7.1 用板框压滤机恒压过滤某种悬浮液，过滤方程为式中：t的单位为s。 (1)如果30 min内获得5 滤液，需要面积为04 的滤框多少个?(2)求过滤常数，。解：（1）板框压滤机总的过滤方程为 在t=3060s=1800s内，V=5m3, 则根据过滤方程有 52+5 = 610-5A21800求得需要的过滤总面积为A = 16.67 m2所以需要的板块数 n = 16.67 m2/0.4 m2= 41.675 42 （2）恒压过滤的基本方程为 与板框压滤机总的过滤方程比较可得 K= 610-5m2/sVe = 0.5 m3 , qe = Ve/A =0.5 m3/16.67 m2 =0.03 m3/ m2te = qe2/K = 0.03 /610-5 =15 ste为过滤常数，与qe相对应，可以称为过滤介质的比当量过滤时间，te = qe2/K。7.2 如例题733中的悬浮液，颗粒直径为01 ，颗粒的体积分数为01，在981Pa的恒定压差下过滤，过滤时形成不可压缩的滤饼，空隙率为06，过滤介质的阻力可以忽略，试求：(1)每平方米过滤面积上获得15 滤液所需的过滤时间；(2)若将此过滤时间延长一倍，可再得多少滤液?7.3 用过滤机处理某悬浮液，先等速过滤20 min，得到滤液2 ，随即保持当时的压差等压过滤40 min，则共得到多少滤液(忽略介质阻力)?解：恒速过滤的方程式为 所以过滤常数为 此过滤常数为恒速过滤常数，也是恒压过滤开始时的过滤常数，在恒压过滤过程中保持不边，所以恒压过滤方程式为 总的滤液量为V=4.47m37.4 有两种悬浮液，过滤形成的滤饼比阻都是，其中一种滤饼不可压缩，另一种滤饼的压缩系数为05。已知悬浮液固体颗粒的体积分数都是00074，滤液的黏度都是l101 PaS，过滤介质的比当量滤液量为0005 。如果悬浮液都以l的速率等速过滤，求过滤压差随时间的变化规律。7.5 用压滤机过滤某种悬浮液，以压差I50 kPa恒压过滤l6 h之后得到滤液25 忽略介质压力，则 (1)如果过滤压差提高一倍，滤饼压缩系数为03，过滤16 h后可以得到多少滤液；(2)如果将操作时间缩短一半，其他条件不变，可以得到多少滤液?解：（1）由恒压过滤方程 当过滤压差提高一倍时，过滤时间不变 所以 V2= 31.8m3(2)当其他条件不变时，过滤常数不变，所以由恒压过滤方程，可以推得V2= 17.7m37.6 用过滤机过滤某悬浮液，固体颗粒的体积分数为0015，液体黏度为1 Pas。当以981 kPa的压差恒压过滤时，过滤20 min得到的滤液为0197 ，继续过滤20 min，共得到滤液0287，过滤压差提高到1962 kPa时，过滤20 rain得到滤液0256 ，试计算，S以及两压差下的过滤常数K。7.7 恒压操作下过滤实验测得的数据如下，求过滤常数K，。解：q(m3.m-2)0.10.20.30.4t/q(m-1.s)382572760949由以上数据，做t/q q直线，如图所示由图可得直线的斜率为1889，截距为193.5。所以过滤常数K = 1/1889 = 5.2910-4m2/s7.8 板框压滤机有20个板框，框的尺寸为450 450 20 ，过滤过程中， 滤饼体积与滤液体积之比为0。043，滤饼不可压缩。实验测得，在505 kPa的恒压下，过滤方程为 (和的单位分别是和s)。求： (1)在505 kPa恒压过滤时，框全充满所需要的时间； (2)初始压差为505 kPa恒速过滤，框全充满的时间和过滤结束时的压差； (3)操作从505 kPa开始，先恒速过滤至压差为l515 kPa，然后恒压操作，框全充满所需要的时间。7.9 实验室小试中，在100 kPa的恒压下对某悬浮液进行过滤实验，测得为001 ，过滤常数K为1936，悬浮液中固体颗粒密度为2000，质量分数为007，滤饼不可压缩，含水量为30(质量)。如果用一个直径l5 m、长l0 m的转筒真空过滤机处理这种悬浮液，转筒浸没角为，转速为05 rmin，操作真空度为80 kPa，其他条件与小试实验相同。求：(1)过滤机的生产能力；(2)滤饼厚度。