化工原理第三章习题及答案新编

1、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3 .球形度中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、自由沉降的意思是 oA颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计

2、B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 oA等速运动段的颗粒降落的速度B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 oA滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的殳倍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、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

3、倍时同一过滤时刻所得滤液量A增大至原来的2倍B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 oA箱式叶滤机B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B随转鼓转动的转动盘C与转动盘紧密接触的固定盘D分配头D8、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oA dp=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

4、/71/3Cdp=（4V/91/2Ddp=（kV/?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 oA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 A只与dp, %, ；ut, r,心有关B只与dp, 3, Ut, r有关C只与dp,pp, ur , g有关D只与dp, %, Ut, r , k有关（题中ut气体的圆周速度，r旋转半径，k分离因数） 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

5、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有关现将转速度降低一半,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5m3/h（滤液） 其他条件不变，则其生产能力应为 oA 5m3/hB 2.5m3/hC 10m3/hD 3.54m3/hD14、要除去气体中含有的 5心50心的粒子。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 B15、等压过滤的滤液累积量q与过滤时间op的关系为16、过滤基本方程是基于推导出来的。滤液在过滤介质中呈湍流流动 滤液在过滤介质中呈

6、层流流动 滤液在滤渣中呈湍流流动 滤液在滤渣中呈层流流动17、一般而言，旋风分离器长、径比大及出入口截面小时，其效率 A高 B低 C大 D小18、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,D阻力A其过滤速率为原来的B 1/2 倍C)1/我 倍19、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m/s,则颗粒能在降尘室内分离的条件是:A L/u<H/ulB L/ut<H/uC L/ut2H/uD L/u*/ut20、A粒子沉降受到的流体阻力 恒与沉降速度的平方成正比 与颗粒的直径成正比oB与颗粒的表面积成正比D在滞

7、流区与沉降速度的一次方成正比21、板框压滤机中，最终的滤液流率是洗涤液流率的A 一倍B 一半C四倍D四分之一(ApE= Apw,a = w)C22、-Vp/V , V为非球形粒子的体积,Vp为球形粒子的体积球形度(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,ap为球形粒子的比表面积B*=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Nap/a , a为非球形粒子的比表面积 =6ap/( d)”，滤渣就是滤饼23、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A这两种说法都对B两种说法都不对C只有第一种

8、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 oA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，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。A 2 倍 B 1/2 倍 C 1/M2 倍 D 4 倍B27、回转真空过滤机洗涤速率与最终过滤速率之比为（）Al B 1/2 C 1/428、以下说法是正确的（）。A过滤速率与 S（过

9、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、不可压缩三、填空题（每题 2分）D 1/3AB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 B1、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20c升至50 C,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

10、粒时，若降尘室的高度增加一倍，则沉降时间 o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 o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 o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 A R增大至 A ?2=。2 A Pi11、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

11、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 qe=。 0.053513、最常见的间歇式过滤机有 和 o 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

12、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 o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 o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=oUT2/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速的 次方成正比。1/221、间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/k,此处V为 o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/ R 此处,尸表示一个操作循环所需的 。总时间23、一个过滤操作周期中，

13、过滤时间越长，生产能力越大”的看法是否正确？ 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o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/dq正比于 AP的次方。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o29、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。

14、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6 = Ap/A定义的球形度（此处下标 p代表球形粒子），最大值为 o ?越小则颗粒形状与球形相差越 o 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 o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o离心过滤离心沉降离心机33、在Stokes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”的看法是 ,过滤时间越短，生产能力越大”的看法是 o过滤时间有一个 值， 此时过滤机生产

15、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/So 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 =：、；KA2 n K =2.：p/r可见，影响因素有：转筒的转速、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

16、 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/ r（q+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dc及分割直径d50 ,可以表示旋风分离器的分离性能，回答dc与d50的含义是什么？dc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（6心）及滤饼特性（r）；操作

17、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250mmx 250mmx 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,试计算过滤常数 K。解：过滤面积 A = 8 2X0.25 >0.25 = 1.0 m2（2分）已知：1 = 8.75 minVi = 0.15 m3 -2 = 15 minV2 = 0.20 m 3V2+2VVe = KA2t（4 分）可得 0

18、.152+2 X0.15Ve = K 12X8.75（1）0.202+2 X0.20Ve = K 12X15（2）（1）、（2）式联立，解得 K = 0.0030 m2/min = 5.0 10<5 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1.96M05Pa。每一循环过滤15min得滤液2.91m3。过滤介质阻力不计。（1）该机生产能力为 4.8m3/h滤液，求洗涤、装拆总共需要的时间及过滤常数Ko（2）若压差降至9.81 104Pa,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,

19、转速为多少才可以维持生产能力不变？解：（1）V2=KA2t22即 2.91 =KX10 X15K=5.65X10-3 m2/min 又 Q= V/Et 即 4.8/60=2.91/ （15+tw+q） 0+©=21.4 min （4分） （2） V2=KA，A2= V2/Kt（4 分）（3） Q=4.8/60=0.2 >n （n-r/min）. n=0.4 r/min（2 分）3、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

20、问：（1）过滤至滤饼厚为21mm即停止，过滤时间是多少？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）二，2 + 2VVe = KA2t由题意得 1.312 + 2 X.31Ve = KA 2X10（a）1.9052 + 2 K905Ve = KA 2X20（b）（a）、（b）联立，解得 KA2= 0.2076 m6/min,Ve = 0.1374 m3 （3分） 又 A = 10 200.812 = 13.12m2 3 过滤终了时，共得滤放量 Ve = 13.12 0021/0.1 = 2.755 m 由 2.7552 + 2 X755 0.1374

21、 = 0.2076t e,tE = 40.2 min（3分）（2）生产能力=nVE /（tE+tw+t 辅）=0.1 %755/（40.2+45） =3.23 10-3 m3/min = 0.194 m 3/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=0.01m3/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

22、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（ m3）滤饼计）。解：（1）所需过滤时间 22A=0.81 X2>8=49.86m 一 _ 2 2Vc=0.81 X0.025 38=0.6233m 1212q 2qqe =j 0.15632 0.1563 0.01 =551sK5 10（4分） （2）洗涤时间= 0.1 0.1 563 49. 86 /工为 74 S0 （4 分）6 （3）生产能力q 0.6233M3600=1.202丁3（滤饼）/h （2 分）551 418 15 605、用板框过滤机过滤某悬浮液，一个操作周期内过滤20分钟后共得滤液4m3 （滤饼不可压缩，介质阻力可略）。若在一个周期内共用去辅助时间30分钟，求：(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)，该机生产能力提高了多少？解：滤饼不洗涤(2) 4 分(3) 6 分6、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 0.75m3,且过滤面积为 1m2,恒压过滤常数 K=5*10 -3m2/s。若要再得滤液体积 0.75m3,则又需过滤时间为多少？解：由q2+2qeq =