化工原理分章試題與解答

1、第三章一、填空題1 .某顆粒的重力沉降服從斯托克斯定律,假設(shè)在水中的沉降速度為U1,在空氣中為U2,那么U1 U2；假設(shè)在熱空氣中的沉降速度為U3,冷空氣中為U4,那么U3 U4>,< ,=Ut 二'18N ,由于水的粘度大于空氣的粘度,所以U1 <U2d2g.熱空氣的粘度大于冷空氣的粘度,所以U3 ：U42 .用降塵室除去煙氣中的塵粒,因某種原因使進入降塵室的煙氣溫度上升,假設(shè) 氣體質(zhì)量流量不變,含塵情況不變,降塵室出口氣體含塵量將 上升、 下降、不變,導(dǎo)致此變化的原因是 1 ; 2 , 答：上升,原因：粘度上升,塵降速度下降；體積流量上升,停留時間減少.3 .含塵

2、氣體在降塵室中除塵,當(dāng)氣體壓強增加,而氣體溫度、質(zhì)量流量均不變 時,顆粒的沉降速度 ,氣體的體積流量 ,氣體停留時,可100%除去的最小粒徑dmin0 增大、減小、不變答：減小、減小、增大,減小.Ut=. 4dg 、3P- ,壓強增加,氣體的密度增大,故沉降速度減小,p ,所以氣體的體積流量減小,氣體的停留時間 u Vs/A,氣體體積流量減小,故停留時間變大.dmin最小粒徑在斯托克斯區(qū)Yg(Ps-p),沉降速度下降,故最小粒徑減小.18ut4 . 一般而言,同一含塵氣以同樣氣速進入短粗型旋風(fēng)別離器時壓降為Pi,總效P2,率為“1,通過細長型旋風(fēng)別離器時壓降為P2,總效率為"2,那么

3、：Pi答：小于,小于5 .某板框過濾機包壓操作過濾某懸浮液,濾框充滿濾餅所需過濾時間為T ,試推算以下情況下的過濾時間/為原來過濾時間T的倍數(shù)：1) s = 0,壓差提升一倍,其他條件不變,/=T ；2) s = 0.5,壓差提升一倍,其他條件不變,丁=r ；3) s=1,壓差提升一倍,其他條件不變,L=r ；1) 0. 5; 2) 0.707; 3) 1"/(如尸,可得上述結(jié)果.6 .某旋風(fēng)別離器的別離因數(shù)k=100,旋轉(zhuǎn)半徑R=0.3m,那么切向速度ut=m/s.答：17.1m/s7 .對板框式過濾機,洗滌面積 Aw和過濾面積A的定量關(guān)系為,洗水走過的生)距離Lw和濾液在過濾終了

4、時走過的距離L的定量關(guān)系為 ,洗滌速率(d9 W、當(dāng)E和終了時的過濾速率 d9 的定量關(guān)系為.1dV 1 dV二 A)W (L=.5.30.5m/s答案：N 2 ； Lw = 2L ； ( de)W = 4( de8 .轉(zhuǎn)筒真空過濾機,轉(zhuǎn)速越大,那么生產(chǎn)水平就越 ,每轉(zhuǎn)一周所獲得的濾液量就越,形成的濾餅厚度越 ,過濾阻力越.答案：大；少；薄；小分析：由轉(zhuǎn)筒真空過濾機的生產(chǎn)水平Q =4 6 5K牝忽略介質(zhì)阻力9 .一降塵室長5M,寬2.5M,高1.1M,中間裝有10塊隔板,隔板間距為0.1M,現(xiàn)顆粒 最小直徑10 km,具沉降速度為0.01m/s欲將最小直徑的顆粒全部沉降下來,含塵 氣體的最大流

5、速不能超過 m/s3 .理由：1最大生產(chǎn)水平V =11 5 2.5 0.01 = 1.375m /sV 1.375u = = =0.5m/s最大流速 H b 1.1 2.5或：u U0 u 0.0110.包壓過濾時,過濾面積不變,當(dāng)濾液粘度增加時,在相同過濾時間內(nèi),過濾 常數(shù)K將變,濾液體積將變.答：小,小K = 2k p1 : k = -p-Prv ,粘度增加,故K變??； 2V Ve =38露,濾液體積減小.二、選擇題1 .以下說法正確的選項是.A 過濾速率與過濾面積成正比C 過濾速率與濾液體積成正比答案：B分析：可由過濾根本方程直接求得2 .用板框過濾機進行包壓過濾,B 過濾速率與過濾面積

6、的平方成正比D 過濾速率與濾布阻力成正比2dV _ _KA_dT - 2(VVe)假設(shè)介質(zhì)阻力可忽略不計,過濾20min可得濾液8m3,假設(shè)再過濾20min可再得濾液.A 8m3B 4m3C 3.3m3D 11.3m3答案:C分析:由恒壓過濾方程將3 =20min % =8m3代入,得KA28220由題知 Ve=Q那么有 v2=KA2812 40 =11.3m3 . 20V2 = KA2-=那么 62=40min 時 2一 一 一 一 3貝JV2 -V1 =11.3-8 -3.3m3應(yīng)注意恒壓過濾方程中V、日是指從初始(.起點)態(tài)計得的累積量.3 .含塵氣體在降塵室內(nèi)按斯托克斯定律進行沉降,理

