第二章 非均相物系分离习题解答
2非均相混合物分离操作习题2
填空题选择题1. 在混合物中，各处物料性质不均匀，且具有明显相界面存在的物系称为（ B ）。
A、均相物系；B、非均相物系；C、分散相；D、连续相。
2. 在外力的作用下，利用分散相和连续相之间密度的差异，使之发生相对运动而实现分离的操作。
称为（B ）分离操作。
A、过滤；B、沉降；C、静电； D 、湿洗。
3. 利用被分离的两相对多孔介质穿透性的差异，在某种推动力的作用下，使非均相物系得以分离的操作。
称为（ A ）分离操作。
A、过滤；B、沉降；C、静电；D、湿洗。
4. 欲提高降尘室的生产能力，主要的措施是（C ）。
A、提高降尘室的高度；B、延长沉降时间；C、增大沉降面积；D、以上都是5. 为使离心机有较大的分离因数和保证转鼓有关足够的机械强度，应采用（B ）的转鼓。
A、高转速、大直径；B、高转速、小直径；C、低转速、大直径；D、低转速，小直径6. 用板框压滤机恒压过滤某一滤浆（滤渣为不可压缩，且忽略介质阻力），若过滤时间相同，要使其得到的滤液量增加一倍的方法有（ A ）。
A、将过滤面积增加一倍；B、将过滤压差增加一倍；C、将滤浆温度到高一倍；D、以上都是7. 板框压滤机组合时应将板、框按（B ）顺序置于机架上。
A、123123123……；B、123212321……；C、3121212……；D、321321321……8. 有一高温含尘气流，尘粒的平均直径在2～3 μm ，现要达到较好的除尘效果，可采（ C ）的除尘设备。
A、降尘室；B、旋风分离器；C、湿法除尘；D、袋滤器9. 当固体微粒在大气中沉降是层流区域时，以（ C ）的大小对沉降速度的影响最为显著。
A、颗粒密度；B、空气粘度；C、颗粒直径；D、以上都是10. 卧式刮刀卸料离心机按操作原理分应属于（B ）离心机。
A、沉降式；B、过滤式；C、分离式；D、以上都不11. 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（ D ）。
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12. 含尘气体通过长4 m，宽3 m，高1 m的降尘室，已知颗粒的沉降速度为0.25 m/s，则降尘室的生产能力为（ A ）m3/s。
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答案：临界直径 分离效率 压力损失
06、文丘里除尘器其主体由
、
、
，后引入
。
答案：收缩管 喉管 扩散管 旋风分离器
07、泡沫除尘器适用于净制含有
或
气体的设备。
答案：灰尘 雾沫气体
三、判断题 ( )1、沉降分离的原理是依据分散物质与分散介质之间的粘度差来分离的。
答案：× ( )2、沉降分离要满足的基本条件是，停留时间不小于沉降时间，且停留时间越大越好。
A、粒子的几何形状
B、粒子的尺寸大小
C、流体与粒子的密度
D、流体的速度
答案：A
4、微粒在降尘室内能除去的条件为：停留时间( )它的尘降时间。
A、不等于
B、大于或等于 C、小于
D、大于或小于
答案： B
5、降尘室的生产能力( )。
A、只与沉降面积 和颗粒沉降速度 有关
B、与 ， 及降尘室高度 有关
C、只与沉降面积 有关
学习情境二 非均相物系的分离与操作题库
一、选择题
1、 在外力作用下，使密度不同的两相发生相对运动而实现分离的操作是( )。
A、蒸馏
B、沉降
C、萃取
D、过滤
答案： B
2、下列用来分离气-固非均相物系的是( )。
A、板框压滤机
B、转筒真空过滤机
C、袋滤器
D、三足式离心机
答案： C
3、在重力场中，微小颗粒的沉降速度与( )无关。
B、延长沉降时间 C、增大沉降面积
答案： C
11、离心分离的基本原理是固体颗粒产生的离心力( )液体产生的离心力 。
A、小于
B、等于
C、大于
D、两者无关
1
答案：C
化工原理非均相物系分离习题库
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u 1,在空气中为u 2，则u 1 u 2；若在热空气中的沉降速度为u 3，冷空气中为u 4，则u 3 u 4。
(＞，＜，＝) 答：μρρ18)(2-=s t g d u ，因为水的粘度大于空气的粘度，所以21u u <热空气的粘度大于冷空气的粘度，所以43u u <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min d 。
（增大、减小、不变） 答：减小、减小、增大，减小。
ρξρρ3)(4-=s t dg u ，压强增加，气体的密度增大，故沉降速度减小， 压强增加，p nRTV =，所以气体的体积流量减小， 气体的停留时间A V L u L t s /==，气体体积流量减小，故停留时间变大。
最小粒径在斯托克斯区)(18min ρρμ-=s tg u d ，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P 1，总效率为1η，通过细长型旋风分离器时压降为P 2，总效率为2η，则：P 1 P 2，1η 2η。
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）0=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ；2）5.0=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ；3）1=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ；1）0. 5；2）0.707；3）1s p -∆∝1)/(1τ，可得上述结果。
化工原理分章节练习 非均相分离
、
、
三个区。
三、简答题（10分）
含尘气体通过降尘室后，固体颗粒浓度降低。若其它条件不变，且
