“化工原理”第三章《機(jī)械分離》復(fù)習(xí)題

1、化工原理第三章“機(jī)械分離”復(fù)習(xí)題(2008-10-23一、填空題 :1. (2分懸浮液屬液態(tài)非均相物系,其中分散相是指 _;分散介質(zhì)是指 _。 *答案 * 固體微粒, 包圍在微粒周圍的液體2. (3分懸浮在靜止流體中的固體微粒在重力作用下,沿重力方向作自由沿降時(shí),會(huì)受到 _三個(gè)力的作用。當(dāng)此三個(gè)力的 _時(shí),微粒即作勻速沉降運(yùn)動(dòng)。 此時(shí)微粒相對(duì)于流體的運(yùn)動(dòng)速度,稱為 _ 。*答案 * 重力、阻力、浮力 ; 代數(shù)和為零; 沉降速度3. (2分沉降操作是使懸浮在流體中的固體微粒,在 _力或 _力的作用 下,沿受力方向發(fā)生運(yùn)動(dòng)而 _ ,從而與流體分離的過(guò)程。*答案 * 重 ; 離心; 沉積4. (3分

2、氣體的凈制按操作原理可分為 _, _, _.旋風(fēng)分離器屬 _ 。 *答案 * 重力沉降、離心沉降、過(guò)濾 ;離心沉降。5. (2分過(guò)濾是一種分離懸浮在 _的操作。*答案 * 液體或氣體中固體微粒6. (2分 懸浮液中加入助濾劑進(jìn)行過(guò)濾的目的是 _ _。 *答案 * 在濾餅中形成骨架,使濾渣疏松,孔隙率加大,濾液得以暢流7. (2分 過(guò)濾阻力由兩方面因素決定:一方面是濾液本身的性質(zhì),即其 _;另一 方面是濾渣層本身的性質(zhì),即 _ 。 *答案 * ; L8. (3分某板框壓濾機(jī)的框的尺寸為:長(zhǎng) ×寬 ×厚 =810×810×25 mm,若該機(jī)有 10塊框,其

3、過(guò)濾面積約為 _ m2。 *答案 * 13.12。9. (3分轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī),轉(zhuǎn)鼓每旋轉(zhuǎn)一周,過(guò)濾面積,的任一部分都順次經(jīng)歷 _等五個(gè)階段。*答案 * 過(guò)濾、吸干、洗滌、吹松、卸渣10. (3分 離心分離因數(shù)是指 _。 為了提高離心機(jī)的 分離效率,通常使離心機(jī)的 _增高,而將它的 _減少。*答案 *物料在離心力場(chǎng)中所受的離心力與重力之比 ; 轉(zhuǎn)速 ; 直徑適當(dāng)。二、選擇題1. (2分 欲提高降塵寶的生產(chǎn)能力,主要的措施是( 。 *答案 * CA. 提高降塵寶的高度; B. 延長(zhǎng)沉降時(shí)間; C. 增大沉降面積2. (2分為使離心機(jī)有較大的分離因數(shù)和保證轉(zhuǎn)鼓有關(guān)足夠的機(jī)械強(qiáng)度,應(yīng)采用(的 轉(zhuǎn)鼓。

4、*答案 * BA. 高轉(zhuǎn)速、大直徑; B. 高轉(zhuǎn)速、小直徑;C. 低轉(zhuǎn)速、大直徑; D. 低轉(zhuǎn)速,小直徑;3. (2分旋風(fēng)分離器的臨界粒徑是指能完全分離出來(lái)的(粒徑。 *答案 * AA. 最小; B. 最大; C. 平均;4. (2分 要使微粒從氣流中除去的條件,必須使微粒在降塵室內(nèi)的停留時(shí)間(微粒 的沉降時(shí)間。 *答案 * AA. ; B. ; C. < D. >5. (2分板框過(guò)濾機(jī)采用橫穿法洗滌濾渣時(shí),若洗滌壓差等于最終過(guò)濾壓差,洗滌液粘度等于濾液粘度,則其洗滌速率為過(guò)濾終了速率的(倍。 *答案 * CA. 1; B. 0.5; C. 0.25三、問(wèn)答題1. (8分 為什么旋

