化工原理流體通過顆粒層的流動

1、 化工原理-第四章-流體通過顆粒層的流動一、單選擇題（每題2分）1、板框壓濾機中（ ）。 A 框有兩種不同的構(gòu)造 B 板有兩種不同的構(gòu)造 C 框和板都有兩種不同的構(gòu)造 D 板和框都只有一種構(gòu)造 B 2、助濾劑應(yīng)具有以下性質(zhì)（ ）。 A 顆粒均勻、柔軟、可壓縮 B 顆粒均勻、堅硬、不可壓縮 C 粒度分布廣、堅硬、不可壓縮 D 顆粒均勻、可壓縮、易變形 B3、對于恒壓過濾_。 A 濾液體積增大一倍則過濾時間增大為原來的Ö2倍 B 濾液體積增大一倍則過濾時間增大至原來的2倍 C 濾液體積增大一倍則過濾時間增大至原來的4倍 D 當介質(zhì)阻力不計時,濾液體積增大一倍,則過濾時間增大至原來的4倍

2、D4、恒壓過濾時，如介質(zhì)阻力不計，濾餅不可壓縮，過濾壓差增大一倍時同一過濾時刻所得濾液量_ 。 增大至原來的2倍 增大至原來的4倍增大至原來的倍 增大至原來的1.5倍 C5、以下過濾機是連續(xù)式過濾機_。 箱式葉濾機 真空葉濾機 回轉(zhuǎn)真空過濾機 板框壓濾機 C6、過濾推動力一般是指_。 過濾介質(zhì)兩邊的壓差 過濾介質(zhì)與濾餅構(gòu)成的過濾層兩邊的壓差 濾餅兩面的壓差 液體進出過濾機的壓差 B7、回轉(zhuǎn)真空過濾機中是以下部件使過濾室在不同部位時，能自動地進行相應(yīng)的不同操作：_。 轉(zhuǎn)鼓本身 隨轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動盤 與轉(zhuǎn)動盤緊密接觸的固定盤 分配頭 D8、非球形顆粒的當量直徑的一種是等體積球徑，它的表達式為 _。

3、A dp6V/A 此處V為非球形顆粒的體積，A為非球形顆粒的表面積 B dp(6V/p)1/3 C dp(4V/p)1/2 D dp(kV/p)1/3 (k為系數(shù)與非球形顆粒的形狀有關(guān)) B9、恒壓過濾時， 如濾餅不可壓縮，介質(zhì)阻力可忽略，當操作壓差增加1倍，則過濾速率為原來的 。 BA. 1 倍； B. 2 倍； C.倍； D.1/2倍10、助濾劑應(yīng)具有以下性質(zhì) 。B A. 顆粒均勻、柔軟、可壓縮; B. 顆粒均勻、堅硬、不可壓縮; C. 粒度分布廣、堅硬、不可壓縮; D. 顆粒均勻、可壓縮、易變形11、助濾劑的作用是 。BA 降低濾液粘度，減少流動阻力；B 形成疏松餅層，使濾液得以暢流；C

4、 幫助介質(zhì)攔截固體顆粒；D 使得濾餅密實并具有一定的剛性12、下面哪一個是轉(zhuǎn)筒真空過濾機的特點 。B A面積大，處理量大；B面積小，處理量大；C壓差小，處理量??；D壓差大，面積小13、以下說法是正確的 。B A. 過濾速率與A(過濾面積)成正比; B. 過濾速率與A2成正比; C. 過濾速率與濾液體積成正比; D. 過濾速率與濾布阻力成反比14、恒壓過濾，如介質(zhì)阻力不計，過濾壓差增大一倍時，同一過濾時刻所得濾液量 。C A. 增大至原來的2倍; B. 增大至原來的4倍; C. 增大至原來的倍; D. 增大至原來的1.5倍15、過濾推動力一般是指 。 B A過濾介質(zhì)兩邊的壓差；B. 過濾介質(zhì)與濾

5、餅構(gòu)成的過濾層兩邊的壓差; C. 濾餅兩面的壓差; D. 液體進出過濾機的壓差16、恒壓板框過濾機，當操作壓差增大1倍時，則在同樣的時間里所得濾液量將 （忽略介質(zhì)阻力） 。 AA增大至原來的倍； B增大至原來的 2倍 ； A17、回轉(zhuǎn)真空過濾機的過濾介質(zhì)阻力可略去不計，其生產(chǎn)能力為5m3/h（濾液）。現(xiàn)將轉(zhuǎn)速度降低一半，其他條件不變,則其生產(chǎn)能力應(yīng)為_。 A 5m3/h B 2.5m3/h C 10m3/h D 3.54m3/h D18、等壓過濾的濾液累積量q與過濾時間的關(guān)系為_。 B19、過濾基本方程是基于_推導出來的。 A 濾液在過濾介質(zhì)中呈湍流流動 B 濾液在過濾介質(zhì)中呈層流流動 C 濾

