“化工原理”第三章《機械分離》復習題

1、化工原理第三章“機械分離”復習題(2008-10-23一、填空題 :1. (2分懸浮液屬液態(tài)非均相物系,其中分散相是指 _;分散介質是指 _。 *答案 * 固體微粒, 包圍在微粒周圍的液體2. (3分懸浮在靜止流體中的固體微粒在重力作用下,沿重力方向作自由沿降時,會受到 _三個力的作用。當此三個力的 _時,微粒即作勻速沉降運動。 此時微粒相對于流體的運動速度,稱為 _ 。*答案 * 重力、阻力、浮力 ; 代數(shù)和為零; 沉降速度3. (2分沉降操作是使懸浮在流體中的固體微粒,在 _力或 _力的作用 下,沿受力方向發(fā)生運動而 _ ,從而與流體分離的過程。*答案 * 重 ; 離心; 沉積4. (3分

2、氣體的凈制按操作原理可分為 _, _, _.旋風分離器屬 _ 。 *答案 * 重力沉降、離心沉降、過濾 ;離心沉降。5. (2分過濾是一種分離懸浮在 _的操作。*答案 * 液體或氣體中固體微粒6. (2分 懸浮液中加入助濾劑進行過濾的目的是 _ _。 *答案 * 在濾餅中形成骨架,使濾渣疏松,孔隙率加大,濾液得以暢流7. (2分 過濾阻力由兩方面因素決定:一方面是濾液本身的性質,即其 _;另一 方面是濾渣層本身的性質,即 _ 。 *答案 * ; L8. (3分某板框壓濾機的框的尺寸為:長 ×寬 ×厚 =810×810×25 mm,若該機有 10塊框,其

3、過濾面積約為 _ m2。 *答案 * 13.12。9. (3分轉鼓真空過濾機,轉鼓每旋轉一周,過濾面積,的任一部分都順次經歷 _等五個階段。*答案 * 過濾、吸干、洗滌、吹松、卸渣10. (3分 離心分離因數(shù)是指 _。 為了提高離心機的 分離效率,通常使離心機的 _增高,而將它的 _減少。*答案 *物料在離心力場中所受的離心力與重力之比 ; 轉速 ; 直徑適當。二、選擇題1. (2分 欲提高降塵寶的生產能力,主要的措施是( 。 *答案 * CA. 提高降塵寶的高度; B. 延長沉降時間; C. 增大沉降面積2. (2分為使離心機有較大的分離因數(shù)和保證轉鼓有關足夠的機械強度,應采用(的 轉鼓。

4、*答案 * BA. 高轉速、大直徑; B. 高轉速、小直徑;C. 低轉速、大直徑; D. 低轉速,小直徑;3. (2分旋風分離器的臨界粒徑是指能完全分離出來的(粒徑。 *答案 * AA. 最小; B. 最大; C. 平均;4. (2分 要使微粒從氣流中除去的條件,必須使微粒在降塵室內的停留時間(微粒 的沉降時間。 *答案 * AA. ; B. ; C. < D. >5. (2分板框過濾機采用橫穿法洗滌濾渣時,若洗滌壓差等于最終過濾壓差,洗滌液粘度等于濾液粘度,則其洗滌速率為過濾終了速率的(倍。 *答案 * CA. 1; B. 0.5; C. 0.25三、問答題1. (8分 為什么旋

5、風分離器的直徑 D 不宜太大?當處理的含塵氣體量大時,采用旋風分 高器除塵,要達到工業(yè)要求的分離效果,應采取什么措施?*答案 *旋風分離器的臨界直徑 d=(9B/Nu 00.5,可見 D 時, B 也 (B=D/4 ,此時 d 也 , 則分離效率 ,為提高分離效率,不宜采用 D 太大的分離器。為果氣體處理大時,可采用 幾個小直徑的旋風分離器并聯(lián)操作,這樣則可達到要求的分離效果。2. (8分 為什么板框壓濾機洗滌速率近似等于過濾終了時過濾速率的四分之一倍? *答案 *由于洗滌液通過兩層過濾介質和整層濾渣層的厚度, 而過濾終了時濾液只通過一層過濾 介質和濾渣層厚度的一半, 即洗滌液流動距離比濾液長

6、 1倍, 其阻力也就大 1倍, 故 (dv/dqw就慢了 0.5倍; 又因洗滌液的流通面積此濾液的流通面積少 1倍, 這樣 (dv/dqw又慢了 0.5。 基于上述兩個原因, 故當洗滌壓差與過濾終了時壓差相同時, 且洗滌液的粘度與濾液粘度相 近時,則(dV /dw(1/4(dV /d四、 計算題1. (16分 某廠準備建一個降塵室來凈化常壓, 溫度為 40 的含塵空氣流, 氣體進入降塵室 的流速保持在 0.15m/s,而微粒在室內的沉降速度為 0.025m/s,現(xiàn)依廠房面積分配,降塵室 只允許做成寬為 3m ,高為 2m 。問:(1降塵室的最小長度應為多少 m ?(2降塵室的最 大生產能力為多

