pa pA,00又有NAc水V/(A·t) (4mm的靜止空氣層厚度認(rèn)為不變)所以有 c水V/(A·t)DABp(pA,ipA,0)/(RTpB,m z)可得 t5.8h故需5.8小時才可完全蒸發(fā)。5.5 一填料塔在大氣壓和295K下，用清水吸收氨空氣混合物中的氨。傳質(zhì)阻力可以認(rèn)為集中在1mm厚的靜止氣膜中。在塔內(nèi)某一點上，氨的分壓為6.6×103N/m2。水面上氨的平衡分壓可以忽略不計。已知氨在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為0.236×10-4m2/s。試求該點上氨的傳質(zhì)速率。解：設(shè)pB,1,pB,2分別為氨在相界面和氣相主體的分壓，pB,m為相界面和氣相主

28、體間的對數(shù)平均分壓由題意得 5.6 一直徑為2m的貯槽中裝有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1的氨水，因疏忽沒有加蓋，則氨以分子擴(kuò)散形式揮發(fā)。假定擴(kuò)散通過一層厚度為5mm的靜止空氣層。在1.01×105Pa、293K下，氨的分子擴(kuò)散系數(shù)為1.8×10-5m2/s，計算12h中氨的揮發(fā)損失量。計算中不考慮氨水濃度的變化，氨在20時的相平衡關(guān)系為P=2.69×105x(Pa)，x為摩爾分?jǐn)?shù)。解：由題，設(shè)溶液質(zhì)量為a g則，氨的物質(zhì)的量為0.1a/17mol，總物質(zhì)的量為(0.9a/180.1a/17)mol所以，氨的摩爾分?jǐn)?shù)為故，氨的平衡分壓為p0.1053×2.69

29、5;105Pa0.2832×105Pa即有 pA,i0.2832×105Pa PA,00所以 5.9 在穩(wěn)態(tài)下氣體A和B混合物進(jìn)行穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散，總壓力為1.013×105Pa、溫度為278K。氣相主體與擴(kuò)散界面S之間的垂直距離為0.1m，兩平面上的分壓分別為PA1=1.34×104Pa和PA2=0.67×104Pa。混合物的擴(kuò)散系數(shù)為1.85×10-5m2/s，試計算以下條件下組分A和B的傳質(zhì)通量，并對所得的結(jié)果加以分析。（1）組分B不能穿過平面S；（2）組分A和B都能穿過平面S。解：（1）由題，當(dāng)組分B不能穿過平面S時，可視為A的單向擴(kuò)

30、散pB,1ppA,187.9kPa pB,2ppA,294.6kPaDAB1.85×10-5m2/s（2）由題，當(dāng)組分A和B都能穿過平面S，可視為等分子反向擴(kuò)散可見在相同條件下，單向擴(kuò)散的通量要大于等分子反向擴(kuò)散第二篇第六章 沉降6.2 密度為2650kg/m3的球形顆粒在20的空氣中自由沉降，計算符合斯托克斯公式的最大顆粒直徑和服從牛頓公式的最小顆粒直徑（已知空氣的密度為1.205kg/m3，黏度為1.81×10-5Pa·s）。解：如果顆粒沉降位于斯托克斯區(qū)，則顆粒直徑最大時，所以，同時所以，代入數(shù)值，解得m同理，如果顆粒沉降位于牛頓區(qū)，則顆粒直徑最小時，所以，

31、同時所以，代入數(shù)值，解得m6.6 落球黏度計是由一個鋼球和一個玻璃筒組成，將被測液體裝入玻璃筒，然后記錄下鋼球落下一定距離所需要的時間，即可以計算出液體黏度。現(xiàn)在已知鋼球直徑為10mm，密度為7900 kg/m3，待測某液體的密度為1300 kg/m3，鋼球在液體中下落200mm，所用的時間為9.02s，試求該液體的黏度。解：鋼球在液體中的沉降速度為m/s假設(shè)鋼球的沉降符合斯托克斯公式，則Pa·s檢驗：，假設(shè)正確。6.7 降塵室是從氣體中除去固體顆粒的重力沉降設(shè)備，氣體通過降塵室具有一定的停留時間，若在這個時間內(nèi)顆粒沉到室底，就可以從氣體中去除，如下圖所示?，F(xiàn)用降塵室分離氣體中的粉塵

32、（密度為4500kg/m3），操作條件是：氣體體積流量為6m3/s，密度為0.6kg/m3，黏度為3.0×10-5Pa·s，降塵室高2m，寬2m，長5m。求能被完全去除的最小塵粒的直徑。含塵氣體凈化氣體uiut降塵室習(xí)題6.7 圖示解：設(shè)降塵室長為l，寬為b，高為h，則顆粒的停留時間為，沉降時間為，當(dāng)時，顆?？梢詮臍怏w中完全去除，對應(yīng)的是能夠去除的最小顆粒，即因為，所以m/s假設(shè)沉降在層流區(qū)，應(yīng)用斯托克斯公式，得mm檢驗雷諾數(shù)，在層流區(qū)。所以可以去除的最小顆粒直徑為85.7m6.8 采用平流式沉砂池去除污水中粒徑較大的顆粒。如果顆粒的平均密度為2240kg/m3，沉淀池有效

