化工原理第三章2精品资料

1、试题：球形颗粒在静止流体中作重力沉降，经历_和_两个阶段。沉降速度是指 _阶段，颗粒相对于流体的运动速度。答案与评分标准加速运动等速运动等速运动（每个空 1 分，共 3 分）试题：在滞留区，球形颗粒的沉降速度ut 与其直径的 _次方成正比；而在湍流区，ut 与其直径的 _次方成正比。答案与评分标准21/2（每个空 1 分，共 2 分）试题：降尘室内，颗粒可被分离的必要条件是体的流动应控制在 _流型。答案与评分标准气体在室内的停留时间应颗粒的沉降时间t 。(2分)；而气滞流（共（1 分）3 分）试题：在规定的沉降速度ut 条件下，降尘室的生产能力只取决于_而与其_无关。答案与评分标准降尘室底面积

2、(2 分)高度（1 分）（共 3分）试题：过滤常数 K 是由 _及_决定的常数；而介质常数 qe 与e 是反映 _的常数。答案与评分标准物料特性过滤压强差过滤介质阻力大小试题：过滤操作有 _和_两种典型方式。答案与评分标准恒压过滤恒速过滤试题：在重力场中，固体颗粒在静止流体中的沉降速度与下列因素无关的是（ A ）颗粒几何形状（ B）颗粒几何尺寸（ C）颗粒与流体密度（D）流体的流速答案与评分标准）。(D)试题：含尘气体通过长4m，宽3m，高1m 的降尘室，已知颗粒的沉降速度为0.25m/s，则降尘室的生产能力为（）。（ A ）3m3/s（ B）1m3/s（ C） 0.75m3/s（ D）6m3

3、/s答案与评分标准(A)试题：某粒径的颗粒在降尘室中沉降， 若降尘室的高度增加一倍， 则该降尘室的生产能力将（）。（ A ）增加一倍（ C）不变（B）为原来的（D）不确定1/2答案与评分标准(C)试题：粒径分别为16m 和8m 的两种颗粒在同一旋风分离器中沉降，沉降在滞流区，则两种颗粒的离心沉降速度之比为（） 。（ A）2（B）4（ C）1（D）1/2答案与评分标准(B)（2 分）试题：以下表达式中正确的是（） 。（ A ） 过滤速率与过滤面积 A 的平方成正比（ B） 过滤速率与过滤面积 A 成正比（ C） 过滤速率与所得滤液体积 V 成正比（ D） 过滤速率与虚拟滤液体积 Ve 成正比答案

4、与评分标准(A)（2 分）试题：在转筒真空过滤机上过滤某种悬浮液，若将转筒转速n 提高一倍，其他条件保持不变，则生产能力将为原来的（） 。（A）2 倍（B） 2倍（C）4 倍（D）1/2答案与评分标准(B)（2 分）试题：球形颗粒在静止流体中自由沉降，当在10-4< Ret <1 时，沉降速度 ut 可用（）计算。（ A ）斯托克斯公式（B）艾仑公式（ C）牛顿公式答案与评分标准(A)（2 分）试题：球形颗粒在静止流体中作自由沉降时，其沉降速度ut 可用斯托克斯公式计算。（ ）答案与评分标准(×)（1 分）试题：过滤操作属于定态操作。 （ ）答案与评分标准(×)

5、（1 分）试题：粒子所在位置上的惯性离心力场强度与重力场强度之比， 称为离心分离因数。（ ）答案与评分标准()（1 分）试题：球形微粒在静止流体中作自由沉降，计算其沉降速度ut 时，必须采用试差法， 而且这是唯一的方法。（ ）答案与评分标准(×)（1 分）试题：提高离心机分离因数K c 的基本途径是增加转鼓的转速。 （ ）答案与评分标准()（1 分）试题：在降尘室里，颗粒可被分离的必要条件是颗粒的沉降时间t 应大于或等于气体在室内的停留时间。（ ）答案与评分标准(×)（1 分）试题：离心沉降速度 ur 与重力沉降速度 u t 的主要区别之一是ur 不是定值，而 ut 则是恒

6、定的。（ ）答案与评分标准()（1 分）试题：连续过滤机中进行的过滤都是恒压过滤，间歇过滤机中也多为恒压过滤。 （ ）答案与评分标准()（1 分）试题：球形颗粒在静止流体中作重力沉降时都受到哪些力的作用？它们的作用方向如何？答案与评分标准答：球形颗粒在静止流体中作重力沉降时，将受到三个力的作用，即重力、浮力与阻力。（2 分）作用方向是重力向下，其余两个力向上。（2分）（共4 分）试题：影响旋风分离器性能最主要的因素可归纳为哪两大类？为什么工业上广泛采用旋风分离器组操作？答案与评分标准答：影响旋风分离器性能的因素是多方面的， 其中最主要的因素可归纳为物系性质与操作条件两大类。（2 分）因为对于同