颗粒沉降处在层流区，试分析气体的温度升高时出口气体的含尘量如何
变化？
颗粒在层流区的沉降速度计算式为
而气体的黏度随温度的升高而增大，所以会减小。
（5分）
含尘气体通过沉降室，颗粒得到分离的必需条件为
二、（10分）某厂炉气中含有最小直径为10μm的尘粒，尘粒的密度为 4000kg/m3，炉气温度为700K。在此温度下，气体黏度为3.4×10-5Pa.s， 密度为0.5kg/m3。现要求炉气处理量为8000kg/h。采用多层降尘室除尘 粒，若降尘室中的隔板已选定长度为5m，宽为3m，且降尘室总高不超 过4.8m。试计算降尘室中隔板间的距离。
二、（10分，05考研）一种测定粘度的仪器由一钢球及玻璃筒组成。测
试时筒内充被测液体，记录钢球下落一定距离的时间，球的直径为 6mm，下落距离为200mm，测试一种糖浆时记下的时间间隔为7.32 秒，此糖浆的密度为1300 kg/m3，钢球的密度为7900 kg/m3，求此糖 浆的粘度是多少厘泊。
1．降尘室的总高度H，m； 2．理论上能完全分离下来的最小颗粒尺寸。 七、（10分） 解：1）降尘室的总高度H
(1)
(1)
2）理论上能完全出去的最小颗粒尺寸 用试差法由ut求dmin。
（2） （2） 假设沉降在斯托克斯区
(1) (2)
核算沉降流型,
∴原假设正确，最小粒径为5.78*10-5m。
（1）
4恒压过滤某悬浮液，已知过滤5min得滤液1L，若又过滤5min后，试 求： （1）得到滤液量（L）；（2）过滤速率（L/min）。 4（5分）解：过滤介质阻力可忽略。
非均相物系分离2
非均相一、填空题：1. 按操作原理分类，离心机可分为______________、_______________、______________ 三类。
答案：沉降式、过滤式、分离式2. 某悬浮液在离心机内进行离心分离时，若微粒的离心加速度达到9807m.s，则离心机的分离因数等于__________。
答案：10003. 离心机的分离因数越大，则分离效果越__________；要提高离心机的分离效果，一般采用________________的离心机。
答案：好; 高转速; 小直径4. 过滤速率是指___________________________ 。
在恒压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐渐__________ 。
答案：单位时间内通过单位面积的滤液体积变慢5. 悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到_____________三个力的作用。
当此三个力的______________时，微粒即作匀速沉降运动。
此时微粒相对于流体的运动速度，称为____________ 。
答案：重力、阻力、浮力代数和为零沉降速度6. 沉降操作是使悬浮在流体中的固体微粒，在_________力或__________力的作用下，沿受力方向发生运动而___________ ，从而与流体分离的过程。
答案：重离心沉积7. 降尘宝做成多层的目的是____________________________________ 。
答案：增大沉降面积，提高生产能力8. 悬浮液属液态非均相物系，其中分散内相是指_____________；分散外相是指______________________________答案：固体微粒，包围在微粒周围的液体9. 自由沉降是___________________________________ 。
答案：沉降过程颗粒互不干扰的沉降10. 当微粒在介质中作自由沉降时，若粒子沉降的Rep相同时，球形度越大的微粒，介质阻力系数越________ 。
复习题(附答案)
复习题第一章 流体流动与输送一、填空题1.流体的密度是指 单位体积流体所具有的质量 ，其单位为kg/m3 。
2. 20℃时苯的密度为880kg/m 3，甲苯的密度为866kg/m 3，则含苯40%（质量）苯、甲苯溶液的密度为 871.55 3/m kg 。
3.流体的粘度是描述流体 流动 性能的物理量，一般用符号 μ 表示；流体的粘度越大，流动时阻力损失 越大 。
4.流体的流动形态有 层流 和 湍流 两种，可用 雷诺数Re 判断。
5.流体阻力产生的根本原因是 流体本身的粘性 ，而 流动型态 与 管路条件 是产生流体阻力的外因。
6.管路防腐要涂油漆，一般油漆的颜色与物料的性质、用途有关。
那么红色管为 主要物料管 ；黄色管为 危险品管 ；绿色管为 水管 。
7.转子流量计应垂直安装，流体 由下而上 流动；读数读转子的 最大截面处 ，一般为转子的 顶部 。
8.离心泵的构造主要包括 叶轮 和 泵轴 组成的旋转部件以及 泵壳 和 轴封 组成的固定部件。
9.离心泵开车时，泵空转、吸不上液体、进口处真空度低，此时泵发生了 气缚 现象，其原因可能是 没有灌泵 或 轴封不严密 。
10.离心泵运转时，泵振动大、噪音大、出口处压力低、流量下降，此时泵发生了气蚀现象，其原因可能是安装高度过高或吸入管路阻力太大或者被输送流体温度过高。
11.流体的特征是具有一定的体积；无一定的形状，其形状随容器的形状而改变；在外力作用下内部会发生相对运动。
12.化工管路的连接方式有螺纹连接、法兰连接、承插连接和焊接连接。
二、选择题1.有一串联管道，分别由管径为d1与d2的两管段串接而成。
d1＜d2。
其流体稳定流过该管道。
今确知d1管段内流体呈层流。
请断定流体在d2管段内的流型为( c )。
A.湍流B.过渡流C.层流D.须计算确定。
2.有两种关于粘性的说法：( a)。
(1) 无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。
(2) 粘性只有在流体运动时才会表现出来。
第二章非均相物系分离习题解答
第二章 非均相物系分离1、试计算直径为30μm 的球形石英颗粒（其密度为2650kg/ m 3），在20℃水中和20℃常压空气中的自由沉降速度。
