化工原理第三章題庫(kù)

1、沉降與過(guò)濾一章習(xí)題及答案一、選擇題1、一密度為7800 kg/m3的小鋼球在相對(duì)密度為 1.2的某液體中的自由沉降速度為在 20C水中沉降速度的1/4000，則此溶液的粘度為 _（設(shè)沉降區(qū)為層流）。DA 4000 mPa- s; B 40 mPa- s ; C 33.82 Pa s; D 3382 mPa-s2、 含塵氣體在降塵室內(nèi)按斯托克斯定律進(jìn)行沉降。理論上能完全除去30卩m的粒子，現(xiàn)氣體處理量增大1倍，則該降塵室理論上能完全除去的最小粒徑為二DA. 2 x30pm ； b。1/2 漢 3pm ； c。30pm ； d。 p：30ym3、降塵室的生產(chǎn)能力取決于 _。 BA沉降面積和降塵室高

2、度；B.沉降面積和能100滁去的最小顆粒的沉降速度；C.降塵室長(zhǎng)度和能100%余去的最小顆粒的沉降速度；D.降塵室的寬度和高度。4、 降塵室的特點(diǎn)是。DA. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流體阻力小，分離效率高，但體積龐大；B. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分離效率高，但流體阻力大，體積龐大；C. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分離效率高，體積小，但流體阻力大；D. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流體阻力小，但體積龐大，分離效率低5、 在降塵室中，塵粒的沉降速度與下列因素?zé)o關(guān)。CA.顆粒的幾何尺寸B.顆粒與流體的密度C.流體的水平流速；D.顆粒的形狀6、 在討論旋風(fēng)分離器分離性能時(shí)，臨界粒徑這一術(shù)語(yǔ)是指二CA.旋風(fēng)分離器效率最高時(shí)的旋風(fēng)分離器的直徑；B.旋風(fēng)分離器允許的

3、最小直徑；C.旋風(fēng)分離器能夠全部分離出來(lái)的最小顆粒的直徑；D.能保持滯流流型時(shí)的最大顆粒直徑7、 旋風(fēng)分離器的總的分離效率是指_o DA.顆粒群中具有平均直徑的粒子的分離效率；B.顆粒群中最小粒子的分離效率 ；C.不同粒級(jí)（直徑范圍）粒子分離效率之和；D.全部顆粒中被分離下來(lái)的部分所占的質(zhì)量分率8、 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器系列，下述說(shuō)法哪一個(gè)是正確的_。CA.尺寸大，則處理量大，但壓降也大；B.尺寸大，則分離效率高，且壓降?。籆.尺寸小，則處理量小，分離效率高；D.尺寸小，則分離效率差，且壓降大。9、 恒壓過(guò)濾時(shí)，如濾餅不可壓縮，介質(zhì)阻力可忽略，當(dāng)操作壓差增加1倍，則過(guò)濾速率為原來(lái)的_。 BA. 1

4、 倍；B. 2 倍；C.、2 倍；D.1/2 倍10、助濾劑應(yīng)具有以下性質(zhì) _。BA.顆粒均勻、柔軟、可壓縮_; B.顆粒均勻、堅(jiān)硬、不可壓縮；C.粒度分布廣、堅(jiān)硬、不 可壓縮；D.顆粒均勻、可壓縮、易變形11、助濾劑的作用是_o BA. 降低濾液粘度，減少流動(dòng)阻力；B. 形成疏松餅層，使濾液得以暢流；C. 幫助介質(zhì)攔截固體顆粒；D. 使得濾餅密實(shí)并具有一定的剛性12、 下面哪一個(gè)是轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)的特點(diǎn)_o BA.面積大，處理量大；B.面積小，處理量大；C.壓差小，處理量?。籇.壓差大，面積小13、以下說(shuō)法是正確的 _。BA.過(guò)濾速率與A（過(guò)濾面積）成正比；B.過(guò)濾速率與A成正比；C.過(guò)濾速率

