2022年化工原理非均相物系分离习题库 .pdf

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1、学习必备欢迎下载一、填空题1某颗粒的重力沉降服从斯托克斯定律，若在水中的沉降速度为u1,在空气中为u2， 则 u1u2； 若在热空气中的沉降速度为u3， 冷空气中为 u4， 则 u3u4。(， ) 答：18)(2stgdu，因为水的粘度大于空气的粘度，所以21uu热空气的粘度大于冷空气的粘度，所以43uu2用降尘室除去烟气中的尘粒，因某种原因使进入降尘室的烟气温度上升，若气体质量流量不变，含尘情况不变，降尘室出口气体含尘量将（上升、下降、不变），导致此变化的原因是1）；2）。答：上升，原因：粘度上升，尘降速度下降；体积流量上升，停留时间减少。3含尘气体在降尘室中除尘，当气体压强增加，而气体温度

2、、质量流量均不变时，颗粒的沉降速度，气体的体积流量，气体停留时间，可 100%除去的最小粒径mind。 （增大、减小、不变）答：减小、减小、增大，减小。3)(4stdgu，压强增加，气体的密度增大，故沉降速度减小，压强增加，pnRTV，所以气体的体积流量减小，气体的停留时间AVLuLts/，气体体积流量减小，故停留时间变大。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 11 页学习必备欢迎下载最小粒径在斯托克斯区)(18minstgud， 沉降速度下降，故最小粒径减小。4一般而言，同一含尘气以同样气速进入短粗型旋风分离器时压降为P1，

3、总效率为1，通过细长型旋风分离器时压降为P2，总效率为2，则： P1 P2，12。答：小于，小于5某板框过滤机恒压操作过滤某悬浮液，滤框充满滤饼所需过滤时间为，试推算下列情况下的过滤时间为原来过滤时间 的倍数：1）0s，压差提高一倍，其他条件不变，= ；2）5.0s，压差提高一倍，其他条件不变，= ；3）1s，压差提高一倍，其他条件不变，= ；1）0. 5；2）0.707；3）1 sp1)/(1，可得上述结果。6 某旋风分离器的分离因数k=100， 旋转半径 R=0.3m， 则切向速度 ut= m/s。答：17.1m/s 7对板框式过滤机，洗涤面积WA和过滤面积A的定量关系为，洗水走过的距离w

4、L和滤液在过滤终了时走过的距离L的定量关系为， 洗涤速率（WddV)和终了时的过滤速率EddV)(的定量关系为。答案：AAw21；LLw2; (WddV)=EddV)(418转筒真空过滤机，转速越大，则生产能力就越，每转一周所获得的滤精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 11 页学习必备欢迎下载液量就越，形成的滤饼厚度越，过滤阻力越。答案：大；少；薄；小分析：由转筒真空过滤机的生产能力nKQ4 6 5( 忽略介质阻力 ) 9 一降尘室长 5M,宽 2.5M,高 1.1M,中间装有 10 块隔板 ,隔板间距为 0.1M,现颗粒最

5、小直径 10m,其沉降速度为0.01m/s,欲将最小直径的颗粒全部沉降下来,含尘气体的最大流速不能超过_m/s 。理由： 1)最大生产能力smV/375. 101.05 . 25113最大流速smbHVu/5 .05.21.1375.1或：smuuuHuL/5 .001.01. 05010恒压过滤时，过滤面积不变，当滤液粘度增加时，在相同过滤时间内，过滤常数将变，滤液体积将变。答：小，小rpkpkKs,21，粘度增加，故 K 变小；)()(22eeKAVV，滤液体积减小。二、选择题以下说法正确的是。过滤速率与过滤面积成正比过滤速率与过滤面积的平方成正比过滤速率与滤液体积成正比过滤速率与滤布阻力

6、成正比精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 11 页学习必备欢迎下载答案： B 分析：可由过滤基本方程直接求得)(22eVVKAddV用板框过滤机进行恒压过滤， 若介质阻力可忽略不计， 过滤 20min 可得滤液8m3，若再过滤 20min 可再得滤液。8m34m33.3m311.3m3 答案:C 分析:由恒压过滤方程222KAVVeV由题知, 0Ve则有22KAV将min201318mV代入, 得20822KA则min402时32223.1140208mKAV则3123.383 .11mVV应注意恒压过滤方程中 V 、是指从

7、初始起点0态计得的累积量。含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降，理论上完全除去的粒子最小粒径为 30m，现气体的额处理量增大1 倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为。A 230m B 1/230m C 30m D 21/230m 答案： D 分析： 降尘室最大处理量sV与能被完全除去最小颗粒的沉降速度tu有以下关精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 11 页学习必备欢迎下载系tSAuV由18)(2gdust故sssVAVgd)(18min下面哪个是过滤的推动力。液体经过过滤机的压强降；滤饼两侧的压差；介质两侧的压差；

8、介质两侧的压差加上滤饼两侧的压差答：D 恒压过滤时，当过滤时间增加倍则过滤速率为原来的。 （介质阻力可忽略，滤饼不可压缩）A 21/2倍B 2-1/2倍C 2 倍D 1/2 倍答案： B 分析：恒压过滤方程为：Kqqqe22（a）过滤基本方程为)(2eqqKddq(b) 将0eq代入两式，然后再将 (a)代入(b)有12KKddq6降尘室的生产能力取决于。降尘面积和降尘室高度精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 11 页学习必备欢迎下载沉降面积和能 100%除去的最小颗粒的沉降速度降尘室长度和能 100%除去的最小颗粒的沉降速

