化工原理第三章習(xí)題及答案

1、1. 非均相混合物 物系組成不同，分布不均勻，組分之間有相界面2. 斯托克斯式3. 球形度 s非球形粒子體積相同的球形顆粒的面積與球形顆?？偯娣e的比值4. 離心分離因數(shù) 離心加速度與重力加速度的比值5. 臨界直徑 dc 離心分離器分離顆粒最小直徑6過(guò)濾 利用多孔性介質(zhì)使懸浮液中液固得到分離的操作7. 過(guò)濾速率 單位時(shí)間所產(chǎn)生的濾液量8. 過(guò)濾周期 間歇過(guò)濾中過(guò)濾、洗滌、拆裝、清理完成一次過(guò)濾所用時(shí)間9. 過(guò)濾機(jī)生產(chǎn)能力 過(guò)濾機(jī)單位時(shí)間產(chǎn)生濾液體積10. 浸沒(méi)度 轉(zhuǎn)筒過(guò)濾機(jī)浸沒(méi)角度與圓周角比值、單選擇題（每題 2 分）1、自由沉降的意思是 。A顆粒在沉降過(guò)程中受到的流體阻力可忽略不計(jì)B顆粒開(kāi)始的

2、降落速度為零，沒(méi)有附加一個(gè)初始速度C顆粒在降落的方向上只受重力作用，沒(méi)有離心力等的作用D顆粒間不發(fā)生碰撞或接觸的情況下的沉降過(guò)程2、 顆粒的沉降速度不是指 。A等速運(yùn)動(dòng)段的顆粒降落的速度B加速運(yùn)動(dòng)段任一時(shí)刻顆粒的降落速度C加速運(yùn)動(dòng)段結(jié)束時(shí)顆粒的降落速度D凈重力（重力減去浮力）與流體阻力平衡時(shí)顆粒的降落速度o濾液體積增大一倍則過(guò)濾時(shí)間增大為原來(lái)的濾液體積增大一倍則過(guò)濾時(shí)間增大至原來(lái)的濾液體積增大一倍則過(guò)濾時(shí)間增大至原來(lái)的3、對(duì)于恒壓過(guò)濾2倍2倍4倍ABD當(dāng)介質(zhì)阻力不計(jì)時(shí)，濾液體積增大一倍，則過(guò)濾時(shí)間增大至原來(lái)的 4、恒壓過(guò)濾時(shí)，如介質(zhì)阻力不計(jì)，濾餅不可壓縮， 濾液量A增大至原來(lái)的2倍C增大至原來(lái)

3、的 J2倍5、以下過(guò)濾機(jī)是連續(xù)式過(guò)濾機(jī)A箱式葉濾機(jī)C回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)6、過(guò)濾推動(dòng)力一般是指A過(guò)濾介質(zhì)兩邊的壓差C濾餅兩面的壓差oB真空葉濾機(jī)D板框壓濾機(jī)4倍D過(guò)濾壓差增大一倍時(shí)同一過(guò)濾時(shí)刻所得E增大至原來(lái)的4倍D增大至原來(lái)的倍7、回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)中是以下部件使過(guò)濾室在不同部位時(shí),OB過(guò)濾介質(zhì)與濾餅構(gòu)成的過(guò)濾層兩邊的壓差D液體進(jìn)出過(guò)濾機(jī)的壓差B能自動(dòng)地進(jìn)行相應(yīng)的不同操作:oA轉(zhuǎn)鼓本身C與轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)緊密接觸的固定盤(pán)隨轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán) 分配頭D8、非球形顆粒的當(dāng)量直徑的一種是等體積球徑，它的表達(dá)式為odp= 6V/A 此處V為非球形顆粒的體積，A為非球形顆粒的表面積dp= (6V/ 嚴(yán)dp= (4V/ )1

