化工原理分章試題與解答

1、第三章一、填空題.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U1 U2；若在熱空氣中的沉降速度為U3,冷空氣中為U4,則U3 U4。(, ,=)d2g( s )Ut 答：18,因?yàn)樗恼扯却笥诳諝獾恼扯龋訳1 U2熱空氣的粘度大于冷空氣的粘度，所以U3 U4.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) c 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。.含塵氣體在降塵室中除塵，當(dāng)氣體壓強(qiáng)增加，而氣體

2、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)(增大、減小、不變)間,可100%除去的最小粒徑 心所答：減小、減小、增大，減小。Ut4dg( s )33,壓強(qiáng)增加，氣體的密度增大，故沉降速度減小,精品V壓強(qiáng)增加，nRT,所以氣體的體積流量減小,t氣體的停留時(shí)間L LU Vs/A,氣體體積流量減小，故停留時(shí)間變大。dmin18 Ut最小粒徑在斯托克斯區(qū)、g( s )，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Pi,總效率為1,通過(guò)細(xì)長(zhǎng)型旋風(fēng)分離器時(shí)壓降為P2,總效率為2,則：Pi P2,答：小于，小于5.某板框過(guò)濾機(jī)包壓

3、操作過(guò)濾某懸浮液，濾框充滿濾餅所需過(guò)濾時(shí)間為一試推算下列情況下的過(guò)濾時(shí)間為原來(lái)過(guò)濾時(shí)間T的倍數(shù)：S 0,壓差提高一倍，其他條件不變，= T；s 0.5,壓差提高一倍，其他條件不變，=r ;s 1,壓差提高一倍，其他條件不變，=r ;1) 0. 5; 2) 0.707; 3) 11 S1/( P),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,則切向速度ut=m/s答：17.1m/s精品.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)的空）距離Lw和濾液在過(guò)濾終了時(shí)走過(guò)的距離L的定量關(guān)系為 ,洗滌速率（d W（也）和終了時(shí)的過(guò)濾速率d E的定量關(guān)系為

4、。1A L2- LwdV2L； (d.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 液量就越,形成的濾餅厚度越,過(guò)濾阻力越答案：大；少；??；小分析：由轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力Q 465LbH/Vs ;B H/u t LbH/Vs ;C L/Ut LbH/Vs答：B9,下列說(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不是恒定值答案：C 分析：離心沉降速度 U隨顆粒在離心力場(chǎng)中的位置(R)而變。而重力沉降速

5、度UTUt與位置無(wú)關(guān)。因?yàn)闆Q定Ur的是離心加速度R ,它是一個(gè)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(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)尺寸較大的旋風(fēng)分離器B采用多個(gè)尺寸較小的旋風(fēng)分離器串聯(lián)精品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=5 X105A28試求：欲在30min內(nèi)獲得5m3濾液，需要邊框尺寸為635mmX 635mmX 25mm的濾框若干個(gè)；過(guò)濾常數(shù)K、qe、k解：1、所需濾框數(shù)由已知的過(guò)濾時(shí)間

6、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)將有關(guān)數(shù)據(jù)代入恒壓過(guò)濾方程式并整理得到18.26m2A V2 V52 5,5 10 55 10 5 30 60_2又 A 2 0.635 n22.64n A/2 0.6352 18.26/2 0.6352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及伯精品根據(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2_2V2VVe KA與題給恒壓過(guò)濾方程相比可得， _ 52K 5 105m2/s 3 2Ve 1 Ve 0.5m qe Ve/A 0.5/18.55 0.02

7、7m3/m2e q；/K 0.0272/5 10 514.6s2.實(shí)驗(yàn)室用一片過(guò)濾面積為0.1M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, Oe為20司且知每獲1升濾液，便在濾葉 表面積累1mm厚的濾渣，今選用板框過(guò)濾機(jī)在 3.2X 105Pa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?，其邊長(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。解：1）濾框完全充滿濾餅所需的過(guò)濾時(shí)間8222過(guò)濾面積：A 2l n 2

8、0.8120 26.24m.2.- ,2_ -一一一一 ,2濾餅體積：Vcl bn0.810.042 200.551m。1 0.0010.0010.1m3濾餅/m3濾液精品濾液體積VcV 0.5510.135.51m精品q X 篇 0.21m3而/一 一 4 _真空度為8 104Pa，即P 810 Paqe3 ,20.01m / m , e20s2qe辿0.52010 5m2/sK() 0.5P105(3.2 100.81054)2 10 5m2/s52_ _2qe0.01K 2 10 55s過(guò)濾時(shí)間:(qqe)2K_ _231001- 5 2145s 0.67h _ 52 102）過(guò)濾機(jī)的生

9、產(chǎn)能力5.51W D 0.67 0.534.71m /h3.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:若其他條件不變，過(guò)濾面積加倍，可得多少濾液?若其他條件不變，過(guò)濾時(shí)間縮短1.5h,可得多少濾液?若其他條件不變，過(guò)濾的壓差加倍，可得多少濾液?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。精品解：1）因過(guò)濾阻力忽略不計(jì)，包壓過(guò)濾方程為: TOC o 1-5 h z 22V KA ;A 2A 時(shí)，V 2 KAV 2A 2 V 2(2 0.6)2一22 ， 22即：V A 600.6

10、3解得：V 120m12)2V 2 KA2 V2 KA2V 2 V 21.5V2，6023解得：V42.43m33、 P 2 PK p, K 2KV 2 KA2 ,V2 KA222_V k v 2K 2V2K 602 K解得：V84.85m34、洗滌時(shí)間:V2 KA2KA2V26021200dV dKA22V12002 60310m /h精品Vww- 1.6 h1 ,dV、1 /c()E 104 d44.用小型板框壓濾機(jī)對(duì)某懸浮液進(jìn)行包壓過(guò)濾試驗(yàn)，過(guò)濾壓強(qiáng)差為150kPa測(cè)得過(guò)濾常數(shù)精品k=2.5X 10-4m2/s, qe =0.02m3/m 2。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60kPq轉(zhuǎn)速為0.5r/min ,轉(zhuǎn)筒的浸沒(méi)度為1/3。若要求轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力為5m3濾液/h，試求轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾面積。已知濾餅不可壓縮。解:濾餅不可壓縮，故KP606