化工原理分章試題與解答

1、第三章一、填空題.某顆粒的重力沉降服從斯托克斯定律，若在水中的沉降速度為U1,在空氣中為U2,則U1 U2；若在熱空氣中的沉降速度為U3,冷空氣中為U4,則U3 U4。(, ,=)d2g( s )Ut 答：18,因為水的粘度大于空氣的粘度，所以U1 U2熱空氣的粘度大于冷空氣的粘度，所以U3 U4.用降塵室除去煙氣中的塵粒，因某種原因使進入降塵室的煙氣溫度上升，若氣體質量流量不變，含塵情況不變，降塵室出口氣體含塵量將 (上升、下降、不變)，導致此變化的原因是 1) ; 2) c 答：上升，原因：粘度上升，塵降速度下降；體積流量上升，停留時間減少。.含塵氣體在降塵室中除塵，當氣體壓強增加，而氣體

2、溫度、質量流量均不變時，顆粒的沉降速度 ,氣體的體積流量 ,氣體停留時(增大、減小、不變)間,可100%除去的最小粒徑 心所答：減小、減小、增大，減小。Ut4dg( s )33,壓強增加，氣體的密度增大，故沉降速度減小,精品V壓強增加，nRT,所以氣體的體積流量減小,t氣體的停留時間L LU Vs/A,氣體體積流量減小，故停留時間變大。dmin18 Ut最小粒徑在斯托克斯區(qū)、g( s )，沉降速度下降，故最小粒徑減小。4. 一般而言，同一含塵氣以同樣氣速進入短粗型旋風分離器時壓降為Pi,總效率為1,通過細長型旋風分離器時壓降為P2,總效率為2,則：Pi P2,答：小于，小于5.某板框過濾機包壓

3、操作過濾某懸浮液，濾框充滿濾餅所需過濾時間為一試推算下列情況下的過濾時間為原來過濾時間T的倍數：S 0,壓差提高一倍，其他條件不變，= T；s 0.5,壓差提高一倍，其他條件不變，=r ;s 1,壓差提高一倍，其他條件不變，=r ;1) 0. 5; 2) 0.707; 3) 11 S1/( P),可得上述結果。6.某旋風分離器的分離因數k=100,旋轉半徑R=0.3m,則切向速度ut=m/s答：17.1m/s精品.對板框式過濾機，洗滌面積 Aw和過濾面積A的定量關系為,洗水走過的空）距離Lw和濾液在過濾終了時走過的距離L的定量關系為 ,洗滌速率（d W（也）和終了時的過濾速率d E的定量關系為

4、。1A L2- LwdV2L； (d.轉筒真空過濾機，轉速越大，則生產能力就越 ,每轉一周所獲得的濾 液量就越,形成的濾餅厚度越,過濾阻力越答案：大；少；薄；小分析：由轉筒真空過濾機的生產能力Q 465LbH/Vs ;B H/u t LbH/Vs ;C L/Ut LbH/Vs答：B9,下列說法中正確的是 。A 離心沉降速度Ur和重力沉降速度Ut是恒定的；B離心沉降速度Ur和重力沉降速度Ut不是恒定的；C離心沉降速度Ur不是恒定值，而重力沉降速度Ut是恒定值；D 離心沉降速度Ur是恒定值，而重力沉降速度Ut不是恒定值答案：C 分析：離心沉降速度 U隨顆粒在離心力場中的位置(R)而變。而重力沉降速

5、度UTUt與位置無關。因為決定Ur的是離心加速度R ,它是一個變量，與位置有關。而決定Ut的是加速度g,它是一常量。10.欲對含塵氣體進行氣固分離，若氣體的處理量較大時。應 ,可獲得較好 的分離效果。A采用一個尺寸較大的旋風分離器B采用多個尺寸較小的旋風分離器串聯(lián)精品C采用多個尺寸較小的旋風分離器并聯(lián)D不用旋風分離器，該用其它分離設備答：C三、計算題1 .用板框壓濾機在恒壓強差下過濾某種懸浮液，測得過濾方程式為：V2+V=5 X105A28試求：欲在30min內獲得5m3濾液，需要邊框尺寸為635mmX 635mmX 25mm的濾框若干個；過濾常數K、qe、k解：1、所需濾框數由已知的過濾時間

