化工原理题库0001

1、沉降与过滤一章习题及答案一、选择题1、一密度为 7800 kg/m3 的小钢球在相对密度为 1.2 的某液体中的自由沉降速度为在 20 水中沉降速度的 1/4000 ，则此溶液的粘度为 （设沉降区为层流） 。DA 4000 mPas； B 40 mPa s； C 33.82 Pa s； D 3382 mPa s2、含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。理论上能完全除去30 m的粒子，现气体处理量增大 1 倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为。 DA2 30 m； B。1/2 3 m；C。30 m； D。 2 30 m3、降尘室的生产能力取决于。 BA沉降面积和降尘室高度； B沉降面积

2、和能 100%除去的最小颗粒的沉降速度； C降尘室长度和能 100%除去的最小颗粒的沉降速度； D降尘室的宽度和高度。4、降尘室的特点是 。 DA 结构简单，流体阻力小，分离效率高，但体积庞大；B 结构简单，分离效率高，但流体阻力大，体积庞大；C 结构简单，分离效率高，体积小，但流体阻力大；D 结构简单，流体阻力小，但体积庞大，分离效率低5、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素无关。 CA颗粒的几何尺寸 B 颗粒与流体的密度 C流体的水平流速； D 颗粒的形状6、在讨论旋风分离器分离性能时，临界粒径这一术语是指。 CA. 旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径 ; B. 旋风分离器允许的最小直

3、径 ; C. 旋风 分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径 ; D. 能保持滞流流型时的最大颗粒直径7、旋风分离器的总的分离效率是指。DA. 颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率 ; B. 颗粒群中最小粒子的分离效率 ; C. 不同 粒级 （直径范围 ）粒子分离效率之和 ; D. 全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率8、对标准旋风分离器系列，下述说法哪一个是正确的。 CA尺寸大，则处理量大，但压降也大；B 尺寸大，则分离效率高，且压降小；C尺寸小，则处理量小，分离效率高；D 尺寸小，则分离效率差，且压降大。9、恒压过滤时， 如滤饼不可压缩，介质阻力可忽略，当操作压差增加 1 倍，则过滤速率

4、为 原来的 。 BA. 1 倍； B. 2 倍； C. 2倍； D.1/2 倍10、助滤剂应具有以下性质。 BA. 颗粒均匀、柔软、可压缩 ; B. 颗粒均匀、坚硬、不可压缩 ; C. 粒度分布广、坚硬、不 可压缩 ; D. 颗粒均匀、可压缩、易变形11、助滤剂的作用是 。 BA 降低滤液粘度，减少流动阻力；B 形成疏松饼层，使滤液得以畅流；C 帮助介质拦截固体颗粒；D 使得滤饼密实并具有一定的刚性12、下面哪一个是转筒真空过滤机的特点。 BA面积大，处理量大； B面积小，处理量大； C压差小，处理量小； D压差大，面 积小13、以下说法是正确的 。 BA. 过滤速率与 A（过滤面积 ）成正比

5、; B. 过滤速率与 A2成正比 ; C. 过滤速率与滤液体 积成正比 ; D. 过滤速率与滤布阻力成反比14、恒压过滤，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时，同一过滤时刻所得滤液量。 CA. 增大至原来的 2倍; B. 增大至原来的 4倍; C. 增大至原来的 倍; D. 增大至原 来的 1.5 倍15、过滤推动力一般是指。 BA过滤介质两边的压差； B. 过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差; C. 滤饼两面的压差 ; D. 液体进出过滤机的压差16、恒压板框过滤机，当操作压差增大1 倍时，则在同样的时间里所得滤液量将 （忽略介质阻力） 。 AA增大至原来的 2 倍；B增大至原来的 2 倍

6、；增大至原来的 4 倍； D不变二、填空题1、一球形石英颗粒，分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水 中的沉降速度将 ，在空气中的沉降速度将 。下降，增大2、在滞流 （层流 ） 区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比。 23、降尘室的生产能力与降尘室的和（ ） 有关。 长度 宽度4、已知某沉降室在操作条件下的气体流率为3600m3/h ，沉降室长、宽、高尺寸为L b H =5 3 2, 则其沉降速度为 m/ s。0.0675、在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，气流速度。减少一倍6、若降尘室的高度增加，则沉降时间，气流速度 ，生产能力 。增加；下降；不变7、一

