（3）求洗水量
(dv/dq)=kA/8V=V/80=4/(8×1.5)=0.33m*h ∴V=(dv/dq)q=0.33×30/60=0.17m （4）求滤液量
(V)/(V)=(△P)/(△P)=2
V=V × (2)=4( 2)=5.66m
2.(16分) 题号 3093 第 3章 知识点: 300 难度: 中
用一板框压滤机在147.1kN*m（表压）下恒压过滤某悬浮液，要求在2小时内得滤液8m，若过
滤介质阻力可忽略，滤渣不可压缩，过滤常数K=1.65×10m*s，问：
（1）现有一板框压滤机，滤框的规格为长×宽×厚=810×810×25mm，共框18块，是否合用？（忽
略角孔占去面积）。
（2）过滤完毕，用清水0.25m在与过滤相同压力下进行洗涤，问洗涤用了多少时间？ ***答案***
（1）现有板框压滤机面积是否够用？ V实=0.81×0.81×18×2=23.62m V=KAq
A计=V(1/Kq)=8(1/1.65×10×2×3600)=23.2m A实＞A计，可满足要求 （2）求q
dv/dq=(1/4)(dv/dq)=V/8q =8/(8×2)=0.5m*h q=V/(dv/dq)=0.25/0.5=0.5h
3.(20分) 题号 3094 第 3章 知识点: 300 难度: 中
工厂购买了一台板框压滤机，规格为500×500×25mm。过滤条件：每次恒压过滤2h得滤液2m
，滤渣厚25mm，已知实验室事前在上述相同条件下进行实验，测得过滤常数K=1.43×10*m
*min，q=1.5×10m*m，问： （1）过滤机应由多少个滤框组成？
（2）过滤完毕后，再用0.1m的水洗涤，设洗涤压差与过滤压差相同，洗水粘度与滤液粘度相同
，则需洗涤时间为多少小时？
（3）如果每次装卸等的辅助时间为30min，则此机24小时得滤液多少m? ***答案*** （1）求框数
(q+q)=K(q+q)，令q=0,q=0得q=Kq
∴q=q/k=(1.5×10)/1.43×10=1.57×10min 则(q＋1.5×10)=1.43×10×(2×60＋1.57×10) 解得：q=0.413m*m
A=v/q=2/0.413=4.85m
∴框数=4.85/(0.5×0.5×2)=9.7≈10块 （2）求q
(dv/dq)=(1/4)(dv/dq)=Ak/[8(v＋v)]
=4.85×1.43×10/[8(2+7.28×10)]=2.09×10m*min q=V/(dv/dq)≈0.1/(2.09×10) =47.24min=0.8h （3）求V
q总=q过滤+q洗涤+q装卸 =2+0.8+0.5 =3.3h
V=(24×2)/(3.3)=14.5m
4.(18分) 题号 3095 第 3章 知识点: 300 难度: 中
某厂用一台规格为635×635×25mm板框压滤机（共25个框）来恒压过滤某悬浮液，经过滤
52min后，再用清水洗涤滤渣，洗水温度，压力与过滤时相同，而其体积为滤液体的8%，又已知卸渣
，清理和装合等辅助时间为30min，过滤常数K=1.7×10m*s，试求不考滤过滤介质阻力时，
该机的生产能力为多少滤液(m*h)? ***答案***
（1）过滤52min时的滤液量
A=0.635×0.635×25×2=20.16m
V=KAq=1.7×10×20.16×52×60=215.57 V=14.68m （2）q
(dv/dq)=(1/4)(dv/dq)=v/8q=14.68/(8×52) =0.0353m*min
q=V/(dv/dq)=0.08×14.68/0.0353 =33.27min （3）过滤机的生产能力
q总=52+33.27+30=115.27min
生产能力=14.68/(115.27/60)=7.64m*h
5.(16分) 题号 3096 第 3章 知识点: 100 难度: 中 ?? 拟采用多层除尘室除去炉气中所含尘粒。尘粒最小直径为8mm，密度为4000kg*m。炉气温度
为700K，在此温度下，气体的粘度为3.4×10Pa*s，密度为0.5kg*m。今要求除尘室每秒钟处
理炉气1m（标准状态下），若除尘室中的隔板已选定长度5m，宽度为1.8m，试求隔板间的距离及 所需层数。（设炉气水平速度u=0.5m*s ) ***答案***
设沉降在滞流区，Rep＜1，则沉降速度为：
U=d(ρρ-ρ)g/18m=(8×10)×(4000-0.5)×9.81/(18×3.4×10) =0.0041m*s
验算：Pe=duρ/m=8×10×0.0041×0.5/(3.4×10) =0.00048＜1
炉气处理为：V=1×700/273=2.56m*s 所需层数N为：
N≥V/(BLU)=2.56/(1.8×5×0.0041)=69.5取70层
隔板间的距离=V/NBU=2.56/(70×1.8×0.5)=0.0406m因此，可取隔板间距为40mm。 6.(10分) 题号 3097 第 3章 知识点: 100 难度: 易
空气中含有直径为15mm的油滴，油的相对密度为0.9，空气温度为20℃。若允许在沉降室中沉降
1分钟，沉降室的高度应为多少？计算中可忽略开始时油滴加速沉降时的时间，并可认为油滴是在静
止空气中沉降。
20℃空气的粘度为1.8×10kg*m*s,密度为1.21kg*m。油的密度为900kg*m。
***答案***
设油滴在空气中沉降在滞流区，则： U=dp(ρ－ρ)/18m
