化工原理-第四章-流体通过颗粒层的流动

1、 化工原理-第四章-流体通过颗粒层的流动一、单选择题（每题2分）1、板框压滤机中（ ）。 A 框有两种不同的构造 B 板有两种不同的构造 C 框和板都有两种不同的构造 D 板和框都只有一种构造 B 2、助滤剂应具有以下性质（ ）。 A 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 B3、对于恒压过滤_。 A 滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的Ö2倍 B 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍 C 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍 D 当介质阻力不计时,滤液体积增大一倍,则过滤时间增大至原来的4倍

2、D4、恒压过滤时，如介质阻力不计，滤饼不可压缩，过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量_ 。 增大至原来的2倍 增大至原来的4倍增大至原来的倍 增大至原来的1.5倍 C5、以下过滤机是连续式过滤机_。 箱式叶滤机 真空叶滤机 回转真空过滤机 板框压滤机 C6、过滤推动力一般是指_。 过滤介质两边的压差 过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差 滤饼两面的压差 液体进出过滤机的压差 B7、回转真空过滤机中是以下部件使过滤室在不同部位时，能自动地进行相应的不同操作：_。 转鼓本身 随转鼓转动的转动盘 与转动盘紧密接触的固定盘 分配头 D8、非球形颗粒的当量直径的一种是等体积球径，它的表达式为 _。

3、A dp6V/A 此处V为非球形颗粒的体积，A为非球形颗粒的表面积 B dp(6V/p)1/3 C dp(4V/p)1/2 D dp(kV/p)1/3 (k为系数与非球形颗粒的形状有关) B9、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.倍； D.1/2倍10、助滤剂应具有以下性质 。B A. 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

4、 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 。B 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13、以下说法是正确的 。B A. 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 。C A. 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 。 B A过滤介质两边的压差；B. 过滤介质与滤

5、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增大至原来的倍； B增大至原来的 2倍 ； A17、回转真空过滤机的过滤介质阻力可略去不计，其生产能力为5m3/h（滤液）。现将转速度降低一半，其他条件不变,则其生产能力应为_。 A 5m3/h B 2.5m3/h C 10m3/h D 3.54m3/h D18、等压过滤的滤液累积量q与过滤时间的关系为_。 B19、过滤基本方程是基于_推导出来的。 A 滤液在过滤介质中呈湍流流动 B 滤液在过滤介质中呈层流流动 C 滤

6、液在滤渣中呈湍流流动 D 滤液在滤渣中呈层流流动 D 20、一般而言，旋风分离器长、径比大及出入口截面小时，其效率 ，阻力 。 A 高 B 低 C 大 D 小 A18、在板框过滤机中，如滤饼不可压缩，介质阻力不计，过滤时间增加一倍时，其过滤速率为原来的_。 A 2倍 B 1/2倍 C)1/倍 D 4倍 C21、板框压滤机中，最终的滤液流率是洗涤液流率的 _。（pE=pw，=w） 一倍 一半 四倍 四分之一 C22、球形度（形状系数）恒小于或等于1，此值越小，颗粒的形状离球形越远，球形度的定义式可写为_。 A F=Vp/V ，V为非球形粒子的体积， Vp 为球形粒子的体积 B F=Ap/A ，A

7、为非球形粒子的表面积, Ap为与非球形粒子体积相同的球形粒子的表面积 C F=ap/a ，a 为非球形粒子的比表面积, ap 为球形粒子的比表面积 D F=6ap/(pd) B23、“在一般过滤操作中，实际上起到主要介质作用的是滤饼层而不是过滤介质本身”，“滤渣就是滤饼”则_。 这两种说法都对 两种说法都不对 只有第一种说法正确 只有第二种说法正确 A26、在板框过滤机中，如滤饼不可压缩，介质阻力不计，黏度增加一倍时，对同一q值，过滤速率为原来的 _。A 2倍 B 1/2倍 C 1/倍 D 4倍 B27、回转真空过滤机洗涤速率与最终过滤速率之比为（ ）。 A l B 1/2 C 1/4 D 1

