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沉降与过滤一章习题及答案一、选择题1、一密度为7800kg/m3的小钢球在相对密度为1.2的某液体中的自由沉降速度为在20水中沉降速度的1/4000，则此溶液的粘度为（设沉降区为层流）。DA4000mPas；B40mPas；C33.82Pas；D3382mPas2、含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。理论上能完全除去30m的粒子，现气体处理量增大1倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为。DA230mm；B。1/23mm；C。30mm；D。230mm3、降尘室的生产能力取决于。BA沉降面积和降尘室高度；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%除去的最小颗粒的沉降速度；D降尘室的宽度和高度。4、降尘室的特点是。DA结构简单，流体阻力小，分离效率高，但体积庞大；B结构简单，分离效率高，但流体阻力大，体积庞大；C结构简单，分离效率高，体积小，但流体阻力大；D结构简单，流体阻力小，但体积庞大，分离效率低5、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素无关。CA颗粒的几何尺寸B颗粒与流体的密度C流体的水平流速；D颗粒的形状6、在讨论旋风分离器分离性能时，临界粒径这一术语是指。CA.旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径;B.旋风分离器允许的最小直径;C.旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径;D.能保持滞流流型时的最大颗粒直径7、旋风分离器的总的分离效率是指。DA.颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率;B.颗粒群中最小粒子的分离效率;C.不同粒级(直径范围)粒子分离效率之和;D.全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率8、对标准旋风分离器系列，下述说法哪一个是正确的。CA尺寸大，则处理量大，但压降也大；B尺寸大，则分离效率高，且压降小；C尺寸小，则处理量小，分离效率高；D尺寸小，则分离效率差，且压降大。9、恒压过滤时，如滤饼不可压缩，介质阻力可忽略，当操作压差增加1倍，则过滤速率为原来的。BA.1倍；B.2倍；C.2倍；D.1/2倍10、助滤剂应具有以下性质。BA.颗粒均匀、柔软、可压缩;B.颗粒均匀、坚硬、不可压缩;C.粒度分布广、坚硬、不可压缩;D.颗粒均匀、可压缩、易变形11、助滤剂的作用是。BA降低滤液粘度，减少流动阻力；B形成疏松饼层，使滤液得以畅流；C帮助介质拦截固体颗粒；D使得滤饼密实并具有一定的刚性12、下面哪一个是转筒真空过滤机的特点。BA面积大，处理量大；B面积小，处理量大；C压差小，处理量小；D压差大，面积小13、以下说法是正确的。BA.过滤速率与A(过滤面积)成正比;B.过滤速率与A2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反比14、恒压过滤，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时，同一过滤时刻所得滤液量。CA.增大至原来的2倍;B.增大至原来的4倍;C.增大至原来的倍;D.增大至原来的1.5倍15、过滤推动力一般是指。BA过滤介质两边的压差；B.过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差;C.滤饼两面的压差;D.液体进出过滤机的压差16、恒压板框过滤机，当操作压差增大1倍时，则在同样的时间里所得滤液量将（忽略介质阻力）。AA增大至原来的2倍；B增大至原来的2倍；增大至原来的4倍；D不变二、填空题1、一球形石英颗粒，分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水中的沉降速度将，在空气中的沉降速度将。下降，增大2、在滞流(层流)区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比。23、降尘室的生产能力与降尘室的和（）有关。长度宽度4、已知某沉降室在操作条件下的气体流率为3600m3/h，沉降室长、宽、高尺寸为LbH=532,则其沉降速度为m/s。0.0675、在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，气流速度。减少一倍6、若降尘室的高度增加，则沉降时间，气流速度，生产能力。