沉降分离例题
环境工程原理《沉降》习题及答案
环境工程原理《沉降》习题及答案1、 直径60μm 的石英颗粒，密度为2600kg/m 3，求在常压下，其在20℃的水中和20℃的空气中的沉降速度（已知该条件下，水的密度为998.2kg/m 3，黏度为1.005×10-3Pa·s ；空气的密度为1.205kg/m 3，黏度为1.81×10-5Pa·s ）。
解：（1）在水中假设颗粒的沉降处于层流区，由式（6.2.6）得：()()()262332600998.29.8160103.13101818 1.00510P Pt gd u ρρμ----⨯⨯⨯-===⨯⨯⨯m/s检验：6336010 3.1310998.20.18621.00510P t eP d u R ρμ---⨯⨯⨯⨯===<⨯位于在层流区，与假设相符，计算正确。
（2）在空气中 应用K 判据法，得()()()36322560109.81 1.205260020.3361.8110P P d g K ρρρμ--⨯⨯⨯⨯-=≈=<⨯所以可判断沉降位于层流区，由斯托克斯公式，可得：()()262526009.8160100.281818 1.8110P Pt gd u ρρμ--⨯⨯⨯-=≈=⨯⨯m/s2、 密度为2650kg/m 3的球形颗粒在20℃的空气中自由沉降，计算符合斯托克斯公式的最大颗粒直径和服从牛顿公式的最小颗粒直径（已知空气的密度为1.205kg/m 3，黏度为1.81×10-5Pa·s ）。
解：如果颗粒沉降位于斯托克斯区，则颗粒直径最大时，2P t eP d u R ρμ==所以2t P u d μρ=，同时()218P P t gd u ρρμ-=所以p d =57.2210p d -=⨯m同理，如果颗粒沉降位于牛顿区，则颗粒直径最小时，1000P t eP d u R ρμ==所以1000t P u d μρ=，同时t u =所以p d =31.5110p d -=⨯m3、 粒径为76μm 的油珠（不挥发，可视为刚性）在20℃的常压空气中自由沉降，恒速阶段测得20s 内沉降高度为 2.7m 。
沉降例题
一、选择选题（单选）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．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)1/35．以下说法是正确的（）。
A(A)过滤速率与A(过滤面积)成正比(B)过滤速率与A2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6．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) l7．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8．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2倍(D)增大至原来的1.5倍9．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10．过滤推动力一般是指（）。
B(A)过滤介质两边的压差(B)过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差(C)滤饼两面的压差(D)液体进出过滤机的压差11．板框压滤机中，最终的过滤速率是洗涤速率的（）。
C(A)一倍(B)一半(C)四倍(D)四分之一12．助滤剂应具有以下性质（）。
化工原理：(含答案)第三章 非均相物系的分离
第三章 非均相物系的分离一、填空题：1．⑴一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降，若空气温度由20°C 升至50°C ，则其沉降速度将 。
⑵降尘室的生产能力只与降尘室的 和 有关，而与 无关。
解⑴下降 ⑵长度 宽度 高度2．①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 ，气流速度 ，生产能力 。
②在滞流（层流）区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比；在湍流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比。
解①增加一倍 ， 减少一倍 ， 不变 ②2 ， 1/2沉降操作是指在某种 中利用分散相和连续相之间的 差异，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。
沉降过程有 沉降和 沉降两种方式。
答案：力场；密度；重力；离心3．已知q 为单位过滤面积所得滤液体积V/S ，e e e S V q V /，为为过滤介质的当量滤液体积（滤液体积为e V 时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力），在恒定过滤时，测得2003740/+=∆∆q q τ，过滤常数K ＝ ，e q = 。
