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>,< ,=Ut 二'18N ,由于水的粘度大于空气的粘度,所以U1 <U2d2g.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

2、气体在降尘室中除尘,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,可100%除去的最小粒径dmin0 增大、减小、不变答：减小、减小、增大,减小.Ut=. 4dg 、3P- ,压强增加,气体的密度增大,故沉降速度减小,p ,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.dmin最小粒径在斯托克斯区Yg(Ps-p),沉降速度下降,故最小粒径减小.18ut4 . 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P2,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

3、：Pi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T ,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) s = 0,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,丁=r ；3) s=1,压差提升一倍,其他条件不变,L=r ；1) 0. 5; 2) 0.707; 3) 1"/(如尸,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

4、时走过的距离L的定量关系为 ,洗涤速率(d9 W、当E和终了时的过滤速率 d9 的定量关系为.1dV 1 dV二 A)W (L=.5.30.5m/s答案：N 2 ； Lw = 2L ； ( de)W = 4( de8 .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 =4 6 5K牝忽略介质阻力9 .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 km,具沉降速度为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

5、速不能超过 m/s3 .理由：1最大生产水平V =11 5 2.5 0.01 = 1.375m /sV 1.375u = = =0.5m/s最大流速 H b 1.1 2.5或：u U0 u 0.0110.包压过滤时,过滤面积不变,当滤液粘度增加时,在相同过滤时间内,过滤 常数K将变,滤液体积将变.答：小,小K = 2k p1 : k = -p-Prv ,粘度增加,故K变小； 2V Ve =38露,滤液体积减小.二、选择题1 .以下说法正确的选项是.A 过滤速率与过滤面积成正比C 过滤速率与滤液体积成正比答案：B分析：可由过滤根本方程直接求得2 .用板框过滤机进行包压过滤,B 过滤速率与过滤面积

6、的平方成正比D 过滤速率与滤布阻力成正比2dV _ _KA_dT - 2(VVe)假设介质阻力可忽略不计,过滤20min可得滤液8m3,假设再过滤20min可再得滤液.A 8m3B 4m3C 3.3m3D 11.3m3答案:C分析:由恒压过滤方程将3 =20min % =8m3代入,得KA28220由题知 Ve=Q那么有 v2=KA2812 40 =11.3m3 . 20V2 = KA2-=那么 62=40min 时 2一 一 一 一 3贝JV2 -V1 =11.3-8 -3.3m3应注意恒压过滤方程中V、日是指从初始(.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

7、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倍,那么该降尘室理论上能完全除去的最 小粒径为.A 2X30 pm B 1/2X30 m C 30 mD 21/2X30 m答案：D分析：降尘室最大处理量Vs与能被完全除去最小颗粒的沉降速度 ut有以下关d2：gut 二18d. ming1；)腔乂4 .下面哪个是过滤的推动力A 液体经过过滤机的压强降;B滤饼两侧的压差;C介质两侧的压差;D介质两侧的压差加上滤饼两侧的压差答：D5 .恒压过滤时,当过滤时间增加1倍那么过滤速率为原来的 .(介质阻力可忽略,滤饼不可压缩)A 21/2 倍B 2-1/2 倍 C 2 倍D 1/2 倍答案：B

8、2分析：包压过滤方程为：q +2qqe=K8(a)dq _ K过滤根本方程为di 2(q.qe)(b)将qe=°代入两式,然后再将(a)代入(b)有6 .降尘室的生产水平取决于 .A 降尘面积和降尘室高度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 降尘室的宽度和长度 答：B7 .对标准旋风别离器系列,以下说法哪一个是正确的A 尺寸大,那么处理量大,但压降大；B尺寸大,那么别离效率高,但压降小；C 尺寸小,那么处理量小,但别离效率高；D 尺寸小,那么别离效率差,但压降大答：C8 .设降尘室的长、宽、高分别为 L、S、H 单位均为

9、m,颗粒的沉降速度为 ut m/s,气体的体积流量为Vs,那么颗粒能在降尘室别离的条件是 .A H/ut>LbH/Vs;B H/ut<LbH/Vs;C L/ut< LbH/Vs；D 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 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 U随颗粒在离心力场中的位置R而变.而重力沉降速度 ¥ut与位置无关.由于决定

10、ur的是离心加速度 R ,它是一个变量,与位置有关.而决定ut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、Be.解：1、所需滤框数由的过滤时间和相应的滤液体积

11、, 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又 A =2 0.6352n实取23个框,那么实际过滤面积为：2、过滤常数K、qe及Be根据恒压过滤方程式确定过滤常数 K、Ve,恒压过滤方程式与题给恒压过滤方程相比可得,32Ve =1 Ve -0.5m2.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 空度为8X10Pa,测出qe为0.01m3/m2, Be为20s,且知每获1升滤液,便在 滤叶外表积累1mm厚的滤渣,今选用板框过滤机在 3.2X10真空度为 8M104Pa,即 Ap=8M10 PaPa的表压下过滤该

12、悬浮液,所用过滤介质与实验相同,该压滤机滤框为正方形,其边长为810mm,框厚为42mm,共20个框,滤饼不可压缩.试求： 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 9过滤面积：A=2l2n= 2 0.812 20 = 26.24m2222滤饼体积：Vc =l bn =0.81 0.042 20 =0.551m滤液体积V*一些=5.5而0.1过滤时间:r _ (q qe)2一 K2(0.21 0.01)2 10一5 = 2145s = 0.67h2过滤机的生产水平3.某板框压滤机的过滤面积为0.6m；在恒

13、压下过滤某悬浮液,3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 =KA2e；A'=2A 时,v'2 =KA')V 2 A 2 V 2 _ (2 0.6)2 即：V2 - A2 ,602 0.62解得：V =120m3112)2解得：V.=42.43m33、%'=2即解得：V=84.85m34、