4、/2 dp= (kV/ )1/3A B C D(k為系數(shù)與非球形顆粒的形狀有關(guān))9、在討論旋風(fēng)分離器分離性能時(shí)，分割直徑這一術(shù)語(yǔ)是指 AB旋風(fēng)分離器效率最高時(shí)的旋風(fēng)分離器的直徑 旋風(fēng)分離器允許的最小直徑旋風(fēng)分離器能夠50%分離出來(lái)的顆粒的直徑 能保持滯流流型時(shí)的最大顆粒直徑D10、在離心沉降中球形顆粒的沉降速度A 只與 dp, p, ,UT, r, 有關(guān) B C只與dp, p, uT, r , g有關(guān)(題中UT氣體的圓周速度，r旋轉(zhuǎn)半徑，11、降塵室沒(méi)有以下優(yōu)點(diǎn)A分離效率高 C結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單12、降塵室的生產(chǎn)能力 只與沉降面積 與A , Ut及降塵室高度H有關(guān) 只與沉降面積 A有關(guān) 只與UT和H有關(guān)

5、13、回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾介質(zhì)阻力可略去不計(jì)，其生產(chǎn)能力為度降低一半，其他條件不變，則其生產(chǎn)能力應(yīng)為A 5m3/hB 2.5m3/hC 10m3/hD 3.54m3/h14、 要除去氣體中含有的 5 50卩的粒子。除塵效率小于 75%,宜選用P,p,只與Ddp,只與koP, UT, r有關(guān) dp, p, UT , 分離因數(shù)）r , k有關(guān)AoB阻力小D易于操作oA和顆粒沉降速度UT有關(guān)A5m3/h (濾液)。現(xiàn)將轉(zhuǎn)速A除塵氣道B旋風(fēng)分離器 C離心機(jī) D電除塵器15、等壓過(guò)濾的濾液累積量q與過(guò)濾時(shí)間T的關(guān)系為 16、過(guò)濾基本方程是基于 濾液在過(guò)濾介質(zhì)中呈湍流流動(dòng) 濾液在過(guò)濾介質(zhì)中呈層流流動(dòng) 濾液

6、在濾渣中呈湍流流動(dòng) 濾液在濾渣中呈層流流動(dòng)般而言，旋風(fēng)分離器長(zhǎng)、徑比大及出入口截面小時(shí)，其效率推導(dǎo)出來(lái)的。17、D阻力AA高 B低 C大 D 小18、在板框過(guò)濾機(jī)中，如濾餅不可壓縮，介質(zhì)阻力不計(jì)，過(guò)濾時(shí)間增加一倍時(shí)，其過(guò)濾速率 為原來(lái)的B 1/2 倍C)1/血倍19、在長(zhǎng)為L(zhǎng)m，高為Hm的降塵室中，顆粒的沉降速度為ut m/s，氣體通過(guò)降塵室的水平流速為u m/s，則顆粒能在降塵室內(nèi)分離的條件是：20、A21、A L/u< H/uLC L/ut 閉/uB L/ut< H/uD L/uH/ut粒子沉降受到的流體阻力 恒與沉降速度的平方成正比 與顆粒的直徑成正比oB與顆粒的表面積成正比

7、D在滯流區(qū)與沉降速度的一次方成正比D板框壓濾機(jī)中，最終的濾液流率是洗滌液流率的 A 一倍B球形度(形狀系數(shù))恒小于或等于22、義式可寫(xiě)為o ( ApE=Apw，=WL)C四倍 D四分之一C1，此值越小，顆粒的形狀離球形越遠(yuǎn)，球形度的定D四分之一=Vp/V , V為非球形粒子的體積，=Ap/A ,A為非球形粒子的表面積, = ap/a , a為非球形粒子的比表面積=6ap/( d)Vp為球形粒子的體積,Ap為與非球形粒子體積相同的球形粒子的表面積 ',ap為球形粒子的比表面積BD23、在一般過(guò)濾操作中，實(shí)際上起到主要介質(zhì)作用的是濾餅層而不是過(guò)濾介質(zhì)本身”，濾渣就是濾餅”則A這兩種說(shuō)法都對(duì)