解0.000535 ， 0.05354．⑴间歇过滤机的生产能力可写为Q ＝V/∑τ，此外V 为 ，∑τ表示一个操作循环所需的 ，∑τ等于一个操作循环中 ， 和 三项之和。
一个操作循环中得到的滤液体积 ，总时间 ，过滤时间τ ，洗涤时间τw ， 辅助时间τD⑵．一个过滤操作周期中，“过滤时间越长，生产能力越大”的看法是 ，“过滤时间越短，生产能力越大”的看法是 。
过滤时间有一个 值，此时过滤机生产能力为 。
不正确的 ，不正确的 ， 最适宜 ， 最大⑶．过滤机操作循环中，如辅助时间τ越长则最宜的过滤时间将 。
⑶ 越长(4). 实现过滤操作的外力可以是 、 或 。
答案：重力；压强差；惯性离心力5．⑴在过滤的大部分时间中， 起到了主要过滤介质的作用。
⑵最常见的间歇式过滤机有 和 连续式过滤机有 。
⑶在一套板框过滤机中，板有 种构造，框有 种构造。
化工原理颗粒的沉降和流态化典型例题题解
第5章颗粒的沉降和流态化【例1】落球粘度计。
使用光滑小球在粘性液体中的自由沉降测定液体的粘度。
现有密度为8010kg/m 3、直径0.16mm 的钢球置于密度为980kg/m 3的某液体中，盛放液体的玻璃管内径为20mm 。
测得小球的沉降速度为1.70mm/s ,试验温度为20℃,试计算此时液体的粘度。
测量是在距液面高度1/3的中段内进行的，从而免除小球初期的加速及管底对沉降的影响。
当颗粒直径d 与容器直径D 之比d/D <0.1,雷诺数在斯托克斯定律区内时，器壁对沉降速度的影响可用下式修正：—0.16x 10-3解：D ―2x 10-2=1.70x 10-31+2.104x 8x 10-3]=1.73X 10-3m/s可得d 2（p -p ）g G.16x 10-3）（8010-980）x 9.81ILl=s =18u 18x 1.73x 10-3t=0.0567Pa •s校核颗粒雷诺数du 'p0.16x10-3x1.70x10-3x980tRet l 0.0567上述计算有效。
【例2】拟采用降尘室回收常压炉气中所含的球形固体颗粒。
降尘室底面积为10m 2,宽和高均为2m 。
操作条件下，气体的密度为0.75kg/m 3,粘度为 2.6X 10-5Pa •s ；固体的密度为3000kg/m 3；降尘室的生产能力为3m 3/s 。
试求：1）理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径；2）粒径为40u m 的颗粒的回收百分率；3）如欲完全回收直径为10u m 的尘粒，在原降尘室内需设置多少层水平隔板？解：1）理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径在降尘室中能够完全被分离出来的最小颗粒的沉降速度为V 3u =—r=——0.3t bl 10m/s由于粒径为待求参数，沉降雷诺准数Re t 无法计算，故需采用试差法。
假设沉降在滞流区，则可用斯托克斯公式求最小颗粒直径，即-18l u 18x 2.6x 10-5x 0.3d =t ==6.91x 10-5m =69.1|i mmin '.Ap -p ）g\3000x 9.81s核算沉降流型u 1+2.104-I D J式中u't 为颗粒的实际沉降速度; u t 为斯托克斯定律区的计算值。
沉降计算例题(试题学习)
地基沉降量计算地基变形在其表面形成的垂直变形量称为建筑物的沉降量。
在外荷载作用下地基土层被压缩达到稳定时基础底面的沉降量称为地基最终沉降量。
一、分层总和法计算地基最终沉降量计算地基的最终沉降量，目前最常用的就是分层总和法。
（一）基本原理该方法只考虑地基的垂向变形，没有考虑侧向变形，地基的变形同室内侧限压缩试验中的情况基本一致，属一维压缩问题。
地基的最终沉降量可用室内压缩试验确定的参数（e i、E s、a）进行计算，有：变换后得：或式中：S--地基最终沉降量（mm）；e--地基受荷前（自重应力作用下）的孔隙比；1e--地基受荷（自重与附加应力作用下）沉降稳定后的孔隙比；2H--土层的厚度。
计算沉降量时，在地基可能受荷变形的压缩层范围内，根据土的特性、应力状态以及地下水位进行分层。
然后按式（4-9）或（4-10）计算各分层的沉降量S。
最后将各分层的沉降量总和起来即为地基的最终沉降量：i（二）计算步骤1）划分土层如图4-7所示，各天然土层界面和地下水位必须作为分层界面；各分层厚度必须满足H i≤0.4B（B为基底宽度）。
2）计算基底附加压力p03）计算各分层界面的自重应力σsz和附加应力σz；并绘制应力分布曲线。
4）确定压缩层厚度满足σz=0.2σsz的深度点可作为压缩层的下限；对于软土则应满足σz=0.1σsz；对一般建筑物可按下式计算z n=B(2.5-0.4ln B)。
5）计算各分层加载前后的平均垂直应力p=σsz； p2=σsz+σz16）按各分层的p1和p2在e-p曲线上查取相应的孔隙比或确定a、E s等其它压缩性指标7）根据不同的压缩性指标，选用公式（4-9）、（4-10）计算各分层的沉降量Si8）按公式（4-11）计算总沉降量S。
分层总和法的具体计算过程可参例题4-1。
例题4－1已知柱下单独方形基础，基础底面尺寸为2.5×2.5m，埋深2m，作用于基础上（设计地面标高处）的轴向荷载N=1250kN，有关地基勘察资料与基础剖面详见下图。
化工原理第一章沉降与过滤习题..
