化工原理第三章 2

1、試題：球形顆粒在靜止流體中作重力沉降，經(jīng)歷_和_兩個(gè)階段。沉降速度是指_階段，顆粒相對于流體的運(yùn)動(dòng)速度。答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)加速運(yùn)動(dòng) 等速運(yùn)動(dòng) 等速運(yùn)動(dòng)（每個(gè)空1分，共3分）試題：在滯留區(qū)，球形顆粒的沉降速度與其直徑的_次方成正比；而在湍流區(qū)，與其直徑的_次方成正比。答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)2 1/2（每個(gè)空1分，共2分）試題：降塵室內(nèi)，顆粒可被分離的必要條件是_；而氣體的流動(dòng)應(yīng)控制在_流型。答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)氣體在室內(nèi)的停留時(shí)間應(yīng)顆粒的沉降時(shí)間。(2分)滯流 （1分）（共3分）試題：在規(guī)定的沉降速度 條件下，降塵室的生產(chǎn)能力只取決于_而與其_無關(guān)。答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)降塵室底面積 (2分)高度 （1分）（共3分）試題

2、：過濾常數(shù)是由_及_決定的常數(shù)；而介質(zhì)常數(shù)與是反映_的常數(shù)。答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)物料特性 過濾壓強(qiáng)差 過濾介質(zhì)阻力大小試題：過濾操作有_和_兩種典型方式。答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)恒壓過濾 恒速過濾 試題：在重力場中，固體顆粒在靜止流體中的沉降速度與下列因素?zé)o關(guān)的是（ ）。（A）顆粒幾何形狀 （B）顆粒幾何尺寸（C）顆粒與流體密度 （D）流體的流速答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(D) 試題：含塵氣體通過長4m，寬3m，高1m的降塵室，已知顆粒的沉降速度為0.25m/s，則降塵室的生產(chǎn)能力為（ ）。（A）3m3/s （B）1m3/s（C）0.75m3/s （D）6m3/s答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(A) 試題：某粒徑的顆粒在降塵室中沉降，若

3、降塵室的高度增加一倍，則該降塵室的生產(chǎn)能力將（）。（A）增加一倍 （B）為原來的1/2（C）不變 （D）不確定答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(C) 試題：粒徑分別為16和8的兩種顆粒在同一旋風(fēng)分離器中沉降，沉降在滯流區(qū)，則兩種顆粒的離心沉降速度之比為（）。（A）2 （B）4（C）1 （D）1/2答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(B) （2分）試題：以下表達(dá)式中正確的是（）。（A） 過濾速率與過濾面積的平方成正比 （B） 過濾速率與過濾面積成正比（C） 過濾速率與所得濾液體積成正比 （D） 過濾速率與虛擬濾液體積成正比答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(A) （2分）試題：在轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)上過濾某種懸浮液，若將轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速提高一倍，其他條件保持不變，則

4、生產(chǎn)能力將為原來的（）。（A）2倍 （B）倍（C）4倍 （D）1/2 答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(B) （2分）試題：球形顆粒在靜止流體中自由沉降，當(dāng)在10-4< <1時(shí)，沉降速度可用（）計(jì)算。（A）斯托克斯公式 （B）艾侖公式（C）牛頓公式 答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(A) （2分）試題：球形顆粒在靜止流體中作自由沉降時(shí)，其沉降速度可用斯托克斯公式計(jì)算。（ ） 答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(×) （1分）試題：過濾操作屬于定態(tài)操作。（ ） 答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(×) （1分）試題：粒子所在位置上的慣性離心力場強(qiáng)度與重力場強(qiáng)度之比，稱為離心分離因數(shù)。（ ） 答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)() （1分）試題：球形微粒在靜止

