机械分离概念题示例与分析

1、 第二部分 机械分离概念题示例与分析一、填空题2-1、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 。 答案：下降，增大分析：由斯托克斯定律 对空气系统， ，故 对水系统，水的密度随温度的变化可忽略，故同样有 可见无论是气体还是液体，温度的改变主要是通过粘度变化来影响沉降速度。气体粘度随温度升高而增加，故沉降速度下降；液体粘度随温度升高而减小，故沉降速度增大。但要注意此结论是通过斯托克斯定律得出，其他情况还需要具体分析。 2-2、若降尘室的高度增加，则沉降时间 ，气流速度 ，生产能力 。 答案：增加；下降；不变 分析：因沉降

2、距离增加，故沉降时间将增加。降尘室高度的增加使气体在降尘室内的流道截面增大，故气流速度下降。生产能力的计算公式为： 可见，降尘室的生产能力只决定于沉降面积和沉降速度而与降尘室的高度无关。2-3、选择旋风分离器型式及决定其主要尺寸的根据 ； ； 。答案：气体处理量，分离效率，允许压强降2-4、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。 答案：气固；液固2-5、沉降操作是指在某种 中利用分散相和连续相之间的 差异，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。沉降过程有 沉降和 沉降两种方式。答案：力场；密度；重力；离心2-6、阶段中颗粒相对于流体的

3、运动速度称为沉降速度，由于这个速度是 阶段终了时颗粒相对于流体的速度 ，故又称为“终端速度”。答案：等速；加速2-7、影响沉降速度的主要因素有 ； ； ； 答案：颗粒的体积浓度；器壁效应；颗粒形状 2-8、降尘室通常只适合用于分离粒度大于 的粗颗粒，一般作为预除尘使用。答案：50m2-9、旋风分离器的总效率是指 ，粒级效率是指 。答案：全部颗粒中被分离下来的质量分率；各种粒度被分离下来的质量分率2-10、实现过滤操作的外力可以是 、 或 。答案：重力；压强差；惯性离心力2-11、工业上常用的过滤介质主要有 ， ， 。答案：织物介质；堆积介质；多孔固体介质2-12、在饼层过滤中，真正发挥拦截颗粒

4、作用的主要是 而不是 。答案：滤饼层；过滤介质2-13、离心机是利用惯性离心力分离液态非均相混合物的机械。它与旋液分离器的主要区别在于离心力是由 而产生的。 答案： 设备本身旋转2-14、一降尘室长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12m，其沉降速度为0.02 mm/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。 答案：1.6 分析：由降尘室的分离条件 可知 m/s 2-15、当进气口气速一定时，旋风分离器的直径越大，其分离因数越 ；转速一定的离心分离机随着转鼓直径的增大其分离因数越 。 答案：下降；增加分析：一般小

5、颗粒沉降才考虑离心沉降，而小颗粒沉降一般都处于斯托克斯定律区，故分离因数为 对旋风分离器，当进口气速一定时，由上式可知与成反比。对转速一定的离心机，与成正比，分离因数可写成 可见与成正比。2-16、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 。 答案：增加；不变分析：由恒压过滤方程 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 可知生产能力只与操作周期有关。2-17、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 。答案：；A2-18、在恒压操作一个周期中，

6、已知过滤时间为，获得的滤液量为，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)。 答案：分析：由恒压过滤方程 所以 常数所以 2-19、含尘气体在某降尘室停留时间为6s时，可使直径为80尘粒的70%得以沉降下来。现将生产能力提高1倍（气速仍在正常操作的允许范围内），则该直径颗粒可分离的百分率为 。 答案：35%分析：般尘粒在气体中的分布是均匀的，对于直径小于能够100%被沉降下来的最小粒径的颗粒来说，它能够被分离的百分数等于它在停留时间内的沉降距离与降尘室高度之比。所以在原操作条件下，即在6s的停留时间内，80尘粒的沉降距离为降尘室高度的70%。现生产能力提高1倍，

7、其他条件不变，则水平气速增大1倍，停留时间减半，为3s。则该颗粒的沉降距离为原来的1/2，即为降尘室高度的=35%，此即新工况下该颗粒可分离的百分率。2-20、已知某沉降室在操作条件下的气体流率为3600，沉降室长、宽、高尺寸为=5,则其沉降速度为 。 答案：0.067分析：由 = 得 2-21、对板框式过滤机，洗涤面积和过滤面积的定量关系为 ，洗水走过的距离和滤液在过滤终了时走过的距离的定量关系为 ，洗涤速率（和终了时的过滤速率的定量关系为 。答案：；; (= 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

