化工原理分章试题与解答

1、第三章一、填空题.某颗粒的重力沉降服从斯托克斯定律，若在水中的沉降速度为U1,在空气中为U2,则U1 U2；若在热空气中的沉降速度为U3,冷空气中为U4,则U3 U4。(, ,=)d2g( s )Ut 答：18,因为水的粘度大于空气的粘度，所以U1 U2热空气的粘度大于冷空气的粘度，所以U3 U4.用降尘室除去烟气中的尘粒，因某种原因使进入降尘室的烟气温度上升，若气体质量流量不变，含尘情况不变，降尘室出口气体含尘量将 (上升、下降、不变)，导致此变化的原因是 1) ; 2) c 答：上升，原因：粘度上升，尘降速度下降；体积流量上升，停留时间减少。.含尘气体在降尘室中除尘，当气体压强增加，而气体

2、温度、质量流量均不变时，颗粒的沉降速度 ,气体的体积流量 ,气体停留时(增大、减小、不变)间,可100%除去的最小粒径 心所答：减小、减小、增大，减小。Ut4dg( s )33,压强增加，气体的密度增大，故沉降速度减小,精品V压强增加，nRT,所以气体的体积流量减小,t气体的停留时间L LU Vs/A,气体体积流量减小，故停留时间变大。dmin18 Ut最小粒径在斯托克斯区、g( s )，沉降速度下降，故最小粒径减小。4. 一般而言，同一含尘气以同样气速进入短粗型旋风分离器时压降为Pi,总效率为1,通过细长型旋风分离器时压降为P2,总效率为2,则：Pi P2,答：小于，小于5.某板框过滤机包压

3、操作过滤某悬浮液，滤框充满滤饼所需过滤时间为一试推算下列情况下的过滤时间为原来过滤时间T的倍数：S 0,压差提高一倍，其他条件不变，= T；s 0.5,压差提高一倍，其他条件不变，=r ;s 1,压差提高一倍，其他条件不变，=r ;1) 0. 5; 2) 0.707; 3) 11 S1/( P),可得上述结果。6.某旋风分离器的分离因数k=100,旋转半径R=0.3m,则切向速度ut=m/s答：17.1m/s精品.对板框式过滤机，洗涤面积 Aw和过滤面积A的定量关系为,洗水走过的空）距离Lw和滤液在过滤终了时走过的距离L的定量关系为 ,洗涤速率（d W（也）和终了时的过滤速率d E的定量关系为

4、。1A L2- LwdV2L； (d.转筒真空过滤机，转速越大，则生产能力就越 ,每转一周所获得的滤 液量就越,形成的滤饼厚度越,过滤阻力越答案：大；少；薄；小分析：由转筒真空过滤机的生产能力Q 465LbH/Vs ;B H/u t LbH/Vs ;C L/Ut LbH/Vs答：B9,下列说法中正确的是 。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 U随颗粒在离心力场中的位置(R)而变。而重力沉降速

5、度UTUt与位置无关。因为决定Ur的是离心加速度R ,它是一个变量，与位置有关。而决定Ut的是加速度g,它是一常量。10.欲对含尘气体进行气固分离，若气体的处理量较大时。应 ,可获得较好 的分离效果。A采用一个尺寸较大的旋风分离器B采用多个尺寸较小的旋风分离器串联精品C采用多个尺寸较小的旋风分离器并联D不用旋风分离器，该用其它分离设备答：C三、计算题1 .用板框压滤机在恒压强差下过滤某种悬浮液，测得过滤方程式为：V2+V=5 X105A28试求：欲在30min内获得5m3滤液，需要边框尺寸为635mmX 635mmX 25mm的滤框若干个；过滤常数K、qe、k解：1、所需滤框数由已知的过滤时间

6、和相应的滤液体积， 利用恒压过滤方程求过滤面积。再由滤框尺寸确定所需的滤框数将有关数据代入恒压过滤方程式并整理得到18.26m2A V2 V52 5,5 10 55 10 5 30 60_2又 A 2 0.635 n22.64n A/2 0.6352 18.26/2 0.6352实取23个框，则实际过滤面积为：A 2 0.6352 23 18.55m22、过滤常数K、qe及伯精品根据恒压过滤方程式确定过滤常数 K、Ve, 恒压过滤方程式2_2V2VVe KA与题给恒压过滤方程相比可得， _ 52K 5 105m2/s 3 2Ve 1 Ve 0.5m qe Ve/A 0.5/18.55 0.02

7、7m3/m2e q；/K 0.0272/5 10 514.6s2.实验室用一片过滤面积为0.1M的滤叶对某种悬浮液进行实验，滤叶内部真空 度为8X104Pa,测出qe为0.01m3/m2, Oe为20司且知每获1升滤液，便在滤叶 表面积累1mm厚的滤渣，今选用板框过滤机在 3.2X 105Pa的表压下过滤该悬浮 液，所用过滤介质与实验相同，该压滤机滤框为正方形，其边长为810mm,框厚为42mm,共20个框，滤饼不可压缩。试求： 滤框完全充满滤饼所需的过滤时间； 若滤饼洗涤与装卸时间为0.5h,求以滤液体积计的生产能力。解：1）滤框完全充满滤饼所需的过滤时间8222过滤面积：A 2l n 2

8、0.8120 26.24m.2.- ,2_ -一一一一 ,2滤饼体积：Vcl bn0.810.042 200.551m。1 0.0010.0010.1m3滤饼/m3滤液精品滤液体积VcV 0.5510.135.51m精品q X 篇 0.21m3而/一 一 4 _真空度为8 104Pa，即P 810 Paqe3 ,20.01m / m , e20s2qe辿0.52010 5m2/sK() 0.5P105(3.2 100.81054)2 10 5m2/s52_ _2qe0.01K 2 10 55s过滤时间:(qqe)2K_ _231001- 5 2145s 0.67h _ 52 102）过滤机的生

9、产能力5.51W D 0.67 0.534.71m /h3.某板框压滤机的过滤面积为0.6m2,在恒压下过滤某悬浮液，3小时后得滤液60m3,若滤饼不可压缩，且过滤介质可忽略不计，试求:若其他条件不变，过滤面积加倍，可得多少滤液?若其他条件不变，过滤时间缩短1.5h,可得多少滤液?若其他条件不变，过滤的压差加倍，可得多少滤液?若在原表压下过滤3h,用4m3的水洗涤滤饼需多长时间？设滤液与水的性 质相近。精品解：1）因过滤阻力忽略不计，包压过滤方程为: TOC o 1-5 h z 22V KA ;A 2A 时，V 2 KAV 2A 2 V 2(2 0.6)2一22 ， 22即：V A 600.6

10、3解得：V 120m12)2V 2 KA2 V2 KA2V 2 V 21.5V2，6023解得：V42.43m33、 P 2 PK p, K 2KV 2 KA2 ,V2 KA222_V k v 2K 2V2K 602 K解得：V84.85m34、洗涤时间:V2 KA2KA2V26021200dV dKA22V12002 60310m /h精品Vww- 1.6 h1 ,dV、1 /c()E 104 d44.用小型板框压滤机对某悬浮液进行包压过滤试验，过滤压强差为150kPa测得过滤常数精品k=2.5X 10-4m2/s, qe =0.02m3/m 2。今拟用一转筒真空过滤机过滤该悬浮液，过滤介质与试验时相同，操作真空度为60kPq转速为0.5r/min ,转筒的浸没度为1/3。若要求转筒真空过滤机的生产能力为5m3滤液/h，试求转筒真空过滤机的过滤面积。已知滤饼不可压缩。解:滤饼不可压缩，故KP606