非均相物系分离 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u12；若在热空气中的沉降速度为u3，冷空气中为u4，则u34。(＞，＜，＝) dg(ρs-ρ)
18μ2答：ut=，因为水的粘度大于空气的粘度，所以u1 2．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、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dmin。（增大、减小、不变） 答：减小、减小、增大，减小。 4dg(ρs-ρ) 3ρξut=，压强增加，气体的密度增大，故沉降速度减小， nRT pV= 压强增加，，所以气体的体积流量减小， L u=L Vs/At=气体的停留时间，气体体积流量减小，故停留时间变大。 非均相物系分离 最小粒径在斯托克斯区dmin=18μutg(ρs-ρ)，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，总效率为η1，通过细长型旋风分离器时压降为P2，总效率为η2，则：PP2， η1 η2。 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τ，试推算下列情况下的过滤时间τ'为原来过滤时间τ的倍数： 1）s=0，压差提高一倍，其他条件不变，τ'； 2）s=0.5，压差提高一倍，其他条件不变，τ'τ； 3）s=1，压差提高一倍，其他条件不变，τ'τ； 1）0. 5；2）0.707；3）1 τ∝1/(?p)1-s，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utm/s。 答：17.1m/s 7．对板框式过滤机，洗涤面积AW和过滤面积A的定量关系为 ，洗水走过的 dV)W距离Lw和滤液在过滤终了时走过的距离L (dV)E的定量关系为 ，洗涤速率（dθ和终了时的过滤速率dθ Aw=12A的定量关系为 。 dV)W1dV()E4dθ=答案：；Lw=2L; (dθ 8．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 2 非均相物系分离 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 Q=465K?n ( 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,现颗粒最小直径10μm,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。 3理由：1)最大生产能力V=11?5?2.5?0.01=1.375m/s 最大流速 L≥u=VH?b=1.3751.1?2.5=0.5m/s H u0或：u?5 u≥0.1 0.01?u≤0.5m/s 10．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Ｋ将变 ，滤液体积将变 。 答：小，小 K=2k?p1-s,k=?p μrν，粘度增加，故K变小； (V+Ve)2=KA(θ+θe)，滤液体积减小。 2 二、选择题 １．以下说法正确的是 。 Ａ 过滤速率与过滤面积成正比 Ｂ 过滤速率与过滤面积的平方成正比 Ｃ 过滤速率与滤液体积成正比 Ｄ 过滤速率与滤布阻力成正比 非均相物系分离 答案：B ２．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 。 Ａ 8m3 Ｂ 4m3 Ｃ 3.3m3 Ｄ 11.3m3 答案:C 分析:由恒压过滤方程 22 V+2VVe=KAθ 22 由题知 Ve=0,则有 V=KAθ 3V=8mθ=20min1 将1代入, 得 KA2=82 20 则θ2=40min时 则 V2=KAθ=282203?40=11.3m3 V2-V1=11.3-8=3.3m 应注意恒压过滤方程中V、θ是指从初始(0起点)态计得的累积量。 ３．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30μm，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 2×30μm B 1/2×30μm C 30μm D 21/2×30μm 答案：D 分析：降尘室最大处理量Vs与能被完全除去最小颗粒的沉降速度ut有以下关 4 非均相物系分离 系 VS=Aut ut=d(ρs-ρ)g18μ2 由 故 dmin=18μVs g(ρs-ρ)A∝s ４．下面哪个是过滤的推动力 。 Ａ 液体经过过滤机的压强降； Ｂ 滤饼两侧的压差； Ｃ 介质两侧的压差； Ｄ 介质两侧的压差加上滤饼两侧的压差 答：D ５．恒压过滤时，当过滤时间增加１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： dqq2+2qqe=Kθ （a） 过滤基本方程为 dθ=K 2(q+qe) (b) 将qe=0代入两式，然后再将(a)代入(b)有 dq dθ=K 2Kθ∝1 6．降尘室的生产能力取决于。 Ａ 降尘面积和降尘室高度 非均相物系分离 Ｂ 沉降面积和能100%除去的最小颗粒的沉降速度 Ｃ 降尘室长度和能100%除去的最小颗粒的沉降速度 Ｄ 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/ut≥LbH/Vs； B H/ut≤LbH/Vs； C L/ut≤LbH/Vs； D L/ut≥LbH/Vs 答：B 9．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 非均相物系分离 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 u2 T ut与位置无关。因为决定ur的是离心加速度 而决定ut的是加速度g，它是一常量。 R，它是一个变量，与位置有关。 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 １． 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=5×10-5A2θ 试求： ⑴欲在30min内获得5m3滤液，需要边框尺寸为635mm×635mm×25mm的滤框若干个； ⑵过滤常数K、qe、θe。 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 非均相物系分离 将有关数据代入恒压过滤方程式并整理得到 V2 A=+V -55?10θ=5+5 5?10-52?30?60=18.26m2 2又A=2?0.635n n=A/2?0.6352=18.26/2?0.6352=22.64 实取23个框，则实际过滤面积为： A=2?0.6352?23=18.55m2 2、过滤常数K、qe及θe 根据恒压过滤方程式确定过滤常数K、Ve， 恒压过滤方程式 V2+2VVe=KAθ2 与题给恒压过滤方程相比可得，
化工原理非均相物系分离习题库.
