化工原理分章试题与解答第三章

1、LL0一、填空题1某颗粒的重力沉降服从斯托克斯定律， 若在水中的沉降速度为U1,在空气中为U2,则U1U2；若在热空气中的沉降速度为 U3，冷空气中为U4，则U3U4。( ,V,=)d2g( s )ut 答：18，因为水的粘度大于空气的粘度，所以U1 U2热空气的粘度大于冷空气的粘度，所以U3 U42用降尘室除去烟气中的尘粒，因某种原因使进入降尘室的烟气温度上升，若气体质量流量不变，含尘情况不变，降尘室出口气体含尘量将 (上升、下降、不变)，导致此变化的原因是1) ; 2) 。答：上升，原因：粘度上升，尘降速度下降；体积流量上升，停留时间减少。3含尘气体在降尘室中除尘，当气体压强增加，而气体温

2、度、质量流量均不变时，颗粒的沉降速度，气体的体积流量 ，气体停留时间 ，可100%除去的最小粒径dmin。(增大、减小、不变)4dg(答：减小、减小、增大，减小。Uts )，压强增加，气体的密度增大，故沉降速度减小，nRT气体的停留时间u Vs/A，气体体积流量减小，故停留时间变大dmin最小粒径在斯托克斯区18 utg( s )，沉降速度下降，故最小粒径减小4一般而言，同一含尘气以同样气速进入短粗型旋风分离器时压降为Pi,总效率为1，通过细长型旋风分离器时压降为P2，总效率为2，贝U： PiP2,答：小于，小于5. 某板框过滤机恒压操作过滤某悬浮液，滤框充满滤饼所需过滤时间为T，试推算下列情

3、况下的过滤时间 为原来过滤时间T的倍数：1) s 0，压差提高一倍，其他条件不变,: T；2) s 0.5，压差提高一倍，其他条件不变,T；3) s 1，压差提高一倍，其他条件不变,1) 0. 5; 2); 3) 11 s1/( P)，可得上述结果6. 某旋风分离器的分离因数 k=100,旋转半径R=0.3m,则切向速度ut=m/s 答：17.1m/s7. 对板框式过滤机，洗涤面积Aw和过滤面积A的定量关系为,洗水走过的距离Lw和滤液在过滤终了时走过的距离L的定量关系为,洗涤速率(d朋和终了时的过(dV) 滤速率d兀的定量关系为A 1dV1 / dV、Aw _ A |01)W _ ( )E答案

4、：2； Lw 2L;(d =4 d8转筒真空过滤机，转速越大，则生产能力就越,每转一周所获得的滤液量就，形成的滤饼厚度越，过滤阻力越答案：大；少；薄；小分析：由转筒真空过滤机的生产能力Q 465K n (忽略介质阻力)9.一降尘室长5M,宽2.5M,高1.1M,中间装有10块隔板，隔板间距为0.1M,现颗粒最小直 径10 m，其沉降速度为0.01m/s欲将最小直径的颗粒全部沉降下来,含尘气体的最大流m/s速不能超过3理由：1)最大生产能力V 11 5 25 0.01 1.375m /su 丄空 0.5m/s最大流速H b 1.1 2.5H5 0Yu 0.5m/s或：uu0u 0.0110.恒压

5、过滤时，过滤面积不变，当滤液粘度增加时，在相同过滤时间内，过滤常数K将变，滤液体积将变 。答：小，小K 2k p1 s,kpr ，粘度增加，故K变小；2 2(V Ve) KA ( e)，滤液体积减小。二、选择题1.以下说法正确的是。A 过滤速率与过滤面积成正比B 过滤速率与过滤面积的平方成正比C 过滤速率与滤液体积成正比D 过滤速率与滤布阻力成正比答案：BdV KA2分析：可由过滤基本方程直接求得d 2（v Ve）2 .用板框过滤机进行恒压过滤，若介质阻力可忽略不计，过滤20min可得滤液8m3,若再过滤20min可再得滤液A 8m3B 4m3C 3.3m3D11.3m3答案:C分析:由恒压过

6、滤方程由题知Ve 0,则有 V2 KA2将 i 20min Vic 38m代入，得KA28220则2 40mi n时V2 ；KA82 402 : 2011.3m33则V2 V111.3 83.3m应注意恒压过滤方程中V、是指从初始0起点 态计得的累积量3. 含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降，理论上完全除去的粒子最小粒径为30卩m,现气体的额处理量增大1倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为。A 2X 30 卩 m B 1/2X 30 卩 m C30 卩 mD 21/2x 30 卩 m答案：D分析：降尘室最大处理量Vs与能被完全除去最小颗粒的沉降速度 F有以下关系d ( s )g U