沉降与过滤一章习题一、选择题1、 一密度为7800 kg/m 3 的小钢球在相对密度为1.2的某液体中的自由沉降速度为在20℃水中沉降速度的1/4000，则此溶液的粘度为 （设沉降区为层流20℃水密度998.2kg/m 3粘度为100.5×10-5 Pa ·s ）。
⋅A 4000 mPa ·s ； ⋅B 40 mPa ·s ； ⋅C 33.82 Pa ·s ； ⋅D 3382 mPa ·s2、含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。
理论上能完全除去30μm 的粒子，现气体处理量增大1倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为 。
A ．m μ302⨯；B 。
m μ32/1⨯；C 。
m μ30；D 。
m μ302⨯3、降尘室的生产能力取决于 。
A ．沉降面积和降尘室高度；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 ．降尘室的宽度和高度。
4、降尘室的特点是 。
A ． 结构简单，流体阻力小，分离效率高，但体积庞大；B ． 结构简单，分离效率高，但流体阻力大，体积庞大；C ． 结构简单，分离效率高，体积小，但流体阻力大；D ． 结构简单，流体阻力小，但体积庞大，分离效率低5、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素 无关。
A ．颗粒的几何尺寸B ．颗粒与流体的密度C ．流体的水平流速；D ．颗粒的形状6、恒压过滤时， 如滤饼不可压缩，介质阻力可忽略，当操作压差增加1倍，则过滤速率为原来的 。
A. 1 倍；B. 2 倍；C.2倍；D.1/2倍7、助滤剂应具有以下性质 。
A. 颗粒均匀、柔软、可压缩;B. 颗粒均匀、坚硬、不可压缩;C. 粒度分布广、坚硬、不可压缩;D. 颗粒均匀、可压缩、易变形8、助滤剂的作用是 。
A ． 降低滤液粘度，减少流动阻力；B ． 形成疏松饼层，使滤液得以畅流；C ． 帮助介质拦截固体颗粒；D ． 使得滤饼密实并具有一定的刚性9、以下说法是正确的 。
化工原理沉降与过滤习题及答案
沉降与过滤一章习题及答案一、选择题1、 一密度为7800 kg/m 3的小钢球在相对密度为1.2的某液体中的自由沉降速度为在20℃水中沉降速度的1/4000，则此溶液的粘度为 （设沉降区为层流20℃水密度998.2 kg/m 3粘度为100.5×10-5Pa ·s ）。
A⋅A 4000 mPa ·s ； ⋅B 40 mPa ·s ； ⋅C 33.82 Pa ·s ； ⋅D 3382 mPa ·s2、含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。
理论上能完全除去30μm 的粒子，现气体处理量增大1倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为 。
DA ．m μ302⨯；B 。
m μ32/1⨯；C 。
m μ30；D 。
m μ302⨯ 3、降尘室的生产能力取决于 。
BA ．沉降面积和降尘室高度；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 ．降尘室的宽度和高度。
4、降尘室的特点是 。
DA ． 结构简单，流体阻力小，分离效率高，但体积庞大；B ． 结构简单，分离效率高，但流体阻力大，体积庞大；C ． 结构简单，分离效率高，体积小，但流体阻力大；D ． 结构简单，流体阻力小，但体积庞大，分离效率低5、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素 无关。
C A ．颗粒的几何尺寸 B ．颗粒与流体的密度 C ．流体的水平流速； D ．颗粒的形状6、在讨论旋风分离器分离性能时，临界粒径这一术语是指 。
CA ．旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径; B. 旋风分离器允许的最小直径; C. 旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径; D. 能保持滞流流型时的最大颗粒直径 7、旋风分离器的总的分离效率是指 。
DA. 颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率;B. 颗粒群中最小粒子的分离效率;C. 不同粒级(直径范围)粒子分离效率之和;D. 全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率 8、对标准旋风分离器系列，下述说法哪一个是正确的 。
