3-沉降與過濾習(xí)題

./沉降與過濾一章習(xí)題及答案一、選擇題1、一密度為7800kg/m3的小鋼球在相對密度為1.2的某液體中的自由沉降速度為在20℃水中沉降速度的1/4000,則此溶液的粘度為〔設(shè)沉降區(qū)為層流。D4000mPa·s；40mPa·s；33.82Pa·s；3382mPa·s2、含塵氣體在降塵室按斯托克斯定律進(jìn)行沉降。理論上能完全除去30μm的粒子,現(xiàn)氣體處理量增大1倍,則該降塵室理論上能完全除去的最小粒徑為。DA．；B。；C。；D。3、降塵室的生產(chǎn)能力取決于。BA．沉降面積和降塵室高度；B．沉降面積和能100%除去的最小顆粒的沉降速度；C．降塵室長度和能100%除去的最小顆粒的沉降速度；D．降塵室的寬度和高度。4、降塵室的特點是。D結(jié)構(gòu)簡單,流體阻力小,分離效率高,但體積龐大；結(jié)構(gòu)簡單,分離效率高,但流體阻力大,體積龐大；結(jié)構(gòu)簡單,分離效率高,體積小,但流體阻力大；結(jié)構(gòu)簡單,流體阻力小,但體積龐大,分離效率低5、在降塵室中,塵粒的沉降速度與下列因素?zé)o關(guān)。CA．顆粒的幾何尺寸B．顆粒與流體的密度C．流體的水平流速；D．顆粒的形狀6、在討論旋風(fēng)分離器分離性能時,臨界粒徑這一術(shù)語是指。C旋風(fēng)分離器效率最高時的旋風(fēng)分離器的直徑;B.旋風(fēng)分離器允許的最小直徑;C.旋風(fēng)分離器能夠全部分離出來的最小顆粒的直徑;D.能保持滯流流型時的最大顆粒直徑7、旋風(fēng)分離器的總的分離效率是指。DA.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(zhì)量分率8、對標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器系列,下述說法哪一個是正確的。CA．尺寸大,則處理量大,但壓降也大；B．尺寸大,則分離效率高,且壓降?。籆．尺寸小,則處理量小,分離效率高；D．尺寸小,則分離效率差,且壓降大。9、恒壓過濾時,如濾餅不可壓縮,介質(zhì)阻力可忽略,當(dāng)操作壓差增加1倍,則過濾速率為原來的。BA.1倍；B.2倍；C.倍；D.1/2倍10、助濾劑應(yīng)具有以下性質(zhì)。BA.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11、助濾劑的作用是。B降低濾液粘度,減少流動阻力；形成疏松餅層,使濾液得以暢流；幫助介質(zhì)攔截固體顆粒；使得濾餅密實并具有一定的剛性12、下面哪一個是轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)的特點。BA．面積大,處理量大；B．面積小,處理量大；C．壓差小,處理量??；D．壓差大,面積小13、以下說法是正確的。BA.過濾速率與A<過濾面積>成正比;B.過濾速率與A2成正比;C.過濾速率與濾液體積成正比;D.過濾速率與濾布阻力成反比14、恒壓過濾,如介質(zhì)阻力不計,過濾壓差增大一倍時,同一過濾時刻所得濾液量。C增大至原來的2倍;B.增大至原來的4倍;C.增大至原來的倍;D.增大至原來的1.5倍15、過濾推動力一般是指。BA．過濾介質(zhì)兩邊的壓差；B.過濾介質(zhì)與濾餅構(gòu)成的過濾層兩邊的壓差;C.濾餅兩面的壓差;D.液體進(jìn)出過濾機(jī)的壓差16、恒壓板框過濾機(jī),當(dāng)操作壓差增大1倍時,則在同樣的時間里所得濾液量將〔忽略介質(zhì)阻力。AA．增大至原來的倍； B．增大至原來的2倍；Ｃ．增大至原來的4倍；D．不變二、填空題1、一球形石英顆粒,分別在空氣和水中按斯托克斯定律沉降,若系統(tǒng)溫度升高,則其在水中的沉降速度將,在空氣中的沉降速度將。下降,增大2、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。23、降塵室的生產(chǎn)能力與降塵室的和〔有關(guān)。