化工原理分章試題與解答

..第三章2一、填空題1．某顆粒的重力沉降聽從斯托克斯定律，假設(shè)在水中的沉降速度為u1,在空氣中為u2，那么u1 u；假設(shè)在熱空氣中的沉降速度為u3，冷空氣中為u4，那么2u3 u4。(＞，＜，＝)d2g(u

)12答：t12

18

，由于水的粘度大于空氣的粘度，所以u(píng) u3 熱空氣的粘度大于冷空氣的粘度，所以u(píng) 3 2．用降塵室除去煙氣中的塵粒，因某種緣由使進(jìn)入降塵室的煙氣溫度上升，假設(shè)氣體質(zhì)量流量不變，含塵狀況不變，降塵室出口氣體含塵量將 下降、不變，導(dǎo)致此變化的緣由是1〕 ；2〕 。答：上升，緣由：粘度上升，塵降速度下降；體積流量上升，停留時(shí)間削減。塵氣體在降塵室中除塵，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(4dg()3st ，壓強(qiáng)增加，氣體的密度增大，故沉降速度減小，

VnRTp ，所以氣體的體積流量減小，tL L

u Vs/A，氣體體積流量減小，故停留時(shí)間變大。

d min

g()st1 2 2 1 4．一般而言，同一含塵氣以同樣氣速進(jìn)入短粗型旋風(fēng)別離器時(shí)壓降為P1，總效率為通過瘦長(zhǎng)型旋風(fēng)別離器時(shí)壓降為P總效率為 那么：1 2 2 1 。 。1 2答：小于，小于τ，試推算以下狀況下的過濾時(shí)間為原來過濾時(shí)間τ的倍數(shù)：1〕s0，壓差提高一倍，其他條件不變，= τ；2〕s0.5，壓差提高一倍，其他條件不變，= τ；3〕s1，壓差提高一倍，其他條件不變，= τ；1〕0. 5；23〕11/(p)1s，可得上述結(jié)果。某旋風(fēng)別離器的別離因數(shù)旋轉(zhuǎn)半徑那么切向速度ut= m/s答：/sW對(duì)板框式過濾機(jī)，洗滌面積A 和過濾面積A的定量關(guān)系為 ，洗水走過的WdV)w距離L和濾液在過濾終了時(shí)走過的距離L的定量關(guān)系為 洗滌速〔d Ww(dV)和終了時(shí)的過濾速率d E的定量關(guān)系為 。w1 dV 1 dVwA答案：w

2A；L 2L;

) ( )W=4 d E轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)，轉(zhuǎn)速越大，那么生產(chǎn)力氣就越 一周所獲得的濾液量就越 ，形成的濾餅厚度越 ，過濾阻力越 。答案：大；少；薄；小分析：由轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)的生產(chǎn)力氣KnQKn

(無視介質(zhì)阻力)一降塵室長(zhǎng)5M,寬,高,中間裝有10塊隔板,隔板間距為,現(xiàn)顆粒最小直徑10m,其沉降速度為/s,欲將最小直徑的顆粒全部沉降下來,含塵氣體的最大流速不能超過 m/s。理由：1)最大生產(chǎn)力氣V1152.50.011.375m3/su最大流速

V 1.375 Hb 1.12.5LH

50.1

u0.5m/s或：u u0

u 0.01過濾面積不變，當(dāng)濾液粘度增加時(shí)，在一樣過濾時(shí)間內(nèi)，過濾常數(shù)Ｋ將變 ，濾液體積將變 。答：小，小K2kp1s,k

p

K變??；e (VV2KA2(，濾液體積減小。e ...１．以下說法正確的選項(xiàng)是。Ａ過濾速率與過濾面積成正比Ｂ過濾速率與過濾面積的平方成正比Ｃ過濾速率與濾液體積成正比Ｄ過濾速率與濾布阻力成正比答案：BdVddVd KA2e液8m3，假設(shè)再過濾20min可再得濾液 。Ａ8m3 Ｂ4m3 Ｃ 3 Ｄ 3將221答案:C將221KA282KA28240201V22VVeKA2由題知 Ve0,那么有

KA2 1

V8m3代入,得

KA2

8220那么

V2

11.3m3那么 V V

11.383.3m3應(yīng)留意恒壓過濾方程中V、是指從初始0起點(diǎn)最小粒徑為 。A 2×30μm B 1/2×30μm C 30μm D 21/2×30μm答案：DVs與能被完全除去最小顆粒的沉降速度ut有以下關(guān)系V AuS td2(u s

)g由 tdmin故

1818g18g(s)AVsVs４．下面哪個(gè)是過濾的推動(dòng)力 。Ａ液體經(jīng)過過濾機(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 側(cè)的壓差加上濾餅兩側(cè)的壓差答：D５．恒壓過濾時(shí)，當(dāng)過濾時(shí)間增加１倍那么過濾速率為原來的 力可無視，濾餅不行壓縮〕A 21/2倍 B 2-1/2倍 C 2倍 D 1/2倍

