化工原理習題及參考答案

1、章機械、名詞解釋（每題 2分）.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.斯托克斯式.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.離心分離因數(shù)離心加速度與重力加速度的比值.臨界直徑dc離心分離器分離顆粒最小直徑.過濾利用多孔性介質使懸浮液中液固得到分離的操作.過濾速率單位時間所產生的濾液量.過濾周期間歇過濾中過濾、洗滌、拆裝、清理完成一次過濾所用時間.過濾機生產能力過濾機單位時間產生濾液體積.浸沒度轉筒過濾機浸沒角度與圓周角比值、單選擇題（每題 2分）1、自由沉降的意思是。A顆粒在沉降過程中受到的流體阻力可忽略不計B顆粒開始的降落速度為零，沒有附加一個初始速

2、度C顆粒在降落的方向上只受重力作用，沒有離心力等的作用D顆粒間不發(fā)生碰撞或接觸的情況下的沉降過程 D2、顆粒的沉降速度不是指。A等速運動段的顆粒降落的速度B加速運動段任一時刻顆粒的降落速度C加速運動段結束時顆粒的降落速度D凈重力（重力減去浮力）與流體阻力平衡時顆粒的降落速度B3、對于恒壓過濾。A濾液體積增大一倍則過濾時間增大為原來的 2倍B濾液體積增大一倍則過濾時間增大至原來的 2倍C濾液體積增大一倍則過濾時間增大至原來的 4倍D當介質阻力不計時，濾液體積增大一倍，則過濾時間增大至原來的4倍D4、恒壓過濾時，如介質阻力不計，濾餅不可壓縮，過濾壓差增大一倍時同一過濾時刻所得濾液量0A增大至原來的

3、2倍B增大至原來的4倍C增大至原來的 短倍D增大至原來的倍5、以下過濾機是連續(xù)式過濾機。A箱式葉濾機B真空葉濾機C回轉真空過濾機D板框壓濾機 C6、過濾推動力一般是指。A過濾介質兩邊的壓差B過濾介質與濾餅構成的過濾層兩邊的壓差C濾餅兩面的壓差D液體進出過濾機的壓差 B7、回轉真空過濾機中是以下部件使過濾室在不同部位時，能自動地進行相應的不同操作:A轉鼓本身B隨轉鼓轉動的轉動盤C與轉動盤緊密接觸的固定盤D分配頭D8、非球形顆粒的當量直徑的一種是等體積球徑，它的表達式為 。Adp= 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Bdp=(6V/)1/3Cdp=(4V/)1/2DdP=(k

4、V/)1/3(k為系數(shù)與非球形顆粒的形狀有關)B9、在討論旋風分離器分離性能時，分割直徑這一術語是指 oA旋風分離器效率最高時的旋風分離器的直徑B旋風分離器允許的最小直徑C旋風分離器能夠50%分離出來的顆粒的直徑D能保持滯流流型時的最大顆粒直徑 C10、在離心沉降中球形顆粒的沉降速度 。A只與dp,p,uT,r, n有關B只與 dp, p, ut, r有關C只與dp, p, ut, r, g有關D只與 dp, p, ut, r, k有關(題中ut氣體的圓周速度，r旋轉半徑，k分離因數(shù))A11、降塵室沒有以下優(yōu)點 oA分離效率高B阻力小C結構簡單D易于操作A12、降塵室的生產能力 。A只與沉降面

5、積A和顆粒沉降速度ut有關B與A, ut及降塵室高度H有關C只與沉降面積A有關D只與ut和H有關A13、回轉真空過濾機的過濾介質阻力可略去不計，其生產能力為5m3/h (濾液)?，F(xiàn)將轉速度降低一半，其他條件不變，則其生產能力應為 oA5m3/hB2.5m3/hC10m3/hD3.54m3/hD14、要除去氣體中含有的5 b50/勺粒子。除塵效率小于75%,宜選用。A除塵氣道B旋風分離器C離心機D電除塵器B15、等壓過濾的濾液累積量q與過濾時間t的關系為B16、過濾基本方程是基于 推導出來的。A濾液在過濾介質中呈湍流流動B濾液在過濾介質中呈層流流動C濾液在濾渣中呈湍流流動D濾液在濾渣中呈層流流動