6、液在濾渣中呈湍流流動 D 濾液在濾渣中呈層流流動 D 20、一般而言，旋風分離器長、徑比大及出入口截面小時，其效率 ，阻力 。 A 高 B 低 C 大 D 小 A18、在板框過濾機中，如濾餅不可壓縮，介質(zhì)阻力不計，過濾時間增加一倍時，其過濾速率為原來的_。 A 2倍 B 1/2倍 C)1/倍 D 4倍 C21、板框壓濾機中，最終的濾液流率是洗滌液流率的 _。（pE=pw，=w） 一倍 一半 四倍 四分之一 C22、球形度（形狀系數(shù)）恒小于或等于1，此值越小，顆粒的形狀離球形越遠，球形度的定義式可寫為_。 A F=Vp/V ，V為非球形粒子的體積， Vp 為球形粒子的體積 B F=Ap/A ，A

7、為非球形粒子的表面積, Ap為與非球形粒子體積相同的球形粒子的表面積 C F=ap/a ，a 為非球形粒子的比表面積, ap 為球形粒子的比表面積 D F=6ap/(pd) B23、“在一般過濾操作中，實際上起到主要介質(zhì)作用的是濾餅層而不是過濾介質(zhì)本身”，“濾渣就是濾餅”則_。 這兩種說法都對 兩種說法都不對 只有第一種說法正確 只有第二種說法正確 A26、在板框過濾機中，如濾餅不可壓縮，介質(zhì)阻力不計，黏度增加一倍時，對同一q值，過濾速率為原來的 _。A 2倍 B 1/2倍 C 1/倍 D 4倍 B27、回轉(zhuǎn)真空過濾機洗滌速率與最終過濾速率之比為（ ）。 A l B 1/2 C 1/4 D 1

8、/3 A 28、以下說法是正確的（ ）。 A 過濾速率與S(過濾面積)成正比 B 過濾速率與S2成正比 C 濾速率與濾液體積成正比 D 過濾速率與濾布阻力成反比 B二.填空題（每題2分）1、已知q為單位過濾面積所得濾液體積V/A，qe為Ve/A，Ve為過濾介質(zhì)的當量濾液體積(濾液體積為Ve時所形成的濾餅層的阻力等于過濾介質(zhì)的阻力)，在恒壓過濾時，測得 t/q=3740q+200 則過濾常數(shù)K = （ ）。 0.0005352、實現(xiàn)過濾操作的外力可以是 、 或 。重力；壓強差；慣性離心力3、在餅層過濾中，真正發(fā)揮攔截顆粒作用的主要是 而不是 。濾餅層；過濾介質(zhì)4、對恒壓過濾，當過濾面積增大一倍時

9、，如濾餅可壓縮，則過濾速率增大為原來的 倍。 四5、用板框式過濾機進行恒壓過濾操作，隨著過濾時間的增加，濾液量 ，生產(chǎn)能力 。增加；不變6、對恒壓過濾，介質(zhì)阻力可以忽略時，過濾量增大一倍，則過濾速率為原來的 。 二分之一7、 沉降操作是指在外力場作用下，利用分散相和連續(xù)相之間的密度差異，使之發(fā)生相對運動而實現(xiàn)非均相混合物分離的操作。8、用板框過濾機過濾某種懸浮液。測得恒壓過濾方程為（的單位為s），則K為 m2/s，qe為 m3/ m2，為 s。，0.01， 2.59、在過濾的大部分時間中， 起到了主要過濾介質(zhì)的作用。 濾餅 10、過濾介質(zhì)阻力忽略不計，濾餅不可壓縮，則恒速過濾過程中濾液體積由V

