直径为0.1mm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...

问答题 直径为0.1mm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0.6，悬浮液中固相的体积分数为0.1，悬浮液的最初深度为1m。水的黏度为1×10^-3Pa·s，密度为1000kg/m³。
（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。

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1.问答题用板框过滤机恒压过滤料液，过滤时间为1800s时，得到的总滤液量为8m³，当过滤时间为3600s时，过滤结束，得到的总滤液量为11m³，然后用3m³的清水进行洗涤，试计算洗涤时间（介质阻力忽略不计）。

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dV/dt=（KA²）/（2V）

2.问答题 实验室小试中，在100kPa的恒压下对某悬浮液进行过滤实验，测得qe为0.01m³/m²，过滤常数K为1.936×10^-4m²/s，悬浮液中固体颗粒密度为2000kg/m³，质量分数为0.07，滤饼不可压缩，含水量为30%（质量）。如果用一个直径1.5m，长10m的转筒真空过滤机处理这种悬浮液，转筒浸没角为120°，转速为0.5r/min，操作真空度为80kPa，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。

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3.问答题 板框压滤机有20个板框，框的尺寸为450mm×450mm×20mm，过滤过程中，滤饼体积与滤液体积之比为0.043m³/m³，滤饼不可压缩。实验测得，在50.5kPa的恒压下，过滤方程为（q，t的单位分别是m³/m²和s）。求：
（1）在50.5kPa恒压过滤时，框全充满所需要的时间；
（2）初始压差为50.5kPa恒速过滤，框全充满的时间和过滤结束时的压差；
（3）操作从50.5kPa开始，先恒速过滤至压差为151.5kPa，然后恒压操作，框全充满所需要的时间。

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4.问答题 恒压操作下过滤试验测得的数据如下，求过滤常数K、q_e。

参考答案：

由图可知直线的斜率为1889，截距为193.5
所以过滤常数K=1/1889=5.29×10^-4m²/s

5.问答题用过滤机过滤某悬浮液，固体颗粒的体积分数为0.015，液体粘度为1×10^-3Pa·s。当以98.1kPa的压差恒压过滤时，过滤20min得到的滤液为0.197m³/m²，继续过滤20min，共得到滤液0.287m³/m²，过滤压差提高到196.2kPa时，过滤20min得到滤液0.256m³/m²，试计算q_e，r₀，s以及两压差下的过滤常数K（滤液黏度为1×10^-3Pa·s）。

参考答案：

6.问答题 用压滤机过滤某种悬浮液，以压差150kPa恒压过滤1.6h之后得到滤液25m³，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0.3，则过滤1.6h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？

参考答案：

7.问答题有两种悬浮液，过滤形成的滤饼比阻都是r₀=6.75×1013m^-2Pa^-1，其中一种滤饼不可压缩，另一种滤饼的压缩系数为0.5，假设相对于滤液量滤饼层的体积分数都是0.07，滤液的黏度都是1×10^-3Pa·s，过滤介质的比当量滤液量为qe为0.005m³/m²。如果悬浮液都以1×10^-4m³/（m²·s）的速率等速过滤，求过滤压差随时间的变化规律。

参考答案：

8.问答题用过滤机处理某悬浮液，先等速过滤20min，得到滤液2m³，随即保持当时的压差等压过滤40min，则共得到多少滤液（忽略介质阻力）？

参考答案：

9.问答题 用板框压滤机恒压过滤某种悬浮液，过滤方程为：
V²+V=6×10^-5A²t
式中：t的单位为s
（1）如果30min内获得5m³滤液，需要面积为0.4m²的滤框多少个？
（2）求过滤常数K，qe，te。

参考答案：（1）板框压滤机总的过滤方程为V²+V=6×10^-5A²

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10.问答题水力旋流器的直径对离心力的影响和离心机转鼓的直径对离心力的影响是否相同？

参考答案：对旋流分离器，离心力Fc=m（u_i²/r_m），进口流速...

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