7、論上完全除去的粒子最小 粒徑為30m,現(xiàn)氣體的額處理量增大1倍,那么該降塵室理論上能完全除去的最 小粒徑為.A 2X30 pm B 1/2X30 m C 30 mD 21/2X30 m答案：D分析：降塵室最大處理量Vs與能被完全除去最小顆粒的沉降速度 ut有以下關(guān)d2：gut 二18d. ming1；)腔乂4 .下面哪個是過濾的推動力A 液體經(jīng)過過濾機的壓強降;B濾餅兩側(cè)的壓差;C介質(zhì)兩側(cè)的壓差;D介質(zhì)兩側(cè)的壓差加上濾餅兩側(cè)的壓差答：D5 .恒壓過濾時,當(dāng)過濾時間增加1倍那么過濾速率為原來的 .(介質(zhì)阻力可忽略,濾餅不可壓縮)A 21/2 倍B 2-1/2 倍 C 2 倍D 1/2 倍答案：B

8、2分析：包壓過濾方程為：q +2qqe=K8(a)dq _ K過濾根本方程為di 2(q.qe)(b)將qe=°代入兩式,然后再將(a)代入(b)有6 .降塵室的生產(chǎn)水平取決于 .A 降塵面積和降塵室高度B 沉降面積和能100%除去的最小顆粒的沉降速度C 降塵室長度和能100%除去的最小顆粒的沉降速度D 降塵室的寬度和長度 答：B7 .對標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)別離器系列,以下說法哪一個是正確的A 尺寸大,那么處理量大,但壓降大；B尺寸大,那么別離效率高,但壓降??；C 尺寸小,那么處理量小,但別離效率高；D 尺寸小,那么別離效率差,但壓降大答：C8 .設(shè)降塵室的長、寬、高分別為 L、S、H 單位均為

9、m,顆粒的沉降速度為 ut m/s,氣體的體積流量為Vs,那么顆粒能在降塵室別離的條件是 .A H/ut>LbH/Vs;B H/ut<LbH/Vs;C L/ut< LbH/Vs；D L/ut> LbH/Vs答：B9 .以下說法中正確的選項是 .A 離心沉降速度ur和重力沉降速度ut是恒定的；B離心沉降速度ur和重力沉降速度ut不是恒定的；C 離心沉降速度ur不是恒定值,而重力沉降速度 ut是恒定值；D 離心沉降速度ur是恒定值,而重力沉降速度 ut不是恒定值答案：C分析：離心沉降速度 U隨顆粒在離心力場中的位置R而變.而重力沉降速度 ¥ut與位置無關(guān).由于決定

10、ur的是離心加速度 R ,它是一個變量,與位置有關(guān).而決定ut的是加速度g,它是一常量10 .欲對含塵氣體進行氣固別離,假設(shè)氣體的處理量較大時.應(yīng) ,可獲得較好 的別離效果.A采用一個尺寸較大的旋風(fēng)別離器B采用多個尺寸較小的旋風(fēng)別離器串聯(lián)C 采用多個尺寸較小的旋風(fēng)別離器并聯(lián)D不用旋風(fēng)別離器,該用其它別離設(shè)備答：C三、計算題1 .用板框壓濾機在恒壓強差下過濾某種懸浮液,測得過濾方程式為：V2+V=5 X 10-5A2 9試求：欲在30min內(nèi)獲得5m3濾液,需要邊框尺寸為 635mmx 635mmx 25mm的濾 框假設(shè)干個；過濾常數(shù)K、qe、Be.解：1、所需濾框數(shù)由的過濾時間和相應(yīng)的濾液體積

11、, 利用恒壓過濾方程求過濾面積.再由濾框 尺寸確定所需的濾框數(shù)將有關(guān)數(shù)據(jù)代入恒壓過濾方程式并整理得到又 A =2 0.6352n實取23個框,那么實際過濾面積為：2、過濾常數(shù)K、qe及Be根據(jù)恒壓過濾方程式確定過濾常數(shù) K、Ve,恒壓過濾方程式與題給恒壓過濾方程相比可得,32Ve =1 Ve -0.5m2.實驗室用一片過濾面積為 0.1m2的濾葉對某種懸浮液進行實驗,濾葉內(nèi)部真 空度為8X10Pa,測出qe為0.01m3/m2, Be為20s,且知每獲1升濾液,便在 濾葉外表積累1mm厚的濾渣,今選用板框過濾機在 3.2X10真空度為 8M104Pa,即 Ap=8M10 PaPa的表壓下過濾該

12、懸浮液,所用過濾介質(zhì)與實驗相同,該壓濾機濾框為正方形,其邊長為810mm,框厚為42mm,共20個框,濾餅不可壓縮.試求： 濾框完全充滿濾餅所需的過濾時間； 假設(shè)濾餅洗滌與裝卸時間為0.5h,求以濾液體積計的生產(chǎn)水平.解：1濾框完全充滿濾餅所需的過濾時間 9過濾面積：A=2l2n= 2 0.812 20 = 26.24m2222濾餅體積：Vc =l bn =0.81 0.042 20 =0.551m濾液體積V*一些=5.5而0.1過濾時間:r _ (q qe)2一 K2(0.21 0.01)2 10一5 = 2145s = 0.67h2過濾機的生產(chǎn)水平3.某板框壓濾機的過濾面積為0.6m；在恒

13、壓下過濾某懸浮液,3小時后得濾液60m3,假設(shè)濾餅不可壓縮,且過濾介質(zhì)可忽略不計,試求: 假設(shè)其他條件不變,過濾面積加倍,可得多少濾液 假設(shè)其他條件不變,過濾時間縮短1.5h,可得多少濾液 假設(shè)其他條件不變,過濾的壓差加倍,可得多少濾液 假設(shè)在原表壓下過濾3h,用4m3的水洗滌濾餅需多長時間設(shè)濾液與水的性 質(zhì)相近.解：1)因過濾阻力忽略不計,包壓過濾方程為：V2 =KA2e；A'=2A 時,v'2 =KA')V 2 A 2 V 2 _ (2 0.6)2 即：V2 - A2 ,602 0.62解得：V =120m3112)2解得：V.=42.43m33、%'=2即解得：V=84.85m34、