化工原理第三章習(xí)題及答案新編

1、一、名詞解釋（每題 2分）1 .非均相混合物物系組成不同，分布不均勻，組分之間有相界面2 .斯托克斯式3 .球形度中s非球形粒子體積相同的球形顆粒的面積與球形顆?？偯娣e的比值4 .離心分離因數(shù)離心加速度與重力加速度的比值5 .臨界直徑dc離心分離器分離顆粒最小直徑6 .過濾利用多孔性介質(zhì)使懸浮液中液固得到分離的操作7 .過濾速率單位時(shí)間所產(chǎn)生的濾液量8 .過濾周期間歇過濾中過濾、洗滌、拆裝、清理完成一次過濾所用時(shí)間9 .過濾機(jī)生產(chǎn)能力過濾機(jī)單位時(shí)間產(chǎn)生濾液體積10 .浸沒度轉(zhuǎn)筒過濾機(jī)浸沒角度與圓周角比值二、單選擇題（每題 2分）1、自由沉降的意思是 oA顆粒在沉降過程中受到的流體阻力可忽略不計(jì)

2、B顆粒開始的降落速度為零，沒有附加一個(gè)初始速度C顆粒在降落的方向上只受重力作用，沒有離心力等的作用D顆粒間不發(fā)生碰撞或接觸的情況下的沉降過程D2、顆粒的沉降速度不是指 oA等速運(yùn)動(dòng)段的顆粒降落的速度B加速運(yùn)動(dòng)段任一時(shí)刻顆粒的降落速度C加速運(yùn)動(dòng)段結(jié)束時(shí)顆粒的降落速度D凈重力（重力減去浮力）與流體阻力平衡時(shí)顆粒的降落速度B3、對(duì)于恒壓過濾 oA濾液體積增大一倍則過濾時(shí)間增大為原來的殳倍B濾液體積增大一倍則過濾時(shí)間增大至原來的2倍C濾液體積增大一倍則過濾時(shí)間增大至原來的4倍D當(dāng)介質(zhì)阻力不計(jì)時(shí)，濾液體積增大一倍，則過濾時(shí)間增大至原來的 4倍D4、恒壓過濾時(shí)，如介質(zhì)阻力不計(jì)，濾餅不可壓縮，過濾壓差增大一

3、倍時(shí)同一過濾時(shí)刻所得濾液量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2倍D增大至原來的1.5倍C5、以下過濾機(jī)是連續(xù)式過濾機(jī) oA箱式葉濾機(jī)B真空葉濾機(jī)C回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)D板框壓濾機(jī)C6、過濾推動(dòng)力一般是指 。A過濾介質(zhì)兩邊的壓差B過濾介質(zhì)與濾餅構(gòu)成的過濾層兩邊的壓差C濾餅兩面的壓差D液體進(jìn)出過濾機(jī)的壓差B7、回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)中是以下部件使過濾室在不同部位時(shí)，能自動(dòng)地進(jìn)行相應(yīng)的不同操作:A轉(zhuǎn)鼓本身B隨轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)盤C與轉(zhuǎn)動(dòng)盤緊密接觸的固定盤D分配頭D8、非球形顆粒的當(dāng)量直徑的一種是等體積球徑，它的表達(dá)式為oA dp=6V/A 此處V為非球形顆粒的體積，A為非球形顆粒的表面積Bdp=（6V

4、/71/3Cdp=（4V/91/2Ddp=（kV/?1/3（k為系數(shù)與非球形顆粒的形狀有關(guān)） B9、在討論旋風(fēng)分離器分離性能時(shí)，分割直徑這一術(shù)語是指 oA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旋風(fēng)分離器能夠 50%分離出來的顆粒的直徑D能保持滯流流型時(shí)的最大顆粒直徑C10、在離心沉降中球形顆粒的沉降速度 A只與dp, %, ；ut, r,心有關(guān)B只與dp, 3, Ut, r有關(guān)C只與dp,pp, ur , g有關(guān)D只與dp, %, Ut, r , k有關(guān)（題中ut氣體的圓周速度，r旋轉(zhuǎn)半徑，k分離因數(shù)） 11、降塵室沒有以下優(yōu)點(diǎn) A分離效率高B阻力小C結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單D易于

