化工原理非均相物系分離習(xí)題庫(kù).

1、非均相物系分離一、填空題1 .某顆粒的重力沉降服從斯托克斯定律，若在水中的沉降速度為u1,在空氣中為u2,則u12;若在熱空氣中的沉降速度為u3,冷空氣中為u4,則u34。(>,<,=)dg(-0)18洛：ut=，因?yàn)樗恼扯却蠖】諝獾恼扯龋評(píng)1<u2熱空氣的粘度大丁冷空氣的粘度，所以u(píng)3<u42. 用降塵室除去煙氣中的塵粒，因某種原因使進(jìn)入降塵室的煙氣溫度上升，若氣體質(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(shí)間減少。3. 含塵氣體在降塵室中除塵，

2、當(dāng)氣體壓強(qiáng)增加，而氣體溫度、質(zhì)量流量均不變時(shí)，顆粒的沉降速度，氣體的體積流量，氣體停留時(shí)間，可100%除去的最小粒徑dmin。(增大、減小、不變)答：減小、減小、增大，減小。4dg(p-sp)3pE頃"強(qiáng)增加，氣體的密度增大，故沉降速度減小，nRTpV=壓強(qiáng)增加，所以氣體的體積流量減小，Lu=LVs/At=氣體的停留時(shí)間，氣體體積流量減小，故停留時(shí)間變大。非均相物系分離最小粒徑在斯托克斯區(qū)dmin=18putg(-)ps)沉降速度下降，故最小粒徑減小。4. 一般而言，同一含塵氣以同樣氣速進(jìn)入短粗型旋風(fēng)分離器時(shí)壓降為P1,總效率為71通過(guò)細(xì)長(zhǎng)型旋風(fēng)分離器時(shí)壓降為P2,總效率為可2貝U:

3、PP2,T1耳2答：小丁，小丁5. 某板框過(guò)濾機(jī)恒壓操作過(guò)濾某懸浮液，濾框充滿濾餅所需過(guò)濾時(shí)間為弓試推算下列情況下的過(guò)濾時(shí)間必原來(lái)過(guò)濾時(shí)間i的倍數(shù)：1) S=0,壓差提高一倍，其他條件不變，r/2) s=0.5,壓差提高一倍，其他條件不變，r'r3) s=1，壓差提高一倍，其他條件不變，i'i1)0.5;2)0.707;3)1躍1/(?p)1-s,可得上述結(jié)果。6. 某旋風(fēng)分離器的分離因數(shù)k=100,旋轉(zhuǎn)半徑R=0.3m,貝U切向速度utm/s。答：17.1m/s7. 對(duì)板框式過(guò)濾機(jī)，洗滌面積AW和過(guò)濾面積A的定量關(guān)系為，洗水走過(guò)的dV)W距離Lw和濾液在過(guò)濾終了時(shí)走過(guò)的距離L

4、(dV)E的定量關(guān)系為，洗滌速率(dO和終了時(shí)的過(guò)濾速率d9Aw=12A的定量關(guān)系為。dV)W1dV()E4d0冬案：；Lw=2L;(d98. 轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)，轉(zhuǎn)速越大，則生產(chǎn)能力就越，每轉(zhuǎn)一周所獲得的濾2非均相物系分離液量就越，形成的濾餅厚度越，過(guò)濾阻力越。答案：大；少；?。恍》治觯河赊D(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力Q=465K?n(忽略介質(zhì)阻力)9. 一降塵室長(zhǎng)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10Hm共沉降速度為0.01m/s欲將最小直徑的顆粒全部沉降下來(lái)，含塵氣體的最大流速不能超過(guò)m/s3理由:1)最大生產(chǎn)能力V=11?5?2.5?0.01=1

5、.375m/s最大流速L>u=VH?b=1.3751.1?2.5=0.5m/sHu0或：u?5u>0.10.01?uv0.5m/s10. 恒壓過(guò)濾時(shí)，過(guò)濾面積不變，當(dāng)濾液粘度增加時(shí)，在相同過(guò)濾時(shí)間內(nèi)，過(guò)濾常數(shù)K將變，濾液體積將變。答：小，小K=2k?p1-s,k=?p從r,v粘度增加，故K變??；(V+Ve)2=KA(9+9e)濾液體積減小。2二、選擇題1.以下說(shuō)法正確的是。A過(guò)濾速率與過(guò)濾面積成正比B過(guò)濾速率與過(guò)濾面積的平方成正比C過(guò)濾速率與濾液體積成正比D過(guò)濾速率與濾布阻力成正比非均相物系分離答案：BdVKA12（V+匕）2 .用板框過(guò)濾機(jī)進(jìn)行恒壓過(guò)濾，若介質(zhì)阻力可忽略不計(jì)，過(guò)濾