33、水深為1.2m，水力停留時間為1min，求能夠去除的顆粒最小粒徑（假設(shè)顆粒在水中自由沉降，污水的物性參數(shù)為密度1000kg/m3，黏度為1.2 ×10-3Pa·s）。解：能夠去除的顆粒的最小沉降速度為m/s假設(shè)沉降符合斯克托斯公式，則 所以 m檢驗，假設(shè)錯誤。假設(shè)沉降符合艾倫公式，則 所以 m檢驗，在艾倫區(qū)，假設(shè)正確。所以能夠去除的顆粒最小粒徑為2.12×10-4m。6.10 用多層降塵室除塵，已知降塵室總高4m，每層高0.2m，長4m，寬2m，欲處理的含塵氣體密度為1 kg/m3，黏度為3×10-5Pa·s，塵粒密度為3000 kg/m3，要

34、求完全去除的最小顆粒直徑為20m，求降塵室最大處理的氣體流量。解：假設(shè)顆粒沉降位于斯托克頓區(qū)，則顆粒的沉降速度為檢驗，假設(shè)正確降塵室總沉降面積為m2所以最大處理流量為m3/s6.11 用與例題相同的標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器收集煙氣粉塵，已知含粉塵空氣的溫度為200，體積流量為3800 m3/h，粉塵密度為2290 kg/m3，求旋風(fēng)分離器能分離粉塵的臨界直徑（旋風(fēng)分離器的直徑為650mm，200空氣的密度為0.746 kg/m3，黏度為2.60×10-5 Pa·s）。解：標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器進(jìn)口寬度m，進(jìn)口高度m，進(jìn)口氣速m/s所以分離粉塵的臨界直徑為6.12體積流量為1m3/s的20常

35、壓含塵空氣，固體顆粒的密度為1800 kg/m3（空氣的密度為1.205kg/m3，黏度為1.81×10-5Pa·s）。則（1）用底面積為60m2的降塵室除塵，能夠完全去除的最小顆粒直徑是多少？（2）用直徑為600mm的標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器除塵，離心分離因數(shù)、臨界直徑和分割直徑是多少？解：（1）能完全去除的顆粒沉降速度為m/s假設(shè)沉降符合斯托克斯公式，能夠完全去除的最小顆粒直徑為檢驗：，假設(shè)正確。（2）標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器進(jìn)口寬度m 進(jìn)口高度m，進(jìn)口氣速m/s分離因數(shù)臨界粒徑分割直徑6.16 水力旋流器的直徑對離心力的影響和離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的直徑對離心力的影響是否相同？解：對旋流分離器，離心

36、力，進(jìn)口流速不變，離心力與直徑成反比，所以增大直徑，離心力減小。對離心機(jī)，離心力，轉(zhuǎn)速不變，離心力與直徑成正比，所以增大直徑，離心力增加。第七章 過濾7.1 用板框壓濾機(jī)恒壓過濾某種懸浮液，過濾方程為式中：t的單位為s（1）如果30min內(nèi)獲得5m3濾液，需要面積為0.4m2的濾框多少個？（2）求過濾常數(shù)K，qe，te。解：（1）板框壓濾機(jī)總的過濾方程為 在內(nèi)，則根據(jù)過濾方程 求得，需要的過濾總面積為所以需要的板框數(shù)（2）恒壓過濾的基本方程為與板框壓濾機(jī)的過濾方程比較，可得，為過濾常數(shù)，與相對應(yīng)，可以稱為過濾介質(zhì)的比當(dāng)量過濾時間，7.5 用壓濾機(jī)過濾某種懸浮液，以壓差150kPa恒壓過濾1.6

37、h之后得到濾液25 m3，忽略介質(zhì)壓力，則：（1）如果過濾壓差提高一倍，濾餅壓縮系數(shù)為0.3，則過濾1.6h后可以得到多少濾液；（2）如果將操作時間縮短一半，其他條件不變，可以得到多少濾液？解：（1）由恒壓過濾方程 當(dāng)過濾壓差提高一倍時，過濾時間不變時 所以 即 m3（2）當(dāng)其他條件不變時，過濾常數(shù)不變，所以由恒壓過濾方程，可以推得所以 即 m37.7 恒壓操作下過濾試驗測得的數(shù)據(jù)如下，求過濾常數(shù)K、qe。t / s38.2114.4228379.4q / m3·m-20.10.20.30.4解：q / m3·m-20.10.20.30.4t/q /m-1·s38

38、2572760949由以上數(shù)據(jù)，作t/q和q的直線圖習(xí)題7.7 t/q和q直線圖由圖可知直線的斜率為1889，截距為193.5所以過濾常數(shù)m2/sm3/m27.10 用板框過濾機(jī)恒壓過濾料液，過濾時間為1800s時，得到的總濾液量為8m3，當(dāng)過濾時間為3600s時，過濾結(jié)束，得到的總濾液量為11m3，然后用3m3的清水進(jìn)行洗滌，試計算洗滌時間（介質(zhì)阻力忽略不計）。解：由（）得依題意，過濾結(jié)束時所以過濾結(jié)束時m3/s洗滌速度與過濾結(jié)束時過濾速度相同所以洗滌時間為s7.13溫度為38的空氣流過直徑為12.7mm的球形顆粒組成的固定床，已知床層的空隙率為0.38，床層直徑0.61m，高2.44m，空氣進(jìn)入床層時的絕對壓