8、/3 A 28、以下说法是正确的（ ）。 A 过滤速率与S(过滤面积)成正比 B 过滤速率与S2成正比 C 滤速率与滤液体积成正比 D 过滤速率与滤布阻力成反比 B二.填空题（每题2分）1、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 = （ ）。 0.0005352、实现过滤操作的外力可以是 、 或 。重力；压强差；惯性离心力3、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4、对恒压过滤，当过滤面积增大一倍时

9、，如滤饼可压缩，则过滤速率增大为原来的 倍。 四5、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6、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 。 二分之一7、 沉降操作是指在外力场作用下，利用分散相和连续相之间的密度差异，使之发生相对运动而实现非均相混合物分离的操作。8、用板框过滤机过滤某种悬浮液。测得恒压过滤方程为（的单位为s），则K为 m2/s，qe为 m3/ m2，为 s。，0.01， 2.59、在过滤的大部分时间中， 起到了主要过滤介质的作用。 滤饼 10、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V

10、l增多至V2=2Vl时，则操作压差由Pl增大至P2= 。 2Pl 11、已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S，qe为Ve/S，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= 。 0.000535 12、已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S，qe为Ve/S，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qe= 。 0.0535 13、最常见的间歇式过滤机有 和 。 板框过滤机 叶滤机 14、

11、在一套板框过滤机中，板有 种构造，框 种构造。 2 1 15、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 。框的厚度 16、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，在洗涤时，洗涤液穿过厚度为 。 框厚度之半 17、 板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，在洗涤时，洗涤液穿过的滤布面积等于 。 框的内面积 18、按Ap/A定义的球形度（此处下标p代表球形粒子），最大值为 。y 越小则颗粒形状与球形相差越。 1 大19、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

12、能力为。 不正确的 不正确的 最适宜 最大20、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。1/2 21、间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/St，此处V为 。 一个操作循环中得到的滤液体积 22、间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/St，此处St表示一个操作循环所需的 。总时间 23、一个过滤操作周期中，“过滤时间越长，生产能力越大”的看法是否正确？ 不正确的 24、一个过滤操作周期中，“过滤时间越短，生产能力越大”的看法是否正确？ 不正确的 25、一个过滤操作周期中，过滤时间有一个 值。 最适宜 26、一个过滤操作周期中，最适宜的过滤时间指的是此时过滤机生产能力 。最大 2

13、7、对不可压缩性滤饼dV/dt正比于P的 次方，对可压缩滤饼dV/dt正比于P的 次方。 1 1-s 28、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 29、对恒压过滤，当过滤面积增大一倍时，如滤饼不可压缩，则过滤速率增大为原来的 倍。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。 4 430、转鼓沉浸度是 与 的比值(1) 转鼓浸沉的表面积 转鼓的总表面积31、按Ap/A定义的球形度（此处下标p代表球形粒子），最大值为 。y 越小则颗粒形状与球形相差越。 1 大34、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

14、， “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。 不正确的 不正确的 最适宜 最大三、问答题（每题3分）1、影响回转真空过滤机生产能力的因素有哪些？（过滤介质阻力可忽略）当过滤介质阻力可忽略时 可见，影响因素有：转筒的转速、浸没度、转筒尺寸、操作压强及处理物料的浓度及特性。5、由过滤基本方程dq/dt=p/r(q+qe)分析影响过滤速率的因素?影响过滤速率的因素有：物性参数，包括悬浮液的性质（、）及滤饼特性（r）；操作参数p；设备参数qe6、试说明滤饼比阻的意义?比阻r表示滤饼对过滤速率的影响，其数值的大小反映滤液通过滤饼层的难易程度。1998-试写出