7、一结构型式的旋风分离器来说， 减少尺寸有利于分离， 所以当气体处理量很大，又要求较高的分离效果时，常采用旋风分离器组操作。（3 分）（共5 分）试题：简述何谓饼层过滤？其适用何种悬浮液？答案与评分标准答：饼层过滤是指固体物质沉降于过滤介质表面而形成滤饼层的操作。（2 分）它适用于处理固体含量较高（固相体积分数约在1%以上）的悬浮液。（2 分）试题：何谓膜过滤？它又可分为哪两类？答案与评分标准答：膜过滤是利用膜孔隙的选择透过性进行两相分离的技术。（2 分）它又可分为微孔过滤和超滤两类。 （ 2 分） （共 4 分）试题：简述工业上对过滤介质的要求及常用的过滤介质种类。答案与评分标准答：对过滤介质

8、的要求是：它应具有流动阻力小和足够的机械强度，同时还应具有相应的耐腐蚀性和耐热性。 （ 3 分）种类有：织物介质、堆积介质、多孔固体介质及多孔膜。（2 分）（共 5分）试题：用落球法测定某液体的粘度（落球粘度计），将待测液体置于玻璃容器中测得直径为 6.35mm的钢球在此液体内沉降200mm所需的时间为 7.32 s,已知钢球的密度为 7900 kg / m3 ，液体的密度为1300 kg / m3 。试计算液体的粘度。答案与评分标准h200解：（ 1）钢球的沉降速度1000ms（1 分）ut7.320.2732 /（ 2）假设沉降在滞留区，则可用斯托克斯公式计算：d 2 (s) gut18d

9、 2 ( s) g (6.3510 3 ) 2 (7900 1300)9.815.309PaS （3分）18ut180.02732（ 3）核算流型：dut6.35 10 30.02732 1300Ret5.3090.04248 1故假设成立，求出的有效。（ 2 分）试题：密度为 1850 kg / m3 的固体颗粒，在50和 20水中，按斯托克斯定律作自由沉降时，（1）它们沉降速度的比值是多少？（ 2）若微粒直径增加一倍在同温度水中作自由沉降时，此时沉降速度的比值又为多少？答案与评分标准解：（ 1）由附录查出有关温度下水的性质：20时，密度=998kg / m3 ，粘度=1.005×

10、10-3 Pa· s （1 分）50时， =998 kg / m3 ，=0.5494×10-3 Pa·s（1 分）d 2 ( s50 )gd 2 (1850988)gut 501850180.5494 10 31.84（3 分）ut 20d 2 ( s20 )gd 2 (1850988)g1820181.00510 3（ 2）此时， d=2d，s， 均相同；据 utd 2 ( s)g 可得：18/(2d 2 )( s) gut184（3分）utd 2 ( s) g18试题：拟采用底面积为14 m2 的降沉室回收常压炉气中所含的球形固体颗粒。操作条件下气体的密度为0

11、.75kg / m3 ，粘度为 2.6×10-5Pa?s；固体的密度为3000 kg / m3 ；要求生产能力为2.0 m3 / s ，求理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径dmin。答案与评分标准解：（ 1）在该降尘室内能完全分离出来的最小颗粒的沉降速度ut 为：utVs2.0（1分）bl0.1429 m / s14（ 2）假设沉降在滞流区，则可用斯托克斯公式求d min 。（ 3分）18ut1 / 218 2.6 10 50.14291/ 247.7 106m47.7mdmin3000 9.81( s) g（3 分）校核沉降流型Retdmin ut47.7 10 60.1429 0

12、.750.196512.610 5故原假设正确，求出的 d min 有效。（2 分）试题：若铅微粒（s1 =7800kg / m 3 ） 和石英微粒（s2 =2600kg / m3 ）以同一沉降速度在（ 1）空气中（ 2）水中作自由沉降，假设沉降在滞流区。分别求它们的直径之比。取水的密度为1000 kg / m3 。答案与评分标准解：（ 1）在空气中作自由沉降，由于空气 s故空气可略，即s-空气 s由斯托克斯公式可得18空 u t（1分）设铅微粒下标为1，石英微粒下d空） g（ s标为 2。可得：18空 u td2s2gs1d118空 u ts2s1g780026001.73 （3 分）（ 2