5、流體中作自由沉降，計(jì)算其沉降速度時(shí)，必須采用試差法，而且這是唯一的方法。（ ） 答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(×) （1分）試題：提高離心機(jī)分離因數(shù)的基本途徑是增加轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速。（ ） 答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)() （1分）試題：在降塵室里，顆?？杀环蛛x的必要條件是顆粒的沉降時(shí)間應(yīng)大于或等于氣體在室內(nèi)的停留時(shí)間。（ ） 答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(×) （1分）試題：離心沉降速度與重力沉降速度的主要區(qū)別之一是不是定值，而則是恒定的。（ ） 答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)() （1分）試題：連續(xù)過濾機(jī)中進(jìn)行的過濾都是恒壓過濾，間歇過濾機(jī)中也多為恒壓過濾。（ ） 答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)() （1分）試題：球形顆粒在靜止流體中作重力沉降時(shí)都

6、受到哪些力的作用？它們的作用方向如何？答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)答：球形顆粒在靜止流體中作重力沉降時(shí)，將受到三個(gè)力的作用，即重力、浮力與阻力。 （2分）作用方向是重力向下，其余兩個(gè)力向上。（2分） （共4分）試題：影響旋風(fēng)分離器性能最主要的因素可歸納為哪兩大類？為什么工業(yè)上廣泛采用旋風(fēng)分離器組操作？答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)答：影響旋風(fēng)分離器性能的因素是多方面的，其中最主要的因素可歸納為物系性質(zhì)與操作條件兩大類。（2分）因?yàn)閷τ谕唤Y(jié)構(gòu)型式的旋風(fēng)分離器來說，減少尺寸有利于分離，所以當(dāng)氣體處理量很大，又要求較高的分離效果時(shí)，常采用旋風(fēng)分離器組操作。（3分） （共5分）試題：簡述何謂餅層過濾？其適用何種懸浮液？答案與評(píng)分

7、標(biāo)準(zhǔn)答：餅層過濾是指固體物質(zhì)沉降于過濾介質(zhì)表面而形成濾餅層的操作。（2分） 它適用于處理固體含量較高（固相體積分?jǐn)?shù)約在1%以上）的懸浮液。（2分） 試題：何謂膜過濾？它又可分為哪兩類？答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)答：膜過濾是利用膜孔隙的選擇透過性進(jìn)行兩相分離的技術(shù)。（2分） 它又可分為微孔過濾和超濾兩類。（2分） （共4分）試題：簡述工業(yè)上對過濾介質(zhì)的要求及常用的過濾介質(zhì)種類。答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)答：對過濾介質(zhì)的要求是：它應(yīng)具有流動(dòng)阻力小和足夠的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)還應(yīng)具有相應(yīng)的耐腐蝕性和耐熱性。（3分） 種類有：織物介質(zhì)、堆積介質(zhì)、多孔固體介質(zhì)及多孔膜。（2分）（共5分）試題：用落球法測定某液體的粘度（落球粘度計(jì)），

8、將待測液體置于玻璃容器中測得直徑為6.35的鋼球在此液體內(nèi)沉降200所需的時(shí)間為7.32 ,已知鋼球的密度為7900 ，液體的密度為1300 。試計(jì)算液體的粘度。答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)解：（1）鋼球的沉降速度 （1分）（2）假設(shè)沉降在滯留區(qū)，則可用斯托克斯公式計(jì)算： （3分）（3）核算流型：故假設(shè)成立，求出的有效。（2分）試題：密度為1850 的固體顆粒，在50和20水中，按斯托克斯定律作自由沉降時(shí)，（1）它們沉降速度的比值是多少？（2）若微粒直徑增加一倍在同溫度水中作自由沉降時(shí)，此時(shí)沉降速度的比值又為多少？答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)解：（1）由附錄查出有關(guān)溫度下水的性質(zhì)：20時(shí)，密度=998 ，粘度=1.005

9、×10-3 Pa·s （1分）50時(shí)，=998 ，=0.5494×10-3 Pa·s （1分） （3分）（2）此時(shí)，d´=2d，s，均相同；據(jù)可得： （3分） 試題：擬采用底面積為14的降沉室回收常壓爐氣中所含的球形固體顆粒。操作條件下氣體的密度為0.75，粘度為2.6×10-5Pas；固體的密度為3000；要求生產(chǎn)能力為2.0，求理論上能完全捕集下來的最小顆粒直徑 。答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)解：（1）在該降塵室內(nèi)能完全分離出來的最小顆粒的沉降速度為： （1分）（2） 假設(shè)沉降在滯流區(qū)，則可用斯托克斯公式求。 （3分） （3分）校核沉降流型故原