5、與濾液體 積成正比；D.過(guò)濾速率與濾布阻力成反比14、 恒壓過(guò)濾，如介質(zhì)阻力不計(jì)，過(guò)濾壓差增大一倍時(shí)，同一過(guò)濾時(shí)刻所得濾液量上CA.增大至原來(lái)的2倍；B.增大至原來(lái)的4倍；C.增大至原來(lái)的 、倍；D.增大至 原來(lái)的1.5倍15、過(guò)濾推動(dòng)力一般是指 _o BA.過(guò)濾介質(zhì)兩邊的壓差；B.過(guò)濾介質(zhì)與濾餅構(gòu)成的過(guò)濾層兩邊的壓差；C.濾餅兩面的壓差；D.液體進(jìn)出過(guò)濾機(jī)的壓差16、 恒壓板框過(guò)濾機(jī)，當(dāng)操作壓差增大1倍時(shí)，則在同樣的時(shí)間里所得濾液量將_（忽略介質(zhì)阻力）。AA.增大至原來(lái)的2倍；B.增大至原來(lái)的 2倍;C.增大至原來(lái)的 4倍；D.不變二、填空題1、一球形石英顆粒，分別在空氣和水中按斯托克斯定律

6、沉降，若系統(tǒng)溫度升高，則其在水中的沉降速度將在空氣中的沉降速度將 _。下降，增大2、 在滯流（層流）區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的-次方成正比。23、 降塵室的生產(chǎn)能力與降塵室的_和（）_有關(guān)。長(zhǎng)度 寬度4、 已知某沉降室在操作條件下的氣體流率為3600m/h，沉降室長(zhǎng)、寬、高尺寸為L(zhǎng)b H =5 3 2,則其沉降速度為 m/s。0.0675、 在除去某粒徑的顆粒時(shí)，若降塵室的高度增加一倍，氣流速度j減少一倍6、 若降塵室的高度增加，則沉降時(shí)間_，氣流速度_，生產(chǎn)能力_。增加；下降；不變7、 一降塵室長(zhǎng)8m寬4m高1.5m，中間裝有14塊隔板，隔板間距為 0.1m?，F(xiàn)顆粒最小 直徑為12m,其

7、沉降速度為0.02 m/s，欲將最小直徑的顆粒全部沉降下來(lái)，則含塵氣 體的最大流速不能超過(guò) m/s。 1.68、 在旋風(fēng)分離器中，某球形顆粒的旋轉(zhuǎn)半徑為0.4 m,切向速度為15 m/s。當(dāng)顆粒與流體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)屬層流時(shí)，其分離因數(shù)Kc為上579、 選擇旋風(fēng)分離器型式及決定其主要尺寸的根據(jù)是_。氣體處理量，分離效率，允 許壓降10、 通常，_非均相物系的離心沉降是在旋風(fēng)分離器中進(jìn)行，_懸浮物系一般可在旋液分離器或沉降離心機(jī)中進(jìn)行。氣固；液固 一11、 已知q為單位過(guò)濾面積所得濾液體積V/A, qe為Ve/A , Me為過(guò)濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液體積（濾液體積為ve時(shí)所形成的濾餅層的阻力等于過(guò)濾介質(zhì)的阻力

8、），在恒壓過(guò)濾時(shí)，測(cè)得 V q=3740q+200 則過(guò)濾常數(shù) K = （ ）。0.00053512、 實(shí)現(xiàn)過(guò)濾操作的外力可以是、_或。重力；壓強(qiáng)差；慣性離心力13、 在餅層過(guò)濾中，真正發(fā)揮攔截顆粒作用的主要是如不是_。濾餅層；過(guò)濾介質(zhì)14、對(duì)恒壓過(guò)濾，當(dāng)過(guò)濾面積增大一倍時(shí)，如濾餅可壓縮，則過(guò)濾速率增大為原來(lái)的 倍。四15、用板框式過(guò)濾機(jī)進(jìn)行恒壓過(guò)濾操作，隨著過(guò)濾時(shí)間的增加，濾液量，生產(chǎn)能力。增加；不變16、 對(duì)恒壓過(guò)濾，介質(zhì)阻力可以忽略時(shí)，過(guò)濾量增大一倍，則過(guò)濾速率為原來(lái)的。 二分之一三、計(jì)算題1、某一鍋爐房的煙氣沉降室，長(zhǎng)、寬、高分別為11 X 6X4 m,沿沉降室高度的中間加一層隔板，故

9、塵粒在沉降室內(nèi)的降落高度為2m。煙氣溫度為150C，沉降室煙氣流量12500m3標(biāo)準(zhǔn)）/h,試核算沿降室能否沉降35卩m以上的塵粒。已知 p 塵粒=1600 kg/m3， P 煙氣=1.29 kg/m,卩煙氣=0.0225cp 解：設(shè)沉降在滯流狀態(tài)下進(jìn)行，Re v 1,且因p塵粒 p煙氣，故斯托克斯公式可簡(jiǎn)化為：2u0= d塵粒 P 塵粒 g/18 卩煙氣=（35 X 10-6）2X 1600X 9.81/ （18X 2.25X 10-5）=0.0474 m/s檢驗(yàn)：Re = d塵粒U0 p煙氣/卩煙氣=35 X 10-6X 0.0474 X 1.29/（2.25 X 10-5）=0.095