7、降尘室长 8m，宽 4m，高 1.5m，中间装有 14 块隔板，隔板间距为 0.1m 。现颗粒最小直 径为 12 m，其沉降速度为 0.02 m/s ，欲将最小直径的颗粒全部沉降下来，则含尘气体的最大流速不能超过 m/s 。 1.68、在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4 m, 切向速度为 15 m/s 。当颗粒与流体的相对运动属层流时，其分离因数KC 为 。579、选择旋风分离器型式及决定其主要尺寸的根据是； ； 。气体处理量，分离效率，允许压降10、通常， 非均相物系的离心沉降是在旋风分离器中进行， 悬浮物系一般可在旋液分离器或沉降离心机中进行。气固；液固11、已知 q 为单位过滤

8、面积所得滤液体积 V/A，qe为 Ve/A ，Ve为过滤介质的当量滤液体积 （ 滤 液体积为 Ve时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力） ，在恒压过滤时，测得 / q=3740q+200 则过滤常数 K = （ ）。 0.00053512、实现过滤操作的外力可以是、 或 。重力；压强差；惯性离心力13、在饼层过滤中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是而不是 。滤饼层；过滤介质14、对恒压过滤，当过滤面积增大一倍时，如滤饼可压缩，则过滤速率增大为原来的 倍。 四15、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 。增加； 不变16、对恒压过滤，介质阻力可以忽略时，过滤

9、量增大一倍，则过滤速率为原来的。二分之一三、计算题1、某一锅炉房的烟气沉降室，长、宽、高分别为1164 m，沿沉降室高度的中间加一层隔板，故尘粒在沉降室内的降落高度为2m 。烟气温度为 150，沉降室烟气流量 12500m3标准） / h，试核算沿降室能否沉降 35m 以上的尘粒。已知 尘粒 = 1600 kg/m 3， 烟气 = 1.29 kg/m，烟气 = 0.0225cp 解：设沉降在滞流状态下进行， Re 烟气 ，故斯托克斯公式可简化为：2u0 = d 尘粒 尘粒 g/18 烟气= （3510-6）216009.81/ （182.2510-5）= 0.0474 m/s检验： Re =

10、d 尘粒 u0烟气/ 烟气= 35 10-60.04741.29/（2.25 10-5）= 0.095沉降 35mm 以上尘粒可在该室沉降2、相对密度 7.9，直径 2.5 mm 的钢球，在某粘稠油品（相对密度0.9）中以 5mm/s 的速度匀速沉降。试求该油品的粘度。解： 设沉降以滞流状态进行，则：2油品 = d 钢球 （钢球- 油品 ）g/（18 u 钢球）= （0.0025） 2 （7900-900） 9.81/（180.005）= 4.77Pa?s验算： Re = d 钢球 u 钢球 油品/ 油品= 0.0025 0.005 900/4.77= 2.36 10-3 1 假设正确3、直径

11、为 30 m的球形颗粒 , 于大气压及 20下在某气体中的沉降速度为在水中沉降速度 的 88 倍 , 又知此颗粒在此气体中的有效重量为水中有效重量的1.6 倍。试求此颗粒在此气体中的沉降速度 .20的水 :1CP ,1000kg / m3气体的密度为 1.2kg/m 3 （ 有效重量指重力减浮力 ）解:( 水 )g(气 )g1.6解得：s 2665kg /m 3( 1000)g设球形颗粒在水中的沉降为层流 , 则在水中沉降速度( 1.2)g1.6u01d2( s 1)g (30 10 6)2 (2665 1000) 9.8118 1du01校核： 假设正确 . 则此颗粒在气体中的沉降速度为18

12、 10 330 10 6 8.17 10 4 10000.0245 110 38.17 10 4m/su02 88u01 88 0.0245 2.16m/s4、有一降尘室，长 6m，宽 3m，共 20 层，每层 100mm，用以除去炉气中的矿尘，矿尘3密度 s 3000kg /m ，炉气密度 0.5kg /m ，粘度 0.035m Pa s ，现要除去炉气中 10 m 以上的颗粒，试求：（1）为完成上述任务，可允许的最大气流速度为多少？（ 2）每小时最多可送入炉气若干？ （3）若取消隔板，为完成任务该降尘室的最大处理量为多少？2 d 2()gu 解：( 1)设沉降区为滞流，则18因为 s 则(

13、10 10 6 )2 3000 9.81 u03 4.67mm/s18 0.035 10 3du0 10 10 6 4.67 10 3 0.5 40 6.67 10 4 1 假设正确Re030.035 10 3 由降尘室的分离条件，有 L 4.6 10 3 6 u u00.28m/s0 H 0.1 （ 2）V 20Au 20 6 3 4.67 10 3 3600 =6052.3 m3 /h33（3） V Au 0 6 3 4.67 10 3 3600 302.6m 3/h 可见加隔板可提高生产能力，但隔板间距不能过小，过小会影响出灰和干扰沉降。5、一降尘室， 长 5m，宽 3m，高 4 m ，