增加；下降；不变7、一降尘室长8m，宽4m，高1.5m，中间装有14块隔板，隔板间距为0.1m。现颗粒最小直径为12mm，其沉降速度为0.02m/s，欲将最小直径的颗粒全部沉降下来，则含尘气体的最大流速不能超过m/s。1.68、在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4m,切向速度为15m/s。当颗粒与流体的相对运动属层流时，其分离因数KC为。579、选择旋风分离器型式及决定其主要尺寸的根据是；。气体处理量，分离效率，允许压降10、通常，非均相物系的离心沉降是在旋风分离器中进行，悬浮物系一般可在旋液分离器或沉降离心机中进行。气固；液固11、已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/A，qe为Ve/A，Ve为过滤介质的当量滤液体积(滤液体积为Ve时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力)，在恒压过滤时，测得t/q=3740q+200则过滤常数K=（）。0.00053512、实现过滤操作的外力可以是、或。重力；压强差；惯性离心力13、在饼层过滤中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是而不是。滤饼层；过滤介质14、对恒压过滤，当过滤面积增大一倍时，如滤饼可压缩，则过滤速率增大为原来的倍。四15、用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，滤液量，生产能力。增加；不变16、对恒压过滤，介质阻力可以忽略时，过滤量增大一倍，则过滤速率为原来的。二分之一三、计算题1、某一锅炉房的烟气沉降室，长、宽、高分别为1164m，沿沉降室高度的中间加一层隔板，故尘粒在沉降室内的降落高度为2m。烟气温度为150，沉降室烟气流量12500m3标准）/h，试核算沿降室能否沉降35m以上的尘粒。已知尘粒=1600kg/m3，烟气=1.29kg/m，烟气=0.0225cp解：设沉降在滞流状态下进行，Re1，且因尘粒烟气，故斯托克斯公式可简化为：u0=d尘粒2尘粒g/18烟气=(3510-6)216009.81/(182.2510-5)=0.0474m/s检验：Re=d尘粒u0烟气/烟气=3510-60.04741.29/(2.2510-5)=0.0951故采用计算式正确，则35mm以上粒子的沉降时间为：沉降=2/0.0474=42.2s又，烟气流速u=(12500/(463600)（273+150）/273=0.224m/s烟气在沉降室内停留时间：停留=11/0.224=49.1s即停留沉降35mm以上尘粒可在该室沉降2、相对密度7.9，直径2.5mm的钢球，在某粘稠油品（相对密度0.9）中以5mm/s的速度匀速沉降。试求该油品的粘度。解：设沉降以滞流状态进行，则：油品=d钢球2(钢球-油品)g/(18u钢球)=(0.0025)2(7900-900)9.81/(180.005)=4.77Pas验算：Re=d钢球u钢球油品/油品=0.00250.005900/4.77=2.3610-31假设正确3、直径为30mm的球形颗粒,于大气压及20下在某气体中的沉降速度为在水中沉降速度的88倍,又知此颗粒在此气体中的有效重量为水中有效重量的1.6倍。试求此颗粒在此气体中的沉降速度.20的水:m=1CP,r=1000kg/m3气体的密度为1.2kg/m3(有效重量指重力减浮力)解:(rs-r水)g=(rs-r气)g1.6(rs-1000)g=(rs-1.2)g1.6解得：rs=2665kg/m3设球形颗粒在水中的沉降为层流,则在水中沉降速度:1810u01=d2(rs-r1)g18m1=(3010-6)2(2665-1000)9.81-3=8.1710-4m/s校核：Re1=du01rm=3010-68.1710-4100010-3=0.02451密度rs=3000kg/m，炉气密度0.5kg/m，粘度0.035mPas，现要除去炉气中10假设正确.则此颗粒在气体中的沉降速度为u02=88u01=880.0245=2.16m/s4、有一降尘室，长6m，宽3m，共20层，每层100mm，用以除去炉气中的矿尘，矿尘33mm以上的颗粒，试求：（1）为完成上述任务，可允许的最大气流速度为多少？（2）每小时最多可送入炉气若干？（3）若取消隔板，为完成任务该降尘室的最大处理量为多少？解：（1）设沉降区为滞流，则rsr则因为u0=d2(rs-r)g18mu0=(1010-6)230009.81180.03510-3=4.67mm/sRe0=du0rm=1010-64.6710-30.50.03510-3=6.6710-41假设正确由降尘室的分离条件，有u=u0LH=4.610-360.1=0.28m/s（2）V=20Au0=20634.6710-33600=6052.3m3/h（3）V=Au0=634.6710-33600=302.6m3/h4300kg/m，试求可处理的烟气量。