10、V 1故采用計(jì)算式正確，則35mm以上粒子的沉降時(shí)間為：0 沉降=2/0.0474 = 42.2s又，煙氣流速 u = (12500/(4 X 6X 3600) X ( 273+150) /273 =0.224 m/s煙氣在沉降室內(nèi)停留時(shí)間：0停留=11/0.224 = 49.1s即0停留 0沉降/ 35mm以上塵粒可在該室沉降2、相對(duì)密度7.9，直徑2.5 mm的鋼球，在某粘稠油品(相對(duì)密度 0.9)中以5mm/s的速度 勻速沉降。試求該油品的粘度。解：設(shè)沉降以滯流狀態(tài)進(jìn)行，則：油品=d鋼球2 (p鋼球-p油品 )g/(18 u鋼球)=(0.0025)2X (7900-900) X 9.81

11、/(18 X 0.005)=4.77Pa?s驗(yàn)算：Re=d 鋼球u鋼球p油品/1油品=0.0025 0.005 900/4.77= 2.36X 10-3 V 1假設(shè)正確3、 直徑為30的球形顆粒，于大氣壓及20 C下在某氣體中的沉降速度為在水中沉降速度 的88倍，又知此顆粒在此氣體中的有效重量為水中有效重量的1.6倍。試求此顆粒在此氣 體中的沉降速度.20C 的水：A =1CP , P=1000kg / m3氣體的密度為1.2kg/m 3 (有效重量指重力減浮力)解：/(； -:水)g 二空山1.6(：-s -1000) g = C s T.2)g1.63解得：撫=2665kg / m設(shè)球形顆

12、粒在水中的沉降為層流，則在水中沉降速度U01 -d2(Ps Pjg(30沢10)2( 26651000)9 .8118 匯 1030 10“ 8.17 10，1000 0.0245V 11&Udu01校核：假設(shè)正確.則此顆粒在氣體中的沉降速度為10”= 8.17 10m/sU02 = 88U01 = 88 0.0245 = 2.16m/s4、有一降塵室，長(zhǎng) 6m寬3m,共20層，每層100mm用以除去爐氣中的礦塵，礦塵33密度；s = 3000kg / m，爐氣密度O.cg/m，粘度0.035m Pa s，現(xiàn)要除去爐氣中10Jm以上的顆粒，試求：(1) 為完成上述任務(wù)，可允許的最大氣流速度為多

13、少？(2) 每小時(shí)最多可送入爐氣若干？(3) 若取消隔板，為完成任務(wù)該降塵室的最大處理量為多少？解：（1 ）設(shè)沉降區(qū)為滯流，則dU0 二仁2 則因?yàn)開(kāi)6 2(10 10 )3000 9.81u034.67mm/s18X0.035X10,_6_3du。10 104.67 100.54二0.035 10”由降塵室的分離條件，有3L 4.6X10 乂 6u =u 00.28 m/sH0.1假設(shè)正確Re06.67 10：13m /h（2）V =20Au0 =20X6X3X4.67X10 3600 =6052.333（3） V =Au =6 3 4.67 103600 =302.6m /h可見(jiàn)加隔板可提

14、高生產(chǎn)能力，但隔板間距不能過(guò)小，過(guò)小會(huì)影響出灰和干擾沉降。5、一降塵室，長(zhǎng)5m，寬3m，高4m，內(nèi)部用隔板分成 20層，用來(lái)除去煙氣中 75叩以上的顆粒。已知煙氣密度為0.6 kg/m3，粘度為0.03 mPa s，塵粒密度為4300 kg/m3，試求可處理的煙氣量。解：d =75 10 m：、s = 4300kg/m3 333=0.6kg/m - 0.03 10 Pa s設(shè)沉降區(qū)為層流，則d 2 (門-門gu018J(75 10(4300-0.6) 9.81二 0.44m/sRe。18 0.03 10止duH 士耳亠昭門0.03 10止巴、qv =nuoA =20 0.44 5 3 =132