=(15×10）×（900－1.21)×9.81/(18×1.8×10) =0.0061m*s
验算：Re=dρuρ/m=15×10×0.0061×1.21/(1.8×10)=0.0061＜1假设正确 所以，1分钟内沉降距离=0.0061×60=0.37m
因此，沉降室高度不能大于此值，否则，有可能在油滴沉降到室底前被气流带出。 7.( 8分) 题号 3098 第 3章 知识点: 100 难度: 易
相对密度7.9，直径2.5mm的钢球，在某粘稠油品（相对密度0.9）中以5mm*s的速度匀速沉降。
试求该油品的粘度。 ***答案***
设沉降以滞流状态进行，则： m=dρ(ρρ-ρ)g/(18m)
= (0.0025)×(7900-900)×9.81/(18×0.005) =4.77Pa*s
验算：Re=duρ/m =0.0025×0.005×900/4.77
=2.36×10＜1 假设正确
8.(15分) 题号 3099 第 3章 知识点: 100 难度: 中
某一锅炉房的烟气沉降室，长、宽、高分别为11×6×4m，沿沉降室高度的中间加一层隔板，故尘
粒在沉降室内的降落高度为2m。烟气温度为150℃，风机气量12500m*h，试核算沿降室能否沉
降35mm以上的尘粒。
已知ρρ=1600kg*m，ρ=1.29kg*m，m=0.0225cp ***答案***
设沉降在滞流状态下进行，Re＜1，且因r >> r,故斯托克斯公式可简化为： u=drg/18m
=(35×10)×1600×9.81/(18×2.25×10)=0.047m*s 检验：Re=dur/m
=35×10×0.0474×1.29/(2.25×10) =0.095＜1
故采用计算式正确，则35mm以上粒子的沉降时间为： q=2/0.0474=42.2s
又，烟气流速u=[(12500/(4×6×3600)]×[（273+150）/273] =0.224m*s 烟气在沉降室内停留时间： q=11/0.224=49.1s 即q＞q
∴35mm以上尘粒可在该室沉降
一、计算题:
1.(16分) 题号 3100 第 3章 知识点: 200 难度: 中
已知含尘气体中尘粒的密度为2300kg*m,气体流量为1000m*h,密度为0.674kg*m、粘度为
3.6×10N*s*m。采用标准型旋风分离器进行除尘。若分离器的直径为400mm，试估算临界粒
径以及气体的压降。（已知ζ=8） ***答案***
d=(ρmB/πNUiρ） 式中 B=D/4=0.4/4=0.1m 又A=D/2=0.4/2=0.2m
侧U=V /A*B=1000/(3600×0.2×0.1) =13.9m*s 取N=5 代入上式得
d=[(9×3.6×10×0.1)/(π×5×13.9×2300)] =8×10m =8mm 又ζ=8
所以△p=ζpu/2
=8×0.674×(13.9)/2 =521N*m
2.(20分) 题号 3101 第 3章 知识点: 300 难度: 较难?
在实验室用一片过滤面积为0.1m的滤叶对某种颗粒在水中悬浮液进行试验，过滤压强差为
67kN*m。过滤5分钟后得滤液1升，又过滤5分钟得滤液0.6升。若再过滤5分钟，可再得滤液若干升 ？
***答案***
为要了解滤液量随过滤时间而变化的关系，需先求出恒压下的过滤常数K及q。恒压过滤方程式
亦可写成如下形式，即
q+2qq=Kq
将已测得的两组数据代入上式，即
（1×10/0.1)+2q(1×10/0.1)=K(5×60)
及（1.6×10/0.1)+2q((1.6×10/0.1)=K(10×60) 解此方程组得
q=7×10m
k=8×10m*s
则△p=67KN/m时的过滤方程式为: q+2×7×10q=8×10q 将q=(5+5+5)×60=900s代入上式，即 q+2×7×10q=8×10×(900) 解得q=2.1×10m*m
V=(2.1×10)×0.1=2.1×10m=2.1升 由此可知，若再过滤5分钟，可再得滤液量为： [2.1－(1+0.6)]=0.5升
3.(18分) 题号 3102 第 3章 知识点: 250 难度: 较难?
某厂准备采用降尘室和旋风分离器串联的净制流程（附图）来处理近似常压，温度为50℃，
4500m*h的含尘空气流。经阻力计算知：降尘室的阻力为30mmHO，旋风分离器要求压力降不
超过125mmHO，而整个管路的阻力损失（包括局部阻力）为180mmHO，忽略位压头差的影响 ，问：
（1）选择合适型号的CLT/A型旋风分离器。
（2）现仓库有一台8-18-NO8通风机，其铭牌上标出的性能是：Q=4000～6000m*h，H=340～
380mmHO，此风机能否适用此输送流程？
（3）若此净制流程还达不到净制要求，你认为还可采用什么较好的净制设备？ 第10题 附图 附表：旋风分离器性能 圆 筒 进 口 气 速 U 入m*s 直 径 12 15 18 型 号 D 压 力降△P mmHO mm 86 135 194 生 产能 力V m*h CLT/A-6.5 650 3130 3920 4700 CLT/A-7.0 700 3630 4540 4540 CLT/A-7.5 750 4170 5210 6250 CLT/A-8.0 800 4750 5940 7130
化工原理试题-非均相物系的分离(含答案)
