化工原理第三章2

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tu与其直径的______次方成正比；而在湍流区，tu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_____________________________；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t。(2分)滞流（1分）（共3分）试题：在规定的沉降速度tu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K是由__________及___________决定的常数；而介质常数eq与e是反映________________的常数。2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）1/23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eV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10-4etR1时，沉降速度tu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tu可用斯托克斯公式计算。（）答案与评分标准(×)（1分）4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tu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cK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ru与重力沉降速度tu的主要区别之一是ru不是定值，而tu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5(√)（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。6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6.35mm的钢球在此液体内沉降200mm所需的时间为7.32s,已知钢球的密度为79003/mkg，液体的密度为13003/mkg。试计算液体的粘度。答案与评分标准解：（1）钢球的沉降速度smhut/2732.032.71000200（1分）（2）假设沉降在滞留区，则可用斯托克斯公式计算：18)(2gdustSPaugdts309.502732.01881.9)13007900()1035.6(18)(232（3分）（3）核算流型：104248.0309.5130002732.01035.6Re3tdut故假设成立，求出的有效。（2分）试题：密度为18503/mkg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=9983/mkg，粘度=1.005×10-3Pa·s（1分）50℃时，=9983/mkg，=0.5494×10-3Pa·s（1分）784.110005.118)9881850(105494.018)9881850(18)(18)(323220202505022050gdgdgdgduusstt（3分）（2）此时，d´=2d，ρs，ρ，μ均相同；据18)(2gdust可得：418)(18))(2(22/gdgduusstt（3分）试题：拟采用底面积为142m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0.753/mkg，粘度为2.6×10-5Pa•s；固体的密度为30003/mkg；要求生产能力为2.0sm/3，求理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径mind。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tu为：smblVust/1429.0140.2（1分）（2）假设沉降在滞流区，则可用斯托克斯公式求mind。（3分）mmgudst7.47107.47]81.930001429.0106.218[])(18[62/152/1min（3分）校核沉降流型11965.0106.275.01429.0107.47Re56mintudt故原假设正确，求出的mind有效。（2分）试题：若铅微粒（1s=78003/mkg）和石英微粒（2s=26003/mkg）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8径之比。取水的密度为10003/mkg。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gu18dst）（空空（1分）设铅微粒下标为1，石英微粒下标为2。可得：73.126007800u18u18211t2t12ssssggdd空空（3分）（2）在水中作自由沉降，可得：06.21000260010007800u18u18211t2t12水水水水水水）（）（ssssggdd（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40003/mkg。降尘室内长4.1m，宽1.8m，高4.2m，气体温度为427℃，粘度为3.4×10-5Pa·s，密度为0.53/mkg，若每小时的炉气量为2160标准3m。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：smV/54.127342727336002160s3（2分）（2）假设沉降在滞流区，可求出utsmgs/101.4104.31881.9)5.04000()108(18)(du35262t（2分）而气体水平通过速度smbHvus/20.0)2.48.1/(54.1/（1分）（3）层数n9501511101.41.48.154.113tsubvn（2分）（4）隔板间距hhnH)1(可得：mmnHh082.0512.41（1分）（5）核算颗粒沉降和气体流动是否都在滞流区①1108.4104.35.0101.4108Re4536tdut在滞流区（1分）②mhbbhde157.0082.08.1082.08.122（1分）气体流动的Re为：2000462104.35.020.0157.0Re5ude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=iuDD42(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dcB=D/4=0.4/4=0.1m，Ne=5，代入下式：mmueNBdisc98.41098.420300051.0106.29965（2分）（3）分割直径d5010mmuDis554.310554.32030004.0106.227.0)(27.0d6550（2分）（4）压强降ΔPPaupi12002)20(75.08222（2分）试题：在恒定压差下用尺寸为mm25635635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smK/10426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：30101.01025.0635.0635.0mVS（2分）题给1.0滤液体积：3101.01.0010