沉降与过滤习题

1、沉降与过滤一章习题及答案一、选择题1、 一密度为7800 kg/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）。D 4000 mPa·s； 40 mPa·s； 33.82 Pa·s； 3382 mPa·s 2、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 。D A； B。；C。； D。 3、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

2、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。C A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 。C A. 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

3、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 。D A. 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 。C 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，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.倍；

4、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 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

5、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 ； 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

6、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=5,则其沉降速度为 。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12m，其沉降速度为0.02 mm/s，欲将最小直

7、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0.4 m, 切向速度为15 m/s。当颗粒与流体的相对运动属层流时，其分离因数为 。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

8、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、用降尘室除去矿石焙烧炉炉气中的氧化铁粉尘（密度4500kg/m3），操作条件下的气体体积流量为6 m3/s，密度为0.6 kg/m3，粘度

9、为0.03 cP，降尘室高2m，宽2m，长5m。试求能100% 除去的最小尘粒直径。若将该降尘室用隔板分成10层（不计隔板厚度），而需完全除去的最小颗粒要求不变，则降尘室的气体处理量为多大？若生产能力不变，则能100% 除去的最小尘粒直径为多大？解（1）能100%除去的最小颗粒直径假设沉降服从斯托克斯公式，则： (1)将m = 0.03cP = 3´10-5 Pa×s，qs = 6m3/s，rp = 4500kg/m3，r = 0.6kg/m3，A = 2´5 = 10m2代入得： 检验雷诺数： 可见假设正确。（2）若将该降尘室用隔板分成10层，且需完全除去的最小

10、颗粒要求不变，即dpmin不变， u0min也不变，于是，每一小室的气体处理能力qv = Au0不变，仍为6m3/s，故降尘室总的生产能力为： qv = 10qv =10´6 = 60 m3/s (3) 将降尘室用隔板分成10层，而生产能力不变，则能100%除去的最小尘粒直径为： (2)式中qv¢为每一小室的气体处理能力，qv¢ = qv/10 = 0.6 m3/s将式（1）与式（2）相比，得：dpc = 0.316 dpc = 0.316´85.7 = 27.1mm 由计算可见，将该降尘室用隔板分成10层后，若需完全除去的最小颗粒要求不变，则降尘室的气

11、体处理量将变为原来的10倍。若生产能力不变，则能100% 除去的最小尘粒直径变为原来的。 2、现有密度为 1080kg/m3、直径为 0.16mm 的钢球置于密度980 kg/m3的某液体中，盛放液体的玻璃管的内径D为 20mm。测得小球的沉降速度为 1.70mm/s，试计算此时液体的粘度。当d/D<0.1时，器壁对沉降速度的影响可用下式校正：解：校核雷诺数3、直径为30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:, 气体的密度为1.2kg/m3

12、(有效重量指重力减浮力)解: 解得： 设球形颗粒在水中的沉降为层流, 则在水中沉降速度: 校核： 假设正确. 则此颗粒在气体中的沉降速度为 4、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，矿尘密度，炉气密度，粘度0.035m，现要除去炉气中10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 因为 则 假设正确由降尘室的分离条件，有 （2）=6052.3（3） 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

13、干扰沉降。5、一降尘室，长5，宽3，高4，内部用隔板分成20层，用来除去烟气中以上的颗粒。已知烟气密度为0.6，粘度为0.03，尘粒密度为4300，试求可处理的烟气量。解： 设沉降区为层流，则验算 故假设正确总处理量为 6、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固体颗粒，操作条件下含尘气体的流量为36000，气体密度，粘度。尘粒密度，试求理论上能100%除去的最小颗粒直径。解：降尘室总面积 生产能力的计算式为 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 设沉降区为层流，则有 = 验算Re0 = = 故假设正确7、在

14、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，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，则框数及框厚分别为多少？解：（1） 所以 A=28.43m (2) A=所以 =14.2 取15个 所以 =0.04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0.2 m, 在300 kPa(表压)下恒压过滤2 h，滤饼充

15、满滤框，且得滤液80 L,每次洗涤与装卸时间各为0.5 h。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=5×0.22×2=0.4 m2单位过滤面积上的滤液量q=V/A=80×10-3/0.4=0.2 m3/m2过滤常数K= q2/=0.22/2=0.02 m2/h过滤终了时的速率 (dq/d)E=K/2q=0.02/(2×0.2)=0.05 m/h洗涤速率 (dq/d)W=0.5 (

16、dq/d)E=0.5×0.05=0.025 m/h(2) p=2p时的生产能力因滤饼不可压缩,所以 K=Kp/p=2K=2×0.02=0.04 m2/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=0.08 m3, 故此时所用的过滤时间为= q2/K=q2/K=0.22/0.04=1 h生产能力 Q=V/(+w+D)=0.08/(1+0.5+0.5)=0.04 m3 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: 当时, q1 = 0.197m3/m2 时, q2 = 0.197+0.09 = 0.287m3/m2 代入恒压过滤方程时可得: 联立解得：由此 当过滤1小时后,可得滤液量: 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