5、操作 12、降塵室的生產(chǎn)能力 A只與沉降面積 A和顆粒沉降速度 Ut有關(guān)B與A ,Ut及降塵室高度 H有關(guān)C只與沉降面積 A有關(guān)D只與Ut和H有關(guān)現(xiàn)將轉(zhuǎn)速度降低一半,13、回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)的過濾介質(zhì)阻力可略去不計(jì)，其生產(chǎn)能力為5m3/h（濾液） 其他條件不變，則其生產(chǎn)能力應(yīng)為 oA 5m3/hB 2.5m3/hC 10m3/hD 3.54m3/hD14、要除去氣體中含有的 5心50心的粒子。除塵效率小于75%,宜選用 A除塵氣道 B旋風(fēng)分離器C離心機(jī) D電除塵器 B15、等壓過濾的濾液累積量q與過濾時(shí)間op的關(guān)系為16、過濾基本方程是基于推導(dǎo)出來的。濾液在過濾介質(zhì)中呈湍流流動(dòng) 濾液在過濾介質(zhì)中呈

6、層流流動(dòng) 濾液在濾渣中呈湍流流動(dòng) 濾液在濾渣中呈層流流動(dòng)17、一般而言，旋風(fēng)分離器長(zhǎng)、徑比大及出入口截面小時(shí)，其效率 A高 B低 C大 D小18、在板框過濾機(jī)中，如濾餅不可壓縮，介質(zhì)阻力不計(jì)，過濾時(shí)間增加一倍時(shí),D阻力A其過濾速率為原來的B 1/2 倍C)1/我 倍19、在長(zhǎng)為 Lm,高為 Hm的降塵室中，顆粒的沉降速度為ut m/s,氣體通過降塵室的水平流速為m/s,則顆粒能在降塵室內(nèi)分離的條件是:A L/u<H/ulB L/ut<H/uC L/ut2H/uD L/u*/ut20、A粒子沉降受到的流體阻力 恒與沉降速度的平方成正比 與顆粒的直徑成正比oB與顆粒的表面積成正比D在滯

7、流區(qū)與沉降速度的一次方成正比21、板框壓濾機(jī)中，最終的濾液流率是洗滌液流率的A 一倍B 一半C四倍D四分之一(ApE= Apw,a = w)C22、-Vp/V , V為非球形粒子的體積,Vp為球形粒子的體積球形度(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(yuǎn)，球形度的定義式可寫為,ap為球形粒子的比表面積B*=Ap/A , A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Nap/a , a為非球形粒子的比表面積 =6ap/( d)”，濾渣就是濾餅23、在一般過濾操作中，實(shí)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A這兩種說法都對(duì)B兩種說法都不對(duì)C只有第一種

8、說法正確 D只有第二種說法正確A24、旋風(fēng)分離器的總的分離效率是指 oA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的部分所占的質(zhì)量分率D25、降塵室的生產(chǎn)能力由 決定。A降塵室的高度和長(zhǎng)度B降塵室的高度C降塵室的底面積D降塵室的體積C26、在板框過濾機(jī)中，如濾餅不可壓縮，介質(zhì)阻力不計(jì)，黏度增加一倍時(shí)，對(duì)同一q值，過濾速率為原來的。A 2 倍 B 1/2 倍 C 1/M2 倍 D 4 倍B27、回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)洗滌速率與最終過濾速率之比為（）Al B 1/2 C 1/428、以下說法是正確的（）。A過濾速率與 S（過