6、 D17、一般而言，旋風分離器長、徑比大及出入口截面小時，其效率，阻力。A高B低C大D小A18、在板框過濾機中，如濾餅不可壓縮，介質阻力不計，過濾時間增加一倍時，其過濾速率為原來的A2 倍 B1/2 倍 C)1/2 倍 D4 倍 C19、在長為Lm,高為Hm的降塵室中，顆粒的沉降速度為 UTm/s,氣體通過降塵室的水平流速為 um/s,則顆粒能在降塵室內分離的條件是： 。AL/uH/ul BL/utH/uCL/ut 用/uDL/u 田/utD20、粒子沉降受到的流體阻力。A恒與沉降速度的平方成正比B與顆粒的表面積成正比C與顆粒的直徑成正比D在滯流區(qū)與沉降速度的一次方成正比D21、板框壓濾機中，

7、最終的濾液流率是洗滌液流率的 。 (ApE=Apw,仙二3A 一倍B一半C四倍D四分之一 C22、球形度(形狀系數(shù))包小于或等于1,此值越小，顆粒的形狀離球形越遠，球形度的定義式可 寫為。A=Vp/V, V為非球形粒子的體積，Vp為球形粒子的體積B=Ap/A, A為非球形粒子的表面積，Ap為與非球形粒子體積相同的球形粒子的表面積C=ap/a, a為非球形粒子的比表面積 腳為球形粒子的比表面積D=6ap/(d)B23、在一般過濾操作中，實際上起到主要介質作用的是濾餅層而不是過濾介質本身”，濾法就是濾餅”則。A這兩種說法都對B兩種說法都不對C只有第一種說法正確D只有第二種說法正確A24、旋風分離器

8、的總的分離效率是指。A顆粒群中具有平均直徑的粒子的分離效率B顆粒群中最小粒子的分離效率C不同粒級（直徑范圍）粒子分離效率之和D全部顆粒中被分離下來的部分所占的質量分率D25、降塵室的生產能力由 決定。A降塵室的高度和長度B降塵室的高度C降塵室的底面積D降塵室的體積C26、在板框過濾機中，如濾餅不可壓縮，介質阻力不計，黏度增加一倍時，對同一 q值，過濾速 率為原來的A2 倍 B1/2 倍 C1/V2 倍 D4 倍 B27、回轉真空過濾機洗滌速率與最終過濾速率之比為（）oA1B1/2C1/4D1/3A28、以下說法是正確的（）。A過濾速率與S（過濾面積）成正比B過濾速率與S2成正比C濾速率與濾液體

9、積成正比D過濾速率與濾布阻力成反比 B29、板框壓濾機中（）。A框有兩種不同的構造B板有兩種不同的構造C框和板都有兩種不同的構造D板和框都只有一種構造B30、助濾劑應具有以下性質（）。A顆粒均勻、柔軟、可壓縮 B顆粒均勻、堅硬、不可壓縮C粒度分布廣、堅硬、不可壓縮 D顆粒均勻、可壓縮、易變形 B三、填空題（每題 2分）20c升至50C,則其沉降速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 度將。下降2、降塵室的生產能力與降塵室的和有關。長度寬度3、降塵室的生產能力與降塵室的無關。高度4、在除去某粒徑的顆粒時，若降塵室的高度增加一倍，則沉降時間。增加一倍5、在除去某粒徑的顆粒時

10、，若降塵室的高度增加一倍，氣流速度。減少一倍6、在除去某粒徑的顆粒時，若降塵室的高度增加一倍，生產能力。 不變7、在滯流（層流）區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的次方成正比。28、在湍流區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的次方成正比。1/29、在過濾的大部分時間中，起到了主要過濾介質的作用。濾餅10、過濾介質阻力忽略不計，濾餅不可壓縮，則恒速過濾過程中濾液體積由V1增多至V2=2V1時,則操作壓差由AR增大至A I2=o 2A0 11、已知q為單位過濾面積所得濾液體積 V/S, qe為Ve/S, Ve為過濾介質的當量濾液體積（濾液體 積為Ve時所形成的濾餅層的阻力等于過濾介質的阻力 ），在恒壓過濾時，測