解：已知d =30μm 、ρs =2650kg/m 3（1）20℃水 μ=1.01×10-3Pa·s ρ=998kg/m 3设沉降在滞流区，根据式（2-15）m/s 1002.81001.11881.9)9982650()1030(18)(43262---⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=μρρg d u s t 校核流型)2~10(1038.21001.19981002.8103042346-----∈⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==μρt t du Re 假设成立， u t =8.02×10-4m/s 为所求（2）20℃常压空气 μ=1.81×10-5Pa·s ρ=1.21kg/m 3设沉降在滞流区m/s 1018.71081.11881.9)21.12650()1030(18)(25262---⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=μρρg d u s t 校核流型：)2~10(144.01081.121.11018.710304526----∈=⨯⨯⨯⨯⨯==μρt t du Re 假设成立，u t =7.18×10-2m/s 为所求。
2、密度为2150kg/ m 3的烟灰球形颗粒在20℃空气中在层流沉降的最大颗粒直径是多少？ 解：已知ρs =2150kg/m 3查20℃空气 μ=1.81×10-5Pa.s ρ=1.21kg/m 3 当2==μρt t du Re 时是颗粒在空气中滞流沉降的最大粒径，根据式（2-15）并整理218)(23==-μρμρρρt s du g d 所以μm 3.77m 1073.721.181.9)21.12150()1081.1(36)(36532532=⨯=⨯⨯-⨯⨯=-=--ρρρμg d s 3、直径为10μm 的石英颗粒随20℃的水作旋转运动，在旋转半径R ＝0.05m 处的切向速度为12m/s ，，求该处的离心沉降速度和离心分离因数。
非均相物系分离实验报告思考题
非均相物系分离实验报告思考题引言在化学实验中，非均相物系分离是一个常见而重要的实验技术。
通过分离物系的不同组分，我们可以获得纯净的物质，进一步进行化学分析和研究。
在本次实验中，我们将探索非均相物系分离的原理、方法及应用，并对实验过程和结果进行讨论和分析。
实验目的1.理解非均相物系分离的基本原理，并能够应用于实际实验；2.掌握几种常见的非均相物系分离方法的原理和操作技巧；3.熟悉非均相物系分离在实际应用中的意义和局限性。
一、非均相物系分离原理1.1 概述非均相物系是指由两种或更多种物质组成的体系，这些物质在物理性质上有明显差异，如沉淀、溶液等。
分离非均相物系的目的是将其中的不同组分分离出来，使得每个组分单独存在，并可单独进行分析和研究。
1.2 常见的非均相物系分离方法1.2.1 过滤过滤是一种常见的物质分离方法，它基于固体颗粒和溶液之间的大小差异。
通过合适的滤纸或滤膜，可以将固体颗粒拦截下来，而溶液则通过滤纸或滤膜进一步处理。
过滤的原理是利用滤料的孔径较小，能够阻止固体颗粒通过，而溶液则可以通过滤料。
根据滤料的孔径大小，可以选择不同精度的过滤，通常有粗过滤、普通过滤和微过滤等。
1.2.2 结晶结晶是一种固-液分离的方法，它利用溶质在溶剂中溶解度的变化，通过控制温度和浓度的变化，使得溶质从溶液中析出形成晶体。
结晶的过程一般分为溶解和结晶两个阶段。
首先，将溶质加入溶剂中，通过加热或搅拌使溶质充分溶解。
然后，通过降温或浓缩溶液，使溶质过饱和而结晶出来。
1.2.3 蒸馏蒸馏是一种液体分离的方法，它基于液体组分之间的沸点差异。
通过加热混合溶液，使其中沸点较低的组分先汽化，然后将其冷凝成液体收集。
蒸馏的原理是利用液体组分的沸点差异，通过控制温度和压力，使得沸点较低的组分汽化，然后经过冷凝形成液体。
1.2.4 萃取萃取是一种液液分离的方法，它利用不同溶剂对溶质的亲和性差异，通过溶质在两相间的传递实现分离。
萃取的原理是利用两种溶剂对溶质的不同溶解度，将混合物与适当的溶剂进行搅拌，使得溶质在两相间传递。
非均相物系的分离习题
非均相物系的分离一、填空题：⒈ 除去液体中混杂的固体颗粒，在化工生产中可以采用重力沉降、离心沉降、过滤等方法（列举三种方法）。
⒉ 粒子沉降过程分 加速阶段和 恒速 阶段。
沉降速度是指加速阶段终了时，粒子相对于流体的速度。
⒊ 在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，则沉降时间增大一倍、气流速度减小一倍，生产能力_不变。
⒋ 含尘气体通过长为4m ，宽为3m ，高为1m 的除尘室，已知颗粒的 沉降速度为0.03m/s ，则该除尘室的最大生产能力为0.36 m 3/s 。
⒌ 选择旋风分离器形式及决定其主要尺寸的依据是含尘气体流量、要求达到的分离效率和允许压降。
⒍ 评价旋风分离器性能好坏有两个主要指标，一是分离效率， 一是气体经过旋风分离器的压降。
⒎ 对恒压过滤，当过滤面积A 增大一倍时，如滤饼不可压缩得到 相同滤液量时，则过滤速率)d d (τV 增大为原来的 四 倍，如滤饼可压缩，过滤速率)d d (τV增大为原来的 四 倍。
tv Au q =uLLBH ＝＝v v r q q AH =τt t u H =τso Pr r ∆=)(2d d e 2V V KA V +=τφμr P K ∆=2⒏ 回转真空过滤机，整个转鼓回转操作时大致可分为过滤区、洗涤脱水区 和_卸渣区三个区域。
9. 回转真空过滤机，回转一周所需时间为T ，转鼓的表面积为A ，转鼓的沉浸度为φ，则一个过滤周期中，过滤时间为ΨT ，过滤面积为A 。
⒑ 间歇过滤机的生产能力可写为Ｑ＝Ｖ／∑τ，此处Ｖ为一个操作循环中得到的滤液体积，∑τ表示一个操作循环所需的总时间，∑τ等于一个操作循环中过滤时间τ，洗涤时间τW 和辅助时间τD三项之和。