6、20min可得濾液8m3,若再過(guò)濾20min可再得濾液。A8m3B4m3C3.3m3D11.3m3答案：C分析:由恒壓過(guò)濾方程22V+2VVe=KA022由題知Ve=0,則有V=KAO3V=8湖=20min1將1代入，得KA2=8220則02=40miii寸則V2=KA）=282203?40=11.3m3V2-V1=11.3-8=3.3m應(yīng)注意恒壓過(guò)濾方程中V、0是指從初始（0起點(diǎn)）態(tài)計(jì)得的累積量。3 .含塵氣體在降塵室內(nèi)按斯托克斯定律進(jìn)行沉降，理論上完全除去的粒子最小粒徑為30mi,現(xiàn)氣體的額處理量增大1倍，則該降塵室理論上能完全除去的最小粒徑為。A2X30HmB1/2X30mC30口mD2

7、1/2X30叩答案：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)4非均相物系分離系VS=Autut=d（堆）g18業(yè)故dmin=18pVsg（P-sp）As4 .下面哪個(gè)是過(guò)濾的推動(dòng)力。A液體經(jīng)過(guò)過(guò)濾機(jī)的壓強(qiáng)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(guò)濾時(shí)，當(dāng)過(guò)濾時(shí)間增加1倍則過(guò)濾速率為原來(lái)的。（介質(zhì)阻力可忽略，濾餅不可壓縮）A21/2倍B2-1/2倍C2倍D1/2倍答案：B分析：恒壓過(guò)濾方程為：dqq2+2qqe,K0（a）過(guò)濾基本方程為d0=K2(q+qe)(b)將qe=0代入兩式，然后再將(a)代入(b)有dqd

8、9=K2Kg16. 降塵室的生產(chǎn)能力取決丁。A降塵面積和降塵室高度非均相物系分離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(zhǎng)度和能100%除去的最小顆粒的沉降速度D降塵室的寬度和長(zhǎng)度答：B7. 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器系列，下列說(shuō)法哪一個(gè)是正確的A尺寸大，則處理量大，但壓降大；B尺寸大，則分離效率高，但壓降??；C尺寸小，則處理量小，但分離效率高；D尺寸小，則分離效率差，但壓降大答：C8. 設(shè)降塵室的長(zhǎng)、寬、高分別為L(zhǎng)、S、H(單位均為m),顆粒的沉降速度為ut(m/s),氣體的體積流量為Vs,則顆粒能在降塵室分離的條件是。AH/ut>LbH/VsBH/ut<LbH/VsCL/u

9、tLbH/Vs；DL/ut>LbH/Vs答：B9. 下歹0說(shuō)法中正確的是。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不是恒定值非均相物系分離答案：C分析：離心沉降速度ur隨顆粒在離心力場(chǎng)中的位置(R)而變。而重力沉降速度u2Tut與位置無(wú)關(guān)。因?yàn)闆Q定ur的是離心加速度而決定ut的是加速度g,它是一常量。R,它是一個(gè)變量，與位置有關(guān)。10. 欲對(duì)含塵氣體進(jìn)行氣固分離，若氣體的處理量較大時(shí)。應(yīng)，可獲得較好的分離效果。A采用一個(gè)尺寸較大的旋

10、風(fēng)分離器B采用多個(gè)尺寸較小的旋風(fēng)分離器申聯(lián)C采用多個(gè)尺寸較小的旋風(fēng)分離器并聯(lián)D不用旋風(fēng)分離器，該用其它分離設(shè)備答：C三、計(jì)算題1 .用板框壓濾機(jī)在恒壓強(qiáng)差下過(guò)濾某種懸浮液，測(cè)得過(guò)濾方程式為：V2+V=5X10-5A29試求：欲在30min內(nèi)獲得5m3濾液，需要邊框尺寸為635m林635m心25mm的濾框若干個(gè)；過(guò)濾常數(shù)K、qe、9e解：1、所需濾框數(shù)由已知的過(guò)濾時(shí)間和相應(yīng)的濾液體積，利用恒壓過(guò)濾方程求過(guò)濾面積。再由濾框尺寸確定所需的濾框數(shù)非均相物系分離將有關(guān)數(shù)據(jù)代入恒壓過(guò)濾方程式并整理得到V2A=+V-55?109=5+55?10-52?30?60=18.26m22 乂A=2?0.635nn=