8、本方程 (略去介质阻力)显然洗涤速率为终了过滤速率的1/4。 2-22、对叶滤机,洗涤面积和过滤面积的定量关系为_,洗水走过的距离和滤液在过滤终了时走过的距离的定量关系为_,洗涤速率(与过滤终了时的过滤速率（的定量关系为_。 答案：； ； 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。 2-23、在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4m,切向速度为15m/s。当颗粒与流体的相对运动属层流时，其分离因数为 答案：57 分析： 2-24、为过滤某种悬浮液，按生产任务要求，经计算应用选用一台30-635/25型板框压滤机（框内边长635mm，过滤

9、面积30m2，框厚25mm）。现有一台过滤机是30-635/45型的，除框厚45mm外，其他规格与前者相同，问能否用该过滤机代替原选用型号的过滤机 。 答案：不能 分析：过滤机的选择主要取决于生产任务。所用滤框尺寸及数量必须同时满足两个要求：一是具有所需的过滤面积；二是恰能容纳一个操作循环所形成的滤饼。 上述两个过滤机过滤面积相同，但框厚不同，故不能互相代用。2-25、在恒速过滤过程中，当滤液体积增大1 倍则操作压差将增大 。设介质阻力可忽略，滤饼为不可压缩。 答案：1 倍。分析：由过滤基本方程及题给条件，有 =常数得恒速过滤方程 因为 所以 或 由题意有 所以 故 2-26、若介质阻力可以忽

10、略，对恒压过滤，滤液量增大1 倍，则过滤速率将 。答案：减小1 倍分析：由过滤基本方程 由题知 所以 2-27、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 。答案：大；少；薄；小分析：由转筒真空过滤机的生产能力 ( 忽略介质阻力) 可知转速增大使生产能力提高，但同时每转一周所需时间将减少，每周过滤时间也相应减少，致使每周所获滤液量减少，滤饼变薄，阻力变小。 2-28、重力沉降速度随着颗粒直径的增加而 。 答案：增大 分析：由沉降速度的计算公式 对一定的物系，与及有关。已知除湍流区与无关外，其他情况将随的增加而下降，所以随的增加而增大

11、。 二、单项选择题229、一密度为7800 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水中沉降速度的1/4000，则此溶液的粘度为 （设沉降区为层流）。 答案：D 4000； 40； ； 2-30、用板框式过滤机进行恒压过滤，若介质阻力可忽略不计，过滤20min可得滤液8，若再过滤20min可再得滤液 。 答案:CA.8； B.4； C.5.3； D.11.3分析:由恒压过滤方程 由题知 则有 将 代入, 得 则时 则 应注意恒压过滤方程中、是指从初始态计得的累积量。 2-31、在一个过滤周期中，为了达到最大生产能力 。 答案：D A过滤时间应大于辅助时间； B过滤时间应小于辅助时

12、间。 C过滤时间应等于辅助时间 D过滤加洗涤所需时间等于1/2周期。 分析：对于最佳周期，应有 2-32、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 。答案：D A； B. ；C. ； D. 分析：降尘室最大处理量与能被完全除去最小颗粒的沉降速度有以下关系 由 故 2-33、下述说法中正确的是 。 答案：BA过滤速率与过滤面积成正比 B过滤速率与过滤面积的平方成正比；C过滤速率与滤布阻力成反比；D过滤速率与操作压差的平方成正比；分析：可由过滤基本方程直接求得2-34、恒压板框过滤机，当操作压差增大1倍时，则在同

13、样的时间里所得滤液量将 （忽略介质阻力）。 答案：AA增大至原来的倍； B增大至原来的 2倍 ； 增大至原来的 4 倍； D不变分析：由恒压过滤方程及题给条件有2-35、下面哪个是过滤推动力 。 答案：DA液体经过滤机的压强降 B滤饼两侧的压差； C介质两侧的压差； D介质两侧压差加上滤饼两侧压差 分析：由过滤基本方程的推导可知过滤推动力是指滤饼两侧压差加上介质两侧压差；过滤阻力为滤饼阻力加上介质阻力。2-36、在降尘室中，尘粒的沉降速度下列因素无关 。 答案：C A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 2-37、设降尘室的长宽高分别为 、（单位均为m），颗粒的