化工原理 第三章 沉降与过滤-例题
18×1.005×10
−3
= 9.797×10−3m/ s
核算流型
Rt= e dut ρ 95×10−6 ×9.797×10−3 05×10
−3
=0.9244 1 ＜
原假设滞流区正确，求得的沉降速度有效。
例 ： 拟采用降尘室除去常压炉气中的球形尘粒。降尘室 的宽和长分别为2m和6m,气体处理量为1标m3/s，炉气温度为 427℃，相应的密度ρ=0.5kg/m3 ，粘度µ=3.4×10-5Pa.s，固体 密度ρS=400kg/m3 操作条件下，规定气体速度不大于0.5m/s， 试求： 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； 3. 粒径为40µm的颗粒的回收百分率； 4. 欲使粒径为10µm的颗粒完全分离下来，需在降降尘室内设 置几层水平隔板？
解：1）降尘室的总高度H
273+t 273+427 V =V =1× = 2.564m3 / s S 0 273 273 V 2.564 H= S = . m bu 2×0.5 = 2 564
2）理论上能完全出去的最小颗粒尺寸
Vs 2.564 ut = = = 0.214m/ s bl 2×6
用试差法由ut求dmin。 假设沉降在斯托克斯区
例 ： 试计算直径为95µm，密度为3000kg/m3 的固体颗粒在 20℃的水中的自由沉降速度。 解：1）在20℃水中的沉降。 用试差法计算 先假设颗粒在滞流区内沉降 ，
d2(ρs − ρ)g ut = 18µ
附录查得，20℃时水的密度为998.2kg/m3,µ=1.005×10-3Pa.s
(95×10 ) (3000−998.2)×9.81 u=
18µut 18×3.4×10−5 ×0.214 dmin = = = 5.78×10−5m (ρs −ρ)g (4000−0.5) ×9.807
化工原理沉降与过滤习题及答案完整版
化工原理沉降与过滤习题及答案HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】沉降与过滤一章习题及答案一、选择题1、 一密度为7800 kg/m 3 的小钢球在相对密度为1.2的某液体中的自由沉降速度为在20℃水中沉降速度的1/4000，则此溶液的粘度为 （设沉降区为层流20℃水密度998.2 kg/m 3粘度为100.5×10-5 Pa ·s ）。
A⋅A 4000 mPa ·s ； ⋅B 40 mPa ·s ； ⋅C 33.82 Pa ·s ； ⋅D 3382 mPa ·s2、含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。
理论上能完全除去30μm 的粒子，现气体处理量增大1倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为 。
DA ．m μ302⨯；B 。
m μ32/1⨯；C 。
m μ30；D 。
m μ302⨯3、降尘室的生产能力取决于 。
BA ．沉降面积和降尘室高度；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 ．降尘室的宽度和高度。
4、降尘室的特点是 。
DA ． 结构简单，流体阻力小，分离效率高，但体积庞大；B ． 结构简单，分离效率高，但流体阻力大，体积庞大；C．结构简单，分离效率高，体积小，但流体阻力大；D．结构简单，流体阻力小，但体积庞大，分离效率低5、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素无关。
CA．颗粒的几何尺寸 B．颗粒与流体的密度C．流体的水平流速； D．颗粒的形状6、在讨论旋风分离器分离性能时，临界粒径这一术语是指。
CA．旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径; B. 旋风分离器允许的最小直径; C. 旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径; D. 能保持滞流流型时的最大颗粒直径7、旋风分离器的总的分离效率是指。
《化工单元操作》过滤与沉降机械分离习题
2、该机的每一滤框厚度减半，长宽不变，框数加倍， 仍用相同滤布，洗涤用水量不变，拆装时间为25min，
试求：滤渣完全充满滤框时，生产能力变为若干。
Vh
V
w D
V 2 2dV
d
)
w
8aw (V 2 VVe ) KA2
D2 25min
w2 ?