解：（1）在其他条件不变的情况下，KP所以实际操作中的过滤常数为K实 = 1.936 10-480/100m2/s = 1.54910-4m2/sTe = qe2/K实 = 0.01/1.54910-4 = 0.65s转筒过滤机任意面积在一个周期中的过滤时间为S由恒压过滤方程 （q + qe）2 = K(tF + te)所以 一个周期的滤液量V = qA =qDL=0.0693.141.510=3.25m3生产力为qv = nV = 0.5603.25 = 0.027 m3/s = 97.5 m3/h(2)在1kg的悬浮液中对水进行无聊衡算 1（1-0.07）=水V滤m饼而又 m饼 +水V滤 =1由上述三式得 V饼/V滤 =0.07前面求得 q =0.069m3/m2,所以每平方米过滤面积上的滤饼体积为0.0048m3，滤饼厚度为0.0048m.7.10 用板框过滤机恒压过滤料液，过滤时间为l 800 s时，得到的总滤液量为8 ，当过滤时间为3 600 s时，过滤结束，得到的总滤液量为11 ，然后用3 的清水进行洗涤，试计算洗涤时间(Yr质阻力忽略不计)。7.11 直径为01 的球形颗粒悬浮于水中，现采用重力过滤法分离。已知介质阻力可以忽略，滤饼不可压缩，空隙率为06，悬浮液中固相的体积分数为01，悬浮液的最初深度为l m。 (1)如果忽略颗粒的沉降速度，求滤出一半水分所需的时间及当时的滤饼厚度和悬浮液层的厚度； (2)如果颗粒沉降可在瞬间完成，求滤出一半水分所需的时间及当时的滤饼厚度和悬浮液层的厚度。解：(1)颗粒的比表面积为a = 6104 m2/m3 滤饼层比阻为 滤饼层厚度和滤液体积的关系为 L=q/3 过滤推动力为 p = (1-q)g 所以有当t =0时， q = 0,当滤出一半水分，q = 0.045m3/m2时，t = t1,代入上式积分得t1 =67s,此时滤饼厚度为 L =q/3 = 0.45/3 = 0.15m滤饼上方悬浮液厚度为 （1-q）-L = (1-0.045)-0.15=0.40m(2) 当颗粒瞬时完成沉降时，以1m2面积计，滤饼的厚度为 L1（1.0.6）= 110.1 ， L =0.25m滤饼层比阻不变，为同样同样，当t =0时， q = 0,当滤出一半水分，q = 0.045m3/m2时，t = t1,代入上式积分得t1 =203s,滤饼上方悬浮液厚度为 （1-q）-L = (1-0.045)-0.25=0.30m7.12 在直径为l0 的砂滤器中装满150 厚的细沙层，空隙率为0375，沙层上方的水层高度保持为200 ，管底部渗出的清水流量为6 mLmin，求沙层的比表面积(水温为20)。7.13 温度为38的空气流过直径为127 的球形颗粒组成的颗粒床，已知床层的空隙率为038，床层直径061 m，高244 m，空气进人床层时的绝对压力为1114 kPa，质量流量为0358 kgs，求空气通过床层的阻力。解：颗粒比表面积 查38下空气密度为1.135kg/m3,黏度为1.910-5Pa.s 空床流速为 空气通过床层的阻力为 7.14 用生物固定床反应器处理废气，已知反应器的内径为18 m，填料层高3 m，填料颗粒为高5 、直径为3 的柱体，空隙率为038。通过固定床的废气平均密度为255 ，黏度为l7PaS，已知气体通过固定床后的压降为123 kPa，求气体的平均体积流量(忽略填料上附着的生物膜对床层的影响)。7.15 某固定床反应器，内径为3 m，填料层高度为4 m，填料为直径5 的球形颗粒，密度为2000 ，反应器内填料的总质量为32kg。已知通过固定床的气体流量为003，平均密度为38 ，黏度为0017Pas，求气体通过固定床的压力降。解：颗粒床层的体积为 V床 = 3.14 （3/2）2 4 =28.6m3 填料的体积 V填料 = （3.2104）/2000 = 16 m3 所以床层的空隙率 =（28.26-16）/28.26 =0.43 颗粒的比表面积为 a = 6/(510-3) = 1.2 103m2/m3 气体通过颗粒床层的流速为 u =0.3/(3.141.52) = 0.0042m/s 所以气体通过床层的压力降为8.4P a.7.16 个滤池由直径为4 的砂粒组成，砂粒球形度为08，滤层高度为08 m，空隙率为04，每平方米滤池通过的水流量为l2 h，求水流通过滤池的压力降。解：颗粒的比表面积为 a = 6/（0.8410-3）m2/m3 =1.875103 m2/m3空床流速 u = 12/（13600）=0.0033m/s所以水通过滤池的压力降为