8、B兩種說(shuō)法都不對(duì)C只有第一種說(shuō)法正確D只有第二種說(shuō)法正確24、旋風(fēng)分離器的總的分離效率是指AB顆粒群中具有平均直徑的粒子的分離效率 顆粒群中最小粒子的分離效率不同粒級(jí)（直徑范圍）粒子分離效率之和 全部顆粒中被分離下來(lái)的部分所占的質(zhì)量分率決定。B降塵室的高度 D降塵室的體積CD25、降塵室的生產(chǎn)能力由_A降塵室的高度和長(zhǎng)度C降塵室的底面積26、在板框過(guò)濾機(jī)中，如濾餅不可壓縮，介質(zhì)阻力不計(jì)，黏度增加一倍時(shí), 濾速率為原來(lái)的B 1/2 倍27、回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)洗滌速率與最終過(guò)濾速率之比為（A l B 1/2C 1/428、以下說(shuō)法是正確的（）。A過(guò)濾速率與S（過(guò)濾面積）成正比C濾速率與濾液體積成正比2

9、9、板框壓濾機(jī)中（）。A框有兩種不同的構(gòu)造C框和板都有兩種不同的構(gòu)造30、 助濾劑應(yīng)具有以下性質(zhì)（:A顆粒均勻、柔軟、可壓縮C 粒度分布廣、堅(jiān)硬、不可壓縮D 1/3C對(duì)同一q值，過(guò)B過(guò)濾速率與S2成正比D過(guò)濾速率與濾布阻力成反比板有兩種不同的構(gòu)造 板和框都只有一種構(gòu)造B 顆粒均勻、堅(jiān)硬、不可壓縮D顆粒均勻、可壓縮、易變形1、一球形石英顆粒，在空氣中按斯托克斯定律沉降，若空氣溫度由 降速度將下降2、降塵室的生產(chǎn)能力與降塵室的 長(zhǎng)度 寬度降塵室的生產(chǎn)能力與降塵室的 咼度 在除去某粒徑的顆粒時(shí)， 在除去某粒徑的顆粒時(shí)， 在除去某粒徑的顆粒時(shí)，有關(guān)。3、4、5、6、.無(wú)關(guān)。若降塵室的高度增加一倍, 若

10、降塵室的高度增加一倍, 若降塵室的高度增加一倍,在滯流（層流）區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的 在湍流區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的 在過(guò)濾的大部分時(shí)間中，10、過(guò)濾介質(zhì)阻力忽略不計(jì)，7、89、時(shí)，則操作壓差由 P增大至92=20 C升至50 C,則其沉則沉降時(shí)間一氣流速度生產(chǎn)能力次方成正比。次方成正比。1/2。增加一倍。減少一倍。不變2起到了主要過(guò)濾介質(zhì)的作用。濾餅濾餅不可壓縮，則恒速過(guò)濾過(guò)程中濾液體積由Vi增多至V2=2Vi2 ?11、 已知q為單位過(guò)濾面積所得濾液體積V/S , qe為Ve/S, Ve為過(guò)濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液體積（濾液體積為Ve時(shí)所形成的濾餅層的阻力等于過(guò)濾介質(zhì)的阻力），在恒壓

11、過(guò)濾時(shí)，測(cè)得 / q=3740q+200 則過(guò)濾常數(shù) K=o12、 已知q為單位過(guò)濾面積所得濾液體積V/S , qe為Ve/S, Ve為過(guò)濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液體積（濾液體積為Ve時(shí)所形成的濾餅層的阻力等于過(guò)濾介質(zhì)的阻力 /13、14、15、），在恒壓過(guò)濾時(shí)，測(cè)得 q=3740q+200 則過(guò)濾常數(shù) qe=_最常見(jiàn)的間歇式過(guò)濾機(jī)有 在一套板框過(guò)濾機(jī)中，板有 板框過(guò)濾機(jī)在過(guò)濾階段結(jié)束的瞬間, O框的厚度16、板框過(guò)濾機(jī)在過(guò)濾階段結(jié)束的瞬間, O 框厚度之半17、板框過(guò)濾機(jī)在過(guò)濾階段結(jié)束的瞬間,于_O 框的內(nèi)面積1819、20、21、O禾n_種構(gòu)造，框 設(shè)框已充滿(mǎn)，設(shè)框已充滿(mǎn),葉濾機(jī)2 1板框過(guò)濾機(jī)種構(gòu)