6、和相應的濾液體積， 利用恒壓過濾方程求過濾面積。再由濾框尺寸確定所需的濾框數將有關數據代入恒壓過濾方程式并整理得到18.26m2A V2 V52 5,5 10 55 10 5 30 60_2又 A 2 0.635 n22.64n A/2 0.6352 18.26/2 0.6352實取23個框，則實際過濾面積為：A 2 0.6352 23 18.55m22、過濾常數K、qe及伯精品根據恒壓過濾方程式確定過濾常數 K、Ve, 恒壓過濾方程式2_2V2VVe KA與題給恒壓過濾方程相比可得， _ 52K 5 105m2/s 3 2Ve 1 Ve 0.5m qe Ve/A 0.5/18.55 0.02

7、7m3/m2e q；/K 0.0272/5 10 514.6s2.實驗室用一片過濾面積為0.1M的濾葉對某種懸浮液進行實驗，濾葉內部真空 度為8X104Pa,測出qe為0.01m3/m2, Oe為20司且知每獲1升濾液，便在濾葉 表面積累1mm厚的濾渣，今選用板框過濾機在 3.2X 105Pa的表壓下過濾該懸浮 液，所用過濾介質與實驗相同，該壓濾機濾框為正方形，其邊長為810mm,框厚為42mm,共20個框，濾餅不可壓縮。試求： 濾框完全充滿濾餅所需的過濾時間； 若濾餅洗滌與裝卸時間為0.5h,求以濾液體積計的生產能力。解：1）濾框完全充滿濾餅所需的過濾時間8222過濾面積：A 2l n 2

8、0.8120 26.24m.2.- ,2_ -一一一一 ,2濾餅體積：Vcl bn0.810.042 200.551m。1 0.0010.0010.1m3濾餅/m3濾液精品濾液體積VcV 0.5510.135.51m精品q X 篇 0.21m3而/一 一 4 _真空度為8 104Pa，即P 810 Paqe3 ,20.01m / m , e20s2qe辿0.52010 5m2/sK() 0.5P105(3.2 100.81054)2 10 5m2/s52_ _2qe0.01K 2 10 55s過濾時間:(qqe)2K_ _231001- 5 2145s 0.67h _ 52 102）過濾機的生

9、產能力5.51W D 0.67 0.534.71m /h3.某板框壓濾機的過濾面積為0.6m2,在恒壓下過濾某懸浮液，3小時后得濾液60m3,若濾餅不可壓縮，且過濾介質可忽略不計，試求:若其他條件不變，過濾面積加倍，可得多少濾液?若其他條件不變，過濾時間縮短1.5h,可得多少濾液?若其他條件不變，過濾的壓差加倍，可得多少濾液?若在原表壓下過濾3h,用4m3的水洗滌濾餅需多長時間？設濾液與水的性 質相近。精品解：1）因過濾阻力忽略不計，包壓過濾方程為: TOC o 1-5 h z 22V KA ;A 2A 時，V 2 KAV 2A 2 V 2(2 0.6)2一22 ， 22即：V A 600.6

10、3解得：V 120m12)2V 2 KA2 V2 KA2V 2 V 21.5V2，6023解得：V42.43m33、 P 2 PK p, K 2KV 2 KA2 ,V2 KA222_V k v 2K 2V2K 602 K解得：V84.85m34、洗滌時間:V2 KA2KA2V26021200dV dKA22V12002 60310m /h精品Vww- 1.6 h1 ,dV、1 /c()E 104 d44.用小型板框壓濾機對某懸浮液進行包壓過濾試驗，過濾壓強差為150kPa測得過濾常數精品k=2.5X 10-4m2/s, qe =0.02m3/m 2。今擬用一轉筒真空過濾機過濾該懸浮液，過濾介質與試驗時相同，操作真空度為60kPq轉速為0.5r/min ,轉筒的浸沒度為1/3。若要求轉筒真空過濾機的生產能力為5m3濾液/h，試求轉筒真空過濾機的過濾面積。已知濾餅不可壓縮。解:濾餅不可壓縮，故KP606