7、t18d min18Vsg( s ) A4. 下面哪个是过滤的推动力A 液体经过过滤机的压强降;C 介质两侧的压差；答: DB 滤饼两侧的压差；D 介质两侧的压差加上滤饼两侧的压差5. 恒压过滤时，当过滤时间增加1倍则过滤速率为原来的。(介质阻力可忽略,滤饼不可压缩)A 21/2 倍B 2-1/2 倍答案：B分析：恒压过滤方程为:过滤基本方程为C2倍D 1/2 倍2q2qqe K(a)dqKd2(q qe)(b)将qe 0代入两式，然后再将(a)代入(b)有6. 降尘室的生产能力取决于 。A 降尘面积和降尘室高度B 沉降面积和能100%除去的最小颗粒的沉降速度C 降尘室长度和能100%除去的最

8、小颗粒的沉降速度D 降尘室的宽度和长度 答: B7对标准旋风分离器系列，下列说法哪一个是正确的。A 尺寸大，则处理量大，但压降大；B尺寸大，则分离效率高，但压降小；C 尺寸小，则处理量小，但分离效率高；D 尺寸小，则分离效率差，但压降大答：CUt (m/s)，8. 设降尘室的长、宽、高分别为L、S、H （单位均为m），颗粒的沉降速度为 气体的体积流量为Vs，则颗粒能在降尘室分离的条件是 oA H/ut LbH/Vs;B H/utW LbH/Vs；C L/ut LbH/Vs答：B9. 下列说法中正确的是oA 离心沉降速度Ur和重力沉降速度Ut是恒定的；B 离心沉降速度Ur和重力沉降速度ut不是恒

9、定的；C 离心沉降速度Ur不是恒定值，而重力沉降速度Ut是恒定值;D 离心沉降速度Ur是恒定值，而重力沉降速度Ut不是恒定值 答案：C分析：离心沉降速度Ur随颗粒在离心力场中的位置（R）而变。而重力沉降速度Ut与位置无关。因为决定Ur的是离心加速度R，它是一个变量，与位置有关。而决定 Ut的 是加速度g，它是一常量。10欲对含尘气体进行气固分离，若气体的处理量较大时。应 ，可获得较好的分离效果。A采用一个尺寸较大的旋风分离器B采用多个尺寸较小的旋风分离器串联C采用多个尺寸较小的旋风分离器并联D不用旋风分离器，该用其它分离设备答：C三、计算题1. 用板框压滤机在恒压强差下过滤某种悬浮液，测得过滤

10、方程式为：V2+V=5 X 10-5A2 9试求：欲在30min内获得5m3滤液，需要边框尺寸为 635mmX 635mmX 25mm的滤框若干 个；过滤常数K、qe、9 e。解：1、所需滤框数由已知的过滤时间和相应的滤液体积，利用恒压过滤方程求过滤面积。再由滤框尺寸确 定所需的滤框数 将有关数据代入恒压过滤方程式并整理得到又 A 2 0.6352 n实取23个框，则实际过滤面积为：2、过滤常数K、qe及B e根据恒压过滤方程式确定过滤常数 K、Ve,恒压过滤方程式与题给恒压过滤方程相比可得，32Ve 1 Ve 0.5m2.实验室用一片过滤面积为0.1m2的滤叶对某种悬浮液进行实验，滤叶内部真

11、空度为8x 104Pa,测出qe为0.01m3/m2, B e为20s,且知每获1升滤液，便在滤叶表面积累1mm 厚的滤渣，今选用板框过滤机在x 105Pa的表压下过滤该悬浮液，所用过滤介质与实验 相同，该压滤机滤框为正方形，其边长为 810mm，框厚为42mm，共20个框，滤饼不 可压缩。试求： 滤框完全充满滤饼所需的过滤时间； 若滤饼洗涤与装卸时间为，求以滤液体积计的生产能力。解：1）滤框完全充满滤饼所需的过滤时间B过滤面积：A 2l 2n 2 0.812 20 26.24m22 2 2滤饼体积：Vc l bn 0.81 0.042 20 0.551mV滤液体积Vc0.5510.15.51

12、m35/4真空度为8 104Pa，即P 8 10 Pa过滤时间:2(q qe)(0.21 0.01)22145s0.67h2 102)过滤机的生产能力 3某板框压滤机的过滤面积为0.6m2，在恒压下过滤某悬浮液，3小时后得滤液60m3, 若滤饼不可压缩，且过滤介质可忽略不计，试求： 若其他条件不变，过滤面积加倍，可得多少滤液？ 若其他条件不变，过滤时间缩短，可得多少滤液？ 若其他条件不变，过滤的压差加倍，可得多少滤液？ 若在原表压下过滤3h，用4m3的水洗涤滤饼需多长时间？设滤液与水的性质相近。 解：1)因过滤阻力忽略不计，恒压过滤方程为：2 2V KA ;A 2A 时，V 2 KA2V 2 A2 V 2(2 0.6)2即：V2A2，6020.62解得：V 120m32)2解得：V 42.43m33、P 2 P解得：V 84.85m34、洗涤时间：4用小型板框压滤机对某悬浮液进