可见加隔板可提高生产能力，但隔板间距不能过小，过小会影响出灰和干扰沉降。5、一降尘室，长5m，宽3m，高4m，内部用隔板分成20层，用来除去烟气中75mm以上的颗粒。已知烟气密度为0.6kg/m3，粘度为0.03mPas，尘粒密度为3解：d=7510mrs=4300kg/m-6r=0.6kg/m3m=0.0310-3Pas设沉降区为层流，则3u0=d2(rs-r)g18m(7510)(4300-0.6)9.81=-62180.0310-3=0.44m/sRe0=du0rm=7510-60.440.60.0310-3=0.661验算故假设正确总处理量为qv=nu0A=200.4453=132m/s固体颗粒，操作条件下含尘气体的流量为36000m/h，气体密度r=0.9kg/m，粘3度m=0.03mPas。尘粒密度rs=4300kg/m，试求理论上能100%除去的最小颗36、一降尘室长5m，宽3m，高4m，内部用隔板分成20层，用来回收含尘气体中的球形33粒直径。解：降尘室总面积A=2053=300m2生产能力的计算式为qv=Au0注意式中u0为能100%除去的最小颗粒的沉降速度，而A应为总沉降面积。解出u0=qvA=36000/3600300=0.033m/s设沉降区为层流，则有dmin(rs-r)gu0=218mdmin=18mu0(rs-r)g180.0310-30.033(4300-0.9)9.81=2.0610-5m=dminu0p验算Re0=u=2.0610-50.0330.90.0310-3=0.021故假设正确o7、在202.7kPa(2atm)操作压力下用板框过滤机处理某物料，操作周期为3h，其中过滤1.5h，滤饼不需洗涤。已知每获1m3滤液得滤饼0.05m3,操作条件下过滤常数K=3.310-5m2/s，介质阻力可忽略，滤饼不可压缩。试计算：（1）若要求每周期获0.6m3的滤饼，需多大过滤面积？（2）若选用板框长宽的规格为1m1m，则框数及框厚分别为多少？解：（1）V=0.60.05=12m3Ve=0所以V2=KA2qV12A=Kq=3.310-51.53600=28.43m2(2)A=n211所以n=A2=28.432=14.2取15个qv=n11d0.6所以d=qvn=15=0.04m应注意每个框的两侧都有滤布，故计算面积时要在n个框面积的基础上再乘以2。8、一小型板框压滤机有5个框，长宽各为0.2m,在300kPa(表压)下恒压过滤2h，滤饼充满滤框，且得滤液80L,每次洗涤与装卸时间各为0.5h。若滤饼不可压缩，且过滤介质阻力可忽略不计。求：(1)洗涤速率为多少m3/（m2.h）?(2)若操作压强增加一倍，其它条件不变，过滤机的生产能力为多少？解：（1）洗涤速率因过滤介质阻力可忽略不计，即q2=K过滤面积A=50.222=0.4m2单位过滤面积上的滤液量q=V/A=8010-3/0.4=0.2m3/m2过滤常数K=q2/=0.22/2=0.02m2/h过滤终了时的速率(dq/d)E=K/2q=0.02/(20.2)=0.05m/h洗涤速率(dq/d)W=0.5(dq/d)E=0.50.05=0.025m/h(2)p=2p时的生产能力因滤饼不可压缩,所以K=Kp/p=2K=20.02=0.04m2/h因在原板框压滤机过滤，悬浮液浓度未变，则当5个板框充满滤饼时所得滤液量仍为V=0.08m3,故此时所用的过滤时间为=q2/K=q2/K=0.22/0.04=1h生产能力Q=V/(+w+D)=0.08/(1+0.5+0.5)=0.04m3滤液/h9、在一板框过滤机上过滤某种悬浮液，在1atm表压下20分钟在每1m2过滤面积上得到0.197m3的滤液,再过滤20分钟又得滤液0.09m3。试求共过滤1小时可得总滤液量为若干m3.解:当t1=20min时,q1=0.197m3/m2t2=40min时,q2=0.197+0.09=0.287m3/m2代入恒压过滤方程时可得:0.1972.+2qe0.197=K200.2872+2qe0.287=K40联立解得：qe=0.0222m/m,K=2.381032-3.m2/min由此te=qe2K=(0.0222)22.3810-3=0.207min当过滤1小时后,可得滤液量:(q+0.0222)=2.3810(60+0.207)周需时1min，操作真空度为4.9KPa(500mmHg)，每小时可得滤液60m，滤饼厚度为解：（1）Ve=0所以V=KA2t2-3解得:q=0.356m3/m2即每m2过滤面积过滤1小时后可得滤液为0.356m310、一转筒真空过滤机，其直径和长度均为1m，用来过滤某悬浮液。原工况下每转一312mm，新工况下要求生产能力提高1倍，操作真空