14、沉降为u()，气体的体积流量为V, 则颗粒能在降尘室分离的条件是 。 答案：B A B C D 分析：气体的水平流速为； 气体在降沉室的停留时间为； 颗粒的沉降时间为； 分离条件为沉降时间小于停留时间。所以有 2-38、恒压过滤时，当过滤时间增加1倍，则过滤速率为原来的 （设介质阻力可忽略，滤饼不可压缩）。 答案：BA倍； B倍 ； C2倍 D倍 分析：恒压过滤方程为： （a）过滤基本方程为 (b)将代入两式，然后再将(a)代入(b)有 2-39、恒压过滤时，若滤饼不可压缩，介质阻力可忽略，当操作压差增加1倍，则过滤速率为原来的 。 答案：BA. 1 倍； B. 2 倍； C.倍； D.1/2

15、倍分析：由过滤基本方程 及 ,可得 2-40、转筒真空过滤机的洗涤速率与最终过滤速率之比为 。 答案：C A 1/4； B.1/2; C.1; D.2分析：属置换洗涤法。2-41、降尘室的生产能力取决于 。 答案：BA沉降面积和降尘室高度；B沉降面积和能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。2-42、对滤饼进行洗涤，其目的是：回收滤饼中的残留滤液；除去滤饼中的可溶性杂质。下面哪一个回答是正确的 。 答案：CA第一种说法对而第二种说法不对； B第二种说法对而第一种说法不对；C两种说法都对； D两种说法都不对2-43、下面哪一个是

16、转筒真空过滤机的特点 。 答案： 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2-44、与板框压滤机比较，叶滤机的特点是 。 答案：DA连续操作，机械化程度较高； B间歇操作，过滤面积小；C推动力大，过滤面积小； D既可加压过滤，也可真空过滤2-45、对标准旋风分离器系列，下述说法哪一个是正确的 。 答案：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。2-46、下述说法哪一种是错误的 。 答案：CA降尘室是分离气固混合物的设备； B.叶滤机是分离液固混合物的设

17、备；C.沉降式离心机是分离气固混合物的设备；D.沉降槽是分离液固混合物的设备； 2-47、降尘室的特点是 。 答案：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2-48、下述说法中正确的是 。 答案：CA离心沉降速度u和重力沉降速度u是恒定的； B离心沉降速度u和重力沉降速度u不是恒定的；C离心沉降速度u不是恒定值，而重力沉降速度u是恒定值；D离心沉降速度u是恒定值，而重力沉降速度u不是恒定值分析：离心沉降速度u随颗粒在离心力场中的位置而变。而重力沉

18、降速度u与位置无关。因为决定u的是离心加速度，它是一个变量，与位置有关。而决定u的是加速度g，它是一常量。2-49、助滤剂的作用是 。 答案：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2-50、下述各项不属于气体净制设备的是 。 答案：DA.惯性分离器； B.袋滤器； C.静电除尘器； D.管式高速离心机2-51、一球形石英颗粒,在空气中按斯托克斯定律沉降,若空气温度由20升至50,则其沉降速度将_1) 流化床中,当气流速度_时,这个气流速度称为带出速度.2) 降尘室的生产能力只与降尘室的_和_有关,而与_无关。.

19、答案：（1）减小 （2）等于颗粒在静止气体中的沉降速度 （3）底面积 沉降速度 降尘室高度2-52 在除去某粒径的颗粒时,若降尘室的高度增加一倍,则沉降时间_,气流速度_,生产能力_. 答案：增大 减小 不变2-53在滞流(层流)区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的_次方成正比;在湍流区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的_次方成正比。 答案：（2）2 2-54 降尘室的高度由下式决定_,式中符号的意义是_答案： -降尘室长度 -沉降速度 -气流速度2-55 过滤介质阻力忽略不计,滤饼不可压缩,则恒速过滤过程中滤液体积由V1增多至V2=2 V1时,则操作压差由增大至=_。 答案：分析：恒速过滤方程式 又 当