K如 A何 V变 Ve 化
w2 0.268hr
试求：滤渣完全充满滤框时，生产能力变为若干。
求：1、该机生产能力；
Vh
V
w
D
5.23m3 / h
( dV
d
)w
1 4
( dV
d
)E
1 KA2
8 (V Ve )
w
Vw
(
dV
d
)
w
8aw (V 2 VVe ) KA2
w 1.07hr
恒压时，V 2
2VVe
KA2
KA2
V2
2VVe
190
V2
V1
15m3(v
V滤饼 V滤液
)
Ve2 2Ve1 4m3 (Ve A)
A2 2A1
K2
K1
2p1s
r0v
KA22 4KA12 760
Vh
V
w
D
14.15m3 / h
V 2 2VVe KA2 2 0.375hr
w
Vw
(
dV
d
)
w
8aw (V 2 VVe ) KA2
D2 25min
化工单元操作
机械分离习题
一板框压滤机，在一定压力下过滤某种悬浮液。 当滤渣完全充满滤框时滤液量15m3，过滤时间1.5hr， 随后在相同压力下，用10%滤液量的清水(物性可视为 与滤液相同)洗涤，每次拆装时间18min。已知这一 操作中Ve=2.0m3 求：1、该机生产能力；
沉降方试题——精选推荐
本文档由无尘大哥上传至豆丁网过滤、沉降方试题一、填空题1．非均相物系是指物系内部有明显的相界面存在，而界面两侧物质的性质是_______________ 。
完全不同的2．非均相物系一般有两相组成，其中一相称为__________另一相称为_________。
连续相，分散相3．非均相物系的主要分离方法有____________、_____________、___________及_____________。
沉降，过滤，离心分离，湿法分离4．悬浮液是指由__________和_________组成的混合物。
（填液相、气相或固相）液体，固体5．雾沫是指由连续相为__________和分散相为_________组成的混合物。
（填液相、气相或固相）气相，液相6．乳浊液是指由__________和_________组成的混合物。
（填液相、气相或固相）液相，液相7．沉降分离是依据分散介质与分散物质间的________ 差来分离的。
密度8．沉降器的生产能力与__________和________________正比，与__________无关。
面积，颗粒的沉降速度，沉降高度9．沉降分离的必要条件是_____________________________________________ 。
颗粒在沉降器中的停留时间大于或等于沉降时间10．旋风分离器的操作是混合气体从筒体上部的________方向进入（径向或切向），________排出净化气体，_________间歇排灰（顶部或底部）。
切向，顶部，底部11.过滤方法有______________、______________和________________三种。
饼层过滤，深床过滤，动态过滤12.常用的过滤介质有_____________、______________和_________________三种。
织物状，粒状，固体多孔13.助滤剂的用途为__________________________________________________和_________________________________________。
沉降经典例题
第五章 颗粒的沉降与流态化典型例题1. 已算出直径为40μm 的小颗粒在20℃常压空气内的沉降速度为0.08m/s,相同密度的颗粒如果直径减半,则沉降速度为多大?(20℃空气密度为1.2kg/m 3,粘度为1.81×10-6 Pa·s) 解: (1) 当m d μ401=时,s m u /08.01=6115(4010)0.08 1.20.21221.8110ep d u R ρμ--⨯⨯⨯===<⨯ 层流 当1221d d =,其沉降必在层流区： 2222112111()()24110.080.02m/s 44u d u d u u ∴===⇒==⨯=2. 在20m 高的升气管中，要求球形颗粒停留10 秒。
粒径10μm ，粒子密度2500 Kg/m 3。
气体密度1.2 kg/m 3，粘度0.0186mPa.s ，气流量100 m 3/h 。
试求升气管直径。