9、度降尘室的宽度和长度答：B 7对标准旋风分离器系列，下列说法哪一个是正确的。A 尺寸大，则处理量大，但压降大；B 尺寸大，则分离效率高，但压降小；C 尺寸小，则处理量小，但分离效率高；D 尺寸小，则分离效率差，但压降大答：C 8设降尘室的长、宽、高分别为L、S、H（单位均为m） ，颗粒的沉降速度为ut（m/s） ，气体的体积流量为Vs，则颗粒能在降尘室分离的条件是。A H/utLbH/Vs；B H/utLbH/Vs；C L/utLbH/Vs；D L/utLbH/Vs 答：B9下列说法中正确的是。A 离心沉降速度 ur和重力沉降速度 ut是恒定的；B 离心沉降速度 ur和重力沉降速度 ut不是恒

10、定的；C 离心沉降速度 ur不是恒定值，而重力沉降速度ut是恒定值；D 离心沉降速度 ur是恒定值，而重力沉降速度ut不是恒定值精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 11 页学习必备欢迎下载答案： C 分析：离心沉降速度ur随颗粒在离心力场中的位置)(R而变。而重力沉降速度ut与位置无关。因为决定ur的是离心加速度RuT2，它是一个变量，与位置有关。而决定 ut的是加速度 g，它是一常量。10欲对含尘气体进行气固分离，若气体的处理量较大时。应，可获得较好的分离效果。A 采用一个尺寸较大的旋风分离器B 采用多个尺寸较小的旋风分离

11、器串联C 采用多个尺寸较小的旋风分离器并联D 不用旋风分离器，该用其它分离设备答：C 三、计算题用板框压滤机在恒压强差下过滤某种悬浮液，测得过滤方程式为：V2+V=5 10-5A2试求：欲在 30min 内获得 5m3滤液，需要边框尺寸为635mm635mm25mm 的滤框若干个；过滤常数 K、qe、e。解：1、所需滤框数由已知的过滤时间和相应的滤液体积，利用恒压过滤方程求过滤面积。 再由滤框尺寸确定所需的滤框数精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 11 页学习必备欢迎下载将有关数据代入恒压过滤方程式并整理得到2525226.

12、18603010555105mVVA又nA2635.0264.22635.02/26.18635.02/22An实取 23 个框，则实际过滤面积为：2255.1823635.02mA2、过滤常数 K、qe及e 根据恒压过滤方程式确定过滤常数K、Ve，恒压过滤方程式222KAVVVe与题给恒压过滤方程相比可得，smK/1052512eV，35.0 mVe23/027.055.18/5 .0/mmAVqeesKqee6 .14105/027.0/5222实验室用一片过滤面积为0.1m2的滤叶对某种悬浮液进行实验，滤叶内部真空度为 8104Pa，测出 qe为 0.01m3/m2，e 为 20s，且知

13、每获 1 升滤液，便在滤叶表面积累 1mm 厚的滤渣，今选用板框过滤机在3.2105Pa的表压下过滤该悬浮液，所用过滤介质与实验相同，该压滤机滤框为正方形，其边长为810mm，框厚为 42mm，共 20个框，滤饼不可压缩。试求：滤框完全充满滤饼所需的过滤时间；若滤饼洗涤与装卸时间为0.5h，求以滤液体积计的生产能力。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 11 页学习必备欢迎下载解：1）滤框完全充满滤饼所需的过滤时间过滤面积：22224.262081.022mnlA滤饼体积：222551.020042.081.0mbnlVc滤液

14、滤饼33/1.0001.0001.01.0mm滤液体积351.51 .0551. 0mVVc23/21.024.2651.5mmAVq真空度为Pa4108，即Pap4108smmqee20/01.023，smqKee/105.02001.02522ppKKsmppKK/102)108 .0102 .3(105.0)(25555sKqee510201.0522过滤时间：hsKqqee67.021455102)01.021.0()(5222）过滤机的生产能力hmVQDW/71.45.067.051.533某板框压滤机的过滤面积为0.6m2，在恒压下过滤某悬浮液， 3 小时后得滤液60m3，若滤饼不

15、可压缩，且过滤介质可忽略不计，试求：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 11 页学习必备欢迎下载若其他条件不变，过滤面积加倍，可得多少滤液？若其他条件不变，过滤时间缩短1.5h，可得多少滤液？若其他条件不变，过滤的压差加倍，可得多少滤液？若在原表压下过滤3h，用 4m3的水洗涤滤饼需多长时间？设滤液与水的性质相近。解：1）因过滤阻力忽略不计，恒压过滤方程为：AAKAV2;22时，22AKV即：222222226.0)6.02(60,VAAVV解得：3120mV2）2122KAV22KAV35.160,2222VVV解得：34

16、3.42mV3、pp2KKpK2,2222,KAVAKV2260,2222KKVKKVV解得：385.84mV4、洗涤时间：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 11 页学习必备欢迎下载22KAV1 2 0 0360222VKAhmVKAddV/106021200232hddVVEWW6 .110414)(414用小型板框压滤机对某悬浮液进行恒压过滤试验，过滤压强差为150kPa，测得过滤常数k=2.510-4m2/s，qe=0.02m3/m2。今拟用一转筒真空过滤机过滤该悬浮液，过滤介质与试验时相同，操作真空度为60kPa，转速为 0.5r/min，转筒的浸没度为1/3。若要求转筒真空过滤机的生产能力为5m3滤液/h，试求转筒真空过滤机的过滤面积。已知滤饼不可压缩。解：滤饼不可压缩，故pKsmKKppKK/100 .115060,1506024sKqKqeeee4100.102.0,4222)60(6022nVnnKAQee5 .002.0)5.045 .03/160(100.1605224AA解得：2597.3mA精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 11 页