⒒ 临界粒径是指在理论上能被完全分离下来的最小颗粒直径。
二、选择题：⒈ 密度相同而直径不同的两球形颗粒在水中自由沉降。
沉降处于层流区， 大颗粒直径d 1是小颗粒直径d 2的两倍，则沉降速度D 。
A) u t1 = u t2 ； B) u t1 = 2u t2 ； C) u t1 =2u t2 ； D) u t1 = 4u t2 。
化工原理(杨祖荣主编)习题解答
目录第一章流体流动与输送设备 (2)第二章非均相物系分离 (26)第三章传热 (32)第四章蒸发 (44)第五章气体吸收 (48)第六章蒸馏 (68)第七章干燥 (84)第八章萃取 (92)希望对大家有帮助啊第一章 流体流动与输送机械1. 燃烧重油所得的燃烧气，经分析知其中含CO 28.5％，O 27.5％，N 276％，H 2O8％（体积％），试求此混合气体在温度500℃、压力101.3kPa 时的密度。
解：混合气体平均摩尔质量m o lkg M y M i i m /1086.281808.02876.032075.044085.03-⨯=⨯+⨯+⨯+⨯=∑=∴ 混合密度333/455.0)500273(31.81086.28103.101m kg RT pM m m =+⨯⨯⨯⨯==-ρ2．已知20℃下水和乙醇的密度分别为998.2 kg/m 3和789kg/m 3,试计算50％（质量％）乙醇水溶液的密度。
又知其实测值为935 kg/m 3，计算相对误差。
解：乙醇水溶液的混合密度7895.02.9985.012211+=+=ρρρa a m3/36.881m kg m =∴ρ相对误差：%74.5%10093536.8811%100=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⨯-实实m m m ρρρ3．在大气压力为101.3kPa 的地区，某真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为85kPa 。
若在大气压力为90 kPa 的地区，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时真空表的读数应为多少？解：''真真绝p p p p p a a -=-=∴kPa p p p p a a 7.73)853.101(90)(''=--=--=真真4．如附图所示，密闭容器中存有密度为900 kg/m 3的液体。
容器上方的压力表读数为42kPa ，又在液面下装一压力表，表中心线在测压口以上0.55m ，其读数为58 kPa 。
化工原理1_7章习题答案解析
混合液密度
3．某地区大气压力为101.3kPa，一操作中的吸收塔塔内表压为130kPa。若在大气压力为75 kPa的高原地区操作该吸收塔，且保持塔内绝压相同，则此时表压应为多少？
解：
4．如附图所示，密闭容器中存有密度为900kg/m3的液体。容器上方的压力表读数为42kPa，又在液面下装一压力表，表中心线在测压口以上0.55m，其读数为58 kPa。试计算液面到下方测压口的距离。
其中：z1=4；u1≈0；p1=0（表压）；
z2=0；u2≈0；p2=0（表压）
简化得
各管件的局部阻力系数：
进口突然缩小
90º标准弯头2个
截止阀（全开）
出口突然扩大
水流量
（2）截止阀关小至半开时：
截止阀半开的局部阻力系数
此时总阻力
阀门关小后，局部阻力发生变化，但由于高位槽高度 不变，所以管路总阻力不变，即
解: (1) 对于循环系统:
(2) 列柏努力方程:
简化:
B处真空度为19656 Pa。
20．用离心泵将20℃水从贮槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定。泵吸入与压出管路直径相同，均为φ76×2.5mm。水流经吸入与压出管路（不包括喷头）的能量损失分别为 及 （J/kg），式中，u为水在管内的流速。在操作条件下，泵入口真空表的读数为26.6kPa，喷头处的压力为98.1kPa（表压）。试求泵的有效功率。
解：图中，1-1′面与2-2′面间为静止、连续的同种流体，且处于同一水平面，因此为等压面，即
，
又
所以
整理得
由此可见，U形压差计所测压差的大小只与被测流体及指示液的密度、读数R有关，而与U形压差计放置的位置无关。
代入数据
8．用U形压差计测量某气体流经水平管道两截面的压力差，指示液为水，密度为1000kg/m3，读数R为12mm。为了提高测量精度，改为双液体U管压差计，指示液A为含40％乙醇的水溶液，密度为920 kg/m3，指示液C为煤油，密度为850 kg/m3。问读数可以放大多少倍？此时读数为多少？
化工原理课后作业(非均相物系分离)
3．非均相物系分离一、单选题1．在滞流区颗粒的沉降速度正比于（）。
D(A)（ρs-ρ）的1/2次方 (B)μ的零次方(C)粒子直径的0.5次方 (D)粒子直径的平方2．自由沉降的意思是（）。
D(A)颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计(B)颗粒开始的降落速度为零.没有附加一个初始速度(C)颗粒在降落的方向上只受重力作用.没有离心力等的作用(D)颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程3．颗粒的沉降速度不是指（）。
B(A)等速运动段的颗粒降落的速度(B)加速运动段任一时刻颗粒的降落速度(C)加速运动段结束时颗粒的降落速度(D)净重力(重力减去浮力)与流体阻力平衡时颗粒的降落速度4．对于恒压过滤（）。
D(A)滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的倍(B)滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍(C)滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍(D)当介质阻力不计时.滤液体积增大一倍.则过滤时间增大至原来的倍5．回转真空过滤机洗涤速率与最终过滤速率之比为（）。