10、l增多至V2=2Vl時，則操作壓差由Pl增大至P2= 。 2Pl 11、已知q為單位過濾面積所得濾液體積V/S，qe為Ve/S，Ve為過濾介質(zhì)的當量濾液體積(濾液體積為Ve時所形成的濾餅層的阻力等于過濾介質(zhì)的阻力)，在恒壓過濾時，測得 t/q=3740q+200 則過濾常數(shù)K= 。 0.000535 12、已知q為單位過濾面積所得濾液體積V/S，qe為Ve/S，Ve為過濾介質(zhì)的當量濾液體積(濾液體積為Ve時所形成的濾餅層的阻力等于過濾介質(zhì)的阻力)，在恒壓過濾時，測得 t/q=3740q+200 則過濾常數(shù)qe= 。 0.0535 13、最常見的間歇式過濾機有 和 。 板框過濾機 葉濾機 14、

11、在一套板框過濾機中，板有 種構(gòu)造，框 種構(gòu)造。 2 1 15、板框過濾機在過濾階段結(jié)束的瞬間，設(shè)框已充滿，則在每一框中，濾液穿過厚度為 ?？虻暮穸?16、板框過濾機在過濾階段結(jié)束的瞬間，設(shè)框已充滿，在洗滌時，洗滌液穿過厚度為 。 框厚度之半 17、 板框過濾機在過濾階段結(jié)束的瞬間，設(shè)框已充滿，在洗滌時，洗滌液穿過的濾布面積等于 。 框的內(nèi)面積 18、按Ap/A定義的球形度（此處下標p代表球形粒子），最大值為 。y 越小則顆粒形狀與球形相差越。 1 大19、一個過濾操作周期中，“過濾時間越長生產(chǎn)能力越大”的看法是 ， “過濾時間越短，生產(chǎn)能力越大”的看法是 。過濾時間有一個 值， 此時過濾機生產(chǎn)

12、能力為。 不正確的 不正確的 最適宜 最大20、當介質(zhì)阻力不計時，回轉(zhuǎn)真空過濾機的生產(chǎn)能力與轉(zhuǎn)速的 次方成正比。1/2 21、間歇過濾機的生產(chǎn)能力可寫為Q=V/St，此處V為 。 一個操作循環(huán)中得到的濾液體積 22、間歇過濾機的生產(chǎn)能力可寫為Q=V/St，此處St表示一個操作循環(huán)所需的 ?？倳r間 23、一個過濾操作周期中，“過濾時間越長，生產(chǎn)能力越大”的看法是否正確？ 不正確的 24、一個過濾操作周期中，“過濾時間越短，生產(chǎn)能力越大”的看法是否正確？ 不正確的 25、一個過濾操作周期中，過濾時間有一個 值。 最適宜 26、一個過濾操作周期中，最適宜的過濾時間指的是此時過濾機生產(chǎn)能力 。最大 2

13、7、對不可壓縮性濾餅dV/dt正比于P的 次方，對可壓縮濾餅dV/dt正比于P的 次方。 1 1-s 28、對恒壓過濾，介質(zhì)阻力可以忽略時，過濾量增大一倍，則過濾速率為原來的 。 二分之一 29、對恒壓過濾，當過濾面積增大一倍時，如濾餅不可壓縮，則過濾速率增大為原來的 倍。對恒壓過濾，當過濾面積增大一倍時，如濾餅可壓縮，則過濾速率增大為原來的 倍。 4 430、轉(zhuǎn)鼓沉浸度是 與 的比值(1) 轉(zhuǎn)鼓浸沉的表面積 轉(zhuǎn)鼓的總表面積31、按Ap/A定義的球形度（此處下標p代表球形粒子），最大值為 。y 越小則顆粒形狀與球形相差越。 1 大34、一個過濾操作周期中，“過濾時間越長生產(chǎn)能力越大”的看法是

14、， “過濾時間越短，生產(chǎn)能力越大”的看法是 。過濾時間有一個 值， 此時過濾機生產(chǎn)能力為。 不正確的 不正確的 最適宜 最大三、問答題（每題3分）1、影響回轉(zhuǎn)真空過濾機生產(chǎn)能力的因素有哪些？（過濾介質(zhì)阻力可忽略）當過濾介質(zhì)阻力可忽略時 可見，影響因素有：轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速、浸沒度、轉(zhuǎn)筒尺寸、操作壓強及處理物料的濃度及特性。5、由過濾基本方程dq/dt=p/r(q+qe)分析影響過濾速率的因素?影響過濾速率的因素有：物性參數(shù)，包括懸浮液的性質(zhì)（、）及濾餅特性（r）；操作參數(shù)p；設(shè)備參數(shù)qe6、試說明濾餅比阻的意義?比阻r表示濾餅對過濾速率的影響，其數(shù)值的大小反映濾液通過濾餅層的難易程度。1998-試寫出

