化工原理练习题(过滤)

一、填空题

1.用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，滤液量 ，生产能力 。

2. 转筒真空过滤机，转速为n(r/min)，转鼓表面积为A，转鼓的沉浸度为,则过滤周期为 (min)，在一个过滤周期中过滤时间为 (min)，过滤面积为 。

3.在恒压操作一个周期中，已知过滤时间为θ，获得的滤液量为V，现仅将过滤压差增加2倍，则过滤时间变为 (设滤饼不可压缩，且介质阻力不计)。

4.对板框式过滤机，洗涤面积AW和过滤面积A的定量关系为 ，洗水走过的距离Lw和滤液在过滤终了时走过的距离L的定量关系为 ，洗涤速率（率(dV)W和终了时的过滤速ddV)E的定量关系为 。 d5.对叶滤机,洗涤面积AW和过滤面积A的定量关系为_______,洗水走过的距离LW和滤

液在过滤终了时走过的距离L的定量关系为________,洗涤速率(滤速率（

dV)W与过滤终了时的过ddV

)E的定量关系为_______。 d6. 转筒真空过滤机，转速越大，则生产能力就越 ，每转一周所获得的滤液量就越 ，形成的滤饼厚度越 ，过滤阻力越 。 二、计算题

1.设过滤常数为K(m/h)，过滤介质的当量滤液体积为Ve(m) ,过滤时间为，拆装等辅助时间为D，过滤面积为A，滤饼不需洗涤，试推导恒压板框过滤机生产能力达到最大时的过滤时间表达式。

2. 某板框过滤机在恒压下操作，过滤阶段的时间为2h，已知第1h过滤得8m滤液，滤饼不可压缩，滤布阻力可忽略，试求： （1）第2h可得多少过滤液；

（2）过滤2h后用2m清水（粘度与滤液相近），在同样压力下对滤饼进行横穿洗涤，求洗涤时间；

（3）若滤液量不变，仅将过滤压差提高1倍，问过滤时间为多少？ （4）若过滤时间不变，仅将过滤压强提高1倍，问滤液量为多少？

3.在202.7kPa(2atm)操作压力下用板框过滤机处理某物料，操作周期为3h，其中过滤

32331.5h，滤饼不需洗涤。已知每获1m3 滤液得滤饼0.05m3,操作条件下过滤常数

1

3.3105m2/s，介质阻力可忽略，滤饼不可压缩。试计算：

（1）若要求每周期获0.6m的滤饼，需多大过滤面积？

（2）若选用板框长宽的规格为1m1m，则框数及框厚分别为多少？

（3）经改进提高了工作效率，使整个辅助操作时间缩短为1h，则为使上述板框过 滤机的生产能力达到最大时，其操作压力提高至多少？

4.含固相3%（体）的某种悬浮液，用一小型板框压滤机进行恒压过滤，滤框内的空间尺寸为200mm×200mm×20mm，总框数为10个，滤渣充满滤框所需时间为2h。已知滤饼中固相分率（体）为60%，滤饼不可压缩，过滤介质阻力可忽略不计。若洗水粘度、洗水的表压分别与滤液的粘度、过滤的压强差相同，洗水的体积为滤液体积的10%，每次卸渣、清理、装盒等辅助操作时间的总和为0.5h。试计算：

（1） 过滤常数K；

（2） 该过滤机的生产能力（m滤液/h）。

33化工原理练习题答案（过滤）

一、填空题

1.答案：增加；不变

分析：由恒压过滤方程 V2VVeKA 可知滤液量随过滤时间的增大而增加。 而间歇过滤机的生产能力 Q22VV TWD可知生产能力只与操作周期有关。 2.答案： 3.答案：