A(A) l (B)1/2 (C) 1/4 (D)1/36．以下说法是正确的（）。
B(A)过滤速率与S(过滤面积)成正比(B)过滤速率与S2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反比7．叶滤机洗涤速率与最终过滤速率的比值为（）。
D(A) 1/2 (B)1/4 (C) 1/3 (D) l8．过滤介质阻力忽略不计.滤饼不可压缩进行恒速过滤.如滤液量增大一倍.则（）。
C(A)操作压差增大至原来的倍 (B)操作压差增大至原来的4倍(C)操作压差增大至原来的2倍 (D)操作压差保持不变9．恒压过滤.如介质阻力不计.过滤压差增大一倍时.同一过滤时刻所得滤液量（）。
C(A)增大至原来的2倍 (B)增大至原来的4倍(C)增大至原来的倍 (D)增大至原来的1.5倍10．以下过滤机是连续式过滤机（）。
C(A)箱式叶滤机 (B)真空叶滤机(C)回转真空过滤机 (D)板框压滤机11．过滤推动力一般是指（）。
非均相物系分离自测题及答案 2
非均相物系分离一、填空题1. 球形颗粒从静止开始降落，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。
2．在斯托克斯沉降区，颗粒的沉降速度与其直径的________次方成正比；而在牛顿区，与其直径的________次方成正比。
3．沉降雷诺准数越大，流体粘度对沉降速度的影响________。
4. 降尘室内，颗粒可被分离的必要条件是________。
5. 降尘室操作时，气体的流动应控制在________流型。
6. 在规定的沉降速度t u条件下，降尘室的生产能力只取决于________而与其________无关。
7．选择旋风分离器的主要依据是：（1）________；（2）________；(3) ________。
8．除去气流中尘粒的设备类型有________，________，________等。
9. 饼层过滤是指________；深床过滤是指________。
10. 板框压滤机中横穿洗涤法，在流体粘度与推动力相同条件下，洗涤速率与最终过滤速率之比为________；叶滤机中置换洗涤法，洗涤速率与过滤速率之比为________。
11. 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________12. 根据操作目的（或离心机功能），离心机分为________、________和________三种类型。
13. 根据分离因数大小，离心机分为________、________和________。
二、选择题1．在重力场中，固体颗粒的沉降速度与下列因素无关的是（）。
A．粒子几何形状 B. 粒子几何尺寸C．粒子与流体密度D．流体的流速2．含尘气体通过长4m、宽3m、高l m的降尘室，己知颗粒的沉降速度为0.25 m/s，则除尘室的生产能力为（）。
A. 3 m3/sB. 1m3/sC. 0.75 m3/sD. 6 m3 /s3．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（）。
化工原理课后习题解答杨祖荣主编
第二章 非均相物系分离1、试计算直径为30μm 的球形石英颗粒（其密度为2650kg/ m 3），在20℃水中和20℃常压空气中的自由沉降速度。
解：已知d =30μm 、ρs =2650kg/m 3（1）20℃水 μ=1.01×10-3Pa·s ρ=998kg/m 3设沉降在滞流区，根据式（2-15）m/s 1002.81001.11881.9)9982650()1030(18)(43262---⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=μρρg d u s t 校核流型)2~10(1038.21001.19981002.8103042346-----∈⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==μρt t du Re假设成立， u t =8.02×10-4m/s 为所求（2）20℃常压空气 μ=1.81×10-5Pa·s ρ=1.21kg/m 3设沉降在滞流区m/s 1018.71081.11881.9)21.12650()1030(18)(25262---⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=μρρg d u s t 校核流型：)2~10(144.01081.121.11018.710304526----∈=⨯⨯⨯⨯⨯==μρt t du Re 假设成立，u t =7.18×10-2m/s 为所求。
2、密度为2150kg/ m 3的烟灰球形颗粒在20℃空气中在层流沉降的最大颗粒直径是多少？解：已知ρs =2150kg/m 3查20℃空气 μ=1.81×10-5Pa.s ρ=1.21kg/m 3当2==μρt t du Re 时是颗粒在空气中滞流沉降的最大粒径，根据式（2-15）并整理218)(23==-μρμρρρt s du g d 所以μm 3.77m 1073.721.181.9)21.12150()1081.1(36)(36532532=⨯=⨯⨯-⨯⨯=-=--ρρρμg d s3、直径为10μm 的石英颗粒随20℃的水作旋转运动，在旋转半径R ＝0.05m 处的切向速度为12m/s ，，求该处的离心沉降速度和离心分离因数。
化工原理非均相物系分离
m
Fb
m 离心力： Fb r 2 1 2 Fd A u 3、曳力： 2
s
g
Fd
s
F
2.2.1 颗粒在流体中的沉降过程
曳力(Drag)—表面曳力和形体曳力 （补充内容） 流体沿固体壁面流过的阻力分为两类：表面阻力（即 表面摩擦阻力）和形体阻力（边界层分离产生旋涡）， 绕流时颗粒受到流体的总曳力 ，即：