5、風(fēng)分離器的直徑 D 不宜太大?當(dāng)處理的含塵氣體量大時(shí),采用旋風(fēng)分 高器除塵,要達(dá)到工業(yè)要求的分離效果,應(yīng)采取什么措施?*答案 *旋風(fēng)分離器的臨界直徑 d=(9B/Nu 00.5,可見 D 時(shí), B 也 (B=D/4 ,此時(shí) d 也 , 則分離效率 ,為提高分離效率,不宜采用 D 太大的分離器。為果氣體處理大時(shí),可采用 幾個(gè)小直徑的旋風(fēng)分離器并聯(lián)操作,這樣則可達(dá)到要求的分離效果。2. (8分 為什么板框壓濾機(jī)洗滌速率近似等于過(guò)濾終了時(shí)過(guò)濾速率的四分之一倍? *答案 *由于洗滌液通過(guò)兩層過(guò)濾介質(zhì)和整層濾渣層的厚度, 而過(guò)濾終了時(shí)濾液只通過(guò)一層過(guò)濾 介質(zhì)和濾渣層厚度的一半, 即洗滌液流動(dòng)距離比濾液長(zhǎng)

6、 1倍, 其阻力也就大 1倍, 故 (dv/dqw就慢了 0.5倍; 又因洗滌液的流通面積此濾液的流通面積少 1倍, 這樣 (dv/dqw又慢了 0.5。 基于上述兩個(gè)原因, 故當(dāng)洗滌壓差與過(guò)濾終了時(shí)壓差相同時(shí), 且洗滌液的粘度與濾液粘度相 近時(shí),則(dV /dw(1/4(dV /d四、 計(jì)算題1. (16分 某廠準(zhǔn)備建一個(gè)降塵室來(lái)凈化常壓, 溫度為 40 的含塵空氣流, 氣體進(jìn)入降塵室 的流速保持在 0.15m/s,而微粒在室內(nèi)的沉降速度為 0.025m/s,現(xiàn)依廠房面積分配,降塵室 只允許做成寬為 3m ,高為 2m 。問(wèn):(1降塵室的最小長(zhǎng)度應(yīng)為多少 m ?(2降塵室的最 大生產(chǎn)能力為多

7、少標(biāo)準(zhǔn) m 3/h ?(3若因廠房面積有限,降塵室的長(zhǎng)度僅允許為你計(jì)算的 最小長(zhǎng)度的一半,你認(rèn)為應(yīng)采取計(jì)什么措施來(lái)完成此凈制任務(wù)?*答案 *(1求最小長(zhǎng)度 L (L/ut (H/u 0 L (u t H/u0=0.15×2/0.025=12m(2最大生產(chǎn)能力 V 標(biāo)V 實(shí) =A0u 0=Lbu0=12×3×0.025=0.9m3/s=3240m3/hV 標(biāo) =V實(shí) T 標(biāo) /T實(shí) =3240×273/(40+273=2826m3/h(3若 L 只能為原來(lái)的 0.5時(shí),為完成同樣的生產(chǎn)任務(wù),可在降塵室中間加一隔板。 2. (16分用一板框壓濾機(jī)在 147.

8、1kN/m2(表壓下恒壓過(guò)濾某懸浮液,要求在 1.5小時(shí)內(nèi) 獲得 4m 3的濾液, 若過(guò)濾介質(zhì)阻力忽略, 濾渣為不可壓縮, 并測(cè)得過(guò)濾常數(shù) K=1.6×10-5m 2/s, 問(wèn):(1需要過(guò)濾面積多少 m 2? (2若選用濾框尺寸:長(zhǎng) ×寬 ×厚 =635×635×25mm ,需濾框 多少塊?(3過(guò)濾完畢, 用清水在與過(guò)濾壓力相同的情況下洗滌 30分鐘,洗水的消耗量為 多少 m 3? (4若把壓力加倍,其它情況不變過(guò)濾 1.5小時(shí),可得濾液多少 m 3?*答案 * (1求過(guò)濾面積 V 2=KA2 A=V(1/K0.5 =4×1/(1.6