15、回转真空过滤机单位面积滤液量q与转速n，浸入面积分率以及过滤常数的关系式，说明过滤面积为什么用转鼓面积A而不用Aq=qe考察方法是跟踪法，所以过滤面积为A，而体现在过滤时间里2000-2002-2005-加快过滤速率的途径有哪些改变滤饼结构；改变悬浮液中的颗粒聚集状态；动态过滤2000-2003-2006-2009-数学模型实验研究方法的主要步骤简化物理模型；建立数学模型；模型检验，试验定模型参数。2001-在表面过滤方式中，何谓架桥现象在过滤操作开始阶段，会有部分颗粒浸入过滤介质网孔中，随着滤渣的逐步堆积而在介质上形成一个滤渣层即滤饼的现象。1999-2005-在考虑流体通过固定床流动的压降

16、时颗粒群的平均直径以何为基准颗粒群的平均直径以比表面积相等为基准因为流体在颗粒层内为爬流流动，流动阻力主要由颗粒层内固体表面积的大小有关，而颗粒形状并不重要2007-过滤速率与哪些因素有关过滤速率u=dq/d=中，u与均有关指导-过滤常数有哪两个，各与哪些因素有关？什么条件下才为常数？K、qeK与压差，悬浮液浓度，滤饼比阻，滤液粘度有关；qe与过滤介质阻力有关恒压下才为常数指导-（以板框过滤机为例）简述如何通过实验测定过滤常数K、qe 安装过滤设备，配料，在恒压下测定不同时刻的滤液量V； 利用q=V/A将数据整理得到/q-q（或/ q-q）关系式； 用/q-q（或/ q-q）数据作图（或数据拟

17、合） 将数据拟合成直线，根据直线斜率和截距求出过滤常数四、计算题（每题10分）1、某板框过滤机框空的长、宽、厚为250mm×250mm×20mm,框数为8, 以此过滤机恒压过滤某悬浮液,测得过滤时间为8.75min与15min时的滤液量分别为0.15m3及0.20m3，试计算过滤常数K。解：过滤面积A = 8×2×0.25×0.25 = 1.0 m2 （2分）已知: 1 = 8.75 min V1 = 0.15 m3 2 = 15 min V2 = 0.20 m3 V2+2VVe = KA2 （4分） 可得 0.152+2×0.15V

18、e = K×12×8.75 (1) 0.202+2×0.20Ve = K×12×15 (2) (1)、(2)式联立,解得 K = 0.0030 m2/min = 5.0×10-5 m2/s （4分）2、以板框压滤机恒压过滤某悬浮液，过滤面积10m2，操作压差1.96×105 Pa。每一循环过滤15min得滤液2.91m3。过滤介质阻力不计。(1) 该机生产能力为4.8m3/h滤液，求洗涤、装拆总共需要的时间及过滤常数K。(2) 若压差降至9.81×104Pa，过滤时间及过滤量不变，其他条件不变，需多大过滤面积？设滤

19、饼不可压缩。(3)如改用回转真空过滤机，转一圈得滤液0.2m3，转速为多少才可以维持生产能力不变？解： (1) V2=KA2 即 2.912=K×102×15 K=5.65×10-3 m2/min又 Q= V/ 即 4.8/60=2.91/（15+w+D） w+D=21.4 min （4分）（2）V2=KA2 A2= V2/K （4分）（3）Q=4.8/60=0.2×n （n-r/min） n=0.4 r/min （2分）3、用某叶滤机恒压过滤钛白水悬浮液。滤叶每侧过滤面积为(0.81)2m2,共10只滤叶。测得:过滤10min得滤液1.31m3；再过滤