103 Ret 2 105 湍流区 ， ，牛顿(Newton)定律区 ， 0.44
注意： Re t 定义与第1章不同，判别流型 Re 值亦不同！
2.2.2 重力沉降及设备
分散相颗粒在重力作用下与周围连续相流体
发生相对运动而实现分离的过程，称为重力沉
降（gravity settling）。
2.1 概述
均相混合物：不存在相界面
混合物 遵循流体力学基本规律进行分离 气态非均相物系 非均相混合物：存在相界面 机械分离方法 沉降分离 机械分离 重力沉降 液态非均相物系
离心沉降 重力过滤 过滤 离心过滤 加压过滤和真空过滤
2.1 概述
2.1.1非均相物系分离在工业中的应用
（1）回收分散相
（2）净化连续相
2.2.2 重力沉降及设备
室大：降尘室的容积一般较大，气体在其中
的流速<1m/s。避免沉下的尘粒重新被扬起，往
往采用更低的气速。
锥形出口：为使气流均匀分布 分离条件：
t
2.2.2 重力沉降及设备
过程数学描述 降尘室：底面积A=lb，高 为h。 含尘气：在流动载面上均 匀分布，qv m3/s
前提：
s
1、重力沉降速度 概念：是指颗粒相对于周围流体的沉降运动速 度。
第二章非均相物系分离第三节过滤
dV p Adt r ( L Le )
第二章
10
一、过滤基本方程式
dV p Adt r ( L Le )
v=AL/V L=vV/A、 Le=vVe/A
v——滤饼与滤液的体积比。m3饼/ m3液 Ve——过滤介质的当量滤液体积，m3
dV A 2 p dt rv(V Ve )
过滤细小颗粒或粘度较大的料浆。
第二章
21
转鼓真空过滤机
主体——转鼓 转动盘 固定盘
转速0.1~0.3r/min
分配头
第二章
22
转鼓真空过滤机
操作周期（旋转一周）： 过滤→脱水→洗涤→脱水→吹松→卸料 相当于板框压滤机一个操作周期的过滤面积！
过滤面积：
A=π LD
L——转鼓长度，m。
D——转鼓直径，m。
四个区：过滤区、脱水区、洗涤区、卸饼区。
第二章
23
转鼓真空过滤机
生产能力 ：
3600V Q t
V——旋转一周得到的滤液体积，m3 t——旋转一周的过滤时间，s
（浸没度） 浸没角度 360 o
60 t n
n——每分钟转数 。
每旋转一周的生产能力为
Q=60nV
优缺点：
适于处理量大而又容易过滤的料浆，对不易过滤的细、粘料浆可采 用助滤剂的方法也很方便（刮刀稍微离开转鼓表面一定距离）。附 属设备较多，投资费用高；滤饼含液量较高（约30％）；料浆温度 不能过高。
•设备革新
增大过滤面积
第二章
弹性压榨隔膜
28
令 恒
K——过滤常数，m2/s
V 2 2VeV KA2 t
12
二、恒压过滤方程
V 2VeV KA t
非均相分离复习题及答案
非均相分离复习题
1、表述颗粒特性的主要参数为颗粒的__形状_、_大小（体积）_、及_表面积_
2、表述颗粒床层特性的主要参数为__空隙率_、__自由截面积__、__堆积密度__、及___比
表面积__
3、固体粒子的沉降过程分__加速__阶段和__恒速__阶段。
沉降速度是指__恒速__阶段颗粒
相对于____流体___的速度
4、在斯托克斯区，颗粒的沉降速度与其直径的_2_次方成正比。
而在牛顿区，与其直径的
__1/2_次方成正比。
5、沉降雷诺准数Re t越大，流体粘性对沉降速度的影响__越小__
6、一球形石英粒子在空气中作层流自由沉降。
若空气温度由20℃提高至50℃，气体的粘
度__增大__，则沉降速度将__减小__
7、降尘室内，固粒可分离的条件是_气体在降尘室内的停留时间大于或等于沉降时间__.降
尘室操作时，气体的流动应控制在_层流（斯托克斯）_区
8、理论上降尘室的生产能力与__降尘室底面积bl__和_颗粒沉降速度u t_有关，而与_高度_
无关
9、在降尘室中除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，则颗粒的沉降时间_加长
一倍__、气流速度将__降低为原来的1/2__，生产能力_不变___
10、饼层过滤是指_在过滤介质一侧形成饼层的过滤_。
非均相物系分离实验报告思考题
非均相物系分离实验报告思考题
非均相物系分离实验报告
引言
非均相物系分离是化学实验中常见的一种操作，也是化学实验的基础操作之一。
在本次实验中，我们将学习如何分离非均相物系，了解不同的分离方法和其原理，并掌握实验操作技能。
材料与方法
材料：混合溶液、漏斗、滤纸、烧杯、试管、玻璃棒等。
方法：
1. 将混合溶液倒入漏斗中；
2. 用滤纸将溶液过滤到烧杯中；
3. 将过滤后的溶液转移到试管中；
4. 在加热条件下进行蒸发，得到固体产物。
结果与讨论
通过以上步骤，我们成功地将混合溶液分离成了两个组分。
这是因为我们利用了过滤和蒸发等方法，在不同的条件下对混合物进行处理，使得其中的组分被分离出来。
在实际应用中，不同的非均相物系需要采用不同的处理方法。
例如，
在沉淀法中，通过加入沉淀剂使得其中一种组分沉淀出来；在萃取法中，则是利用不同的溶解性质将组分分离出来。
此外，在实验中还需要注意一些细节，如过滤时要注意滤纸的质量和密度，以免影响分离效果；蒸发时要控制温度和加热时间，避免产生其它化学反应等。
结论
通过本次实验，我们学习了非均相物系分离的基本原理和方法，并掌握了实验操作技能。
在实际应用中，我们需要根据不同的情况选择合适的分离方法，并注意实验细节以获得更好的分离效果。
思考题
1. 除了本次实验中使用的过滤和蒸发方法外，还有哪些非均相物系分离方法？请简述其原理。
2. 在本次实验中，为什么要进行蒸发步骤？是否可以采用其他方法代替？
3. 在进行非均相物系分离时，有哪些需要注意的细节？请列举并说明原因。
非均相物质分离技术复习资料及答案
非均相物质分离技术复习资料及答案一、填空题1.表述颗粒特性的主要参数为颗粒的（形状）、大小（体积）、及表面积。
