化工原理3-4章期末考试复习题

1、化工原理3-4章期末考试复习题一、填空题2-1 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 。答案：下降，增大分析：由斯托克斯定律utd2( s18)g对空气系统,，故对水系统，水的密度随温度的变化可忽略,Utu故同样有土_ u可见无论是气体还是液体，温度的改变主要是通过粘度变化来影响沉降速度。气体粘度UtU随温度升高而增加，故沉降速度下降；液体粘度随温度升高而减小，故沉降速度增大。但要注意此结论是通 过斯托克斯定律得岀，其他情况还需要具体分析。2-2若降尘室的高度增加，则沉降时间 ，气流速度 ，生产能力 _。答案：增加；

2、下降；不变分析：因沉降距离增加，故沉降时间将增加。降尘室高度的增加使气体在降尘室内的流道截面增大，故气流速度下降。生产能力的计算公式为：V Aut可见，降尘室的生产能力只决定于沉降面积和沉降速度而与降尘室的高度无关。2-3选择旋风分离器型式及决定其主要尺寸的根据是 ; ; 。答案：气体处理量，分离效率，允许压降2-4 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。答案：气固；液固2-5 沉降操作是指在某种 中利用分散相和连续相之间的 差异，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。沉降过程有_沉降和_沉降两种方式。答案：力场；密度；重力；离心2-6

3、 _阶段中颗粒相对于流体的运动速度称为沉降速度，由于这个速度是_阶段终了时颗粒相对于流体的速度，故又称为“终端速度”。答案：等速；加速2-7 影响沉降速度的主要因素有 :；答案：颗粒的体积浓度；器壁效应；颗粒形状2-8 降尘室通常只适合用于分离粒度大于_的粗颗粒，一般作为预除尘使用。答案： 50 m2-9旋风分离器的总效率是指 ，粒级效率是指 。答案：全部颗粒中被分离下来的质量分率；各种粒度被分离下来的质量分率2-10实现过滤操作的外力可以是 、或 。答案：重力；压强差；惯性离心力2-11工业上常用的过滤介质主要有 ，。答案：织物介质；堆积介质；多孔固体介质2-12在饼层过滤中，真正发挥拦截颗

4、粒作用的主要是 而不是。答案：滤饼层；过滤介质2-13 离心机是利用惯性离心力分离液态非均相混合物的机械。它与旋液分离器的主要区别在于离心 力是由 而产生的。答案： 设备本身旋转2-14 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12m，其沉降速度为0.0228UtUUt UmaxLKUt80.02 1.60.1Kc ULRgKcR ut RR 2KcKcgV222VVe KAV222VVe KA2ks Ve 0 SV22kPA2Ppm 岑 m3/h L2 m/s Vs Ajt UtVsA3600/36000.067m/s Aw A Lw L

5、 吗w 理)ed dAw2ALw2L dV)w f (譽)ed 4 ddV dA prLAW A LWdV)w 学)E Aw ad dL(dV)wd(吗 E0.4m15mKcdKcUr15257 BMS 635mm30r25mUtRg0.49.81m BMS 45mmdqe)qqeqes 0 q2 kV22kA p V2222 qdV)1P21 P1P2P1A2K2(V Ve)V22V1 (譽)2da2k2 2 V12(dQ 465., K n Ut4gd(ut dut d kg /m3 20 C AmPa s B mPas C 33 82 Pa s D 3382mPa sd2(7800 12

6、00)g18d2(7800 1000)g4000 18 1注:20 C水的粘度为1mPamPa s m3m3m3m3m3V2 2VVeKA2Ve 0, V2 KA220 minKA220240 minV2、KA211.3m3V2 V111.3 830 m-2 30 mdVKA2d2(V Ve)Vs Ut Vs5.3m3 Vc 38m0起点Aut Utd2( s182 V2 KA22k pA2 V)gd min30 m 2 30 m 1 / 2 3 m18Vs:g( s )NsH t m/s sUtLbHVsHLbHLHbHLHbHutVSutVUtVsSVsLHHLbHbHV /(bH)Utu

