化工原理題庫(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_(kāi) （設(shè)沉降區(qū)為層流）。DA4000 mPa s ;B40 mPa s；C33.82 Pa s；D3382 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_(kāi)。DA2疋30Pm. B。1/2漢3Pm. C30Pm. D。V2x30Pm3、 降塵室的生產(chǎn)能力取決于 _。BA.沉降面積和降塵室高度；B.沉降面積和

2、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徑；C

3、.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，且壓降小；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)濾速率為原來(lái)的_。BA. 1 倍；B.

4、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??；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；B.過(guò)濾速率與A成正比；C.過(guò)濾速率與濾液體 積成正比；D.

5、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)的二倍；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;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3600 卅巾，沉降室長(zhǎng)、寬、高尺寸為L(zhǎng)b H=53 2,則其沉降速度為_(kāi)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。現(xiàn)顆粒最

7、小直 徑為 12m,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_(kāi)。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)濾面積所得濾液體積V/A, qe為 Ve/A ,V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

8、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 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_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11X6X4

9、 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 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 ,煙氣=0.0225cp解：設(shè)沉降在滯流狀態(tài)下進(jìn)行，Rev1，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/183煙氣=（35X10-6）2X1600X9.81/ （18X2.25X10-5）=0.0474 m/si-ii檢驗(yàn)：Re = d塵粒u0p煙氣/煙氣=35X10-6X0.0474X1.29/（2.25X10-5）=0.09

10、5v1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/(4X6X3600)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?？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口油品=d鋼球(p鋼球-p油品)g/(18 u鋼球)=(0.0025)2X(7900-900)X9.81/(18

11、X0.005)=4.77Pa?s驗(yàn)算：Re = d鋼球u鋼球p油品/卩油品=0.0025 0.005 900/4.77=2.36X10-3v1 假設(shè)正確3、 直徑為 30 m 的球形顆粒，于大氣壓及 20C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：卩=1CP,P=1000kg / m3氣體的密度為 1.2kg/m3(有效重量指重力減浮力)解得：匚=2665kg/m3(E -1000)g 二設(shè)球形顆粒在水中的沉降為層流，則在水中沉降速度(： 】 -:水)g =a 一 氣)g1.6(心-

12、1.2)g1.6U01d2(s-1)g (30 10冷2(2665-1000) 9.8118l1du1 校核：假設(shè)正確.則此顆粒在氣體中的沉降速度為18X1030 10 8.17 10* 1000 = 0.0245v110= 8.17 10um/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 密度：sFOOOkg/m,爐氣密度0.5kg/m,粘度 0.035mPa 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

13、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？Re。3-卩0.035 漢 10 亠由降塵室的分離條件，有L4.6X10 山 x6n_Q/U=U00.28m/sH0.1（2） V =20AU| =20 漢 6 漢 3 匯 4.67 漢 10 漢 3600 =60523m3/h33（3）V =AU=6 3 4.67 103600 = 302.6m /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 4m,內(nèi)部用隔板分成 20 層，用來(lái)除去煙氣中75m以上的顆粒。已知煙氣密 度為 0.6kg /m，粘度為 0.03m

14、Pa s，塵粒密度為34300kg/m，試求可處理的煙氣量。3解：d =75 10m 6 =4300kg/m33?= 0.6kg/m -0.03 10 Pa s設(shè)沉降區(qū)為層流，則Ud2（）gUo18 0.03 10止Re業(yè)752 446=0.66故假設(shè)正確3總處理量為 qv 二 nUQA =200.445 3 = 132m /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 固體顆粒，操作條件下含塵氣體的流量為36000m3/h，氣體密度二0.9kg/ m，粘度=0.03mPas。塵粒密度=4300kg/m，試求理論上能 100%除去的最小顆粒 直

15、徑。2.d2()gU0 解：(1)設(shè)沉降區(qū)為滯流，則18因?yàn)閟亍則(10 10門(mén)23000 9.81U03- =4.67mm/s18X0.035 X10du 10 10-64.67 10 二 0.5 小小,6.67 10：1假設(shè)正確18(750 0)2(4300-0.6)& =0.44訛0.03 10驗(yàn)算解：降塵室總面積A = 20 5 3二300m生產(chǎn)能力的計(jì)算式為q二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?36000/3600UQ=一 =-=0.033m/s解出A 300設(shè)沉降區(qū)為層流，則有218 0.03 10J0.033:(4300-

16、0.9) 9.81MP26沢 Ze。339驗(yàn)算 R60=u=0.03 10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。已知每獲詣濾液得濾餅0.05m3,操作條件下過(guò)濾常數(shù)52二=3.3 10 m /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？所以V2=KA2丁V12A= K= j3.3x 10上 x1.5X3600=28.43m2A=n 2 1 1A 28.43n =一 =-所以22=1

17、4.2 取 15 個(gè)qi 二 n 1 1 :.所以 一n=15=0.04m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)洗滌速率為多少朋/( m.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=KT22過(guò)濾面積A=5X0.2X2=0.4 m單位過(guò)濾面積上的濾液量q=V/A=8

18、0X10-3/0.4=0.2 m3/m22 2 2過(guò)濾常數(shù)K= q/T=0.2 /2=0.02 m /h過(guò)濾終了時(shí)的速率(dq/dT)E=&2q=0.02/(2X0.2)=0.05 m/h洗滌速率(dq/dT)W=0.5(dq/dT)E=0.5X0.05=0.025 m/h(2)p =2Ap時(shí)的生產(chǎn)能力2因?yàn)V餅不可壓縮，所以K =KAp /Ap=2K=2X0.02=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= 2.06 10，m=0.02： ：:1V解:( 1)0.60.05= 12m3Ve =0dmin18丄Uo()g2=0.08 m3,故此時(shí)所用的過(guò)濾時(shí)間為T(mén)= q 2/K =q2/K=0.2 70.04=1 h生產(chǎn)能力Q=V /(T+TW+TD)=0.08 心+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 1ni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匕=40min 時(shí),q= 20min時(shí),q1= 0.197m3/m2322= 0.197+0.09 = 0.287m /m代入恒壓過(guò)濾方程時(shí)可得：20.19