化工原理第三章题库

1、沉降与过滤一章习题和答案一、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 C 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 mPa s ; 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卩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_。DA 2 30 m. B。1/2 3 m .30 m. °。逅 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

2、.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。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

3、许的最小直径；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，则过滤速率为原来的_。BA.

4、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；B.过滤速率与 A成正比；C.过滤速率

5、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;C.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

6、，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3600卅巾，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

7、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和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

8、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11 X 6X 4 m,沿沉降

9、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150C，沉降室烟气流量 12500m3标准）/ h,试核算沿降室能否沉降35卩m以上的尘粒。已知 P 尘粒=1600 kg/m3 ,p 烟气=1.29 kg/m，烟气=0.0225cp解：设沉降在滞流状态下进行，Re v 1，且因p尘粒>> p烟气，故斯托克斯公式可简化为：U0 = d尘粒2 p尘粒g/18 烟气=（35 X 10-6）2X 1600X 9.81/ （18 X 2.25X 10-5）=0.0474 m/s 證检验：Re = d 尘粒U0 p烟气/ 烟气=35 X 10-6X 0.0474 X 1.

10、29/（2.25 X 10-5）=0.095 v 1故采用计算式正确，则35mm以上粒子的沉降时间为：0 沉降=2/0.0474 = 42.2s又，烟气流速 u = (12500/(4 X 6X 3600) X (273+150) /273=0.224 m/s烟气在沉降室内停留时间：0停留=11/0.224 = 49.1s即0停留0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：卩油品=d钢球2( p钢球-p油品 )g/(18 u 钢球)=(0.0025)

11、2 X (7900-900) X 9.81/(18 X 0.005)=4.77Pa?s验算：Re = d钢球u钢球p油品/卩油品=0.0025 0.005 900/4.77=2.36 X 10-3 v 1假设正确 3、直径为30 m的球形颗粒，于大气压和20C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.320C 的水：1CP ,1000kg/m气体的密度为1.2kg/m 3 (有效重量指重力减浮力)解：.（.， 气）g(亠1.2)g (它 1000)g1.6解得：s 2665kg / m3 设球形颗粒在

12、水中的沉降为层流 d2( s 1)g18 1du°1u01（30,则在水中沉降速度：10 6)2(2665 1000) 9.81Re1校核：假设正确.则此颗粒在气体中的沉降速度为18 10 330 10 6 8.17 10 4 100010 38.17 10 4m/s0.0245v 11.6u0288u0188 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33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

13、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？解：(1)设沉降区为滞流，则因为 s 则u0(10 10 6)2 3000 9.814.67m m/s18 0.035 10Re0du010 10 6 4.67 10 3 0.56.67 10 40.035 101假设正确由降尘室的分离条件，有L 4.6 10 36u u 00.28m /sH0.1（2） V20A uj 20 6 3 4.67 10 3 3600 =6052 3 m3/h33（3） V A u0 6 3 4.67 10 3 3600 302.6m 3/h可见加隔板可提

14、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。20层，用来除去烟气中75 m0.03 mPa s，尘粒密度为5、一降尘室，长5m，宽3m，高4m，内部用隔板分成 以上的颗 粒。已知烟气密 度为0.6 kg/m'，粘度为 4300 kg / m'，试求可处理的烟气量。3解：d 75 10 6m s 43°°kg/m0.6kg/m30.03 10 3 Pa s设沉降区为层流，则d2（）g180.44m /s(75 10 6)2(4300 0.6) 9.8118 0.03 10dunRe75 10 6 0.44 0.60.66 10.03 10验算故假

15、设正确3总处理量为nujA 20 0.44 5 3 132m /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°.9kg/m，粘3度°.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 300m生产能力的计算式为qAu注意式中u。为能100%除去的最小颗粒的沉降速度，而A应为总沉降面积。q36000/3600 门 ccc ,u0.033m/s解出A 300设沉降区为层流，则有2.06 10 5

16、m18 0.03 10 3 0.033:(4300 0.9) 9.8150.02 1d .unD 2.06 10 50.033 0.9验算R& = u0.03 10 3Th 1 Ti U H 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。已知每获诣滤液得滤饼0.05m3,操作条件下过滤常数523.3 10 m /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，则框数和框厚分别为多少？解: (1)Ve02所以VKA2

17、12A= 3.310 51.53600 =28.43m(2) A= n2 11所以=14.2取15个qn 11q.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 nV( m.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=KT2 2过滤面积A

18、=5 X 0.2 X 2=0.4 m单位过滤面积上的滤液量q=V/A=80X 10-3/0.4=0.2 m 3/m2过滤常数K= q2/ t =0.2 2/2=0.02 m 2/h过滤终了时的速率(dq/d t ) e=&2 q=0.02/(2 X 0.2)=0.05 m/h洗涤速率(dq/d t )w=0.5 (dq/d t )e=0.5 x 0.05=0.025 m/h(2) Ap' =2Ap时的生产能力因滤饼不可压缩，所以 K =KA p' / A p=2K=2X 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t = q ' /K' =q/K=0.2 70.04=1 h3生产能力 Q=V /( t +t w+ t d)= 0.08/(1+0.5+0.5)=0.04 m滤液/h9、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1mi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 干m.解：当 120 m in 时,q 1 = 0.197m 3/m?2 40m in 时，q 2 = 0.