7、tVs2q2qqeK2(q qe)qeK2、K1倍;B. 2 倍；C. , 2 倍;2倍 答案：B分析：由过滤基本方程dV dKA22V(Ve0)可得2-392k p1 s,SdVdT0,转筒真空过滤机的洗涤速率与最终过滤速率之比为A. 1/4 ；2;答案：C分析：属置换洗涤法。2-40降尘室的生产能力取决于 。A. 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答案：B分析：由Vs Aut可知应选B。2-41对滤饼进行洗涤，其目的是：回收滤饼中的残留滤液；除去滤饼中的可溶性杂质。下面哪一个回答

8、是正确的 。A.第一种说法对而第二种说法不对；B 第二种说法对而第一种说法不对；C.两种说法都对；D两种说法都不对 答案：C2-42下面哪一个是转筒真空过滤机的特点 。A.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 答案：B2-43与板框压滤机比较，叶滤机的特点是 。A.连续操作，机械化程度较高；B 间歇操作，过滤面积小；C.推动力大，过滤面积小；D既可加压过滤，也可真空过滤答案：D2-44对标准旋风分离器系列，下述说法哪一个是正确的 。A.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

9、，则分离效率差，且压降大。答案： C2-46下述说法哪一种是错误的 。A降尘室是分离气固混合物的设备；B.叶滤机是分离液固混合物的设备；C.沉降式离心机是分离气固混合物的设备；D.沉降槽是分离液固混合物的设备；答案：C2-47旋液分离器是利用离心力分离 。A.气液混合物的设备；B .液固混合物的设备；C.液液混合物的设备； D.气固混合物的设备；答案：B2-48下述说法中哪一个是错的 。A.离心机可分离液液混合物； B.离心机可分离液固混合物；C.离心机可分离气固混合物；D.离心机所分离的不均匀混合物中至少有一相是液相答案：C2-49降尘室的特点是 。A. 结构简单，流体阻力小，分离效率高，但

10、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，分离效率低答案：D2-50下述说法中正确的是 。A.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的是离心加速度工，它是一个变量，与位置有关。而决定R珀的是加速度

11、g，它是一常量。2-51助滤剂的作用是。A.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答案：B2-52下述各项不属于气体净制设备的是 A.惯性分离器；B.袋滤器；解：（1）减小理由:u0d2( s18Uod2 sg18C.静电除尘器；D.管式高速离心机答案：D1)一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降,若空气温度由20C升至50C,则其沉降速度将2)流化床中，当气流速度时,这个气流速度称为带岀速度.3)降尘室的牛产能力只与降尘室的和有关,而与无关.当空气t=20C升至50C时，增大u0减小（2）等于颗粒在静止气体

12、中的沉降速度（3）底面积沉降速度降尘室高度t03a05002 2-541）在除去某粒径的颗粒时,若降尘室的高度增加一倍,生产能力.2） 在滞流（层流）区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的 沉降速度与颗粒直径的次方成正比.,则沉降时间,气流速度_次方成正比；在湍流区，颗粒的（1）增大减小不变1（2）221）降尘室的高度由下式决定,式中符号的意义是解:解：HL U0uL-降尘室长度U0 -沉降速度u -气流速度t03a05080- 2-561. 过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩，则恒速过滤过程中滤液体积由Vi增多至V2=2 Vi时,则操作压差由R增大至P2 =2. 已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/

13、S,q e为Ve/S,V e为过滤介质的当量滤液（滤液体积为V.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3740q200则过滤常数K=qe 解：（1）4 P1理由:又K恒速过滤方程式V2Ka2qK2P 二当 V2K22V1 22V1时，（丄）4V1K1即4P（2） 5.3510 4m/s0.0535m3/m2理由：23740 k5.35 104m/sk2200-3 .2-qe 200qe0.0535m / mk3740t03a05081 2-571. 回转真空过滤机，回转一周所需时间为T,转鼓的表面积为S,转鼓的沉浸度为，则一个过滤周期中，过滤时间为 ,过滤面积为 2.