（设粒子加速段可忽略不计）解：设沉降位于stocks 区，则：2523()(10)(2500 1.2)9.810.00732m/s 18180.018610p p t d gu ρρμ---⨯-⨯===⨯⨯ 校核: 53100.00732 1.20.004720.018610p t ep d u R ρμ--⨯⨯===⨯层流 ∴假设正确. 令气流上升速度为u 气停留时间12()100.785V t t q H u H u u d-==-⋅=-气 12100/3600(0.00732)20100.785d--⨯= 解得: d =0.133m=133mm3. 有一降尘室，长6m ，宽3m ，共20层，每层100mm ，用以除去炉气中的矿尘，矿尘密度33000kg/m p ρ=，炉气密度30.5kg/m ，粘度0.035m Pa s ⋅，现要除去炉气中10μm 以上的颗粒，试求：（1）为完成上述任务，可允许的最大气流速度为多少？（2）每小时最多可送入炉气若干？（3）若取消隔板，为完成任务该降尘室的最大处理量为多少？ 解：（1）设沉降区为滞流，则 2()18P P t d g u ρρμ-= 因为P ρρ>>则 623(1010)30009.81 4.67mm/s 180.03510t u --⨯⨯⨯==⨯⨯ 63431010 4.67100.5Re 6.671010.03510t P du ρμ----⨯⨯⨯⨯===⨯<⨯ 假设正确 由降尘室的分离条件，有34.61060.28m/s 0.1t L u u H -⨯⨯=== （2）33202063 4.671036006052.3m /h V t q Au -==⨯⨯⨯⨯⨯=（3）3363 4.67105600302.6m /h V t q Au -==⨯⨯⨯⨯=可见加隔板可提高生产能力，但隔板间距不能过小，过小会影响出灰和干扰沉降。
沉降例题
拟采用降尘室回收常压炉气中所含的固体颗粒，降尘室底面积为10m2，宽和高均为2m ，炉气处理量为4m3/s 。
操作条件下气体密度为0.75kg/m3，粘度 2.6×10-5Pa·s,固体密度为 3000kg/m3。
求(1)理论上能完全捕集下来的最小粒径；(2)粒径为40μm 颗粒的回收百分率；(3)若完全回收直径为15μm 的尘粒，对降尘室应作如何改进?解：(1)能完全分离出的最小颗粒的沉降速度ut=VS/bl=4/10=0.4m/s故沉降属于滞流区，因而能除去最小颗粒直径为：(2)直径为40μm 的颗粒必在滞流区沉降，其沉降速度ut ′：因气体通过降尘室的时间为：θ=lb·H/VS=10×2/4=5s故理论上直径40μm 的颗粒在此时间内沉降高度H ′=ut θ=0.1006×5=0.503m设降尘室入口炉气均布，在降尘室入口端处于顶部及其附近的d=40μm 的尘粒，因其ut<0.4m/s ，它们随气体到达出口时还没有沉到底056.0047.0106.281.9)75.03000(75.04.0g )(u 'K 523S 23t <=⨯⨯⨯-⨯=μρ-ρρ=-m 80m 10881.9)75.03000(4.0106.218g )(u 18d 55S t min μ=⨯=⨯-⨯⨯⨯=ρ-ρμ=--s /m 1006.0106.21881.9)75.03000()1040(18g )(d u 526S 2't =⨯⨯⨯-⨯⨯=μρ-ρ=--而随气体带出，而入口端处于距室底0.503m 以下的40μm 的尘粒均能除去，所以40μm 尘粒的除尘效率：η=H ′/H=0.503/2=25.15%(3)要完全回收直径为15μm 的颗粒，则可在降尘室内设置水平隔板，使之变为多层降尘室。
降尘室内隔板层数n 及板间距h 的计算为：取n=28,则隔板间距h=H/(n+1)=2/29=0.069m因而在原降尘室内设置28层隔板理论上可全部回收直径为15μm 的颗粒。
例题2-3 (1)
例2-3 某一废水在有效水深为1.8m 的沉淀柱内进行沉降试验。
由沉淀柱不同沉淀时间、不同深度的悬浮去除率表示于图2-16中。
去除百分数曲线用这些数据内插法绘制的。
求沉淀时间为60min 时的悬浮物总去除率。
解：
60min 时底部取样口悬浮物的去除百分数为48%；
48%的颗粒沉速具有大于或等于1800/（60⨯60）=0.5mm/s;
沉速小于0.5mm/s 的颗粒只有部分沉到底部，而且按u/u0的比例除去； 去除率48%-50%,50%-65%，65%-80%的中心高度分别为1.7m,1.3m,0.7m; 在48%-50%的颗粒具有一平均沉降速度:1700mm/60⨯60=0.47mm/s;
在50%-65%的颗粒具有一平均沉降速度:1300mm/60⨯60=0.35mm/s; 在65%-80%的颗粒具有一平均沉降速度:700mm/60⨯60=0.2mm/s;
以后的增量之间颗粒沉速很小,可以忽略不计算:
%
65)6580(8
.17.0)5065(8.13.1)4850(8.17.148)(...)()()6580(5
.02.0)5065(5.035.0)4850(5.047.048)(...)()(2211002021010=-+-+-+=++++=-+-+-+=++++
=E P H
h P H h P H h E P u u P u u P u u E E n n n n 或。
化工原理第三章沉降与过滤课后习题及答案(1)
