《第三章非均相物系分离习题(20170901213050)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章非均相物系分离习题(20170901213050)（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章非均相物系分离习题习题 1：球形颗粒在静止流体中作重力沉降，经历_和_两个阶段。沉降速度是指 _阶段，颗粒相对于流体的运动速度。答案与评分标准加速运动等速运动等速运动（每个空 1 分，共 3 分）习题 2：在层流区，球形颗粒的沉降速度tu 与其直径的 _次方成正比；而在湍流区，tu 与其直径的 _次方成正比。答案与评分标准2 1/2 （每个空 1 分，共 2 分）习题 3：降尘室内，颗粒可被分离的必要条件是_ ；而气体的流动应控制在 _ 流型。答案与评分标准气体在室内的停留时间应颗粒的沉降时间t。(2 分) 层流（1 分）（共 3 分）习题 4：在规定的沉降速度tu 条件下，降尘室的生产
2、能力只取决于_ 而与其_ 无关。答案与评分标准降尘室底面积(2 分) 高度（1 分）（共 3 分）习题 5：除去气流中尘粒的设备类型有_、_ 、_ 等。答案与评分标准降尘室惯性除尘旋风分离器（每个空 1 分，共 3 分）习题 6：过滤常数K是由_及_ 决定的常数；而介质常数eq 与e是反映 _ 的常数。答案与评分标准物料特定过滤压强差过滤介质阻力大小（每个空 1 分，共 3 分）习题 7：工业上应用较多的压滤型间歇过滤机有_ 与_； 吸滤型连续操作过滤机有 _ 。答案与评分标准板框压滤机加压叶滤机转筒真空过滤机（每个空 1 分，共 3 分）习题 8：根据分离方式（或功能）， 离心机可分为 _、
3、 _和_三种基本类型；而据分离因数的大小，离心机可分为_、_和_。答案与评分标准过滤式沉降式分离式常速离心机高速离心机超高速离心机（每个空 1 分，共 6 分）习题 9：过滤操作有 _和_ 两种典型方式。答案与评分标准恒压过滤恒速过滤（每个空 1 分，共 2 分）习题 10：在重力场中，固体颗粒在静止流体中的沉降速度与下列因素无关的是（） 。（A）颗粒几何形状（B）颗粒几何尺寸（C）颗粒与流体密度（D）流体的流速答案与评分标准(D) （2 分）习题 11：含尘气体通过长 4m， 宽 3m， 高 1m 的降尘室，已知颗粒的沉降速度为0.25m/s，则降尘室的生产能力为（） 。（A）3m3/s （
4、B）1m3/s （C）0.75m3/s （D）6m3/s 答案与评分标准(A) （2 分）习题 12：某粒径的颗粒在降尘室中沉降， 若降尘室的高度增加一倍， 则该降尘室的生产能力将（）。（A）增加一倍（B）为原来的 1/2 （C）不变（D）不确定答案与评分标准(C) （2 分）习题 13：粒径分别为 16m和8m的两种颗粒在同一旋风分离器中沉降， 沉降在滞流区，则两种颗粒的离心沉降速度之比为（） 。（A）2 （B）4 （C）1 （D）1/2 答案与评分标准(B) （2 分）习题 14：以下表达式中正确的是（） 。（A） 过滤速率与过滤面积A的平方成正比（B） 过滤速率与过滤面积A成正比（C）
5、过滤速率与所得滤液体积V成正比（D） 过滤速率与虚拟滤液体积eV 成正比答案与评分标准(A) （2 分）习题 15：在转筒真空过滤机上过滤某种悬浮液，若将转筒转速n 提高一倍，其他条件保持不变，则生产能力将为原来的（） 。（A）2 倍（B）2 倍（C）4 倍（D）1/2 答案与评分标准(B) （2 分）习题 16：球形颗粒在静止流体中自由沉降，当在10-4 etR1时，沉降速度tu 可用（）计算。（A）斯托克斯公式（B）艾仑公式（C）牛顿公式答案与评分标准(A) （2 分）习题 17：球形颗粒在静止流体中作自由沉降时，其沉降速度tu 可用斯托克斯公式计算。（ ）答案与评分标准() （1 分）习