2.表述颗粒床层特性的主要参数为（空隙率）、（自由截而积）、（堆积密度）、及（比表面积3.固体粒子的沉降过程分（加速）阶段和（恒速）阶段。
沉降速度是指（恒速）阶段颗粒相对于（流体）的速度。
4.在斯托克斯区，颗粒的沉降速度与其直径的（2）次方成正比。
而在牛顿区，与其直径的（1/2）次方成正比。
5.沉降雷诺准数RCt越大，流体粘性对沉降速度的影响（越小）。
6.一球形石英粒子在空气中作层流自由沉降。
若空气温度由20度提高至50度，气体的粘度（增大），则沉降速度将（减小）。
7.转筒真空过滤机，转速越大，则生产能力就越（大），每转一周所获得的滤液就越（小），形成的滤饼厚度越（薄），过滤阻力越（小8.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，过滤常熟K将变（小），滤液体积将变（小）。
9.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将（上升），导致此变化的原因是（粘度上升，尘降速度下降），（体积流量上升，停留时间减少）。
10.饼层过滤是指（在过滤介质一侧形成饼层的过滤）。
11.吸收因子为（A=1.∕KV）,其值可反应吸收过程的（难易程度）。
12.吸收剂的再生常采用的是（用蒸汽或惰性气体的真空塔），（用再沸器的解吸塔）,（用蒸僧塔解吸）。
13.多组分精馀根据制定设计变量不同可分为（设计）型计算和（操作）型计算。
14.在塔顶和塔釜同事出现的组分为（分配组分）。
15.吸收有（1）关键组分，这是因为（单向传至）的缘故。
16.精馀有（2）各关键组分，这是由于（双向传至）的缘故。
17.对宽沸程的闪蒸过程，其各板的温度变化由（进料热烯）决定，故可由（热量衡算式）计算各板的温度。
18 .传至分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。
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第二章 非均相物系分离1、试计算直径为30μm 的球形石英颗粒（其密度为2650kg/ m 3），在20℃水中和20℃常压空气中的自由沉降速度。
解：已知d =30μm 、ρs =2650kg/m 3（1）20℃水 μ=1.01×10-3Pa·s ρ=998kg/m 3设沉降在滞流区，根据式（2-15）m/s 1002.81001.11881.9)9982650()1030(18)(43262---⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=μρρg d u s t 校核流型)2~10(1038.21001.19981002.8103042346-----∈⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==μρt t du Re 假设成立， u t =8.02×10-4m/s 为所求（2）20℃常压空气μ=1.81×10-5Pa·s ρ=1.21kg/m 3设沉降在滞流区m/s 1018.71081.11881.9)21.12650()1030(18)(25262---⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=μρρg d u s t 校核流型：)2~10(144.01081.121.11018.710304526----∈=⨯⨯⨯⨯⨯==μρt t du Re 假设成立，u t =7.18×10-2m/s 为所求。
2、密度为2150kg/ m 3的烟灰球形颗粒在20℃空气中在层流沉降的最大颗粒直径是多少？ 解：已知ρs =2150kg/m 3查20℃空气 μ=1.81×10-5Pa.sρ=1.21kg/m 3当时是颗粒在空气中滞流沉降的最大粒径，根据式（2-15）并整理2==μρt t du Re 所以218)(23==-μρμρρρt s du g dμm 3.77m 1073.721.181.9)21.12150()1081.1(36)(36532532=⨯=⨯⨯-⨯⨯=-=--ρρρμg d s 3、直径为10μm 的石英颗粒随20℃的水作旋转运动，在旋转半径R ＝0.05m 处的切向速度为12m/s ，，求该处的离心沉降速度和离心分离因数。
解：已知d =10μm 、 R =0.05m 、 u i =12m/s设沉降在滞流区，根据式（2-15）g 改为u i / R 即cm/s 62.2m/s 0262.005.0121001.118)9982650(1018)(231022==⨯⨯⨯-⨯=⋅-=--R u d u i s r μρρ校核流型)2~10(259.01001.19980262.010435---∈=⨯⨯⨯==μρr t du Re u r =0.0262m/s 为所求。
所以 29481.905.01222=⨯==Rg u K i c 4、某工厂用一降尘室处理含尘气体，假设尘粒作滞流沉降。
下列情况下，降尘室的最大生产能力如何变化？（1）要完全分离的最小粒径由60μm 降至30μm ；（2）空气温度由10℃升至200℃；（3）增加水平隔板数目，使沉降面积由10m 2增至30 m 2。
解： 根据 及V S =blu tc μρρ18)(2g d u s c tc -=（1）41)6030((22'''====c c tc tc s s d d u u V V （2）查10℃空气 μ=1.76×10-5Pa·s200℃空气 μ‘=2.60×10-5Pa·s 677.01060.21076.155'''=⨯⨯===--μμtc tc s s u u V V （3）0.31030)()(''===bl bl V V s s5、已知含尘气体中尘粒的密度为2300kg/ m 3。
气体流量为1000 m 3/h 、黏度为3.6×10－5Pa.s 、密度为0.674kg/ m 3，若用如图2-6所示的标准旋风分离器进行除尘，分离器圆筒直径为400mm ，试估算其临界粒径及气体压强降。