第三章 沉降与过滤沉 降【3-1】 密度为1030kg/m 3、直径为400m μ的球形颗粒在150℃的热空气中降落，求其沉降速度。
解 150℃时，空气密度./30835kg m ρ=，黏度.524110Pa s μ-=⨯⋅颗粒密度/31030p kg m ρ=，直径4410p d m -=⨯ 假设为过渡区，沉降速度为()(.)()./..1122223345449811030410179225225241100835p t p g u d m s ρρμρ--⎡⎤-⎡⎤⨯==⨯⨯=⎢⎥⎢⎥⨯⨯⨯⎢⎥⎣⎦⎣⎦验算 .R e ..454101790．835=24824110p t d u ρμ--⨯⨯⨯==⨯ 为过渡区【3-2】密度为2500kg/m 3的玻璃球在20℃的水中和空气中以相同的速度沉降。
试求在这两种介质中沉降的颗粒直径的比值，假设沉降处于斯托克斯定律区。
解 在斯托克斯区，沉降速度计算式为()/218t p p u d g ρρμ=-由此式得（下标w 表示水，a 表示空气）()()2218= p w pw p a pat w ad d u g ρρρρμμ--=pw pad d =查得20℃时水与空气的密度及黏度分别为./,.339982 100410w w kg m Pa s ρμ-==⨯⋅ ./,.35120518110a a kg m Pa s ρμ-==⨯⋅已知玻璃球的密度为/32500p kg m ρ=，代入上式得.961pw pad d ==【3-3】降尘室的长度为10m ，宽为5m ，其中用隔板分为20层，间距为100mm ，气体中悬浮的最小颗粒直径为10m μ，气体密度为./311kg m ，黏度为.621810Pa s -⨯⋅，颗粒密度为4000kg/m 3。
试求：(1)最小颗粒的沉降速度；(2)若需要最小颗粒沉降，气体的最大流速不能超过多少m/s? (3)此降尘室每小时能处理多少m 3的气体？解 已知,/./.6336101040001121810pc p d m kg m kg m Pa s ρρμ--=⨯===⨯⋅,, (1) 沉降速度计算 假设为层流区().()(.)./.26269811010400011001181821810pc p t gd u m s ρρμ---⨯⨯-===⨯⨯验算..Re .66101000111000505221810pc t d u ρμ--⨯⨯⨯===<⨯． 为层流(2) 气体的最大流速max u 。
机械分离概念题示例与分析
第二部分 机械分离概念题示例与分析一、填空题2-1、一球形石英颗粒，分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水中的沉降速度将 ，在空气中的沉降速度将 。
答案：下降，增大分析：由斯托克斯定律 μρρ18)(2g d u s t -= 对空气系统，s ρ 》ρ，故 u u u u tt '≈' 对水系统，水的密度随温度的变化可忽略，故同样有 uu u u t t '≈' 可见无论是气体还是液体，温度的改变主要是通过粘度变化来影响沉降速度。
气体粘度随温度升高而增加，故沉降速度下降；液体粘度随温度升高而减小，故沉降速度增大。
但要注意此结论是通过斯托克斯定律得出，其他情况还需要具体分析。
2-2、若降尘室的高度增加，则沉降时间 ，气流速度 ，生产能力 。
答案：增加；下降；不变分析：因沉降距离增加，故沉降时间将增加。
降尘室高度的增加使气体在降尘室的流道截面增大，故气流速度下降。
生产能力的计算公式为：t Au Vs =可见，降尘室的生产能力只决定于沉降面积和沉降速度而与降尘室的高度无关。
2-3、选择旋风分离器型式及决定其主要尺寸的根据 ； ； 。
答案：气体处理量，分离效率，允许压强降2-4、通常， 非均相物系的离心沉降是在旋风分离器中进行，悬浮物系一般可在旋液分离器或沉降离心机中进行。
答案：气固；液固2-5、沉降操作是指在某种 中利用分散相和连续相之间的 差异，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。
沉降过程有 沉降和 沉降两种方式。
答案：力场；密度；重力；离心2-6、阶段中颗粒相对于流体的运动速度称为沉降速度，由于这个速度是 阶段终了时颗粒相对于流体的速度 ，故又称为“终端速度”。
答案：等速；加速2-7、影响沉降速度的主要因素有① ；② ；③ ；答案：颗粒的体积浓度；器壁效应；颗粒形状2-8、降尘室通常只适合用于分离粒度大于 的粗颗粒，一般作为预除尘使用。
答案：50μm2-9、旋风分离器的总效率是指 ，粒级效率是指 。
过滤沉降例题
回转真空过滤机 V22VVe KA2n
Q Q n V 4 .7 7 1 3 4 0 m 3/s
联立
改用回转真空过滤机后，压差不变，故K不变；
滤布不变，故qe不变。 K=4.2410-5m2/s，qe=0.0201m3/m2 过滤面积