6、题 18：过滤操作属于定态操作。 （ ）答案与评分标准() （1 分）习题 19：粒子所在位置上的惯性离心力场强度与重力场强度之比，称为离心分离因数。（ ）答案与评分标准() （1 分）习题 20：球形微粒在静止流体中作自由沉降，计算其沉降速度tu 时，必须采用试差法，而且这是唯一的方法。 （ ）答案与评分标准() （1 分）习题 21：提高离心机分离因数cK 的基本途径是增加转鼓的转速。 （ ）答案与评分标准() （1 分）习题 22：在降尘室里，颗粒可被分离的必要条件是颗粒的沉降时间t应大于或等于气体在室内的停留时间。 （ ）答案与评分标准() （1 分）习题 23：离心沉降速度ru 与重
7、力沉降速度tu 的主要区别之一是ru 不是定值，而tu 则是恒定的。 （ ）答案与评分标准() （1 分）习题 24：连续过滤机中进行的过滤都是恒压过滤，间歇过滤机中也多为恒压过滤。（ ）答案与评分标准() （1 分）习题 25：球形颗粒在静止流体中作重力沉降时都受到哪些力的作用？它们的作用方向如何？答案与评分标准答：球形颗粒在静止流体中作重力沉降时，将受到三个力的作用，即重力、浮力与阻力。（2 分）作用方向是重力向下，其余两个力向上。 （2 分）（共 4 分）习题 26：简述评价旋风分离器性能的主要指标。答案与评分标准答：在满足气体处理量（即生产能力）的前提下，评价旋风分离器性能的主要指标是
8、尘粒的分离效率及气体经过旋风分离器的压强降。（3 分）习题 27：影响旋风分离器性能最主要的因素可归纳为哪两大类？为什么工业上广泛采用旋风分离器组操作？答案与评分标准答：影响旋风分离器性能的因素是多方面的，其中最主要的因素可归纳为物系性质与操作条件两大类。 （2 分）因为对于同一结构型式的旋风分离器来说，减少尺寸有利于分离， 所以当气体处理量很大，又要求较高的分离效果时，常采用旋风分离器组操作。（3 分）（共 5 分）习题 28：简述选择旋风分离器的主要依据。答案与评分标准答：主要依据有三个方面：（1）含尘气体的处理量（或生产能力） （1分）（2） 允许的压强降。（1 分）（3）要求达到的分离
9、效率。 （1 分）（共 3 分）习题 29：简述何谓饼层过滤？其适用何种悬浮液？答案与评分标准答：饼层过滤是指固体物质沉降于过滤介质表面而形成滤饼层的操作。（2 分）它适用于处理固体含量较高（固相体积分数约在1%以上）的悬浮液。（2 分）（共 4 分）习题 30：何谓膜过滤？它又可分为哪两类？答案与评分标准答：膜过滤是利用膜孔隙的选择透过性进行两相分离的技术。（2 分）它又可分为微孔过滤和超滤两类。 （2 分） （共 4 分）习题 31：简述工业上对过滤介质的要求及常用的过滤介质种类。答案与评分标准答：对过滤介质的要求是： 它应具有流动阻力小和足够的机械强度，同时还应具有相应的耐腐蚀性和耐热性
10、。 （3 分）种类有：织物介质、堆积介质、多孔固体介质及多孔膜。（2 分）（共 5 分）习题 32：简述提高连续过滤机生产能力的措施。答案与评分标准答：措施有：适当提高转速n和浸没度，加大过滤常数K(增大真空度或降低滤液粘度 )等。（每个措施 1 分，共 3 分）习题 33：何谓过滤机的生产能力？写出间歇过滤机生产能力的计算式。答案与评分标准答：过滤机的生产能力通常是指单位时间内获得的滤液量，也有按滤饼产量或滤饼中固体物料的产量来计算的。 （3 分）过滤机生产能力Q的计算式：DwVTVQ/3600/3600hm /3(2分)（共 5 分）习题 34：用落球法测定某液体的粘度（落球粘度计），将待