1；；A nn 3221s分析：由恒压过滤方程

V2VVeKA K2kp所以 V2 Ve0 S0

2kpA2常数 'p1 所以 p'311dVdV)W=()E 4.答案：AwA；Lw2L; (

24dd 分析：由板框过滤机的结构及操作原理，可知该装置的洗涤方式属横穿洗涤法。故洗涤

面积为过滤面积的1/2,洗涤路径为2倍滤液路径。再过滤基本方程

2

dVAp(略去介质阻力) drL显然洗涤速率为终了过滤速率的1/4。

5.答案：AWA； LWL；(dVdV)W()E dd 分析：由叶滤机的结构及操作原理,可知洗涤液所走途径就是过滤终了时滤液所走的

途径，属置换洗涤法。

6.答案：大；少；薄；小 二、计算题

V3m/h T3式中 V——每周期所得滤液体积，m T——操作周期，h。 TWD

V因为 W0 ，有Q (a)

D1.解：生产能力的表达式为 Q22由衡压过滤方程 V2VVeKA

V22VVe可表示成 代入（a）

KA2所以 QKA2VV22VVeKA2D

dQKA2(V22VVeKA2D)KA2V(2V2Ve)微分

222dV(V2VVeKAD)令

dQ0 得 VAKD 代入恒压过滤方程 dVVD得 A2KD2AVeKDKA2 故 D2e

AK此式即滤饼不需洗涤时间歇操作的恒压过滤过程最佳操作循环关系式，即生产能力达到最大时过滤时间表达式。

特别当Ve0时，有 D

2解：（1）VKA

32将V18m 11h代入上式，得 KA64

KA22864283.31m3

dVKA2(2)方法一 由过滤基本方程 d2(VVe)由题知 Ve0 V283.3111.31m 代入得

322 所以 VV2V1dVKA264()E2.83m3/hd2V2211.31

所以 (dV1dV2.83)W()E0.71m3/h d4d4 3

Vw22.83h dV0.71()wd22方法二 由 VKA

dVKA2微分得 后面步骤同上。 d2Vp22 （3）由题意 S0 p1故 w因为 K2kp1S2kpp

K2p22 K1p122所以

由题 K2A2K1A1 所以 212K121h K2222（4） V2K2A V1K1A

所以 ( V2V22K2)2 V1K12V111.31215.99m3 0.63.解：（1）V12m3 Ve0

0.0522 所以 VKA

12V A=

K (2)A=n211

所以 n=

3.31051.53600=28.43m

2A28.43=14.2 取15个 22 VSn11

V0.6所以 S==0.04m

n15 应注意每个框的两侧都有滤布，故计算面积时要在n该热个框面积的基础上再乘以2。

(3)分析：所谓最佳操作周期是指当过滤时间加洗涤时间等于辅助时间时，达到一定产量时所需总时数最少，亦即生产能力最大，对于此题，实际就是要求出在滤液量不变的情况下，过滤时间由1.5h减为1h，操作压差应增至多少.。计算如下：

由 V2V1得

22 K2A2K1A1 由题知 S0, 故 Kp 4.解：（1）首先要解决每获1m滤液所得滤渣体积的计算问题。

设：v——获得1m滤液所生成的滤渣体积，m/m；

e、ec——分别为滤浆及滤渣中固相所占的体积分率。

这里认为在滤浆与滤渣中，液相与固相各自所占的体积分别和其单独存在时的体积相同，且滤液完全不含固相。

4

3333以1m滤液为基准，则 滤渣体积=v1，m；

滤渣中固相体积=vec，m； 悬浮液的体积=（1+v），m； 悬浮液中固相体积=（1+v）e，m。

因滤液中不含固相，故滤渣中的固相体积就是悬浮液中的固相体积，即 vec(1v)e 故 v33333e0.030.053 ece0.60.032过滤面积 A0.20.21020.8m

滤液体积 （2） 微分上式 所以 所以

VV渣0.020.20.210v0.0530.15m3 V2KA2

KV20.152A20.8220.01758m2/h V2KA2

2VdVKA2d

(dVKA2d)2V (dVd)E0.017580.8220.150.0375m3/h (dVd)1dV0.0375W4(d)E49.38103m3/h

VWW0.10.151.(dV9.381036h d)WV0.1560.50.0366m3滤液/h WD21.5