20、时， 即2-56 已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S,qe为Ve/S,Ve为过滤介质的当量滤液(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 则过滤常数K=_ ,= _. 答案： 分析： 2-57 （1） 回转真空过滤机,回转一周所需时间为T,转鼓的表面积为S,转鼓的沉浸度为,则一个过滤周期中,过滤时间为_,过滤面积为_（2）转鼓沉浸度是_与_的比值（3）当介质阻力不计时回转真空过滤机的生产能力与转速的_次方成正比答案：（1） （2）浸入悬浮液的表面 转鼓表面 （3）2-58 间歇过滤机的生产能力可写为，过滤时间有一个最佳值,此时过滤机生产能力为_。过滤机操

21、作循环中,如辅助时间越长则最宜的过滤时间将_。 答案：最佳，最大生产能力，越长 2-59 对不可压缩性滤饼dV/d正比于的_方,对可压缩滤饼dV/d正比于的_方。 答案：一次，次 2-60 恒压过滤,介质阻力可以忽略时,过滤量增大一倍,则过滤速率为原来的_答案： 分析：，加倍，为原来的倍2-61对恒压过滤,当过滤面积S增大一倍时,如滤饼不可压缩,则过滤速率增大为原来的_倍,如滤饼可压缩,过滤速率增大为原来的_倍。 答案：2，2分析：过滤速率，而加倍，为原来的2倍，与滤饼是否可压缩无关。 2-62转真空过滤机,整个转鼓回转操作时大致可分为_、_、_和_四个区域。回转真空过滤机每通过以上四个区域一

22、次,完成一个工作_，是_这一部件使过滤室在不同部位时,能自动地进行相应不同操作。答案：过滤区，洗涤区，吸干吹松区，卸渣区，周期，分配头 2-63叶滤机过滤时,固体颗粒留在滤叶的_部,而滤液穿过滤布由滤叶_部抽出。 答案：外，内2-64非球形颗粒的形状系数(球形度)是表示颗粒_ ，球形度越小则颗粒形状与球形相差越_。已知非球形颗粒的体积为V,则该颗粒的等体积球径(当量直径中最常用的一种)为_。答案：球形颗粒的差异程度，大，2-65 设颗粒的比表面积为a,床层的空隙率为E,则床层的比表面积aB为_，颗粒的粒度分布逾不均匀,所形成床层的空隙率越_，在器壁附近床层空隙率较_，床层中心处则空隙率较_。

23、答案： ；小；大；小 2-66 最常见的间歇式过滤机有_和_ _连续式过滤机有_。答案：板框过滤机，加压叶滤机，转筒真空过滤机2-67板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间,设框已充满,则在每一框中滤液穿过厚度为_的滤饼,而洗涤时,洗涤液则穿过厚度为_的滤饼洗涤液穿过的滤布面积等于_。 答案：1/2框厚，框厚，1/2的过滤时的滤布面积2-68降尘室与沉降槽均为气固或液固两相分离设备，它们的生产能力与该设备的_有关，与_无关。 答案：底面积 高度2-69旋风分离器当切向进口气速相同时，随着旋风分离器的直径越大，其离心分离因数越_，而离心分离机随着转鼓直径的增大其离心分离因数越_。答案：小，大2-70除去

24、液体中混杂的固体颗粒，在化工生产中可以采用_ _、_ _、 _等方法（列举三种方法）。 答案：沉降，过滤，离心分离2-71 旋风分离器性能的好坏，主要以_来衡量，_逾小，说明其分离性能愈好。 答案： 临界粒径 临界粒径 2-72 一降尘室长5M,宽2.5M,高1.1M,中间装有10块隔板,隔板间距为0.1M,现颗粒最小直径10,其沉降速度为0.01m/s,欲将最小直径的颗粒全部沉降下来,含尘气体的最大流速不能超过_m/s。 答案：0.5m/s分析：最大生产能力 最大流速 或：2-73 一般认为硫化床正常操作的流速范围在_和_之间答案：最小流化速度，带出速度2-74 恒压过滤操作,一个周期中,过滤时间为,获滤液量为V,现将过滤压差增加一倍,其他条件不变,则过滤时间变为_(设滤饼不可压缩且介质阻力不计)。 答案：分析：，当时， 2-75 在恒压过滤时,如过滤介质阻力忽略不计,且过滤面积恒定,则所得的滤液