11、测液体置于玻璃容器中测得直径为 6.35mm的钢球在此液体内沉降200mm所需的时间为 7.32 s,已知钢球的密度为 7900 3/mkg，液体的密度为1300 3/ mkg。试计算液体的粘度。答案与评分标准解： （1）钢球的沉降速度smhut/2732.032. 71000200（1 分）（2）假设沉降在滞留区，则可用斯托克斯公式计算：18)(2gdus tSPaugdts309.502732.01881. 9)13007900()1035. 6( 18)(232 （3 分）（3）核算流型：104248. 0309. 5130002732. 01035.6Re3 tdut故假设成立，求出的
12、有效。 （2 分）习题 35：密度为 1850 3/ mkg的固体颗粒，在50和 20水中，按斯托克斯定律作自由沉降时，（1）它们沉降速度的比值是多少？（2）若微粒直径增加一倍在同温度水中作自由沉降时，此时沉降速度的比值又为多少？答案与评分标准解： （1）由附录查出有关温度下水的性质：20时，密度=998 3/mkg，粘度=1.00510-3 Pas （1 分）50时，=998 3/mkg，=0.549410-3 Pas （1 分）84.110005.118)9881850(105494. 018)9881850(18)(18)(323220202505022050 gdgdgdgduusst
13、t（3 分）（2）此时， d=2d，s， ，均相同；据18)(2gdus t可得：418)(18)(2(22/gdgduusstt（3 分）习题 36：拟采用底面积为 142m的降沉室回收常压炉气中所含的球形固体颗粒。操作条件下气体的密度为0.753/ mkg，粘 度为2.6 10-5Pa?s；固体的密度为30003/ mkg； 要求生产能力为 2.0sm /3， 求理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径mind。答案与评分标准解： （1）在该降尘室内能完全分离出来的最小颗粒的沉降速度tu 为：smblVus t/1429.0140.2（1 分）（2）假设沉降在滞流区，则可用斯托克斯公式求mind
14、。（3 分）mmgudst7.47107.4781.930001429.0106. 218)(1862/15 2/1 min（3 分） 校核沉降流型11965.0106. 275. 01429.0107.47Re56 mintudt故原假设正确，求出的mind有效。（2 分）习题 37：若铅微粒（1s=78003/ mkg） 和石英微粒（2s=26003/mkg）以同一沉降速度在（1）空气中（ 2）水中作自由沉降，假设沉降在滞流区。分别求它们的直径之比。取水的密度为10003/ mkg。答案与评分标准解： （1）在空气中作自由沉降，由于空气s故空气可略，即s-空气s由斯托克斯公式可得gu18d
15、st ）（空空（1 分）设铅微粒下标为1，石英微粒下标为 2。可得：73.126007800 u18u18211t2t12ssssggdd空空（3 分）（2）在水中作自由沉降，可得：06.21000260010007800 u18u18211t2t12水水水水水水）（）（ssssggdd（3 分）习题 38：用一多层降尘室以除去炉气中的矿尘。矿尘最小粒径为8m，密度为40003/ mkg。降尘室内长 4.1m，宽 1.8m，高 4.2m，气体温度为 427，粘度为 3.410-5Pas，密度为 0.53/mkg，若每小时的炉气量为2160 标准3m。试求降尘室内的隔板间距及层数。答案与评分标准解： （1）操作条件下炉气处理量为：smV/54.127342727336002160s3（2 分）（2）假设沉降在滞流区，可求出utsmgs/101.4104.31881. 9)5 .04000()108(18)(du3 5262t（2 分）而气体水平通过速度smbHvus/20. 0)2.48 .1/(54.1/（1 分）（3）层数 n 501511101 .41 . 48. 154. 1