10、假設(shè)正確，求出的有效。 （2分）試題：若鉛微粒（=7800） 和石英微粒（=2600）以同一沉降速度在（1）空氣中（2）水中作自由沉降，假設(shè)沉降在滯流區(qū)。分別求它們的直徑之比。取水的密度為1000。答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)解：（1）在空氣中作自由沉降，由于空氣 故空氣可略，即 -空氣由斯托克斯公式可得 （1分）設(shè)鉛微粒下標(biāo)為1，石英微粒下標(biāo)為2?？傻茫?（3分）（2）在水中作自由沉降，可得： （3分）試題：用一多層降塵室以除去爐氣中的礦塵。礦塵最小粒徑為8，密度為4000。降塵室內(nèi)長4.1，寬1.8，高4.2，氣體溫度為427，粘度為3.4×10-5Pa·s，密度為0.5，若每小時(shí)的

11、爐氣量為2160標(biāo)準(zhǔn)。試求降塵室內(nèi)的隔板間距及層數(shù)。答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)解：（1）操作條件下爐氣處理量為： （2分）（2）假設(shè)沉降在滯流區(qū)，可求出ut （2分）而氣體水平通過速度 （1分）（3）層數(shù)n （2分）（4）隔板間距h 可得： （1分）（5）核算顆粒沉降和氣體流動(dòng)是否都在滯流區(qū) 在滯流區(qū) （1分） （1分）氣體流動(dòng)的Re為： 在滯流區(qū)。故降塵室計(jì)算合理，結(jié)果有效。（1分）試題：采用標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器除去爐氣中的球形顆粒。要求旋風(fēng)分離器的生產(chǎn)能力為2.0m3，直徑D為0.4m，適宜的進(jìn)口氣速為20m/s。爐氣的密度為0.75kg/m3，粘度為2.6×10-5Pa·s（操作條件

12、下的），固相密度為3000kg/m3，求（1）需要幾個(gè)旋風(fēng)分離器并聯(lián)操作；（2） 臨界粒徑dc；（3）分割直徑d50；（4）壓強(qiáng)降P。答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)解：對于標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器，h=D/2，B=D/4，Ne=5，=8 （教材上冊P125）（1） 并聯(lián)旋風(fēng)分離器數(shù)n：單臺(tái)旋風(fēng)分離器的生產(chǎn)能力為： (Vs)單=h·B·ui=(0.42/8)×20=0.40m3/s（2分）n=Vs/ (Vs)單 =2.0/0.40=5 （1分）（2）求臨界粒徑dcB=D/4=0.4/4=0.1m，Ne=5，代入下式： （2分）（3）分割直徑d50 （2分）（4）壓強(qiáng)降P （2分）試題：在恒

13、定壓差下用尺寸為的一個(gè)濾框（過濾面積為0.806m2）對某懸浮液進(jìn)行過濾。已測出過濾常數(shù)濾餅體積與濾液體積之比為0.1，設(shè)介質(zhì)阻力可略，求1、當(dāng)濾框充滿濾餅時(shí)可得多少濾液？ 2、所需過濾時(shí)間。答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 求濾液量V濾餅體積：（2分）題給濾液體積： （2分） 求過濾時(shí)間當(dāng)介質(zhì)阻力可略時(shí)， （1分） （3分）試題：用板框壓濾機(jī)在9.81×104pa恒壓差下過濾某種水懸浮液。要求每小時(shí)處理料漿8m3。已測的1m3濾液可得濾餅0.1m3,過濾方程式為：（單位為s）求過濾面積A 恒壓過濾常數(shù)K、qe、e答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 過濾面積A由題給： （3分）代入題給過濾方程：解出：A=5.782m3（