9、×10-5×1.5×36000.5=13.6m2(2求框數(shù); 13.6/(0.635×0.635×2 =17塊(3求洗水量; (dV/dW =V/8=4/(8×1.5=0.33m3/h V W =(dV/dW ×W =0.33×30/60=0.17m3(4求濾液量(K2/(K1=( P 2/( P 1=2; V 2=V1 × (21.5=4( 2 1.5=5.66 m33. (16分用一板框壓濾機(jī)在 147.1kN/m2(表壓下恒壓過(guò)濾某懸浮液,要求在 2小時(shí)內(nèi) 得濾液 8m 3,若過(guò)濾介質(zhì)阻力可忽略,濾

10、渣不可壓縮,過(guò)濾常數(shù) K=1.65×10-5m 2/s,問(wèn):(1現(xiàn)有一板框壓濾機(jī),濾框的規(guī)格為長(zhǎng) ×寬 ×厚 =810×810×25mm ,共框 18塊,是否合用?(忽 略角孔占去面積 。 (2過(guò)濾完畢,用清水 0.25m 3在與過(guò)濾相同壓力下進(jìn)行洗滌,問(wèn)洗滌用 了多少時(shí)間?*答案 *(1現(xiàn)有板框壓濾機(jī)面積是否夠用?V 實(shí) =0.81×0.81×18×2=23.62m3V 2=KA2; A 計(jì) =V(1/K0.5=81/(1.65×10-5×2×36000.5 =23.2 m3A實(shí) &

11、gt;A 計(jì) ,可滿足要求(2求 W (dV/d W =(1/4(dV/dq=V/8 =8/(8×2=0.5m3/hW =VW /(dV/d W =0.25/0.5=0.5h4. (18分某廠用一臺(tái)規(guī)格為 635×635×25mm 板框壓濾機(jī)(共 25個(gè)框來(lái)恒壓過(guò)濾某懸浮 液,經(jīng)過(guò)濾 52min 后,再用清水洗滌濾渣,洗水溫度,壓力與過(guò)濾時(shí)相同,而其體積為濾 液體積的 8%,又已知卸渣,清理和裝合等輔助時(shí)間為 30min ,過(guò)濾常數(shù) K=1.7×10-5 m 2/s, 試求不考濾過(guò)濾介質(zhì)阻力時(shí),該機(jī)的生產(chǎn)能力為多少濾液 (m3/h?*答案 *(1過(guò)濾 5

12、2min 時(shí)的濾液量A=0.635×0.635×25×2=20.16m2V 2=KA2=1.7×10-5×(20.162×52×60=215.57; V=14.68m3(2 (dV/dW =(1/4(dV/d=V/8q=14.68/(8×52 =0.0353m3/minW =VW /(dV/dW =0.08×14.68/0.0353 =33.27min(3過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力總 =52+33.27+30=115.27min; 生產(chǎn)能力 =14.68/(115.27/60=7.64m3/h5. (20分在實(shí)驗(yàn)室

13、用一片過(guò)濾面積為 0.1m 2的濾葉對(duì)某種顆粒在水中懸浮液進(jìn)行試驗(yàn),過(guò) 濾壓強(qiáng)差為 67kN/m2。過(guò)濾 5分鐘后得濾液 1升,又過(guò)濾 5分鐘得濾液 0.6升。若再過(guò)濾 5分鐘,可再得濾液若干升?*答案 *為要了解濾液量隨過(guò)濾時(shí)間而變化的關(guān)系,需先求出恒壓下的過(guò)濾常數(shù) K 及 qe 。恒壓 過(guò)濾方程式亦可寫成如下形式,即 : q 2+2qe q=K將已測(cè)得的兩組數(shù)據(jù)代入上式,即(1×10-3/0.12+2qe (1×10-3/0.1=K(5×60及(1.6×10-3/0.12+2qe (1.6×10-3/0.1=K(10×60解此方程組得 : q e =7×10-3m; K=8×10 m 2/s;則 p=67KN/m2時(shí)的過(guò)濾方程式為 :q 2+2