12、造。則在每一框中，濾液穿過(guò)厚度為在洗滌時(shí)，洗滌液穿過(guò)厚度為設(shè)框已充滿(mǎn)，在洗滌時(shí)， 洗滌液穿過(guò)的濾布面積等O旋風(fēng)分離器性能的好壞，主要以 離心分離設(shè)備的分離因數(shù)定義式為 當(dāng)介質(zhì)阻力不計(jì)時(shí)，回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力與轉(zhuǎn)速的 間歇過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力可寫(xiě)為中得到的濾液體積22、間歇過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力可寫(xiě)為 時(shí)間23、一個(gè)過(guò)濾操作周期中，不正確的24、一個(gè)過(guò)濾操作周期中， 不正確的25、一個(gè)過(guò)濾操作周期中，過(guò)濾時(shí)間有一個(gè)26、 一個(gè)過(guò)濾操作周期中，最適宜的過(guò)濾時(shí)間指的是此時(shí)過(guò)濾機(jī)生產(chǎn)能力O最大27、對(duì)不可壓縮性濾餅 dV/d正比于 AP的次方，對(duì)可壓縮濾餅 dV/d正比于 的次方。28、對(duì)恒壓過(guò)濾， 二分之

13、一29、對(duì)恒壓過(guò)濾， 對(duì)恒壓過(guò)濾，4轉(zhuǎn)鼓沉浸度是Kc=Q=V/Q=V/過(guò)濾時(shí)間越長(zhǎng),過(guò)濾時(shí)間越短,介質(zhì)阻力可以忽略時(shí),，此處V為.來(lái)衡量。臨界粒徑的大小OUT2/gR （或 Ur/ut）次方成正比。1/2O一個(gè)操作循環(huán)，此處表示一個(gè)操作循環(huán)所需的生產(chǎn)能力越大”的看法是否正確?生產(chǎn)能力越大”的看法是否正確?值。最適宜11-s過(guò)濾量增大一倍，則過(guò)濾速率為原來(lái)的倍O倍O30、當(dāng)過(guò)濾面積增大一倍時(shí), 當(dāng)過(guò)濾面積增大一倍時(shí),4如濾餅不可壓縮，則過(guò)濾速率增大為原來(lái)的 如濾餅可壓縮，則過(guò)濾速率增大為原來(lái)的與的比值（1）轉(zhuǎn)鼓浸沉的表面積轉(zhuǎn)鼓的總表面積按Ap/A定義的球形度（此處下標(biāo)P代表球形粒子），最大值為_(kāi)

14、顆粒形狀與球形相差越O 1 大32、將固體物料從液體中分離出來(lái)的離心分離方法中，將固體物料從液體中分離出來(lái)的離心分離設(shè)備中， 心沉降離心機(jī)33、在Stokes區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的速度與顆粒直徑的 次方成正比。231、O ?越小則最常見(jiàn)的有 最常見(jiàn)的為_(kāi)禾廿O。離心過(guò)濾離次方成正比；在牛頓區(qū)，顆粒的沉降1/234、 一個(gè)過(guò)濾操作周期中，過(guò)濾時(shí)間越長(zhǎng)生產(chǎn)能力越大 ”的看法是過(guò)濾時(shí)間值，此時(shí)過(guò)濾機(jī)。過(guò)濾時(shí)間有一個(gè)越短，生產(chǎn)能力越大”的看法是 生產(chǎn)能力為。不正確的 不正確的 最適宜最大35、含塵氣體通過(guò)長(zhǎng)為 4m,寬為3m，高為1m的除塵室，已知顆粒的沉降速度為0.03m/s,則該除塵室的生

