化工原理第三章 2.doc

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与其直径的______次方成正比；而在湍流区，与其直径的______次方成正比。
答案与评分标准
2 1/2
（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_____________________________；而气体的流动应控制在__________________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。(2分)
滞流 （1分）
（共3分）
试题：
在规定的沉降速度 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分)
高度 （1分）
（共3分）
试题：
过滤常数是由__________及___________决定的常数；而介质常数与是反映________________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/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 （B）为原来的1/2
（C）不变 （D）不确定
答案与评分标准
(C)
试题：
粒径分别为16和8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的平方成正比
（B） 过滤速率与过滤面积成正比
（C） 过滤速率与所得滤液体积成正比
（D） 过滤速率与虚拟滤液体积成正比
答案与评分标准
(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）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< <1时，沉降速度可用（）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
(×) （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：
离心沉降速度与重力沉降速度的主要区别之一是不是定值，而则是恒定的。（ ）
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6.35的钢球在此液体内沉降200所需的时间为7.32 ,已知钢球的密度为7900 ，液体的密度为1300 。试计算液体的粘度。
答案与评分标准
解：（1）钢球的沉降速度 （1分）
（2）假设沉降在滞留区，则可用斯托克斯公式计算：

（3分）
（3）核算流型：

故假设成立，求出的有效。（2分）
试题：
密度为1850 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=998 ，粘度=1.005×10-3 Pa·s （1分）
50℃时，=998 ，=0.5494×10-3 Pa·s （1分）
（3分）
（2）此时，d´=2d，ρs，ρ，μ均相同；据可得：
（3分）
试题：
拟采用底面积为14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0.75，粘度为2.6×10-5Pa•s；固体的密度为3000；要求生产能力为2.0，求理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径 。
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为：
（1分）
（2） 假设沉降在滞流区，则可用斯托克斯公式求。 （3分） （3分）
校核沉降流型

故原假设正确，求出的有效。 （2分）
试题：
若铅微粒（=7800） 和石英微粒（=2600）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。
答案与评分标准
解：（1）在空气中作自由沉降，由于空气 《 故空气可略，
即 -空气≈
由斯托克斯公式可得 （1分）设铅微粒下标为1，石英微粒下标为2。可得：
（3分）
（2）在水中作自由沉降，可得：
（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8，密度为4000。降尘室内长4.1，宽1.8，高4.2，气体温度为427℃，粘度为3.4×10-5Pa·s，密度为0.5，若每小时的炉气量为2160标准。试求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：
（2分）
（2）假设沉降在滞流区，可求出ut
（2分）
而气体水平通过速度 （1分）
（3）层数n
（2分）
（4）隔板间距h
可得： （1分）
（5）核算颗粒沉降和气体流动是否都在滞流区
① 在滞流区 （1分）
② （1分）
气体流动的Re为：
在滞流区。
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ΔP。
答案与评分标准
解：对于标准型旋风分离器，h=D/2，B=D/4，Ne=5，ξ=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：
(Vs)单=h·B·ui=(0.42/8)×20=0.40m3/s（2分）
n=Vs/ (Vs)单 =2.0/0.40=5 （1分）
（2）求临界粒径dc
B=D/4=0.4/4=0.1m，Ne=5，代入下式：
（2分）
（3）分割直径d50
（2分）
（4）压强降ΔP
（2分）
试题：
在恒定压差下用尺寸为的一个滤框（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θ。
答案与评分标准
① 求滤液量V
滤饼体积：（2分）
题给
滤液体积： （2分）
② 求过滤时间θ
当介质阻力可略时， （1分）
（3分）
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：
（θ单位为s）求①过滤面积A ②恒压过滤常数K、qe、θe
答案与评分标准
① 过滤面积A
由题给： （3分）
代入题给过滤方程：

解出：A=5.782m3（3分）
② 求过滤常数K、qe、θe
把题给过滤方程与恒压过滤方程相比较，可得
K=5×10-4m3/s； 2Ve=1m3； 故Ve=0.5m3 （2分）
qe=Ve/A= （1分）
（1分）
试题：
某板框式压滤机，在表压为2×101.33×103pa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①若操作时间缩短为1小时，其他情况不变，可得多少滤液？ ②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
① 介质阻力可略时，有的恒压过滤方程式，题给其他情况不变，悬浮液不变，不变，则有：
K、A不变，故有：
（2分）
② 因 改变，恒压过滤方程为：（1分）
而 K、A不变（1分）
可得：
（2分）
化工原理习题集卡片
题型 计算 难度 较难 章节 第3章第3节
页码 上册P138、147 知识点 次重点 分值 8
试题：
某板框式压滤机的过滤面积为0.2m2，在压差下以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：①若过滤面积加倍，其他情况不变，可得多少滤液？②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）
（2分）
① 过滤面积加倍，其他情况不变可得滤液量：
（2分）
② 求洗涤时间
对于板框压滤机， （ 2分）
因介质阻力可略，故Ve=0,题给Vw=0.5m3 代入后可得：
（ 2分）
试题：
密度为2400Kg/m3的球形粒子在20℃的空气中作自由沉降。求①服从斯托克斯定律的最大颗粒直径；②服从牛顿定律的最小颗粒直径。已查出20℃空气的密度为1.205Kg/m3。粘度为1.81×10-5pa.s
答案与评分标准
① 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）
由可得
dmax=
（3.5分）
②服从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：
dmin= （1.5分）
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为0.333m3/m3，滤液的粘度μ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θ，（2）若将此过滤时间延长一倍可以再获得多少滤液？
答案与评分标准
解：（1）求θ
① 由题给条件可得，单位面积上所得滤液量q =1.5m3/m2 （1分）
② 求K，题给滤饼为不可压缩，则S=0，r = r`=常数，代入已知量则：
(3分)
③求θ
当过滤介质可略时，q2=kθ，则有 （1.5分）
过滤时间加倍时，增加的滤液量
① （1分）
② （1.5分）
③ 增加的滤液量为：
即每平方米过滤面积上将再得0.62m3 滤液。 （2分）
试题：
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，ξ=8，且简化假设取μT=μi。求：（1）离心分离因数Kc，（2）临界粒径dc，（3）分割粒径d50，（4）压强降ΔP 。
答案与评分标准
解：（1）求Kc
① （1分）
② （1分）
③ (1分)
（2）求dc
（2分）
（3）求d50
（2分）
（4）求ΔP
(2分)
试题：
已知某板框压滤机过滤某种滤浆的恒压过滤方程式为：
（θ单位为S）
求：（1）过滤常数K，及θe。（2）若要在30min内得到5m3滤液（滤饼正好充满滤框），则需框内每边长为810mm的滤框多少个？
答案与评分标准
解：（1）求过滤常数K，qe及θe。
①恒压过滤方程式为：（1分）把此式与题给的方程式进行比较可得到：K=5×10-4m2/s（1分）而2=0.04 =0.02m3/m2（1分）
② 求 θe。
（1分）
（2）求所需滤框数n
①求 将θ=30×60 S代入过滤方程式：
；整理得：，解方程得 （3分）
②求A。
因故（1分）
③求n
因A=2nb2 （个），取5个。（1分）

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