14、3分） 求過濾常數(shù)K、qe、e 把題給過濾方程與恒壓過濾方程相比較，可得K=5×10-4m3/s； 2Ve=1m3； 故Ve=0.5m3 （2分）qe=Ve/A= （1分） （1分）試題：某板框式壓濾機(jī)，在表壓為2×101.33×103pa下以恒壓操作方式過濾某懸浮液，2小時(shí)后得濾液10m3；過濾介質(zhì)阻力可略，求若操作時(shí)間縮短為1小時(shí)，其他情況不變，可得多少濾液？ 若表壓加倍，濾餅不可壓縮，2小時(shí)可得多少濾液？答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 介質(zhì)阻力可略時(shí)，有的恒壓過濾方程式，題給其他情況不變，懸浮液不變，不變，則有： K、A不變，故有：（2分） 因 改變，恒壓過濾方程為：（1分

15、）而 K、A不變（1分）可得：（2分）化工原理習(xí)題集卡片題型計(jì)算難度較難章節(jié)第3章第3節(jié) 頁碼上冊P138、147知識(shí)點(diǎn)次重點(diǎn)分值8試題：某板框式壓濾機(jī)的過濾面積為0.2m2，在壓差下以恒壓操作過濾一種懸浮液，2小時(shí)后得濾液4m3,介質(zhì)阻力可略，濾餅不可壓縮，求：若過濾面積加倍，其他情況不變，可得多少濾液？若在原壓差下過濾2小時(shí)后用0.5m3的水洗滌濾餅，需多長洗滌時(shí)間？答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)原工況下的過濾常數(shù)K為：（介質(zhì)阻力可略） （2分） 過濾面積加倍，其他情況不變可得濾液量： （2分） 求洗滌時(shí)間對于板框壓濾機(jī)， （ 2分）因介質(zhì)阻力可略，故Ve=0,題給Vw=0.5m3 代入后可得： （ 2分

16、）試題：密度為2400Kg/m3的球形粒子在20的空氣中作自由沉降。求服從斯托克斯定律的最大顆粒直徑；服從牛頓定律的最小顆粒直徑。已查出20空氣的密度為1.205Kg/m3。粘度為1.81×10-5pa.s答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 服從斯托克斯定律的最大顆粒直徑，服從滯流沉降區(qū)的上限值K=2.62 （1分）由可得dmax=（3.5分）服從牛頓定律的最小顆粒直徑,服從牛頓定律的下限值K=69.1 （1分）同理可得：dmin= （1.5分）試題：擬在9.81×103Pa的恒定壓強(qiáng)差下過濾懸浮液。濾餅為不可壓縮，其比阻r為1.33×1010 1/m2，濾餅體積與濾液體積之比為0.

17、333m3/m3，濾液的粘度為1.0×10-3Pa.S；且過濾介質(zhì)阻力可略，求：（1）每平方米過濾面積上獲得1.5m3濾液所需的過濾時(shí)間，（2）若將此過濾時(shí)間延長一倍可以再獲得多少濾液？答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)解：（1）求 由題給條件可得，單位面積上所得濾液量q =1.5m3/m2 （1分） 求K，題給濾餅為不可壓縮，則S=0，r = r=常數(shù)，代入已知量則： (3分)求當(dāng)過濾介質(zhì)可略時(shí)，q2=k，則有 （1.5分）過濾時(shí)間加倍時(shí)，增加的濾液量 （1分） （1.5分） 增加的濾液量為：即每平方米過濾面積上將再得0.62m3 濾液。 （2分）試題：擬用標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器除去爐氣中的球形顆粒。已選定分離器直徑D=0.4m，固相密度為3000Kg/m3，氣相密度為0.674 Kg/m3，粘度為3.8×10-5Pa.S；操作條件下的氣體量為1200m3/h，對于標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器h=D/2，B=D/4，Ne取5，=8，且簡化假設(shè)取T=i。求：（1）離心分離因數(shù)Kc，（2）臨界粒徑dc，（3）分割粒徑d50，（4）壓強(qiáng)降P 。答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)解：（1）求Kc （1分） （1分） (1分)（2）求dc （2分） （3）求d50 （2分）（4）求P (2分)試題：已知某