15、產(chǎn)能力為m3/s。0.36m3/s四、問(wèn)答題（每題3分）1、影響回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)生產(chǎn)能力的因素有哪些？（過(guò)濾介質(zhì)阻力可忽略） 當(dāng)過(guò)濾介質(zhì)阻力可忽略時(shí)Q JkA2 n K 2 p/r可見(jiàn)，影響因素有：轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速、浸沒(méi)度、轉(zhuǎn)筒尺寸、操作壓強(qiáng)及處理物料的濃度及特 性。2、有一旋風(fēng)分離器，在正常的速度和阻力的范圍內(nèi)操作，但除塵效率不夠滿(mǎn)意，現(xiàn)在倉(cāng)庫(kù)里還有一個(gè)完全相同的旋風(fēng)分離器，有人建議將這臺(tái)備用的旋風(fēng)分離器與正在用的那一臺(tái)一起并聯(lián)使用，問(wèn)這種措施能否提高除塵效率？為什么？ 不行。因?yàn)樗俣冉档停x心慣性力減小，使除塵效率下降。3、恒壓過(guò)濾時(shí)，如加大操作壓力或提高濾漿溫度，過(guò)濾速率會(huì)發(fā)生什么變化？為什么？

16、由dq/dt=Ap/ : r侗+qe）知,加大操作壓力，過(guò)濾速率變大。提高濾漿溫度，使濾液黏度降 低，過(guò)濾速率增大。4、臨界直徑de及分割直徑d50，可以表示旋風(fēng)分離器的分離性能，回答de與d50的含義是什么？de旋風(fēng)分離器的分離分離顆粒最小直徑；d50分離效率50%時(shí)顆粒直徑5、 由過(guò)濾基本方程 dq/dt=Ap/ : r（q+qe）分析影響過(guò)濾速率的因素影響過(guò)濾速率的因素有：物性參數(shù)，包括懸浮液的性質(zhì)（如小及濾餅特性（r）;操作參數(shù)Ap；設(shè)備參數(shù)qe6、試說(shuō)明濾餅比阻的意義比阻r表示濾餅對(duì)過(guò)濾速率的影響，其數(shù)值的大小反映濾液通過(guò)濾餅層的難易程度。五、計(jì)算題（每題10分）1、某板框過(guò)濾機(jī)框空

17、的長(zhǎng)、寬、厚為 濾某懸浮液，測(cè)得過(guò)濾時(shí)間為與15min250mmK 250mmK 20mm,框數(shù)為8,以此過(guò)濾機(jī)恒壓過(guò)時(shí)的濾液量分別為 0.15m3及0.20m3，試計(jì)算過(guò)濾常數(shù)K。解：過(guò)濾面積 A = 8 ：2XX= 1.0 m2已知： T = min V1 = 0.15 m3/ V2+2VVe = KA2t可得 +2 X= K X2X（1）+2 X= K X2X15（2 分）T = 15 min V2 = 0.20 m3（4 分）(1)、(2)式聯(lián)立，解得 K = 0.0030 m 2/min = 1>-5 m2/s(4 分)2、以板框壓濾機(jī)恒壓過(guò)濾某懸浮液，過(guò)濾面積10m2,操作壓

18、差X105 Pa。每一循環(huán)過(guò)濾15min得濾液2.91m3。過(guò)濾介質(zhì)阻力不計(jì)。K。(1) 該機(jī)生產(chǎn)能力為4.8m3/h濾液，求洗滌、裝拆總共需要的時(shí)間及過(guò)濾常數(shù)(2) 若壓差降至>04Pa,過(guò)濾時(shí)間及過(guò)濾量不變，其他條件不變，需多大過(guò)濾面積？ 設(shè)濾餅不可壓縮。如改用回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)，轉(zhuǎn)一圈得濾液0.2m3，轉(zhuǎn)速為多少才可以維持生產(chǎn)能力不變？解：(1) / V2=KA2t即=K X102X15K=X10-3 m2/min又 Q= V/ Et即 60= ( 15+t+ t )(4 分)(4分)(2分)2.T/+ t= min(2) V2=KA2tA2= V2/Kt(3) Q=60=xn (n-