13、）在水中作自由沉降，可得：18水 u td 2（ s2水） gs1水d118水 u ts2水（ s1水） g78001000260010002.06（3 分）试题：用 一多 层降 尘室 以除去炉气中的矿尘 。 矿尘最小粒径为8m ，密度为4000 kg / m3 。降尘室内长 4.1 m ，宽 1.8 m ，高 4.2 m ，气体温度为 427，粘度为 3.4×10-5·，密度为3，若每小时的炉气量为 2160标准3。试求Pa s0.5kg / mm降尘室内的隔板间距及层数。答案与评分标准解：（ 1）操作条件下炉气处理量为：Vs21602734271.54m3 / s （2

14、 分）3600273（ 2）假设沉降在滞流区，可求出 utu td 2 ( s)g(810 6)2( 4000 0.5)9.814.110 3 m/ s（2 分）18183.410 5而气体水平通过速度 uvs/ bH1.54 /(1.84.2)0.20m / s （ 1 分）（ 3）层数 nnvs11.54151150（2 分）b ut1.84.14.110 3（ 4）隔板间距hH( n1)hH4.2m（1 分）可得： h1510.082mn（ 5）核算颗粒沉降和气体流动是否都在滞流区dut810 64.1 10 30.54.8 1041 在滞流区 （1分）Ret3.410 52bh2 1.

15、8 0.0820.157m （1 分）de1.80.082b h气体流动的 Re 为：d eu0.157 0.200.52000 在滞流区。Re3.410 5462故降尘室计算合理，结果有效。 （1 分）试题：采用标准型旋风分离器除去炉气中的球形颗粒。要求旋风分离器的生产能力为2.0m3，直径 D 为 0.4m，适宜的进口气速为20m/s。炉气的密度为 0.75kg/m3，粘度为 2.6×10-5Pa·s（操作条件下的），固相密度为3000kg/m3，求（ 1）需要几个旋风分离器并联操作；（2） 临界粒径 dc；（3）分割直径 d50；（4）压强降 P。答案与评分标准解：对

16、于标准型旋风分离器，h=D/2，B=D/4 ，Ne=5，=8 （教材上册 P125）（1）并联旋风分离器数n：单台旋风分离器的生产能力为：DD23(Vs) 单 =h·B·ui=ui (0.4 /8)×20=0.40m /s（2 分）n=Vs/ (Vs) 单 =2.0/0.40=5（1 分）（ 2）求临界粒径 dcB=D/4=0.4/4=0.1m， Ne=5，代入下式：d c9B92.610 50.14.9810 6 m4.98m（2 分）N e sui5300020（ 3）分割直径 d50d 500.27D0.272.610 50.43.55410 6 m3.55

17、4 m（2(s)ui3000 20分）（ 4）压强降Ppui20.75(20)21200Pa（2 分）282试题：在恒定压差下用尺寸为635635 25mm 的一个滤框（过滤面积为0.806m2）对某悬浮液进行过滤。已测出过滤常数K410 6 m 2 / s 滤饼体积与滤液体积之比为0.1，设介质阻力可略，求1、当滤框充满滤饼时可得多少滤液？2、所需过滤时间 。答案与评分标准求滤液量 V滤饼体积： VS0.6350.6350.025 10.0101m3 （2 分）题给0.1滤液体积： VVs /0.01010.101m3（2分）0.1求过滤时间 当介质阻力可略时， V 2KA 2（1 分）V

18、2(0.101)23925.7s1.09h（3 分）KA 2410 6(0.806)2试题：用板框压滤机在9.81×104pa 恒压差下过滤某种水悬浮液。要求每小时处理料浆8m3。已测的 1m3 滤液可得滤饼 0.1m3,过滤方程式为：V 2V510 4 A2（ 单位为 s）求过滤面积A恒压过滤常数K 、qe、 e答案与评分标准过滤面积 A由题给：0.1 VVF/(1) 8/(10.1) 7.273m3 （3 分）代入题给过滤方程：(7.273) 27.273510 43600A260.171.8A2解出： A=5.782m3（3 分）求过滤常数 K 、qe、 e把题给过滤方程与恒压