解：已知ρs =2300kg/m 3 、V h =1000m 3/h 、μ=3.6×10-5Pa.s 、 ρ=0.674 kg/m 3、D =400mm=0.4m ，根据标准旋风分离器 h =D /2 、B =D /4故该分离器进口截面积 A =hB =D 2/8所以 m/s 89.134.03600810002=⨯⨯==A V u s i 根据式（2-26） 取标准旋风分离器N =5 则μm 8m 108.089.132300514.34/4.0106.39π955=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==--i s c u N B d ρμ根据式（2-30） 取ξ=8.0Pa 520289.13674.00.822=⨯⨯==∆if u p ρξ6、有一过滤面积为0.093m 2的小型板框压滤机，恒压过滤含有碳酸钙颗粒的水悬浮液。
过滤时间为50秒时，共得到2.27×10-3 m 3的滤液；过滤时间为100秒时。
共得到3.35×10-3 m 3的滤液。
试求当过滤时间为200秒时，可得到多少滤液？解：已知A =0.093m 2 、t 1=50s 、V 1=2.27×10-3m 3 、t 2=100s 、V 2=3.35×10-3m 3 、t 3=200s由于 33111041.24093.01027.2--⨯=⨯==A V q 33221002.36093.01035.3--⨯=⨯==A V q 根据式（2-38a ）2222112122Kt q q q Kt q q q e e =+=+Kq K q e e 1001002.362)1002.36(501041.242)1041.24(323323=⨯⨯+⨯=⨯⨯+⨯----联立解之：q e =4.14×10-3K =1.596×10-5因此 5332310596.12001014.42--⨯⨯=⨯⨯+q q q 3=0.0525所以 V 3=q 3A =0.0525×0.093=4.88×10-3m 37、某生产过程每年须生产滤液3800 m 3，年工作时间5000h ，采用间歇式过滤机，在恒压下每一操作周期为2.5h ，其中过滤时间为1.5h ，将悬浮液在同样操作条件下测得过滤常数为K =4×10-6m 2/s ； q e =2.5×10-2m 3/m 2。
滤饼不洗涤，试求：（1）所需过滤面积，（2）今有过滤面积8m 2的过滤机，需要几台？解：已知生产能力为3800m 3滤液/年，年工作日5000h ， T =2.5h ，t =1.5h ，K =4×10-6m 2/s ，q e =2.5×10-2m 3/m 2 ，（1） 因为 Q =3800/5000=0.76m 3滤液/h由式（2-42）5.2360076.0V T V == 所以 V=2.5×0.76=1.9 m 3由式（2-38a ）AA AA Kt AV q A V e 2226222105.961.31016.236005.1104)9.1(105.229.1((2)(----⨯+=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯+=+解之 A=14.7 m 2≈15 m 2(2) 因为过滤机为8 m 2/台， 所以需2台过滤机。
8、BMS50/810-25型板框压滤机，滤框尺寸为810×810×25mm ，共36个框，现用来恒压过滤某悬浮液。
操作条件下的过滤常数为K =2.72×10-5 m 2/s ；q e =3.45×10-3m 3/m 2。
每滤出1 m 3滤液的同时，生成0.148 m 3的滤渣。
求滤框充满滤渣所需时间。
若洗涤时间为过滤时间的2倍，辅助时间15min ，其生产能力为多少？解：滤框总容积V 0=0.812×0.025×36=0.590 m 3过滤面积 A =0.812×2×36=47.2 m 2s 2831072.20845.01045.320845.02/m m 0845.02.47148.0590.05322230=⨯⨯⨯⨯+=+==⨯===--K q q q t vA V A V q e 生产总周期为T =283+2×283+15×60=1749s由 得一个周期滤液量为 vA V A V 0=30m 99.3148.0590.0===v V V 所以生产能力为h /m 21.8174999.3360036003滤液=⨯==T V Q 9、有一直径为1.75m ，长0.9m 的转筒真空过滤机过滤水悬浮液。
操作条件下浸没度为126o ，转速为1r/min ，滤布阻力可以忽略，过滤常数K 为5.15×10-6m 2/s ，求其生产能力。
解：因为过滤面积 A =πDL =3.14×1.75×0.9=4.95m 2浸没度ψ=126°/360°=0.35由式（2-45a ）h/m 09.31015.535.016095.460606036滤液=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-K n A Q ψ10、某转筒真空过滤机每分钟转2转，每小时可得滤液4 m 3。
若过滤介质阻力可以忽略，每小时获得6 m 3滤液时转鼓转速应为多少？此时转鼓表面滤饼的厚度为原来的多少倍？操作中所用的真空度维持不变。
解：已知 Q 1=4m 3/h ，n 1=2r/min ，Q 2=6m 3/h ，V e =0由式（2-45a ）两边平方，得①122160)60(Kn A Q ψ⨯= ②222260)60(Kn A Q ψ⨯=②/①所以 212212Q Q n n =r/min 5.4246(22=⨯=n由式（2-35）得 111V A L v =222V A L v =而v 1=v 2 又A 不变，以1小时为计算基准， 则Q 1=V 1 Q 2=V 2故 2211V L V L =1111225.146()(L L L V V L ===。