長度寬度4、已知某沉降室在操作條件下的氣體流率為3600m3/h,沉降室長、寬、高尺寸為=5,則其沉降速度為。0.0675、在除去某粒徑的顆粒時,若降塵室的高度增加一倍,氣流速度。減少一倍6、若降塵室的高度增加,則沉降時間,氣流速度,生產(chǎn)能力。增加；下降；不變7、一降塵室長8m,寬4m,高1.5m,中間裝有14塊隔板,隔板間距為0.1m?，F(xiàn)顆粒最小直徑為12m,其沉降速度為0.02m/s,欲將最小直徑的顆粒全部沉降下來,則含塵氣體的最大流速不能超過m/s。1.68、在旋風(fēng)分離器中,某球形顆粒的旋轉(zhuǎn)半徑為0.4m,切向速度為15m/s。當(dāng)顆粒與流體的相對運動屬層流時,其分離因數(shù)為。579、選擇旋風(fēng)分離器型式及決定其主要尺寸的根據(jù)是；；。氣體處理量,分離效率,允許壓降10、通常,非均相物系的離心沉降是在旋風(fēng)分離器中進(jìn)行,懸浮物系一般可在旋液分離器或沉降離心機(jī)中進(jìn)行。氣固；液固11、已知q為單位過濾面積所得濾液體積V/A,qe為Ve/A,Ve為過濾介質(zhì)的當(dāng)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(zhì)的阻力>,在恒壓過濾時,測得Δ/Δq=3740q+200則過濾常數(shù)K=〔。0.00053512、實現(xiàn)過濾操作的外力可以是、或。重力；壓強(qiáng)差；慣性離心力13、在餅層過濾中,真正發(fā)揮攔截顆粒作用的主要是而不是。濾餅層；過濾介質(zhì)14、對恒壓過濾,當(dāng)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。四15、用板框式過濾機(jī)進(jìn)行恒壓過濾操作,隨著過濾時間的增加,濾液量,生產(chǎn)能力。增加；不變16、對恒壓過濾,介質(zhì)阻力可以忽略時,過濾量增大一倍,則過濾速率為原來的。二分之一三、計算題1、用降塵室除去礦石焙燒爐爐氣中的氧化鐵粉塵〔密度4500kg/m3,操作條件下的氣體體積流量為6m3/s,密度為0.6kg/m3,粘度為0.03cP,降塵室高2m,寬2m,長5m。試求能100%除去的最小塵粒直徑。若將該降塵室用隔板分成10層〔不計隔板厚度,而需完全除去的最小顆粒要求不變,則降塵室的氣體處理量為多大？若生產(chǎn)能力不變,則能100%除去的最小塵粒直徑為多大？解〔1能100%除去的最小顆粒直徑假設(shè)沉降服從斯托克斯公式,則：<1>將=0.03cP=310-5Pas,qs=6m3/s,p=4500kg/m3,=0.6kg/m3,A=25=10m2代入得：檢驗雷諾數(shù)：可見假設(shè)正確?！?若將該降塵室用隔板分成10層,且需完全除去的最小顆粒要求不變,即dpmin不變,u0min也不變,于是,每一小室的氣體處理能力qv=Au0不變,仍為6m3/s,故降塵室總的生產(chǎn)能力為：qv’=10qv=106=60m3/s<3>將降塵室用隔板分成10層,而生產(chǎn)能力不變,則能100%除去的最小塵粒直徑為： <2>式中qv為每一小室的氣體處理能力,qv=qv/10=0.6m3/s將式〔1與式〔2相比,得：dpc=0.316dpc’=0.31685.7=27.1m 由計算可見,將該降塵室用隔板分成10層后,若需完全除去的最小顆粒要求不變,則降塵室的氣體處理量將變?yōu)樵瓉淼?0倍。若生產(chǎn)能力不變,則能100%除去的最小塵粒直徑變?yōu)樵瓉淼摹?、現(xiàn)有密度為1080kg/m3、直徑為0.16mm的鋼球置于密度980kg/m3的某液體中,盛放液體的玻璃管的徑D為20mm。測得小球的沉降速度為1.70mm/s,試計算此時液體的粘度。當(dāng)d/D<0.1時,器壁對沉降速度的影響可用下式校正：解：校核雷諾數(shù)3、直徑為30的球形顆粒,于大氣壓及20℃下在某氣體中的沉降速度為在水中沉降速度的88倍,又知此顆粒在此氣體中的有效重量為水中有效重量的1.6倍。試求此顆粒在此氣體中的沉降速度.20℃的水:,氣體的密度為1.2kg/m3<有效重量指重力減浮力>解:∵∴解得：設(shè)球形顆粒在水中的沉降為層流,則在水中沉降速度:校核：假設(shè)正確.