化工原理分章试题与解答

1、第三章一、填空题1 .某颗粒的重力沉降服从斯托克斯定律,假设在水中的沉降速度为 U1,在空气中为 U2,那么U1 U2；假设在热空气中的沉降速度为 U3,冷空气中为U4,那么U3 U4(, ,=)“ d2g( s )Ut答：18,由于水的粘度大于空气的粘度,所以U1 U2热空气的粘度大于冷空气的粘度,所以U3 U42 .用降尘室除去烟气中的尘粒,因某种原因使进入降尘室的烟气温度上升,假设 气体质量流量不变,含尘情况不变,降尘室出口气体含尘量将 (上升、 下降、不变),导致此变化的原因是 1) ; 2) .答：上升,原因：粘度上升,尘降速度下降；体积流量上升,停留时间减少.3 .含尘气体在降尘室

2、中除尘,当气体压强增加,而气体温度、质量流量均不变 时,颗粒的沉降速度 ,气体的体积流量 ,气体停留时 间,可100%除去的最小粒径dmin 0 (增大、减小、不变)答：减小、减小、增大,减小.4dg ( s )Ut 、33,压强增加,气体的密度增大,故沉降速度减小,nRT VP ,所以气体的体积流量减小,气体的停留时间u Vs/A,气体体积流量减小,故停留时间变大.,18 utd minj最小粒径在斯托克斯区Vg( s ),沉降速度下降,故最小粒径减小.4. 一般而言,同一含尘气以同样气速进入短粗型旋风别离器时压降为Pi,总效率为1,通过细长型旋风别离器时压降为 P2,总效率为2,那么：Pi

3、 P2,12.答：小于,小于5.某板框过滤机包压操作过滤某悬浮液,滤框充满滤饼所需过滤时间为一试推算以下情况下的过滤时间为原来过滤时间T的倍数：1) S0,压差提升一倍,其他条件不变,=T ；2) s 0.5,压差提升一倍,其他条件不变,=r ;3) s1,压差提升一倍,其他条件不变,=r ;1) 0. 5; 2) 0.707; 3) 11 s1/( p),可得上述结果.6 .某旋风别离器的别离因数k=100,旋转半径R=0.3m,那么切向速度ut=m/s.答：17.1m/s7 .对板框式过滤机,洗涤面积 Aw和过滤面积A的定量关系为,洗水走过的生)距离Lw和滤液在过滤终了时走过的距离 L的定

4、量关系为 ,洗涤速率(d WdV和终了时的过滤速率(丁)E的定量关系为.1dV 1 dVAw -A ,2|丁)w -()e答案：2 ；Lw 2L； ( d = 4 d8.转筒真空过滤机,转速越大,那么生产水平就越,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水平Q 465 LbH/Vs；B H/utLbH/Vs;C L/ut LbH/Vs答：B9 .以下说法中正确的选项是 .A 离心沉降速度ur和重力沉降速度ut是恒定的；B离心沉降速度ur和重力沉降速度ut不是恒定的;C 离心沉降速度Ur不是恒定值,而重力沉降速度 ut是恒定值;D

5、离心沉降速度Ur是恒定值,而重力沉降速度 Ut不是恒定值答案：C 分析：离心沉降速度 Ur随颗粒在离心力场中的位置R而变.而重力沉降速度W与位置无关.由于决定Ur的是离心加速度R ,它是一个变量,与位置有关.而决定5的是加速度g,它是一常量.10 .欲对含尘气体进行气固别离,假设气体的处理量较大时.应 ,可获得较好 的别离效果.A采用一个尺寸较大的旋风别离器B采用多个尺寸较小的旋风别离器串联C 采用多个尺寸较小的旋风别离器并联D不用旋风别离器,该用其它别离设备答：C三、计算题1 .用板框压滤机在恒压强差下过滤某种悬浮液,测得过滤方程式为：V2+V=5 X 10-5A2 9试求：欲在30min内

6、获得5m3滤液,需要边框尺寸为 635mmx 635mmx 25mm的滤 框假设干个；过滤常数K、qe、0 e0解：1、所需滤框数由的过滤时间和相应的滤液体积, 利用恒压过滤方程求过滤面积.再由滤框 尺寸确定所需的滤框数将有关数据代入恒压过滤方程式并整理得到J 52 5 15 10 5 30 6018.26m2一 一 2又 A 2 0.635 n_ 2 _ 2n A/2 0.63518.26/2 0.63522.64实取23个框,那么实际过滤面积为：_ 2 _2A 2 0.63523 18.55m2、过滤常数K、qe及8 e根据恒压过滤方程式确定过滤常数 K、Ve,恒压过滤方程式V_2_ 5.