14、转鼓沉浸度是 与的比值3. 当介质阻力不计时回转真空过滤机的生产能力与转速的 次方成正比1解：（1） T S（ 2）浸入悬浮液的表面转鼓表面（3）2t03a05082 2-581. 间歇过滤机的生产能力可写为Q V /,此处V为 表示一个操作循环所需的, 等于一个操作循环中和三项之和.2. 一个过滤操作周期中，“过滤时间越长，生产能力越大”的看法是 , “过滤时 间越短，生产能力越大”的看法是 .过滤时间有一个 值，此时过滤机生产 能力为3. 过滤机操作循环中，如辅助时间 p越长则最宜的过滤时间将4.解：（1）一个周期滤液量辅助时间（2）错误的 错误的时间过滤时间洗涤时间最佳最大生产能力（3）

15、越长t03a05083 2-59对不可压缩性滤饼dV/d正比于.方,对可压缩滤饼 dV/d 正比于方1. 对恒压过滤，介质阻力可以忽略时2. 对恒压过滤，当过滤面积倍，如滤饼可压缩，过滤速率增大为原来的，过滤量增大一倍，则过滤速率为原来的S增大一倍时，如滤饼不可压缩，则过滤速率增大为原来的 倍解：（1）一次（1 S）次1(2)理由：2dV dKA22V， V加倍，dV为原来的1倍d2(3) 22理由:过滤速率dVKA2，而 Vd2(V Ve)Ve A A A加倍，理为原来的2倍，与滤饼是否可压缩无关。dt03a05084 2-601. 回转真空过滤机，整个转鼓回转操作时大致可分为和四个区域2.

16、 回转真空过滤机每通过以上四个区域一次，完成一个工作.是这一部件使过滤室在不同部位时，能自动地进行相应不同操作.3. 叶滤机过滤时，固体颗粒留在滤叶的 部，而滤液穿过滤布由滤叶 部抽岀解：（1）过滤区洗涤区 吸干吹松区 卸渣区（2）周期分配头（3）外部内部t03a05085 2-611. 非球形颗粒的形状系数（球形度）是表示颗粒 与它的定义是 2. 已知非球形颗粒的体积为V，则该颗粒的等体积球径（当量直径中最常用的一种 ）为解：（1）球形颗粒的差异程度与非球形颗粒体积相等的球形颗粒的表面积和非球形颗粒的表面积之1比(2) dp(6V)3t03a050861.2.2-62设颗粒的比表面积为a,床

17、层的空隙率为E,则床层的比表面积aB为颗粒的粒度分布逾不均匀，所形成床层的空隙率越.在器壁附近床层空隙率较,床层中心处则空隙率较 3.按sAp/A定义的球形度（此处下标p代表球形粒子）,最大值为s越小则颗粒形状与球形相差越解: (1)a(1 E)（2）小 大 小（3） 1 大t03a5088 2-631.最常见的间歇式过滤机有连续式过滤机有2.3.在一套板框过滤机中，板有种结构，框有种结构板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，则在每一框中滤液穿过厚度为_的滤饼，而洗涤时，洗涤液则穿过厚度为 的滤饼洗涤液穿过的滤布面积等于解：（1）板框过滤机叶滤机真空转筒过滤机（2）2 11的过滤时的滤布

18、面积21(3) 框厚 框厚2t03b05004 2-641）降尘室与沉降槽均为气固或液固两相分离设备，它们的生产能力与该设备的有关，与无关2）旋风分离器当切向进口气速相同时，随着旋风分离器的直径越大，其离心分离因数越，而离心分离机随着转鼓直径的增大其离心分离因数越 解：（1）底面积 高度 （2）小 大t03b05006 2-651）.除去液体中混杂的固体颗粒，在化工生产中可以采用等方法（列举三种方法）.逾小，说明其分离性来衡量。2）旋风分离器性能的好坏，主要以能愈好。解：（1）沉降 过滤离心分离（2）临界直径 临界直径t03b05008 2-661).分离因数的定义为 Kc=2）.含尘气体通过

19、长为 4M,宽为3M,高为1M的除尘室，已知颗粒的沉降速度为 0.03m/s,则该除尘室的生产能力为 2rw解:(1)(2)0.36m/sgt03b05009 2-671）.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，含尘气体的最大流速不能超过m/s。2).般认为硫化床正常操作的流速范围在 和之间解0.5m/s (2)最小流化速度带出速度理由：1)最大生产能力V11 5 2.5 0.011.375m3/s最大流速1.3751.12.50.5m/s或: Lu0.1U00.01

