化工原理第三章习题及答案(1)复习课程

1、学习-好资料第三章 机械分离一、名词解释（每题 2分）1. 非均相混合物物系组成不同，分布不均匀，组分之间有相界面2. 斯托克斯式d2（Ps P） ut2U r18r3球形度:s非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值4. 离心分离因数离心加速度与重力加速度的比值5临界直径dc离心分离器分离颗粒最小直径6. 过滤利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作7. 过滤速率单位时间所产生的滤液量8. 过滤周期间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间9. 过滤机生产能力过滤机单位时间产生滤液体积10. 浸没度转筒过滤机浸没角度与圆周角比值二、单选择题（每题 2分）1、 自由

2、沉降的意思是。A颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计E颗粒开始的降落速度为零，没有附加一个初始速度C颗粒在降落的方向上只受重力作用，没有离心力等的作用D颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程D2、 颗粒的沉降速度不是指 。A等速运动段的颗粒降落的速度E加速运动段任一时刻颗粒的降落速度C加速运动段结束时颗粒的降落速度D净重力（重力减去浮力）与流体阻力平衡时颗粒的降落速度B3、 对于恒压过滤。A滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的2倍B滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍C滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍D当介质阻力不计时，滤液体积增大一倍，则过滤时间增大至原来的 4倍D4

3、、恒压过滤时，如介质阻力不计，滤饼不可压缩，过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量。A增大至原来的2倍E增大至原来的4倍C增大至原来的 /2倍D增大至原来的1.5倍C5、 以下过滤机是连续式过滤机 。A箱式叶滤机E真空叶滤机C回转真空过滤机D板框压滤机C6、 过滤推动力一般是指。A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B7、回转真空过滤机中是以下部件使过滤室在不同部位时，能自动地进行相应的不同操作：A转鼓本身C与转动盘紧密接触的固定盘B随转鼓转动的转动盘D分配头更多精品文档8、非球形颗粒的当量直径的一种是等体积球径，它的表达式为。Adp

4、= 6V/A 此处V为非球形颗粒的体积，A为非球形颗粒的表面积Bdp= （6V/二）1/3Cdp= （4V/二）1/2D dp= （kV/二）1/3（k为系数与非球形颗粒的形状有关） B9、在讨论旋风分离器分离性能时，分割直径这一术语是指 。A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径C旋风分离器能够50%分离出来的颗粒的直径D能保持滞流流型时的最大颗粒直径C10、在离心沉降中球形颗粒的沉降速度 dp,:?p, Ut , r 有关只与dp, ?p, ut, r , k有关k分离因数）A 只与 dp,订，:,ut, r,卩有关 B 只与 C只与dp,冷，Ut, r , g有

5、关 D（题中ut气体的圆周速度，r旋转半径,11、降尘室没有以下优点 。A分离效率高B阻力小C结构简单D易于操作12、降尘室的生产能力 。A只与沉降面积A和颗粒沉降速度ut有关 B与A , Ut及降尘室高度 H有关C只与沉降面积 A有关D只与Ut和H有关学习-好资料13、 回转真空过滤机的过滤介质阻力可略去不计，其生产能力为5m /h （滤液）。现将转速度降低一半，其他条件不变，则其生产能力应为。33A 5m /hB 2.5m /h33C 10m /hD 3.54m /hD14、 要除去气体中含有的 5 50 的粒子。除尘效率小于 75%，宜选用 。A除尘气道B旋风分离器C离心机 D电除尘器B

6、15、 等压过滤的滤液累积量 q与过滤时间t的关系为 。B16、过滤基本方程是基于 推导出来的。A滤液在过滤介质中呈湍流流动B滤液在过滤介质中呈层流流动C滤液在滤渣中呈湍流流动D滤液在滤渣中呈层流流动D17、一般而言，旋风分离器长、径比大及出入口截面小时，其效率 ，阻力A高 B低 C大 D小A18、在板框过滤机中，如滤饼不可压缩，介质阻力不计，过滤时间增加一倍时，其过滤速率为原来的。A 2 倍 B 1/2 倍 C）1/ . 2 倍 D 4 倍C19、 在长为Lm，高为Hm的降尘室中，颗粒的沉降速度为ut m/s，气体通过降尘室的水平流速为u m/s，则颗粒能在降尘室内分离的条件是： 。A L/