7、少標準 m 3/h ?(3若因廠房面積有限,降塵室的長度僅允許為你計算的 最小長度的一半,你認為應采取計什么措施來完成此凈制任務?*答案 *(1求最小長度 L (L/ut (H/u 0 L (u t H/u0=0.15×2/0.025=12m(2最大生產能力 V 標V 實 =A0u 0=Lbu0=12×3×0.025=0.9m3/s=3240m3/hV 標 =V實 T 標 /T實 =3240×273/(40+273=2826m3/h(3若 L 只能為原來的 0.5時,為完成同樣的生產任務,可在降塵室中間加一隔板。 2. (16分用一板框壓濾機在 147.

8、1kN/m2(表壓下恒壓過濾某懸浮液,要求在 1.5小時內 獲得 4m 3的濾液, 若過濾介質阻力忽略, 濾渣為不可壓縮, 并測得過濾常數(shù) K=1.6×10-5m 2/s, 問:(1需要過濾面積多少 m 2? (2若選用濾框尺寸:長 ×寬 ×厚 =635×635×25mm ,需濾框 多少塊?(3過濾完畢, 用清水在與過濾壓力相同的情況下洗滌 30分鐘,洗水的消耗量為 多少 m 3? (4若把壓力加倍,其它情況不變過濾 1.5小時,可得濾液多少 m 3?*答案 * (1求過濾面積 V 2=KA2 A=V(1/K0.5 =4×1/(1.6

9、×10-5×1.5×36000.5=13.6m2(2求框數(shù); 13.6/(0.635×0.635×2 =17塊(3求洗水量; (dV/dW =V/8=4/(8×1.5=0.33m3/h V W =(dV/dW ×W =0.33×30/60=0.17m3(4求濾液量(K2/(K1=( P 2/( P 1=2; V 2=V1 × (21.5=4( 2 1.5=5.66 m33. (16分用一板框壓濾機在 147.1kN/m2(表壓下恒壓過濾某懸浮液,要求在 2小時內 得濾液 8m 3,若過濾介質阻力可忽略,濾

10、渣不可壓縮,過濾常數(shù) K=1.65×10-5m 2/s,問:(1現(xiàn)有一板框壓濾機,濾框的規(guī)格為長 ×寬 ×厚 =810×810×25mm ,共框 18塊,是否合用?(忽 略角孔占去面積 。 (2過濾完畢,用清水 0.25m 3在與過濾相同壓力下進行洗滌,問洗滌用 了多少時間?*答案 *(1現(xiàn)有板框壓濾機面積是否夠用?V 實 =0.81×0.81×18×2=23.62m3V 2=KA2; A 計 =V(1/K0.5=81/(1.65×10-5×2×36000.5 =23.2 m3A實 &

11、gt;A 計 ,可滿足要求(2求 W (dV/d W =(1/4(dV/dq=V/8 =8/(8×2=0.5m3/hW =VW /(dV/d W =0.25/0.5=0.5h4. (18分某廠用一臺規(guī)格為 635×635×25mm 板框壓濾機(共 25個框來恒壓過濾某懸浮 液,經過濾 52min 后,再用清水洗滌濾渣,洗水溫度,壓力與過濾時相同,而其體積為濾 液體積的 8%,又已知卸渣,清理和裝合等輔助時間為 30min ,過濾常數(shù) K=1.7×10-5 m 2/s, 試求不考濾過濾介質阻力時,該機的生產能力為多少濾液 (m3/h?*答案 *(1過濾 5

12、2min 時的濾液量A=0.635×0.635×25×2=20.16m2V 2=KA2=1.7×10-5×(20.162×52×60=215.57; V=14.68m3(2 (dV/dW =(1/4(dV/d=V/8q=14.68/(8×52 =0.0353m3/minW =VW /(dV/dW =0.08×14.68/0.0353 =33.27min(3過濾機的生產能力總 =52+33.27+30=115.27min; 生產能力 =14.68/(115.27/60=7.64m3/h5. (20分在實驗室

13、用一片過濾面積為 0.1m 2的濾葉對某種顆粒在水中懸浮液進行試驗,過 濾壓強差為 67kN/m2。過濾 5分鐘后得濾液 1升,又過濾 5分鐘得濾液 0.6升。若再過濾 5分鐘,可再得濾液若干升?*答案 *為要了解濾液量隨過濾時間而變化的關系,需先求出恒壓下的過濾常數(shù) K 及 qe 。恒壓 過濾方程式亦可寫成如下形式,即 : q 2+2qe q=K將已測得的兩組數(shù)據(jù)代入上式,即(1×10-3/0.12+2qe (1×10-3/0.1=K(5×60及(1.6×10-3/0.12+2qe (1.6×10-3/0.1=K(10×60解此方程組得 : q e =7×10-3m; K=8×10 m 2/s;則 p=67KN/m2時的過濾方程式為 :q 2+2