7、 2VVe KA2与题给恒压过滤方程相比可得,一 52K 5 10 m /s 3 2Ve 1 Ve 0.5me qe /K 0.027 /5 1014.6s2.实验室用一片过滤面积为 0.1m2的滤叶对某种悬浮液进行实验,滤叶内部真 3 ,2 qe Ve/A 0.5/18.55 0.027m /m 滤框完全充满滤饼所需的过滤时间; 假设滤饼洗涤与装卸时间为0.5h,求以滤液体积计的生产水平.解：1滤框完全充满滤饼所需的过滤时间8_2_2_ 2过滤面积:A 2l n 2 0.8120 26.24m滤饼体积:Vcl2bn 0.812 0.042 20c20.551m20.10.0010.0010.

8、1m3滤饼/m3滤液V滤液体积Vc0.5510.15.51m3_ _320.21m3/m2V 5.51 q - A 26.24真空度为8 104Pa,即P-4 _8 10 Paqe_ _320.01m3/m2, e20s2 qe20.010.52010 5m2 /sK() 0.5P105(一一 _ 53.2 1050.8105)2 102 qeK0.0122 10 55s过滤时间:(q、2 qe)K(0.21 0.01)2(L 5 2145s 0.67h2 102过滤机的生产水平5.510.67 0.5_ 3 ,.4.71m /h3.某板框压滤机的过滤面积为0.6m2,在恒压下过滤某悬浮液,3

9、小时后得滤液60m3,假设滤饼不可压缩,且过滤介质可忽略不计,试求： 假设其他条件不变,过滤面积加倍,可得多少滤液？ 假设其他条件不变,过滤时间缩短1.5h,可得多少滤液？ 假设其他条件不变,过滤的压差加倍,可得多少滤液？ 假设在原表压下过滤3h,用4m3的水洗涤滤饼需多长时间？设滤液与水的性质相近.解：1)因过滤阻力忽略不计,包压过滤方程为:V2 KA2 ;A 2A 时,V 2 KA2V 2 A 2 V 2(2 0.6)2即：V2A2,6020.62一一 3解得：V 120m12)2V 2 KA2 V2 KA2V 2 V 21.5V2,6023解得：V 42.43m33、 P 2 PK p,

10、 K 2KV 2 KA2 ,V2 KA222_V_ K_ V_ 型 92,22V K 60 K一_ _3解得：V 84.85m4、洗涤时间:V2 KA2KA2V260231200dV dKA22V12002 60310m /h1.6h4.用小型板框压滤机对某悬浮液进行包压过滤试验,过滤压强差为150kPa,测得过滤常数k=2.5X 10-4m2/s, qe =0.02m3/m2.今拟用一转筒真空过滤机过滤该悬浮液,过滤介质与试验时相同,操作真空度为 60kPa,转速为0.5r/min,转 筒的浸没度为1/3.假设要求转筒真空过滤机的生产水平为 5m3滤液/h,试求转筒 真空过滤机的过滤面积.滤饼不可压缩.解：滤饼不可压缩,故K pp60604 2 ,K K 1.0 10 m /sp1501502 qeK e, e2 qeK0.02241.0 104sQ 60 . KA2(60 nen2) Ven5 60 ,1.0 10 4A2(60 1/3 0.5 4 0.52) 0.02A 0.5解得：A 3.597m23那么V2 Vl 11.3 8 3.3m应注意恒压过滤方程中V、是指从初始0起点 态计得的累积量3.含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降,理论上完全除去的粒子最小粒径为30m,现气体的额处理量增大1