11、得 A / A q=3740q+200 過濾常數(shù)K=o12、已知q為單位過濾面積所得濾液體積 V/S, qe為Ve/S, Ve為過濾介質的當量濾液體積（濾液體 積為Ve時所形成的濾餅層的阻力等于過濾介質的阻力 ），在恒壓過濾時，測得 A / A q=3740q+200 過濾常數(shù)qe=o13、最常見的間歇式過濾機有和。板框過濾機葉濾機14、在一套板框過濾機中，板有種構造，框種構造。 2115、板框過濾機在過濾階段結束的瞬間，設框已充滿，則在每一框中，濾液穿過厚度為框的厚度16、板框過濾機在過濾階段結束的瞬間，設框已充滿，在洗滌時，洗滌液穿過厚度為 。框厚度之半17、板框過濾機在過濾階段結束的瞬間

12、，設框已充滿，在洗滌時，洗滌液穿過的濾布面積等于?？虻膬让娣e18、旋風分離器性能的好壞，主要以來衡量。臨界粒徑的大小19、離心分離設備的分離因數(shù)定義式為 Kc=0 uT2/gR （或ur/ut）20、當介質阻力不計時，回轉真空過濾機的生產能力與轉速的次方成正比。1/221、間歇過濾機的生產能力可寫為 Q=V/,此處V為。一個操作循環(huán)中得到的濾液體積22、間歇過濾機的生產能力可寫為 Q=V/,此處表示一個操作循環(huán)所需的?？倳r間23、一個過濾操作周期中，過濾時間越長，生產能力越大”的看法是否正確不正確的24、一個過濾操作周期中，過濾時間越短，生產能力越大”的看法是否正確不正確的25、一個過濾操作周

13、期中，過濾時間有一個值。最適宜26、一個過濾操作周期中，最適宜的過濾時間指的是此時過濾機生產能力。最大27、對不可壓縮性濾餅 dV/d正比于A P的次方，對可壓縮濾餅dV/d正比于A P的次方。11-s28、對恒壓過濾，介質阻力可以忽略時，過濾量增大一倍，則過濾速率為原來的。二分之一29、對恒壓過濾，當過濾面積增大一倍時，如濾餅不可壓縮，則過濾速率增大為原來的倍。對恒壓過濾，當過濾面積增大一倍時，如濾餅可壓縮，則過濾速率增大為原來的倍。4430、轉鼓沉浸度是與的比值（1）轉鼓浸沉的表面積轉鼓的總表面積31、按巾=Ap/A定義的球形度（此處下標p代表球形粒子），最大值為。越小則顆粒形狀 與球形相

14、差越 0 1大32、將固體物料從液體中分離出來的離心分離方法中，最常見的有和。將固體物料從液體中分離出來的離心分離設備中，最常見的為。離心過濾離心沉降離心機33、在Stokes區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的 次方成正比；在牛頓區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的次方成正比。21/234、一個過濾操作周期中，過濾時間越長生產能力越大”的看法是，過濾時間越短，生產能力越大”的看法是。過濾時間有一個值，此時過濾機生產能力為。不正確的不正確的最適宜最大35、含塵氣體通過長為4m,寬為3m,高為1m的除塵室，已知顆粒的沉降速度為 0.03m/s,則該除塵室的生產能力為m3/s。0.36m3/s四、問答題（每題

15、 3分）1、影響回轉真空過濾機生產能力的因素有哪些（過濾介質阻力可忽略） 當過濾介質阻力可忽略時Q ,KA2 n K 2 p/r可見，影響因素有：轉筒的轉速、浸沒度、轉筒尺寸、操作壓強及處理物料的濃度及特性。2、有一旋風分離器，在正常的速度和阻力的范圍內操作，但除塵效率不夠滿意，現(xiàn)在倉庫里還有 一個完全相同的旋風分離器，有人建議將這臺備用的旋風分離器與正在用的那一臺一起并聯(lián)使 用，問這種措施能否提高除塵效率為什么不行。因為速度降低，離心慣性力減小，使除塵效率下降。3、恒壓過濾時，如加大操作壓力或提高濾漿溫度，過濾速率會發(fā)生什么變化為什么由dq/dt= Ap/r（q+qe）知，加大操作壓力，過濾

16、速率變大。提高濾漿溫度，使濾液黏度降低，過 濾速率增大。4、臨界直徑dc及分割直徑d50,可以表示旋風分離器的分離性能，回答dc與d50的含義是什么dc旋風分離器的分離分離顆粒最小直徑；d50分離效率50%時顆粒直徑5、由過濾基本方程dq/dt=Ap/ r(q+qe)分析影響過濾速率的因素影響過濾速率的因素有：物性參數(shù)，包括懸浮液的性質( 本山及濾餅特性(r);操作參數(shù)Ap；設備參數(shù)qe6、試說明濾餅比阻的意義比阻r表示濾餅對過濾速率的影響，其數(shù)值的大小反映濾液通過濾餅層的難易程度。五、計算題(每題10分)1、某板框過濾機框空的長、寬、厚為 250m保250mm=1.0 m2(2分)已知：f=