9、濾面積）成正比C濾速率與濾液體積成正比29、板框壓濾機(jī)中（）。A框有兩種不同的構(gòu)造C框和板都有兩種不同的構(gòu)造30、助濾劑應(yīng)具有以下性質(zhì)（）A 顆粒均勻、柔軟、可壓縮C 粒度分布廣、堅(jiān)硬、不可壓縮三、填空題（每題 2分）D 1/3AB過濾速率與S2成正比D過濾速率與濾布阻力成反比BB板有兩種不同的構(gòu)造D板和框都只有一種構(gòu)造BB 顆粒均勻、堅(jiān)硬、不可壓縮D顆粒均勻、可壓縮、易變形 B1、一球形石英顆粒，在空氣中按斯托克斯定律沉降，若空氣溫度由20c升至50 C,則其沉降速度將 。下降 2、降塵室的生產(chǎn)能力與降塵室的 和 有關(guān)。長(zhǎng)度 寬度3、降塵室的生產(chǎn)能力與降塵室的 無關(guān)。高度4、在除去某粒徑的顆

10、粒時(shí)，若降塵室的高度增加一倍，則沉降時(shí)間 o增加一倍5、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 o減少一倍6、在除去某粒徑的顆粒時(shí)，若降塵室的高度增加一倍，生產(chǎn)能力 o不變7、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。28、在湍流區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的 次方成正比。1/29、在過濾的大部分時(shí)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(jì)，濾餅不可壓縮，則恒速過濾過程中濾液體積由Vi增多至V2=2Vi時(shí)，則操作壓差由 A R增大至 A ?2=。2 A Pi11、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(dāng)

11、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濾介質(zhì)的阻力），在恒壓過濾時(shí)，測(cè)得A?/ A q=3740q+200則過濾常數(shù) K=。0.00053512、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(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濾介質(zhì)的阻力），在恒壓過濾時(shí)，測(cè)得 A?/ A q=3740q+200則過濾常數(shù) qe=。 0.053513、最常見的間歇式過濾機(jī)有 和 o 板框過濾機(jī) 葉濾機(jī)14、在一套板框過濾機(jī)中，板有 種構(gòu)造，框 種構(gòu)造。2115、板框過濾機(jī)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 ?？?/p>

12、的厚度16、板框過濾機(jī)在過濾階段結(jié)束的瞬間，設(shè)框已充滿，在洗滌時(shí)，洗滌液穿過厚度為 o框厚度之半17、板框過濾機(jī)在過濾階段結(jié)束的瞬間，設(shè)框已充滿，在洗滌時(shí)，洗滌液穿過的濾布面積等 于 o框的內(nèi)面積18、旋風(fēng)分離器性能的好壞，主要以 來衡量。臨界粒徑的大小19、離心分離設(shè)備的分離因數(shù)定義式為Kc=oUT2/gR （或ur/ut）20、當(dāng)介質(zhì)阻力不計(jì)時(shí)，回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)的生產(chǎn)能力與轉(zhuǎn)速的 次方成正比。1/221、間歇過濾機(jī)的生產(chǎn)能力可寫為Q=V/k,此處V為 o一個(gè)操作循環(huán)中得到的濾液體積22、間歇過濾機(jī)的生產(chǎn)能力可寫為Q=V/ R 此處,尸表示一個(gè)操作循環(huán)所需的 。總時(shí)間23、一個(gè)過濾操作周期中，

13、過濾時(shí)間越長(zhǎng)，生產(chǎn)能力越大”的看法是否正確？ 不正確的24、一個(gè)過濾操作周期中，過濾時(shí)間越短，生產(chǎn)能力越大”的看法是否正確？ 不正確的25、一個(gè)過濾操作周期中，過濾時(shí)間有一個(gè) 值。 最適宜26、一個(gè)過濾操作周期中，最適宜的過濾時(shí)間指的是此時(shí)過濾機(jī)生產(chǎn)能力o最大27、對(duì)不可壓縮性濾餅dV/d ?正比于 AP的 次方，對(duì)可壓縮濾餅 dV/dq正比于 AP的次方。11-s28、對(duì)恒壓過濾，介質(zhì)阻力可以忽略時(shí)，過濾量增大一倍，則過濾速率為原來的o29、對(duì)恒壓過濾，當(dāng)過濾面積增大一倍時(shí)，如濾餅不可壓縮，則過濾速率增大為原來的 倍。對(duì)恒壓過濾，當(dāng)過濾面積增大一倍時(shí)，如濾餅可壓縮，則過濾速率增大為原來的倍。