14、内部用隔板分成 20层，用来除去烟气中 75 m 以 上 的颗 粒。 已知 烟气密 度为 0.6 kg/ m ， 粘度为 0.03 mPa s ， 尘粒 密度 为 34300 kg / m ，试求可处理的烟气量。3解： d 75 10 6m s 4300kg/m3 330.6kg /m30.03 10 3 Pa s设沉降区为层流，则u d 2（）gu18(75 10 6 )2(4300 0.6) 9.81 0.44m/s18 0.03 10 30.03 10 3Re du 75 10 6 0.44 0.6 0.66 1验算故假设正确 3总处理量为 q nu A 20 0.44 5 3 132m

15、 3/s6、一降尘室长 5m，宽 3m，高 4m，内部用隔板分成 20 层，用来回收含尘气体中的球形3 固体颗粒，操作条件下含尘气体的流量为36000 m3 / h ，气体密度0.9kg/m ，粘3度 0.03mPa s 。尘粒密度 s 4300kg /m ，试求理论上能 100%除去的最小颗粒 直径。2解：降尘室总面积 A 20 5 3 300m2生产能力的计算式为 q Au注意式中 u0 为能 100% 除去的最小颗粒的沉降速度，而 A应为总沉降面积。 q 36000/3600u 0.033m/s解出 A 300设沉降区为层流，则有2u0d 2 ( )g18d18 u 0 ( ) g2.0

16、6 10 5m18 0.03 10 3 0.033 (4300 0.9) 9.810.02 1d u p 2.06 10 5 0.033 0.9验算 Re0 = u = 0.03 10 3故假设正确7、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 1.5h ，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523.3 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 0.6m3 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？V解：(1)0

17、.60.0512m3Ve 0所以 V 2 KA2V12A= K3.3 10 5 1.5 3600 =28.43m 2(2) A= n 2 1 1 A 28.43n所以 2 2 =14.2 取 15 个q n 1 1 q 0.6 所以 n = 15 =0.04 m 应注意每个框的两侧都有滤布，故计算面积时要在n 个框面积的基础上再乘以 2。8、一小型板框压滤机有 5个框，长宽各为 0.2 m, 在 300 kPa( 表压)下恒压过滤 2 h， 滤饼充满滤框，且得滤液 80 L, 每次洗涤与装卸时间各为 0.5 h 。若滤饼不可压缩，且 过滤介质阻力可忽略不计。求： (1) 洗涤速率为多少 m3/

18、(m2.h)? (2) 若操作压强增加一 倍，其它条件不变，过滤机的生产能力为多少？解：(1)洗涤速率 因过滤介质阻力可忽略不计，即q2=K22过滤面积A=50.222=0.4 m 2单位过滤面积上的滤液量q=V/A=8010-3/0.4=0.2 m 3/m22 2 2过滤常数K= q2/ =0.2 2/2=0.02 m 2/h过滤终了时的速率 (dq/d ) E=K/2 q=0.02/(2 0.2)=0.05 m/h 洗涤速率 (dq/d ) W=0.5 (dq/d ) E=0.5 0.05=0.025 m/h (2) p=2p 时的生产能力2因滤饼不可压缩 ,所以 K=K p/ p=2K=

19、2 0.02=0.04 m 2/h 因在原板框压滤机过滤， 悬浮液浓度未变， 则当 5 个板框充满滤饼时所得滤液量仍为V=0.08 m3, 故此时所用的过滤时间为滤液/h= q2/K=q2/K=0.2 2/0.04=1 h生产能力 Q=V/( +w+D)=0.08/(1+0.5+0.5)=0.04 m9、在一板框过滤机上过滤某种悬浮液， 在 1atm 表压下 20 分钟在每 1m2 过滤面积上得到0.197m3的滤液,再过滤 20 分钟又得滤液 0.09m3。试求共过滤 1 小时可得总滤液量为若3 干 m.解 : 当 1 2 40 min时, q20min 时, q 1 = 0.197m 3/m2322 = 0.197+0.09 = 0.287m 3/m2代入恒压过滤方程时可得 :2.0.197 2. 2q 0.197 K 2020.287 2 2q 0.287 K 40联立解得： qe 0.0222m3/m2