11、A/2?0.6352=18.26/2?0.6352=22.64實(shí)取23個(gè)框，則實(shí)際過(guò)濾面積為：A=2?0.6352?23=18.55m22、過(guò)濾常數(shù)K、qe及0e根據(jù)恒壓過(guò)濾方程式確定過(guò)濾常數(shù)K、Ve,恒壓過(guò)濾方程式V2+2VVe=K2與題給恒壓過(guò)濾方程相比可得，K=5?10-5m/s322Ve=1,Ve=0.5m32qe=Ve/A=0.5/18.55=0.027m/m9e=qe/K=0.02722/510-5=14.6s2.實(shí)驗(yàn)室用一片過(guò)濾面積為0.1m2的濾葉對(duì)某種懸浮液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，濾葉內(nèi)部真空度為8X104Pa,測(cè)出qe為0.01m3/m2,0e為20s，且知每獲1升濾液，便在濾葉表面積累

12、1mm厚的濾渣，今選用板框過(guò)濾機(jī)在3.2X05Pa的表壓下過(guò)濾該懸:浮液，所用過(guò)濾介質(zhì)與實(shí)驗(yàn)相同，該壓濾機(jī)濾框?yàn)檎叫危溥呴L(zhǎng)為810mm,框厚為42mm，共20個(gè)框，濾餅不可壓縮。試求：濾框完全充滿濾餅所需的過(guò)濾時(shí)間；若濾餅洗滌與裝卸時(shí)間為0.5h,求以濾液體積計(jì)的生產(chǎn)能力。非均相物系分離解：1)濾框完全充滿濾餅所需的過(guò)濾時(shí)間9222過(guò)濾面積：A=2ln=2?0.81?20=26.24m222濾餅體積：Vc=lbn=0.81?0.042?20=0.551mv=0.?0.0010.001=0.1m濾餅/m濾液33濾液體積q=VA=V=Vcv=0.5510.1=5.51m35.5126.24=0

13、.21m/m324真空度為8?10Pa324,即？p=8?10Pam/s2qe=0.01m/m0e=20sK=qe29e=0.01202=0?510-5K'K=?p'?p?p'?p)=0.5?10-5K'=K(3.2?100.8?1055)=2?10-5m/s29e'='qe2K'=0.012?102-5=5s2過(guò)濾時(shí)間：0=')(q+qeK'-9e'=(0.21+0.01)210-52-5=2145s=0.67h2)過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力Q=V=5.510.67+0.5=4.71m/h39+9W-+0D過(guò)濾面積加倍，可

14、得多少濾液？過(guò)濾時(shí)間縮短1.5h,可得多少濾液?過(guò)濾的壓差加倍，可得多少濾液？3. 某板框壓濾機(jī)的過(guò)濾面積為0.6m2,在恒壓下過(guò)濾某懸:浮液，3小時(shí)后得濾液60m3,若濾餅不可壓縮，且過(guò)濾介質(zhì)可忽略不計(jì)，試求：非均相物系分離若其他條件不變，若其他條件不變，若其他條件不變，若在原表壓下過(guò)濾3h,用4m3的水洗滌濾餅需多長(zhǎng)時(shí)間？設(shè)濾液與水的性質(zhì)相近。解：1）因過(guò)濾阻力忽略不計(jì)，恒壓過(guò)濾方程為：V2=KA20;A'=2A時(shí)，V'2=KA'29V'22V'20.6）2即：V2=A'A2,602=（2?0.62解得：V'=120m32）9'

15、;=129V''2=KA29'V2=KA29V''2''2.5V2M'V9,602=13解得：V''=42.43m33、?p'=2?pKg?p,K'=2KV'''2=K'A29,V2=KA29V'''2K'V'''2=2KV2K,602=K=2解得：V”'=84.85m34、洗滌時(shí)間：非均相物系分離V2=KA02=KA2=V20=60332=1200dVd9=KA2V212002?60=10m/h9W=VW1dV()E4d=414?10=1.6h4.用小型板框壓濾機(jī)對(duì)某懸浮液進(jìn)行恒壓過(guò)濾試驗(yàn)，過(guò)濾壓強(qiáng)差為150kPa,測(cè)得過(guò)濾常數(shù)k=2.5X0-4m2/s,qe=03/m2。今擬用一轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)過(guò)濾該懸:浮液，過(guò)濾介質(zhì)與試驗(yàn)時(shí)相同，操作真空度為60kPa,轉(zhuǎn)速為0.5r/min,