20、0.5m/s1). 恒压过滤操作，一个周期中 不变,则过滤时间变为.次方成比.t03b05010 2-68,过滤时间为 ，获滤液量为V,现将过滤压差增加一倍，其他条件.(设滤饼不可压缩且介质阻力不计 )2).在恒压过滤时，如过滤介质阻力忽略不计，且过滤面积恒定，则所得的滤液量与过 滤时间的次方成正比，而对一定的滤液量则需要的过滤时间与过滤面积的依据式.解: (1)2 2恒压过滤方程理由：(1) V* 2 KA2(2)V2KA2当A 一定时，V. KA2当V 定时,KA2A2，当2时,P Kt03b05011 2-691). 流体通过颗粒床层时，随流速从小到大可能岀现的三种状况是解（1）气体处理

21、量容许的压力降以及所要求的分离效果（2）腾涌现象沟流现象2-721）板框过滤机的洗涤速率为最终过滤速率的 2）计算颗粒沉降速度U的斯托克斯式,此式适用于的情况1解:(1)(2)Utd s)Redut14182-731）旋风分离器性能之一的临界粒径，是指在旋风分离中能被 分离下来的，其大小是判断旋风分离器 的重要依据2）流化床中有两种不同的流化形式，即和解：（1）完全最小颗粒直径分离性能好坏（2）散式流态化聚式流态化2-741）.1粒子沉降过程分 阶段和阶段,沉降速度是指 时相对于的速度解：加速度恒速颗粒在恒速阶段流体2-751）.转筒真空过滤机，转速越快，每获得的滤液量就越,单位时间获得的滤液

22、量就越，形成的滤饼层厚度越 ，过滤阻力越 2）.表示旋风分离器分离性能的两种不同方式是用 和用表示解：（1）小 大薄 小（2）临界直径分离效率（3）床层中颗粒之间的空隙与整个床层体积之比2-761）床层空隙率的定义是:g=（用文字表达）细2）颗粒运动时所受的阻力有两部分构成，即和3）降尘的沉降速度应根据待分离颗粒的 决定4）分离因数Kc表示，它是反映离心机分离性能的重要指标.解：（1）床层颗粒之间的空隙与整个床层体积之比（2 ）表皮阻力 形状阻力（3 ）最小直径（4）离心力与重力之比2-771）重力沉降速度随着颗粒直径的增加而 2）恒压过滤时，滤浆温度降低，则滤液粘度 ，过滤速率 3）两种不同

23、的流化形式是流化和流化解：（1）增大 （2）越大 越小（3）散式 聚式2-781）黄铁矿燃烧炉气，流量为2000m1/h,用旋风分离器进行分离，除尘效率为95%,压强降2）为1000Pa,因生产减产，炉气减为15000mi/h,但炉气含尘情况不变，此时旋风分离器的除尘效率 ,因为,压强降为Pa.解：降低临界直径增大2-791. 当介质阻力忽略不计时，恒压过滤方程是描述 之间的关系的方程式，它的方程式，它的图形是一条通过原点的 线2. 当介质阻力不能忽略不计时，恒压过滤方程是描述 之间关系的方程式，它的图形是一条以（ e, Ve） 点为 点的线。解：（ 1）滤液量和过滤时间抛物线 （ 2）滤液量

24、与过滤时间 顶 抛物传热一、 填空题：1. 工业上冷热流体间的传热方式有 、 、。答案：间壁式 蓄热式 直接混合式2. 热量传递的方式主要有三种 : 、 。答案：热传导 热对流 热辐射3. 传 导 传 热 的 傅 立 叶 定 律 表 达 式 为 ， 其 符 号 各 代 表, 和。答案：d QI dT=-X Ad t/ d5 , d Q/ dT表示单位时间传递的热量，表示温度向降低方向传递,A 表示传热面积，入 表示导然系数和d t/ dS表示温度梯度。4. 影响给热系数a的因素有 。答案：流体种类、流体性质、流体流动状态和传热壁面的几何尺寸5. 由多层等厚度平壁构成的传热壁面 ， 若某层所用材料的导热系数越大，则该壁面的热阻就越 ， 其两侧的温度差越 。答案：小 小6. 定态导热是指 不随时间而改变。答案：传热系统中各点的温度仅随位置变7. 影响传导传热系数的因素有 。答案：物质种类和组成 ， 物质的内部结构和物理状态、温度、湿度、压强等8. 牛顿冷却定律公式为 ， 其符号各代表 、 和 。答案：Q=a A （ T t w） , Q表示传热速度、a 表示传热系数、A表示对流传热面积、T表示热 流体主体平均温度和t w表示为低温流体壁面温度。9. 在