分析：恒壓過濾方程為：q2dq

2qq K 〔a〕eKe過濾根本方程為 d 2(qqe) (b)e將q 0代入兩式，然后再將(a)代入(b)有eK2 Kdq K2 Kd降塵室的生產(chǎn)力氣取決于 Ａ降塵面積和降塵室高度Ｂ沉降面積和能100%除去的最小顆粒的沉降速度Ｃ100%除去的最小顆粒的沉降速度Ｄ降塵室的寬度和長(zhǎng)度答：B對(duì)標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)別離器系列，以下說法哪一個(gè)是正確的 。尺寸大，那么處理量大，但壓降大；尺寸大，那么別離效率高，但壓降??；C ，那么處理量小，但別離效率高；D 尺寸小，那么別離效率差，但壓降大答：Ct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u〔m/s，氣體的體積流量為Vs，那么顆粒能在降塵室別離的條件是 。ttH/u≥LbH/Vs；ttH/u≤LbH/Vs；tL/ut≤LbH/Vs；D L/ut≥LbH/Vs答：B以下說法中正確的選項(xiàng)是 。A 離心沉降速度ur和重力沉降速度ut是恒定的；B 沉降速度ut不是恒定的；C 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ur(R而變。而重力沉降速度u2Tutur的是離心加速度R，它是一個(gè)變量，與位置有關(guān)。而打算ut的是加速度g，它是一常量。10．欲對(duì)含塵氣體進(jìn)展氣固別離，假設(shè)氣體的處理量較大時(shí)。應(yīng) 得較好的別離效果。承受一個(gè)尺寸較大的旋風(fēng)別離器承受多個(gè)尺寸較小的旋風(fēng)別離器串聯(lián)C承受多個(gè)尺寸較小的旋風(fēng)別離器并聯(lián)D不用旋風(fēng)別離器，該用其它別離設(shè)備答：C三、計(jì)算題１． 用板框壓濾機(jī)在恒壓強(qiáng)差下過濾某種懸浮液，測(cè)得過濾方程式為：V2+V=5×10-5A2θ試求：5m3635mm×635mm×25mm的濾框假設(shè)干個(gè)；解：1、所需濾框數(shù)確定所需的濾框數(shù)將有關(guān)數(shù)據(jù)代入恒壓過濾方程式并整理得到V2V5105V2V510552551053060A20.6352nnA/20.635218.26/20.635222.64實(shí)取23個(gè)框，那么實(shí)際過濾面積為：A20.63522318.55m22K、qe及θe恒壓過濾方程式e

KA2與題給恒壓過濾方程相比可得，K5105m2/se2Ve1，V 0.5m3eq Ve

/A0.5/18.550.027m3/m2 q2/K0.0272/510514.6se e2的濾葉對(duì)某種懸浮液進(jìn)展試驗(yàn)，濾葉內(nèi)部真空度8×104Paqe3/m2，θe20s1升濾液，便在濾葉外表積存1mm厚的濾渣，今選用板框過濾機(jī)在×105Pa的表壓下過濾該懸浮液，所用20個(gè)框，濾餅不行壓縮。試求：⑴濾框完全布滿濾餅所需的過濾時(shí)間；⑵假設(shè)濾餅洗滌與裝卸時(shí)間為，求以濾液體積計(jì)的生產(chǎn)力氣。解：1〕濾框完全布滿濾餅所需的過濾時(shí)間θA2l2n20.8122026.24m2濾餅體積：V

l2bn0.812

0.042200.551m2c0.10.001c0.001

0.1m3濾餅/m3濾液

V VV

0.5510.1

5.51m3 q 0.21m3/m2A 26.24真空度為8104Pa，即p8104Paq 0.01m3/m2，e

20s q K e 0.5 105m2/s 20eKpK pp 3.2105KK( )0.5105( )2105m2/sp 0.8105

q2e

0.012 5se K 2105(qq)2ee

(0.210.01)2過濾時(shí)間：

K

52145s0.67h21052〕過濾機(jī)的生產(chǎn)力氣Q V W

5.510.670.5

4.71m3/h.23小時(shí)后得濾液60m3，假設(shè)濾餅不行壓縮，且過濾介質(zhì)可無視不計(jì)，試求：⑴假設(shè)其他條件不變，過濾面積加倍，可得多少濾液？⑵假設(shè)其他條件不變，過濾時(shí)間縮短，可得多少濾液？⑶假設(shè)其他條件不變，過濾的壓差加倍，可得多少濾液？⑷假設(shè)在原表壓下過濾3h4m3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〕因過濾阻力無視不計(jì)，恒壓過濾方程為：V2KA2;A2A時(shí)，V2KA2V2A2

,V2

(20.6)2即：V2 A2

602

0.62解得：V120m312〕 2V2KA2V2KA2V2V2

,V2 602

1.53解得：V42.43m33、p2pKp,K2KV2KA2,V2KA2V2K,V22K2V2 K 602 K解得：V84.85m3.4、洗滌時(shí)間：V2 602KA2 1200V2KA2 3dV KA2 1200 d 2V

10m3/hW VWW 1(dV)4 d

4 1.6h1104用小型板框壓濾機(jī)對(duì)某懸浮液進(jìn)展恒壓過濾試驗(yàn)，過濾壓強(qiáng)差為150kPa，10-4m2/s，qe=3/m2。今擬用一轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)過濾該懸浮液，