19、r/min ) n= r/min3、用某葉濾機(jī)恒壓過(guò)濾鈦白水懸浮液。濾葉每側(cè)過(guò)濾面積為2m2,共10只濾葉。測(cè)得：過(guò)濾10min得濾液1.31m3;再過(guò)濾10min共得濾液1.905m3。已知濾餅與濾液體積比 n=。試問(wèn):(1) 過(guò)濾至濾餅厚為21mm即停止,過(guò)濾時(shí)間是多少(2)若濾餅洗滌與輔助時(shí)間共45mi n,其生產(chǎn)能力是多少(以每小時(shí)得的濾餅體積計(jì))解：(1) V2 + 2We = KA2t由題意得 + 2冷KA2X10(a)+ 2 >= KA 2X20(b)(a)、(b)聯(lián)立，解得 KA2= 0.2076 m6/min,Ve = 0.1374 m 3（3 分）又 A = 10 2

20、 = 13.12m2過(guò)濾終了時(shí)，共得濾液量Ve = X= 2.755 m3由 + 2 * = , tE = min（3 分）（2） 生產(chǎn)能力 =nVE /（tE+tw+t 輔）=X45） = 10-3 m3/min = 0.194 m 3/h（濾餅）4、在3>105Pa的壓強(qiáng)差下對(duì)鈦白粉在水中的懸浮液進(jìn)行過(guò)濾實(shí)驗(yàn),K=5X10-5m2/s、qe=0.01m3/m2，又測(cè)得濾餅體積與濾液體積之比BMY50/810-25型板框壓濾機(jī)處理此料漿，(1)過(guò)濾至框內(nèi)全部充滿(mǎn)濾渣所需的時(shí)間；行洗滌，求洗滌時(shí)間；(4分)測(cè)得過(guò)濾常數(shù)v=?，F(xiàn)擬用有 38個(gè)框的生產(chǎn)能力(以每小時(shí)平均可得多少(解：(1)所

21、需過(guò)濾時(shí)間A=X2 >38=49.86m2Vc=XX38=0.6233m212 cq2qqeK過(guò)濾推動(dòng)力及所用濾布也與實(shí)驗(yàn)用的相同。試求:(2)過(guò)濾完畢，以相當(dāng)于濾液量1/10的清水進(jìn)(3)若每次卸渣、重裝等全部輔助操作共需15min，求每臺(tái)過(guò)濾機(jī)的m3)濾餅計(jì))。忌 O.15632 2 O.1563 0.01 551s（4 分）(2 )洗滌時(shí)間30.1 0.1563 49.86/1.87410416s（4 分）(3 )生產(chǎn)能力0.6233 360031.202m3551 418 15 605、用板框過(guò)濾機(jī)過(guò)濾某懸浮液，一個(gè)操作周期內(nèi)過(guò)濾 壓縮，介質(zhì)阻力可略)。若在一個(gè)周期內(nèi)共用去輔助時(shí)間(1)該機(jī)的生產(chǎn)能力(2 )若操作表壓加倍，其它條件不變(物性，過(guò)濾面積，過(guò)濾時(shí)間與輔助時(shí)間)能力提高了多少？解：濾餅不洗滌(1) 4 分(2) 6 分6、 對(duì)某懸浮液進(jìn)行恒壓過(guò)濾。已知過(guò)濾時(shí)間為300s時(shí)，所得濾液體積為Qc(濾餅)/h（2 分）20分鐘后共得濾液30分鐘，求：4m3 (濾餅不可，該機(jī)生產(chǎn)0.75m3,且過(guò)濾面積為1m2,恒壓過(guò)濾常數(shù) K=5*10-3m2/s。若要再得濾液體積