化工原理第三章习题及答案

第三章机械分离一、名词解释（每题2分）1.非均相混合物物系组成不同，分布不均匀，组分之间有相界面2.斯托克斯式3.球形度s非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值4.离心分离因数离心加速度与重力加速度的比值5.临界直径dc离心分离器分离颗粒最小直径6．过滤利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作7.过滤速率单位时间所产生的滤液量8.过滤周期间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间9.过滤机生产能力过滤机单位时间产生滤液体积10.浸没度转筒过滤机浸没角度与圆周角比值二、单选择题（每题2分）1、自由沉降的意思是_______。Ａ颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计Ｂ颗粒开始的降落速度为零，没有附加一个初始速度Ｃ颗粒在降落的方向上只受重力作用，没有离心力等的作用Ｄ颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程D2、颗粒的沉降速度不是指_______。Ａ等速运动段的颗粒降落的速度Ｂ加速运动段任一时刻颗粒的降落速度Ｃ加速运动段结束时颗粒的降落速度Ｄ净重力（重力减去浮力）与流体阻力平衡时颗粒的降落速度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2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___。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2倍Ｄ增大至原来的倍C5、以下过滤机是连续式过滤机_______。Ａ箱式叶滤机Ｂ真空叶滤机Ｃ回转真空过滤机Ｄ板框压滤机C6、过滤推动力一般是指______。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：______。Ａ转鼓本身Ｂ随转鼓转动的转动盘Ｃ与转动盘紧密接触的固定盘Ｄ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______。Adp＝6V/A此处V为非球形颗粒的体积，A为非球形颗粒的表面积Bdp＝(6V/)1/3Cdp＝(4V/)1/2Ddp＝(kV/)1/3(k为系数与非球形颗粒的形状有关)B9、在讨论旋风分离器分离性能时，分割直径这一术语是指_________。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50%分离出来的颗粒的直径Ｄ能保持滞流流型时的最大颗粒直径C10、在离心沉降中球形颗粒的沉降速度__________。Ａ只与dp,p,,uT,r,μ有关Ｂ只与dp，p，uT，r有关Ｃ只与dp，p，uT，r，g有关Ｄ只与dp，p，uT，r，k有关（题中uT气体的圆周速度，r旋转半径，k分离因数）A11、降尘室没有以下优点______________。Ａ分离效率高Ｂ阻力小Ｃ结构简单Ｄ易于操作A12、降尘室的生产能力__________。Ａ只与沉降面积A和颗粒沉降速度uT有关Ｂ与A，uT及降尘室高度H有关Ｃ只与沉降面积A有关Ｄ只与uT和H有关A13、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____________。A5m3/hB2.5m3/hC10m3/hD3.54m3/hD14、要除去气体中含有的5μ～50μ的粒子。除尘效率小于75％，宜选用。A除尘气道B旋风分离器C离心机D电除尘器B15、等压过滤的滤液累积量q与过滤时间τ的关系为______________。B16、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滤液在滤渣中呈湍流流动D滤液在滤渣中呈层流流动D17、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_____________。A2倍B1/2倍C)1/2倍D4倍C19、在长为Lm，高为Hm的降尘室中，颗粒的沉降速度为uTm/s，气体通过降尘室的水平流速为um/s，则颗粒能在降尘室内分离的条件是：____。AL/u＜H/uLBL/uT＜H/uCL/uT≥H/uDL/u≥H/uTD20、粒子沉降受到的流体阻力________。Ａ恒与沉降速度的平方成正比Ｂ与颗粒的表面积成正比Ｃ与颗粒的直径成正比Ｄ在滞流区与沉降速度的一次方成正比D21、板框压滤机中，最终的滤液流率是洗涤液流率的_______。（ΔpE=Δpw，μ=μw）Ａ一倍Ｂ一半Ｃ四倍Ｄ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=Vp/V，V为非球形粒子的体积，Vp为球形粒子的体积B=Ap/A，A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=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=6ap/(d)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_______。Ａ这两种说法都对Ｂ两种说法都不对Ｃ只有第一种说法正确Ｄ只有第二种说法正确A24、旋风分离器的总的分离效率是指__________。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D25、降尘室的生产能力由________决定。A降尘室的高度和长度B降尘室的高度C降尘室的底面积D降尘室的体积C26、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_____________。A2倍B1/2倍C1/2倍D4倍B27、回转真空过滤机洗涤速率与最终过滤速率之比为（）。AlB1/2C1/4D1/3A28、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B29、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B30、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B三、填空题（每题2分）1、一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降，若空气温度由20℃升至50℃，则其沉降速度将。下降2、降尘室的生产能力与降尘室的和有关。长度宽度3、降尘室的生产能力与降尘室的无关。高度4、在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，则沉降时间。增加一倍5、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、在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，生产能力。不变7、在滞流(层流)区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比。28、在湍流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比。1/29、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Vl增多至V2=2Vl时，则操作压差由ΔPl增大至ΔP2=。2ΔPl11、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Δ/Δq=3740q+200则过滤常数K=。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Δ/Δq=3740q+200则过滤常数qe=。13、最常见的间歇式过滤机有和。板框过滤机叶滤机14、在一套板框过滤机中，板有种构造，框种构造。2115、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、旋风分离器性能的好坏，主要以来衡量。临界粒径的大小19、离心分离设备的分离因数定义式为Kc=。uT2/gR（或ur/ut）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。1/221、间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/，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/，此处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27、对不可压缩性滤饼dV/d正比于ΔP的次方，对可压缩滤饼dV/d正比于ΔP的次方。11-s28、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。4430、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ψ＝Ap/A定义的球形度（此处下标p代表球形粒子），最大值为＿＿＿。?越小则颗粒形状与球形相差越＿＿＿。1大32、将固体物料从液体中分离出来的离心分离方法中，最常见的有和。将固体物料从液体中分离出来的离心分离设备中，最常见的为。离心过滤离心沉降离心机33、在Stokes区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的_____次方成正比；在牛顿区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的______次方成正比。21/234、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，此时过滤机生产能力为＿＿＿＿＿＿。不正确的不正确的最适宜最大35、含尘气体通过长为4m，宽为3m，高为1m的除尘室，已知颗粒的沉降速度为0.03m/s，则该除尘室的生产能力为sm3。0.36m3/s四、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2QKAn2/Kpr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。2、有一旋风分离器，在正常的速度和阻力的范围内操作，但除尘效率不够满意，现在仓库里还有一个完全相同的旋风分离器，有人建议将这台备用的旋风分离器与正在用的那一台一起并联使用，问这种措施能否提高除尘效率？为什么？不行。因为速度降低，离心惯性力减小，使除尘效率下降。3、恒压过滤时，如加大操作压力或提高滤浆温度，过滤速率会发生什么变化？为什么？由dq/dt=Δp/［rΦμ(q+qe)］知,加大操作压力，过滤速率变大。提高滤浆温度，使滤液黏度降低，过滤速率增大。4、临界直径dc及分割直径d50，可以表示旋风分离器的分离性能，回答dc与d50的含义是什么？dc旋风分离器的分离分离颗粒最小直径;d50分离效率50%时颗粒直径5、由过滤基本方程dq/dt=Δp/［rΦμ(q+qe)分析影响过滤速率的因素?影响过滤速率的因素有：①物性参数，包括悬浮液的性质（φ、μ）及滤饼特性（r）；②操作参数Δp；③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。五、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