化工原理題庫(kù)0001

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 20 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 mPas； 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 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。 DA2 30 m； B。1/2 3 m；C。30 m； D。 2 30 m3、降塵室的生產(chǎn)能力取決于。 BA沉降面積和降塵室高度； B沉降面積

2、和能 100%除去的最小顆粒的沉降速度； C降塵室長(zhǎng)度和能 100%除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。 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)分離器允許的最小直

3、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。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??；C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

4、為 原來(lái)的 。 BA. 1 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 。 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)。 BA面積大，處理量大； B面積小，處理量大； C壓差小，處理量小； D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

5、; B. 過(guò)濾速率與 A2成正比 ; C. 過(guò)濾速率與濾液體 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。 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。 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

6、；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3600m3/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。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

7、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 12 m，其沉降速度為 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 。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11、已知 q 為單位過(guò)濾

8、面積所得濾液體積 V/A，qe為 Ve/A ，Ve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） ，在恒壓過(guò)濾時(shí)，測(cè)得 / 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而不是 。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

9、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1164 m，沿沉降室高度的中間加一層隔板，故塵粒在沉降室內(nèi)的降落高度為2m 。煙氣溫度為 150，沉降室煙氣流量 12500m3標(biāo)準(zhǔn)） / h，試核算沿降室能否沉降 35m 以上的塵粒。已知 塵粒 = 1600 kg/m 3， 煙氣 = 1.29 kg/m，煙氣 = 0.0225cp 解：設(shè)沉降在滯流狀態(tài)下進(jìn)行， Re 煙氣 ，故斯托克斯公式可簡(jiǎn)化為：2u0 = d 塵粒 塵粒 g/18 煙氣= （3510-6）216009.81/ （182.2510-5）= 0.0474 m/s檢驗(yàn)： Re =

10、d 塵粒 u0煙氣/ 煙氣= 35 10-60.04741.29/（2.25 10-5）= 0.095沉降 35mm 以上塵?？稍谠撌页两?、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：2油品 = d 鋼球 （鋼球- 油品 ）g/（18 u 鋼球）= （0.0025） 2 （7900-900） 9.81/（180.005）= 4.77Pa?s驗(yàn)算： Re = d 鋼球 u 鋼球 油品/ 油品= 0.0025 0.005 900/4.77= 2.36 10-3 1 假設(shè)正確3、直徑

11、為 30 m的球形顆粒 , 于大氣壓及 20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 .20的水 :1CP ,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(氣 )g1.6解得：s 2665kg /m 3( 1000)g設(shè)球形顆粒在水中的沉降為層流 , 則在水中沉降速度( 1.2)g1.6u01d2( s 1)g (30 10 6)2 (2665 1000) 9.8118 1du01校核： 假設(shè)正確 . 則此顆粒在氣體中的沉降速度為18

12、 10 330 10 6 8.17 10 4 10000.0245 110 38.17 10 4m/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3密度 s 3000kg /m ，爐氣密度 0.5kg /m ，粘度 0.035m Pa s ，現(xiàn)要除去爐氣中 10 m 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？2 d 2()gu 解：( 1)設(shè)沉降區(qū)為滯流，則18因?yàn)?s 則(

13、10 10 6 )2 3000 9.81 u03 4.67mm/s18 0.035 10 3du0 10 10 6 4.67 10 3 0.5 40 6.67 10 4 1 假設(shè)正確Re030.035 10 3 由降塵室的分離條件，有 L 4.6 10 3 6 u u00.28m/s0 H 0.1 （ 2）V 20Au 20 6 3 4.67 10 3 3600 =6052.3 m3 /h33（3） V Au 0 6 3 4.67 10 3 3600 302.6m 3/h 可見(jiàn)加隔板可提高生產(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 4 m ，

14、內(nèi)部用隔板分成 20層，用來(lái)除去煙氣中 75 m 以 上 的顆 粒。 已知 煙氣密 度為 0.6 kg/ m ， 粘度為 0.03 mPa s ， 塵粒 密度 為 34300 kg / m ，試求可處理的煙氣量。3解： d 75 10 6m s 4300kg/m3 330.6kg /m30.03 10 3 Pa s設(shè)沉降區(qū)為層流，則u d 2（）gu18(75 10 6 )2(4300 0.6) 9.81 0.44m/s18 0.03 10 30.03 10 3Re du 75 10 6 0.44 0.6 0.66 1驗(yàn)算故假設(shè)正確 3總處理量為 q nu A 20 0.44 5 3 132m

15、 3/s6、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3 固體顆粒，操作條件下含塵氣體的流量為36000 m3 / h ，氣體密度0.9kg/m ，粘3度 0.03mPa s 。塵粒密度 s 4300kg /m ，試求理論上能 100%除去的最小顆粒 直徑。2解：降塵室總面積 A 20 5 3 300m2生產(chǎn)能力的計(jì)算式為 q Au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。 q 36000/3600u 0.033m/s解出 A 300設(shè)沉降區(qū)為層流，則有2u0d 2 ( )g18d18 u 0 ( ) g2.0

16、6 10 5m18 0.03 10 3 0.033 (4300 0.9) 9.810.02 1d u p 2.06 10 5 0.033 0.9驗(yàn)算 Re0 = u = 0.03 10 3故假設(shè)正確7、在 202.7kPa(2atm) 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)濾 1.5h ，濾餅不需洗滌。已知每獲1m3 濾液得濾餅 0.05m3, 操作條件下過(guò)濾常數(shù)523.3 10 5m2 / 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？V解：(1)0

17、.60.0512m3Ve 0所以 V 2 KA2V12A= K3.3 10 5 1.5 3600 =28.43m 2(2) A= n 2 1 1 A 28.43n所以 2 2 =14.2 取 15 個(gè)q n 1 1 q 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 m3/

18、(m2.h)? (2) 若操作壓強(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=K22過(guò)濾面積A=50.222=0.4 m 2單位過(guò)濾面積上的濾液量q=V/A=8010-3/0.4=0.2 m 3/m22 2 2過(guò)濾常數(shù)K= q2/ =0.2 2/2=0.02 m 2/h過(guò)濾終了時(shí)的速率 (dq/d ) E=K/2 q=0.02/(2 0.2)=0.05 m/h 洗滌速率 (dq/d ) W=0.5 (dq/d ) E=0.5 0.05=0.025 m/h (2) p=2p 時(shí)的生產(chǎn)能力2因?yàn)V餅不可壓縮 ,所以 K=K p/ p=2K=

19、2 0.02=0.04 m 2/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)間為濾液/h= q2/K=q2/K=0.2 2/0.04=1 h生產(chǎn)能力 Q=V/( +w+D)=0.08/(1+0.5+0.5)=0.04 m9、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 1m2 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3 干 m.解 : 當(dāng) 1 2 40 min時(shí), q20min 時(shí), q 1 = 0.197m 3/m2322 = 0.197+0.09 = 0.287m 3/m2代入恒壓過(guò)濾方程時(shí)可得 :2.0.197 2. 2q 0.197 K 2020.287 2 2q 0.287 K 40聯(lián)立解得： qe 0.0222m3/m2