14、4430、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6 = Ap/A定義的球形度（此處下標(biāo) p代表球形粒子），最大值為 o ?越小則顆粒形狀與球形相差越 o 1 大32、將固體物料從液體中分離出來的離心分離方法中，最常見的有和 o將固體物料從液體中分離出來的離心分離設(shè)備中，最常見的為o離心過濾離心沉降離心機(jī)33、在Stokes區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的 次方成正比；在牛頓區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒 直徑的 次方成正比。 21/234、一個(gè)過濾操作周期中，過濾時(shí)間越長(zhǎng)生產(chǎn)能力越大”的看法是 ,過濾時(shí)間越短，生產(chǎn)能力越大”的看法是 o過濾時(shí)間有一個(gè) 值， 此時(shí)過濾機(jī)生產(chǎn)

15、能力為不正確的不正確的最適宜 最大35、含塵氣體通過長(zhǎng)為 4m,寬為3m,高為1m的除塵室，已知顆粒的沉降速度為0.03m/s ,則該除塵室的生產(chǎn)能力為 m3/So 0.36m3/s 四、問答題（每題 3分）1、影響回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)生產(chǎn)能力的因素有哪些？（過濾介質(zhì)阻力可忽略） 當(dāng)過濾介質(zhì)阻力可忽略時(shí)Q =：、；KA2 n K =2.：p/r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(qiáng)及處理物料的濃度及特性。2、有一旋風(fēng)分離器，在正常的速度和阻力的范圍內(nèi)操作，但除塵效率不夠滿意，現(xiàn)在倉庫里還有一個(gè) 完全相同的旋風(fēng)分離器，有人建議將這臺(tái)備用的旋風(fēng)分離器與正在用的那一臺(tái)一起并聯(lián)使用，問這種

16、 措施能否提高除塵效率？為什么？不行。因?yàn)樗俣冉档?，離心慣性力減小，使除塵效率下降。3、恒壓過濾時(shí)，如加大操作壓力或提高濾漿溫度，過濾速率會(huì)發(fā)生什么變化？為什么？由dq/dt=Ap/ r（q+qe）知，加大操作壓力，過濾速率變大。提高濾漿溫度，使濾液黏度降低，過濾速 率增大。4、臨界直徑dc及分割直徑d50 ,可以表示旋風(fēng)分離器的分離性能，回答dc與d50的含義是什么？dc旋風(fēng)分離器的分離分離顆粒最小直徑；d50分離效率50%時(shí)顆粒直徑5、由過濾基本方程 dq/dt= Ap/ 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)（6心）及濾餅特性（r）；操作

17、參數(shù) Ap；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(duì)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。五、計(jì)算題（每題 10分）1、某板框過濾機(jī)框空的長(zhǎng)、寬、厚為250mmx 250mmx 20mm,框數(shù)為8,以此過濾機(jī)恒壓過濾某懸浮液測(cè)得過濾時(shí)間為 8.75min與15min時(shí)的濾液量分別為 0.15m3及0.20m3,試計(jì)算過濾常數(shù) K。解：過濾面積 A = 8 2X0.25 >0.25 = 1.0 m2（2分）已知：1 = 8.75 minVi = 0.15 m3 -2 = 15 minV2 = 0.20 m 3V2+2VVe = KA2t（4 分）可得 0