7、u v H/ulB L/utV H/uC L/uT 目H/uD L/u 目H/uTD20、 粒子沉降受到的流体阻力 。A恒与沉降速度的平方成正比B与颗粒的表面积成正比C与颗粒的直径成正比D在滞流区与沉降速度的一次方成正比D21、 板框压滤机中，最终的滤液流率是洗涤液流率的 。（ApE=Apw,卩=w）A 一倍B 一半 C四倍 D四分之一C22、 球形度（形状系数）恒小于或等于1，此值越小，颗粒的形状离球形越远，球形度的定义式可写为。A G=Vp/V , V为非球形粒子的体积，Vp为球形粒子的体积B G=Ap/A , A为非球形粒子的表面积,Ap为与非球形粒子体积相同的球形粒子的表面 积C G=

8、ap/a , a为非球形粒子的比表面积 ,ap为球形粒子的比表面积D "，=6ap/（?d）B23、 在一般过滤操作中，实际上起到主要介质作用的是滤饼层而不是过滤介质本身”，滤渣就是滤饼”则。A这两种说法都对B两种说法都不对C只有第一种说法正确D只有第二种说法正确A24、 旋风分离器的总的分离效率是指 。A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D25、 降尘室的生产能力由 决定。A降尘室的高度和长度B降尘室的高度C降尘室的底面积D降尘室的体积C26、在板框过滤机中，如滤饼不可压缩

9、，介质阻力不计，黏度增加一倍时，对同一q值，过滤速率为原来的 。B 1/2 倍27、回转真空过滤机洗涤速率与最终过滤速率之比为（）。A l B 1/2C 1/4D 1/3A28、以下说法是正确的（）。A过滤速率与S（过滤面积）成正比C滤速率与滤液体积成正比29、板框压滤机中（）。A框有两种不同的构造C框和板都有两种不同的构造30、 助滤剂应具有以下性质（）。A颗粒均匀、柔软、可压缩C 粒度分布广、坚硬、不可压缩B过滤速率与 S2成正比D过滤速率与滤布阻力成反比BB板有两种不同的构造D板和框都只有一种构造BB 颗粒均匀、坚硬、不可压缩D颗粒均匀、可压缩、易变形 B三、填空题（每题 2分）1、 一

10、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20C升至50C,则其沉降速度将。下降2、 降尘室的生产能力与降尘室的 和有关。长度 宽度3、 降尘室的生产能力与降尘室的 无关。高度4、 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。增加一倍5、 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、 在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，生产能力。不变7、 在滞流（层流）区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比。28、 在湍流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比。1/29、 在过滤的大部分时间中， 起到了主要过滤介质的作用。滤饼10、 过滤介

11、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Vi增多至V2=2Vi时，则操作压差由 AP增大至 2=。2 AR11、 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A / A q=3740q+200 则过滤常数 K=。0.00053512、 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A / A q=3740q+200 则过滤常数

12、qe=。0.053513、 最常见的间歇式过滤机有 和。板框过滤机叶滤机14、 在一套板框过滤机中，板有 种构造，框 种构造。2115、 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_ 。框的厚度16、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，在洗涤时，洗涤液穿过厚度为。框厚度之半17、 板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，在洗涤时，洗涤液穿过的滤布面积等于。 框的内面积18、 旋风分离器性能的好坏，主要以 来衡量。 临界粒径的大小19、 离心分离设备的分离因数定义式为Kc=。u/gR （或Ur/Ut）20、 当介质阻力不计时，回转真空过滤机的生产能力与转

13、速的次方成正比。1/221、 间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/1 .，此处V为。一个操作循环中得到的滤液体积22、 间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/ 2 .，此处匚表示一个操作循环所需的 。总时间23、 一个过滤操作周期中，过滤时间越长，生产能力越大 ”勺看法是否正确？ 不正确的24、 一个过滤操作周期中，过滤时间越短，生产能力越大 ”的看法是否正确？ 不正确的25、 一个过滤操作周期中，过滤时间有一个 值。 最适宜26、 一个过滤操作周期中，最适宜的过滤时间指的是此时过滤机生产能力。最大27、 对不可压缩性滤饼 dV/d .正比于 AP的次方，对可压缩滤饼 dV/d .正比于 AP的次方