20、10min共得滤液1.905m3。已知滤饼与滤液体积比n=0.1。试问:(1)过滤至滤饼厚为21mm即停止,过滤时间是多少?(2)若滤饼洗涤与辅助时间共45min,其生产能力是多少?（以每小时得的滤饼体积计）解：(1) V2 + 2VVe = KA2t 由题意得 1.312 + 2×1.31Ve = KA2×10 (a)1.9052 + 2×1.905Ve = KA2×20 (b) (a)、(b)联立,解得 KA2= 0.2076 m6/min,Ve = 0.1374 m3 （3分） 又 A = 10×2×0.812 = 13.12m

21、2 过滤终了时,共得滤液量VE = 13.12×0.021/0.1 = 2.755 m3由 2.7552 + 2×2.755×0.1374 = 0.2076tE,tE = 40.2 min （3分）(2) 生产能力 = nVE /(tE+tw+t辅) = 0.1×2.755/(40.2+45) =3.23×10-3 m3/min = 0.194 m3/h(滤饼) （4分）4、在3×105Pa的压强差下对钛白粉在水中的悬浮液进行过滤实验，测得过滤常数K=5×10-5m2/s、qe=0.01m3/m2，又测得滤饼体积与滤液体积之

22、比v=0.08。现拟用有38个框的BMY50/810-25型板框压滤机处理此料浆，过滤推动力及所用滤布也与实验用的相同。试求：（1）过滤至框内全部充满滤渣所需的时间；（2）过滤完毕，以相当于滤液量1/10的清水进行洗涤，求洗涤时间；（3）若每次卸渣、重装等全部辅助操作共需15min，求每台过滤机的生产能力（以每小时平均可得多少（m3）滤饼计）。解：（1）所需过滤时间A=0.812×2×38=49.86m2Vc=0.812×0.025×38=0.6233m2 （4分）（2）洗涤时间 （4分） （3）生产能力 （滤饼）/h （2分）5、用板框过滤机过滤某悬浮

23、液，一个操作周期内过滤 20分钟后共得滤液 4m3 （滤饼不可压缩，介质阻力可略）。若在一个周期内共用去辅助时间30分钟，求：（1） 该机的生产能力（2）若操作表压加倍，其它条件不变（物性，过滤面积，过滤时间与辅助时间），该机生产能力提高了多少？解：滤饼不洗涤（1） 4分（2） 6分6、对某悬浮液进行恒压过滤。已知过滤时间为300s时，所得滤液体积为0.75m3，且过滤面积为1m2，恒压过滤常数K=5*10-3m2/s。若要再得滤液体积0.75m3，则又需过滤时间为多少？ 3分 3分 4分7、一小型板框压滤机有框10块，长宽各为0.2m，在2at（表压）下作恒压过滤共二小时滤框充满共得滤液16

24、0l，每次洗涤与装卸时间为1hr，若介质阻力可忽略不计，求：(1)过虑常数K，洗涤速率。(2)若表压增加一倍，其他条件不变，此时生产能力为若干？解：（1） （5分）A=0.2×0.2×10×2=0.8m2（2） （5分）故生产能力为 0.16/（1+1）=0.08m3/h8、某板框压滤机的过滤面积为0.4 m2，在恒压下过滤某悬浮液，4hr后得滤液80 m3，过滤介质阻力可略去不计。试求：若其它情况不变，但过滤面积加倍，可得多少滤液？若其它情况不变，但操作时间缩短为2hr，可得多少滤液？若在原表压下过滤4hr后，再用5m3水洗涤滤饼，需多长洗涤时间？设滤液与水性质相近。解：（1） （3分）（2） （3分）（3） （4分）9、一小型板框过滤机，过滤面积为01m2 ，恒压过滤某一种悬浮液。得出下列过滤议程式：（q +10）2=250（+04）式中q以l/m2，以分钟计。试求：（1）经过2496分钟获得滤液量为多少？（2）当操作压力加大1倍，设滤饼不可压缩同样用2496分钟将得到多少滤液量。解：（1） 当分时q=240L/M V=240×0。1=24L (5分)（2） (5分)10、用一板框压滤机在300kPa的压强差下过滤某悬浮液。已知过