18、.152+2 X0.15Ve = K 12X8.75（1）0.202+2 X0.20Ve = K 12X15（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(jī)恒壓過濾某懸浮液，過濾面積10m2,操作壓差1.96M05Pa。每一循環(huán)過濾15min得濾液2.91m3。過濾介質(zhì)阻力不計(jì)。（1）該機(jī)生產(chǎn)能力為 4.8m3/h濾液，求洗滌、裝拆總共需要的時(shí)間及過濾常數(shù)Ko（2）若壓差降至9.81 104Pa,過濾時(shí)間及過濾量不變，其他條件不變，需多大過濾面積？ 設(shè)濾餅不可壓縮。如改用回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)，轉(zhuǎn)一圈得濾液0.2m3,

19、轉(zhuǎn)速為多少才可以維持生產(chǎn)能力不變？解：（1）V2=KA2t22即 2.91 =KX10 X15K=5.65X10-3 m2/min 又 Q= V/Et 即 4.8/60=2.91/ （15+tw+q） 0+©=21.4 min （4分） （2） V2=KA，A2= V2/Kt（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(jī)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(cè)得：過濾10min得濾液1.31m3；再過濾10min共得濾液1.905m3。已知濾餅與濾液體積比n=0.1。試

20、問：（1）過濾至濾餅厚為21mm即停止，過濾時(shí)間是多少？若濾餅洗滌與輔助時(shí)間共45min,其生產(chǎn)能力是多少？（以每小時(shí)得的濾餅體積計(jì)）解：（1）二，2 + 2VVe = KA2t由題意得 1.312 + 2 X.31Ve = KA 2X10（a）1.9052 + 2 K905Ve = KA 2X20（b）（a）、（b）聯(lián)立，解得 KA2= 0.2076 m6/min,Ve = 0.1374 m3 （3分） 又 A = 10 200.812 = 13.12m2 3 過濾終了時(shí)，共得濾放量 Ve = 13.12 0021/0.1 = 2.755 m 由 2.7552 + 2 X755 0.1374

21、 = 0.2076t e,tE = 40.2 min（3分）（2）生產(chǎn)能力=nVE /（tE+tw+t 輔）=0.1 %755/（40.2+45） =3.23 10-3 m3/min = 0.194 m 3/h（濾餅） （4分）4、在3X105Pa的壓強(qiáng)差下對(duì)鈦白粉在水中的懸浮液進(jìn)行過濾實(shí)驗(yàn)，測(cè)得過濾常數(shù)K=5X10-5m2/s、qe=0.01m3/m2,又測(cè)得濾餅體積與濾液體積之比v=0.08?，F(xiàn)擬用有38個(gè)框的BMY50/810-25型板框壓濾機(jī)處理此料漿，過濾推動(dòng)力及所用濾布也與實(shí)驗(yàn)用的相同。試求：（1）過濾至框內(nèi)全部充滿濾渣所需的時(shí)間；（2）過濾完畢，以相當(dāng)于濾液量1/10的清水進(jìn)行洗

22、滌，求洗滌時(shí)間；（3）若每次卸渣、重裝等全部輔助操作共需15min,求每臺(tái)過濾機(jī)的生產(chǎn)能力（以每小時(shí)平均可得多少（ m3）濾餅計(jì)）。解：（1）所需過濾時(shí)間 22A=0.81 X2>8=49.86m 一 _ 2 2Vc=0.81 X0.025 38=0.6233m 1212q 2qqe =j 0.15632 0.1563 0.01 =551sK5 10（4分） （2）洗滌時(shí)間= 0.1 0.1 563 49. 86 /工為 74 S0 （4 分）6 （3）生產(chǎn)能力q 0.6233M3600=1.202丁3（濾餅）/h （2 分）551 418 15 605、用板框過濾機(jī)過濾某懸浮液，一個(gè)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(gè)周期內(nèi)共用去輔助時(shí)間30分鐘，求：(1) 該機(jī)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(shí)間與輔助時(shí)間)，該機(jī)生產(chǎn)能力提高了多少？解：濾餅不洗滌(2) 4 分(3) 6 分6、對(duì)某懸浮液進(jìn)行恒壓過濾。已知過濾時(shí)間為300s時(shí)，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(shí)間為多少？解：由q2+2qeq =