14、。11-s28、 对恒压过滤，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 。 二分之一29、对恒压过滤，当过滤面积增大一倍时，如滤饼不可压缩，则过滤速率增大为原来的倍。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。4430、转鼓沉浸度是 与的比值（1）转鼓浸沉的表面积转鼓的总表面积31、 按Ap/A定义的球形度（此处下标 p代表球形粒子），最大值为。 越小则颗粒形状与球形相差越。1 大32、 将固体物料从液体中分离出来的离心分离方法中，最常见的有 和。将固体物料从液体中分离出来的离心分离设备中，最常见的为 。离心过滤 离心沉降离心机33、 在Stoke

15、s区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比；在牛顿区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比。21/234、 一个过滤操作周期中， 过滤时间越长生产能力越大 ”勺看法是， 过滤时间越短，生产能力越大”勺看法是。过滤时间有一个值，此时过滤机生产能力为。不正确的不正确的最适宜最大35、 含尘气体通过长为 4m,宽为3m，高为1m的除尘室，已知颗粒的沉降速度为0.03m/s,则该除尘室的生产能力为 m3 s。0.36m3/s四、问答题（每题3分）1、影响回转真空过滤机生产能力的因素有哪些？（过滤介质阻力可忽略）当过滤介质阻力可忽略时Q = Jk A n K =2 ：p/r J可见，影响因素有：转筒

16、的转速、浸没度、转筒尺寸、操作压强及处理物料的浓度及特 性。2、有一旋风分离器，在正常的速度和阻力的范围内操作，但除尘效率不够满意，现在仓库里还有一个完全相同的旋风分离器，有人建议将这台备用的旋风分离器与正在用的那一台一起并联使用，问这种措施能否提高除尘效率？为什么？不行。因为速度降低，离心惯性力减小，使除尘效率下降。3、恒压过滤时，如加大操作压力或提高滤浆温度，过滤速率会发生什么变化？为什么？由dq/dt=Ap/ : rq+qe）知，加大操作压力，过滤速率变大。提高滤浆温度，使滤液黏度降 低，过滤速率增大。4、临界直径de及分割直径d50 ,可以表示旋风分离器的分离性能，回答de与d50的含

17、义是什么？de旋风分离器的分离分离颗粒最小直径；d50分离效率50%时颗粒直径5、 由过滤基本方程 dq/dt=Ap/ r（q+qe）分析影响过滤速率的因素 ？影响过滤速率的因素有：物性参数，包括悬浮液的性质（如小及滤饼特性（r）;操作参数Ap；设备参数qe6、试说明滤饼比阻的意义 ？比阻r表示滤饼对过滤速率的影响，其数值的大小反映滤液通过滤饼层的难易程度。五、计算题（每题10分）1、某板框过滤机框空的长、宽、厚为 250mmK 250mmK 20mm,框数为8,以此过滤机恒压过 滤某悬浮液，测得过滤时间为 8.75min与15min时的滤液量分别为 0.15m3及0.20m3,试计算 过滤常

18、数K。解：过滤面积 A = 8 1X0.25 >0.25 = 1.0 m2(2分) 已知： t = 8.75 minVi = 0.15 m3 t = 15 minV2 = 0.20 m3/ V +2VVe = KA t(4 分)22可得 0.15 +2 ».15Ve = K 1X8.75(1)220.20 +2 X).20Ve = K X X15(2)(1)、式联立，解得 K = 0.0030 m2/min = 5.0 1> m2/s( 4 分)2、以板框压滤机恒压过滤某悬浮液，过滤面积10m2,操作压差1.96 X05 Pa。每一循环过滤15min得滤液2.91m3。过

19、滤介质阻力不计。3(1)该机生产能力为4.8m /h滤液，求洗涤、装拆总共需要的时间及过滤常数K。 若压差降至9.81 X04Pa,过滤时间及过滤量不变，其他条件不变，需多大过滤面积？ 设滤饼不可压缩。如改用回转真空过滤机，转一圈得滤液0.2m3，转速为多少才可以维持生产能力不变？解：(1)/ V2=KA2t即 2.912=KX1025 K=5.65 X0-3 m2/min又 Q= V/ Et即 4.8/60=2.91/ ( 15+t+ t)t+ t)=21.4 min22a = V /Kt(2) V2=kA2t(4分)(4分)(2 分)(3) Q=4.8/60=0.2 n (n-r/min