15、回轉(zhuǎn)真空過濾機單位面積濾液量q與轉(zhuǎn)速n，浸入面積分率以及過濾常數(shù)的關(guān)系式，說明過濾面積為什么用轉(zhuǎn)鼓面積A而不用Aq=qe考察方法是跟蹤法，所以過濾面積為A，而體現(xiàn)在過濾時間里2000-2002-2005-加快過濾速率的途徑有哪些改變?yōu)V餅結(jié)構(gòu)；改變懸浮液中的顆粒聚集狀態(tài)；動態(tài)過濾2000-2003-2006-2009-數(shù)學模型實驗研究方法的主要步驟簡化物理模型；建立數(shù)學模型；模型檢驗，試驗定模型參數(shù)。2001-在表面過濾方式中，何謂架橋現(xiàn)象在過濾操作開始階段，會有部分顆粒浸入過濾介質(zhì)網(wǎng)孔中，隨著濾渣的逐步堆積而在介質(zhì)上形成一個濾渣層即濾餅的現(xiàn)象。1999-2005-在考慮流體通過固定床流動的壓降

16、時顆粒群的平均直徑以何為基準顆粒群的平均直徑以比表面積相等為基準因為流體在顆粒層內(nèi)為爬流流動，流動阻力主要由顆粒層內(nèi)固體表面積的大小有關(guān)，而顆粒形狀并不重要2007-過濾速率與哪些因素有關(guān)過濾速率u=dq/d=中，u與均有關(guān)指導-過濾常數(shù)有哪兩個，各與哪些因素有關(guān)？什么條件下才為常數(shù)？K、qeK與壓差，懸浮液濃度，濾餅比阻，濾液粘度有關(guān)；qe與過濾介質(zhì)阻力有關(guān)恒壓下才為常數(shù)指導-（以板框過濾機為例）簡述如何通過實驗測定過濾常數(shù)K、qe 安裝過濾設(shè)備，配料，在恒壓下測定不同時刻的濾液量V； 利用q=V/A將數(shù)據(jù)整理得到/q-q（或/ q-q）關(guān)系式； 用/q-q（或/ q-q）數(shù)據(jù)作圖（或數(shù)據(jù)擬

17、合） 將數(shù)據(jù)擬合成直線，根據(jù)直線斜率和截距求出過濾常數(shù)四、計算題（每題10分）1、某板框過濾機框空的長、寬、厚為250mm×250mm×20mm,框數(shù)為8, 以此過濾機恒壓過濾某懸浮液,測得過濾時間為8.75min與15min時的濾液量分別為0.15m3及0.20m3，試計算過濾常數(shù)K。解：過濾面積A = 8×2×0.25×0.25 = 1.0 m2 （2分）已知: 1 = 8.75 min V1 = 0.15 m3 2 = 15 min V2 = 0.20 m3 V2+2VVe = KA2 （4分） 可得 0.152+2×0.15V

18、e = K×12×8.75 (1) 0.202+2×0.20Ve = K×12×15 (2) (1)、(2)式聯(lián)立,解得 K = 0.0030 m2/min = 5.0×10-5 m2/s （4分）2、以板框壓濾機恒壓過濾某懸浮液，過濾面積10m2，操作壓差1.96×105 Pa。每一循環(huán)過濾15min得濾液2.91m3。過濾介質(zhì)阻力不計。(1) 該機生產(chǎn)能力為4.8m3/h濾液，求洗滌、裝拆總共需要的時間及過濾常數(shù)K。(2) 若壓差降至9.81×104Pa，過濾時間及過濾量不變，其他條件不變，需多大過濾面積？設(shè)濾

19、餅不可壓縮。(3)如改用回轉(zhuǎn)真空過濾機，轉(zhuǎn)一圈得濾液0.2m3，轉(zhuǎn)速為多少才可以維持生產(chǎn)能力不變？解： (1) V2=KA2 即 2.912=K×102×15 K=5.65×10-3 m2/min又 Q= V/ 即 4.8/60=2.91/（15+w+D） w+D=21.4 min （4分）（2）V2=KA2 A2= V2/K （4分）（3）Q=4.8/60=0.2×n （n-r/min） n=0.4 r/min （2分）3、用某葉濾機恒壓過濾鈦白水懸浮液。濾葉每側(cè)過濾面積為(0.81)2m2,共10只濾葉。測得:過濾10min得濾液1.31m3；再過濾