15、m /s故假設(shè)正確36、一降塵室長(zhǎng)5m寬3m高4m,內(nèi)部用隔板分成20層，用來(lái)回收含塵氣體中的球形 固體顆粒，操作條件下含塵氣體的流量為36000m /h，氣體密度p = 0.9kg/m，粘3度亠-0.03mPa s。塵粒密度宀=4300kg/m3，試求理論上能100%除去的最小顆粒直徑。解：降塵室總面積 A = 20 5 3 = 300m2生產(chǎn)能力的計(jì)算式為qv =Au0注意式中u0為能100%除去的最小顆粒的沉降速度，而A應(yīng)為總沉降面積。u0 =qv =36000/3600 =0.033m/s解出A300設(shè)沉降區(qū)為層流，則有U0 =d rin ( Ps P ) g18kd min18 u

16、0(Qs _Rg18衛(wèi)攻0 一連33 =2.06燈0冷(4300-0.9) 9.81dminUop 2.06 10-50.033 0.9驗(yàn)算Re0 = u0.03 10”= 0.02 ：:1故假設(shè)正確o7、在 202.7kPa(2atm) 濾1.5h，濾餅不需洗滌。52 .操作壓力下用板框過(guò)濾機(jī)處理某物料，操作周期為3h，其中過(guò)已知每獲 1nf濾液得濾餅0.05m3,操作條件下過(guò)濾常數(shù)3.3 10m-/s，介質(zhì)阻力可忽略，濾餅不可壓縮。試計(jì)算：(1) 若要求每周期獲0.6m3的濾餅，需多大過(guò)濾面積？(2) 若選用板框長(zhǎng) 寬的規(guī)格為1m 1m，則框數(shù)及框厚分別為多少？0.63V12m0.05Ve

17、=02-KA 二 12A= . K r = 3.3 10(2) A=n 2 11n _ A _n 所以 2qv 二 n 1 1 j.解: ( 1) 所以V2521.5 3600 =28.43m28.432=14.2 取 15 個(gè)0.6所以 n =15 =0.04 m應(yīng)注意每個(gè)框的兩側(cè)都有濾布，故計(jì)算面積時(shí)要在n個(gè)框面積的基礎(chǔ)上再乘以2。8、一小型板框壓濾機(jī)有5個(gè)框，長(zhǎng)寬各為 0.2 m,在300 kPa(表壓)下恒壓過(guò)濾2 h，濾餅充滿濾框，且得濾液80 L,每次洗滌與裝卸時(shí)間各為0.5 h。若濾餅不可壓縮，且過(guò)濾介質(zhì)阻力可忽略不計(jì)。求：(1)洗滌速率為多少 m( n2.h)? (2)若操作壓

18、強(qiáng)增加一倍，其它條件不變，過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力為多少？解：(1 )洗滌速率因過(guò)濾介質(zhì)阻力可忽略不計(jì)，即q2=Kr過(guò)濾面積A=5X 0.2 2 X 2=0.4 m2單位過(guò)濾面積上的濾液量q=V/A=80X 10-3/0.4=0.2mi/m2過(guò)濾常數(shù)K= q2/ t =0.2 2/2=0.02 m/h過(guò)濾終了時(shí)的速率(dq/d t )E=K2q=0.02/(2 X 0.2)=0.05 m/h洗滌速率(dq/d t ) w=0.5 (dq/d t ) e=0.5 x 0.05=0.025 m/h(2) A p =2A p時(shí)的生產(chǎn)能力因?yàn)V餅不可壓縮，所以 K =KA p/A p=2K=2X 0.02=0.04 m/h因在原板框壓濾機(jī)過(guò)濾，懸浮液濃度未變，則當(dāng)5個(gè)板框充滿濾餅時(shí)所得濾液量仍為V =0.08 m3,故此時(shí)所用的過(guò)濾時(shí)間為t = q 2/K二q/K=0.2 2/0.04=1 h生產(chǎn)能力 Q=V /( T +t w+ T d)=0.08/(1+0.5+0.5)=0.04m3 濾液/h9、在一板框過(guò)濾機(jī)上過(guò)濾某種懸浮液，在 1atm表壓下20分鐘在每1&過(guò)濾面積上得 到0.197m3的濾液，再過(guò)濾20分鐘又得濾液0.09m3。試求共過(guò)濾1小時(shí)可得總濾液量為 若干m?.解：當(dāng) p =20 min 時(shí)，q! = 0.197m3/m2 誓=40min 時(shí),q2 = 0.197+