17、0.15 m3 含=15minV2=0.20 m3V2+2VVe=KA2r (4 分)可得+2 X=KX 12x(1)+2#KX 12 M5(2)(1)、(2)式聯(lián)立，解得 K=0.0030 m2/min= X0-5 m2/s (4 分)2、以板框壓濾機恒壓過濾某懸浮液，過濾面積10m2,操作壓差x105Pa。每一循環(huán)過濾15min得濾液2.91m3。過濾介質阻力不計。(1)該機生產能力為4.8m3/h濾液，求洗滌、裝拆總共需要的時間及過濾常數(shù)Ko(2)若壓差降至x104Pa,過濾時間及過濾量不變，其他條件不變，需多大過濾面積 設濾餅不可壓縮。(3)如改用回轉真空過濾機，轉一圈得濾液 0.2m

18、3,轉速為多少才可以維持生產能力不變解：(1) V V2=ka2t即=0215K=x10-3 m2/min又 Q=V/ Er即60= (15+機+的二的+ =(4分)V2=KA2 T2=V2/Kr (4 分)Q=60=Xn (n-r/min) . . n=min (2分)3、用某葉濾機恒壓過濾鈦白水懸浮液。濾葉每側過濾面積為 2m2,共10只濾葉。測得：過濾10min 得濾液1.31m3；再過濾10min共得濾液1.905m3。已知濾餅與濾液體積比n=。試問:(1)過濾至濾餅 厚為21mm即停止，過濾時間是多少(2)若濾餅洗滌與輔助時間共45min,其生產能力是多少(以每小時得的濾餅體積計)解

19、：(1)V2+2VVe=KA2t由題意得 +2 x=KA 2X10(a)+2=KA220(b)(a)、(b)聯(lián)立，解得 KA2=0.2076 m6/min,Ve=0.1374 m3(3分)又 A=10X2X=13.12m2過濾終了時，共得濾液量Ve=x=2.755 m3由+2 X =,； tE=（3分）（2）生產能力=nVE/（tE+tw+t 輔）= x+45）= M0-3 m3/min=0.194 m3/h（濾餅） （4分）4、在3X05Pa的壓強差下對鈦白粉在水中的懸浮液進行過濾實驗，測得過濾常數(shù)K=5X10-5m2/s、qe=0.01m3/m2,又測得濾餅體積與濾液體積之比 v=?，F(xiàn)擬用

20、有38個框的BMY50/810-25型板框壓 濾機處理此料漿，過濾推動力及所用濾布也與實驗用的相同。試求：（1）過濾至框內全部充滿濾灣所需的時間；（2）過濾完畢，以相當于濾液量1/10的清水進行洗滌，求洗滌時間；（3）若每 次卸渣、重裝等全部輔助操作共需 15min,求每臺過濾機的生產能力（以每小時平均可得多少（m3） 濾餅計）。解：（1）所需過濾時間A=X2 M8=49.86m2Vc=x 刈8=0.6233m211一 q2 2qqe 5 0.15632 2 0.1563 0.01 551s （4 分）K5 10（2）洗滌時間0.1 0.1563 49.86/1.874 10 3 416s （

21、4 分）（3）生產能力Qc0.6233 36001.202m3 （濾餅）/h （2 分）551 418 15 605、用板框過濾機過濾某懸浮液，一個操作周期內過濾20分鐘后共得濾液4m3 （濾餅不可壓縮，介質阻力可略）。若在一個周期內共用去輔助時間30分鐘，求：（1）該機的生產能力（2）若操作表壓加倍，其它條件不變（物性，過濾面積，過濾時間與輔助時間），該機生產能力 提高了多少解：濾餅不洗滌4 分6 分6、對某懸浮液進行恒壓過濾。已知過濾時間為300s時，所得濾液體積為0.75m3,且過濾面積為1m2,恒壓過濾常數(shù)K=5*10-3m2/s。若要再得濾液體積0.75m3,則又需過濾時間為多少解：由