20、10min共得濾液1.905m3。已知濾餅與濾液體積比n=0.1。試問:(1)過濾至濾餅厚為21mm即停止,過濾時間是多少?(2)若濾餅洗滌與輔助時間共45min,其生產(chǎn)能力是多少?（以每小時得的濾餅體積計）解：(1) V2 + 2VVe = KA2t 由題意得 1.312 + 2×1.31Ve = KA2×10 (a)1.9052 + 2×1.905Ve = KA2×20 (b) (a)、(b)聯(lián)立,解得 KA2= 0.2076 m6/min,Ve = 0.1374 m3 （3分） 又 A = 10×2×0.812 = 13.12m

21、2 過濾終了時,共得濾液量VE = 13.12×0.021/0.1 = 2.755 m3由 2.7552 + 2×2.755×0.1374 = 0.2076tE,tE = 40.2 min （3分）(2) 生產(chǎn)能力 = nVE /(tE+tw+t輔) = 0.1×2.755/(40.2+45) =3.23×10-3 m3/min = 0.194 m3/h(濾餅) （4分）4、在3×105Pa的壓強差下對鈦白粉在水中的懸浮液進行過濾實驗，測得過濾常數(shù)K=5×10-5m2/s、qe=0.01m3/m2，又測得濾餅體積與濾液體積之

22、比v=0.08?，F(xiàn)擬用有38個框的BMY50/810-25型板框壓濾機處理此料漿，過濾推動力及所用濾布也與實驗用的相同。試求：（1）過濾至框內(nèi)全部充滿濾渣所需的時間；（2）過濾完畢，以相當于濾液量1/10的清水進行洗滌，求洗滌時間；（3）若每次卸渣、重裝等全部輔助操作共需15min，求每臺過濾機的生產(chǎn)能力（以每小時平均可得多少（m3）濾餅計）。解：（1）所需過濾時間A=0.812×2×38=49.86m2Vc=0.812×0.025×38=0.6233m2 （4分）（2）洗滌時間 （4分） （3）生產(chǎn)能力 （濾餅）/h （2分）5、用板框過濾機過濾某懸浮

23、液，一個操作周期內(nèi)過濾 20分鐘后共得濾液 4m3 （濾餅不可壓縮，介質(zhì)阻力可略）。若在一個周期內(nèi)共用去輔助時間30分鐘，求：（1） 該機的生產(chǎn)能力（2）若操作表壓加倍，其它條件不變（物性，過濾面積，過濾時間與輔助時間），該機生產(chǎn)能力提高了多少？解：濾餅不洗滌（1） 4分（2） 6分6、對某懸浮液進行恒壓過濾。已知過濾時間為300s時，所得濾液體積為0.75m3，且過濾面積為1m2，恒壓過濾常數(shù)K=5*10-3m2/s。若要再得濾液體積0.75m3，則又需過濾時間為多少？ 3分 3分 4分7、一小型板框壓濾機有框10塊，長寬各為0.2m，在2at（表壓）下作恒壓過濾共二小時濾框充滿共得濾液16

24、0l，每次洗滌與裝卸時間為1hr，若介質(zhì)阻力可忽略不計，求：(1)過慮常數(shù)K，洗滌速率。(2)若表壓增加一倍，其他條件不變，此時生產(chǎn)能力為若干？解：（1） （5分）A=0.2×0.2×10×2=0.8m2（2） （5分）故生產(chǎn)能力為 0.16/（1+1）=0.08m3/h8、某板框壓濾機的過濾面積為0.4 m2，在恒壓下過濾某懸浮液，4hr后得濾液80 m3，過濾介質(zhì)阻力可略去不計。試求：若其它情況不變，但過濾面積加倍，可得多少濾液？若其它情況不變，但操作時間縮短為2hr，可得多少濾液？若在原表壓下過濾4hr后，再用5m3水洗滌濾餅，需多長洗滌時間？設(shè)濾液與水性質(zhì)相近。解：（1） （3分）（2） （3分）（3） （4分）9、一小型板框過濾機，過濾面積為01m2 ，恒壓過濾某一種懸浮液。得出下列過濾議程式：（q +10）2=250（+04）式中q以l/m2，以分鐘計。試求：（1）經(jīng)過2496分鐘獲得濾液量為多少？（2）當操作壓力加大1倍，設(shè)濾餅不可壓縮同樣用2496分鐘將得到多少濾液量。解：（1） 當分時q=240L/M V=240×0。1=24L (5分)（2） (5分)10、用一板框壓濾機在300kPa的壓強差下過濾某懸浮液。已