19、过滤方程V 22VVeKA 2相比较，可得-43e3； 故 V e3（2分）K=5×10m/s； 2V =1m=0.5mqe=V e/A= 0.50.0865m 3 / m2（1 分）5.782e qe2 / K( 0.0865) 215s（1 分）510 4试题：某板框式压滤机，在表压为2×101.33×103 pa 下以恒压操作方式过滤某悬浮液，2 小时后得滤液 10m3；过滤介质阻力可略， 求若操作时间缩短为 1 小时，其他情况不变，可得多少滤液？ 若表压加倍，滤饼不可压缩， 2 小时可得多少滤液？答案与评分标准介质阻力可略时，有V2KA2的恒压过滤方程式，

20、题给1 2h, 2 1h 其他情况不变，悬浮液不变，p 不变，则有：V12KA 21;V22KA 22 K 、A 不变，故有：V222V2V1217.07m3（2 分）V1210112因p 改变，恒压过滤方程为： V 22KA2p （ 1 分）而V122KA21p1V222KA 22p212K、A 不变（ 1 分）可得：V22P2V2V1P2104101.3310310414.1m3 （2 分）V12P1P12101.331032化工原理习题集卡片题型计算页码上册难度P138、147较难知识点章节次重点第3章第分值3 节8试题：某板框式压滤机的过滤面积为0.2m2 ，在压差p1.5atm 下以

21、恒压操作过滤一种悬浮液， 2 小时后得滤液 4m3,介质阻力可略，滤饼不可压缩，求：若过滤面积加倍，其他情况不变，可得多少滤液？若在原压差下过滤2 小时后用 0.5m3 的水洗涤滤饼，需多长洗涤时间？答案与评分标准原工况下的过滤常数K 为：（介质阻力可略）KV2/(A2 )(4.0)236005.5610 2 m2 / s （2 分）(0.2) 22 过滤面积加倍，其他情况不变可得滤液量：VK(A )25.5610 2(20.2) 22 3600 8.0m3（2 分） 求洗涤时间 wVw对于板框压滤机， (dvKA 2wdvd) w（ 2分）8(VVe )( ) wd因介质阻力可略，故 V e

22、题给w3代入后可得：=0,V=0.5mw0.571942s2h（ 2分）5.56102(0.2)284.0试题：密度为 2400Kg/m3 的球形粒子在20的空气中作自由沉降。求服从斯托克斯定律的最大颗粒直径；服从牛顿定律的最小颗粒直径。已查出20空气的密3-5度为 1.205Kg/m 。粘度为 1.81× 10 pa.s服从斯托克斯定律的最大颗粒直径，服从滞流沉降区的上限值K=2.62（1 分）1由 K d max(s)g32可得5212.62(1.81 10)3dmax=12.6259.20 10 6 m 59.20 m( s)g324001.2059.812（ 3.5 分）服从

23、牛顿定律的最小颗粒直径,服从牛顿定律的下限值K=69.1（ 1 分）同理可得：521(1.81 10)3dmin= 69.1（1.5 分）1.561 10 3 m 1561 m24001.2059.81试题：拟在 9.81× 103Pa 的恒定压强差下过滤悬浮液。 滤饼为不可压缩，其比阻 r 为 1.33 × 1010 1/m2 ，滤饼体积与滤液体积之比 v 为 0.333m3/m3，滤液的粘度 为 1.0× 10-3Pa.S；且过滤介质阻力可略，求： （1）每平方米过滤面积上获得 1.5m3 滤液所需的过滤时间 ，（ 2）若将此过滤时间延长一倍可以再获得多少滤液

24、？答案与评分标准解：（1）求 q =1.5m3/m2 （1 分） 由题给条件可得，单位面积上所得滤液量求 K，题给滤饼为不可压缩，则S=0，r = r=常数，代入已知量则：K 2kp1 S2 p1 S2p29.811030.3334.4310 3 m2 / s (3rr1.0 10 31.331010分)求 2q21.52508s（1.5 分）当过滤介质可略时， q =k，则有k4.4310 3过滤时间加倍时，增加的滤液量22 5081016 s（1 分）qk4.4310 31016 2.12m3 / m2（ 1.5 分）增加的滤液量为：qq 2.121.50.62m3 / m23即每平方米过滤面积上将再得0.62m滤液。 （ 2 分）拟用标准型旋风分离器除去炉气中的球形颗粒。已选定分离器直径D=0.4m，固相密度为 3000Kg/m3，气相密度为 0.674 Kg/m3，粘度为 3.8×10-5Pa.S；操作条件下的气体量为 1200m3/h，对于标准型旋风分离器 h=D/2，B=D/4，Ne 取 5， =8，且简化假设取 T =i。求