則此顆粒在氣體中的沉降速度為4、有一降塵室,長6m,寬3m,共20層,每層100mm,用以除去爐氣中的礦塵,礦塵密度,爐氣密度,粘度0.035m,現(xiàn)要除去爐氣中10以上的顆粒,試求：為完成上述任務(wù),可允許的最大氣流速度為多少？每小時最多可送入爐氣若干？若取消隔板,為完成任務(wù)該降塵室的最大處理量為多少？解：〔1設(shè)沉降區(qū)為滯流,則因為則假設(shè)正確由降塵室的分離條件,有〔2=6052.3〔3可見加隔板可提高生產(chǎn)能力,但隔板間距不能過小,過小會影響出灰和干擾沉降。5、一降塵室,長5,寬3,高4,部用隔板分成20層,用來除去煙氣中以上的顆粒。已知煙氣密度為0.6,粘度為0.03,塵粒密度為4300,試求可處理的煙氣量。解：設(shè)沉降區(qū)為層流,則驗算故假設(shè)正確總處理量為6、一降塵室長5m,寬3m,高4m,部用隔板分成20層,用來回收含塵氣體中的球形固體顆粒,操作條件下含塵氣體的流量為36000,氣體密度,粘度。塵粒密度,試求理論上能100%除去的最小顆粒直徑。解：降塵室總面積生產(chǎn)能力的計算式為注意式中u0為能100%除去的最小顆粒的沉降速度,而A應(yīng)為總沉降面積。解出設(shè)沉降區(qū)為層流,則有=驗算Re0==故假設(shè)正確7、在202.7kPa<2atm>操作壓力下用板框過濾機(jī)處理某物料,操作周期為3h,其中過濾1.5h,濾餅不需洗滌。已知每獲1m3濾液得濾餅0.05m3,操作條件下過濾常數(shù),介質(zhì)阻力可忽略,濾餅不可壓縮。試計算：若要求每周期獲0.6m3的濾餅,需多大過濾面積？若選用板框長寬的規(guī)格為,則框數(shù)及框厚分別為多少？解：〔1所以A===28.43m<2>A=所以=14.2取15個所以==0.04應(yīng)注意每個框的兩側(cè)都有濾布,故計算面積時要在n個框面積的基礎(chǔ)上再乘以2。8、一小型板框壓濾機(jī)有5個框,長寬各為0.2m,在300kPa<表壓>下恒壓過濾2h,濾餅充滿濾框,且得濾液80L,每次洗滌與裝卸時間各為0.5h。若濾餅不可壓縮,且過濾介質(zhì)阻力可忽略不計。求：<1>洗滌速率為多少m3/〔m2.h?<2>若操作壓強(qiáng)增加一倍,其它條件不變,過濾機(jī)的生產(chǎn)能力為多少？解：〔1洗滌速率因過濾介質(zhì)阻力可忽略不計,即q2=Kτ過濾面積 A=5×0.22×2=0.4m2單位過濾面積上的濾液量 q=V/A=80×10-3/0.4=0.2m3/m2過濾常數(shù) K=q2/τ=0.22/2=0.02m2/h過濾終了時的速率<dq/dτ>E=K/2q=0.02/<2×0.2>=0.05m/h洗滌速率<dq/dτ>W=0.5<dq/dτ>E=0.5×0.05=0.025m/h<2>Δp’=2Δp時的生產(chǎn)能力因濾餅不可壓縮,所以K’=KΔp’/Δp=2K=2×0.02=0.04m2/h因在原板框壓濾機(jī)過濾,懸浮液濃度未變,則當(dāng)5個板框充滿濾餅時所得濾液量仍為V’=0.08m3,故此時所用的過濾時間為τ=q’2/K’=q2/K=0.22/0.04=1h生產(chǎn)能力Q=V’/<τ+τw+τD>=0.08/<1+0.5+0.5>=0.04m3濾液/h9、在一板框過濾機(jī)上過濾某種懸浮液,在1atm表壓下20分鐘在每1m2過濾面積上得到0.197m3的濾液,再過濾20分鐘又得濾液0.09m3。試求共過濾1小時可得總濾液量為若干m3.解:當(dāng)時,q1=0.197m3/m2時,q2=0.197+0.09=0.287m3/m2代入恒壓過濾方程時可得:聯(lián)立解得：由此當(dāng)過濾1小時后,可得濾液量:解得:q=0.356m3/m2即每m2過濾面積過濾1小時后可得濾液為0.356m310、一轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī),其直徑和長度均為1m,用來過濾某懸浮液。原工況下每轉(zhuǎn)一周需時