20、) n=0.4 r/min3、用某叶滤机恒压过滤钛白水悬浮液。滤叶每侧过滤面积为(0.81)2m2,共10只滤叶。测得：过滤10min得滤液1.31m3;再过滤10min共得滤液1.905m3。已知滤饼与滤液体积比 n=0.1。 试问:(1)过滤至滤饼厚为21mm即停止，过滤时间是多少？(2)若滤饼洗涤与辅助时间共45min,其生产能力是多少？(以每小时得的滤饼体积计)解：(1) T V2 + 2VVe = KA2t22由题意得1.31 + 2 X.31Ve = KA X10(a)2 21.905 + 2 K905Ve = KA X20(b)263(a)、(b)联立，解得 KA = 0.207

21、6 m /min,Ve = 0.1374 m(3分)2 2又 a = 10 210.81 = 13.12m3过滤终了时，共得滤液量 Ve = 13.12 0.021/0.1 = 2.755 m由 2.755 + 2 2.755 0.1374 = 0.2076tE, tE = 40.2 min(3 分)(2) 生产能力 =nVE /(tE+tw+t 辅)333=0.1 2.755/(40.2+45) =3.23 10- m /min = 0.194 m /h(滤饼)（4分）4、在3X105Pa的压强差下对钛白粉在水中的悬浮液进行过滤实验，测得过滤常数K=5X10-5m2/s、qe=0.01m5、

22、用板框过滤机过滤某悬浮液，一个操作周期内过滤 压缩，介质阻力可略）。若在一个周期内共用去辅助时间（1）该机的生产能力（2 ）若操作表压加倍，其它条件不变（物性，过滤面积，过滤时间与辅助时间） 能力提高了多少？ 解：滤饼不洗涤（1）/m2，又测得滤饼体积与滤液体积之比 v=0.08。现拟用有38个框的BMY50/810-25型板框压滤机处理此料浆， 过滤推动力及所用滤布也与实验用的相同。试求:（1）过滤至框内全部充满滤渣所需的时间；（2）过滤完毕，以相当于滤液量 1/10的清水进行洗涤，求洗涤时间；（3）若每次卸渣、重装等全部辅助操作共需15min，求每台过滤机的生产能力（以每小时平均可得多少（

23、 m3）滤饼计）。解：(1)所需过滤时间2 2A=0.81 X X38=49.86m2 2Vc=0.81 X0.025 X8=0.6233mvA0.62330.08 49.86=0.1563m3/m2二 £ q22qqe二K15 100.15632 2 0.1563 0.01 = 551s更多精品文档(4分)（2 ）洗涤时间dVKAw 8 q q0_55 1049.868 0.1563 0.01-1.874 10m3 /s= 0.1V /1.874 10”JW=0仔 0. 1 56 3 4 9. 86 /鶴87斗 s 0(4分6（3 ）生产能力0.6233 3600551 418 1

24、5 60-1.202m3（滤饼）/h(2 分)320分钟后共得滤液 4m （滤饼不可30分钟，求：，该机生产60V"w飞40.08m3/min20 302 2 '2 ' 2v1k1aS,vk aS2V _ K V7花K pV 7 口V' F2V =1.414 4 = 5.65m3q 二565 =0.113m'/min506、对某悬浮液进行恒压过滤。已知过滤时间为300s时，所得滤液体积为 0.75m，且过滤面积为1m2,恒压过滤常数 K=5*10 -3m2/so若要再得滤液体积 0.75m3,则又需过滤时间为多少？解：由 q2 2qeq 二 Kr3 分得2qeq 二 Kv -q2-q2q325 10300 -0.750.6252 0.752q 2q°qK21.52 0.625 155 汉 10-825=825 -300 =525s7、一小型板框压滤机有框10块，长宽各为0.2m，在2at (表压)下作恒压过滤共二小时滤框充满共得滤液160l，每次洗涤