A D L 1 1 3 .1m 4 2
V eq eA 0 .02 3 0 .11 4 0 .06 m 331
A 2 2 p 1A 1 2/ p221 2A
A2A1 215221.22m
增加 A 2-A 1 面 2.2 1 积 1 5 6.22m
(2) 设在旋转一周内的滤液V(m3)
则Q60nmV 3/h
即 6 6 0 0 .V 5
V6/(6 00 . 50).2 3 m
一板框式过滤机，过滤面积为2m2 ，在147kPa（表压）下恒压 过滤操作２小时，得滤液36m3，装卸时间为30分钟，滤饼不可压缩。 试求：(1)此过滤机的最大生产能力？(不洗涤)；(2)若过滤２小时 后，以５m3的洗液（物性与滤液相似）洗涤滤饼，洗涤时间及生产 能力为多少？（3）若采用一台过滤面积相同，转数为0.5转／分的 转筒过滤机代替板框机。真空度为600mmHg，转筒沉浸度为１/３， 过滤机的生产能力可提高到多少m3/h？（上述计算均忽略介质阻力， 大气压为１atm） 解：(1) θ＝θD时，生产能力最大。恒压过滤，不计介质阻力时：
(2) 可以加一隔板 Vs(n1)LBut
隔板数
next
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。
化工原理沉降与过滤习题及答案
化工原理沉降与过滤习题及答案IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】沉降与过滤一章习题及答案一、选择题1、 一密度为7800 kg/m 3的小钢球在相对密度为的某液体中的自由沉降速度为在20℃水中沉降速度的1/4000，则此溶液的粘度为 （设沉降区为层流20℃水密度998.2 kg/m 3粘度为×10-5 Pa ·s ）。
A⋅A 4000 mPa ·s ； ⋅B 40 mPa ·s ； ⋅C Pa ·s ； ⋅D 3382 mPa ·s2、含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。
理论上能完全除去30μm 的粒子，现气体处理量增大1倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为 。
D A ．m μ302⨯； B 。
m μ32/1⨯；C 。
m μ30； D 。
m μ302⨯3、降尘室的生产能力取决于 。
BA ．沉降面积和降尘室高度；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 ．降尘室的宽度和高度。
4、降尘室的特点是 。
DA ． 结构简单，流体阻力小，分离效率高，但体积庞大；B ． 结构简单，分离效率高，但流体阻力大，体积庞大；C ． 结构简单，分离效率高，体积小，但流体阻力大；D ． 结构简单，流体阻力小，但体积庞大，分离效率低5、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素 无关。
C A ．颗粒的几何尺寸 B ．颗粒与流体的密度 C ．流体的水平流速； D ．颗粒的形状6、在讨论旋风分离器分离性能时，临界粒径这一术语是指 。
CA ．旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径; B. 旋风分离器允许的最小直径; C. 旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径; D. 能保持滞流流型时的最大颗粒直径7、旋风分离器的总的分离效率是指 。
非均相物系分离填空题某颗粒的重力沉降服从斯托克斯定律
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。
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3.3 沉降分离
3.3.1 重力沉降
2.检验 Ret ： Ret
d ut
2.02 104 0.01 997 2.25 2 3 0.8937 10
3.重设：与原假设不符，故重设在过渡区沉降，
.6 用阿伦公式求解： ut 0.27 d ( s ) g Re0 P
3.3 沉降分离
3.3.1 重力沉降 1. 求dmin 解：设在斯区：
d min Vs 18 9.21 10 5 m 92 .1m g s A底
dut 9.21 105 0.694 0.6 ＝0.96 1 5 4 10
验Ret:
将已知值代入得： 0.01 0.27 d (1400 997) 9.81 (2.25)0.6
997
解出： d 2.13 104 m
4.再检验 Ret
Ret
dut
计算结果表明，重设正确（即属于过渡区沉降），故粒子 直径为 。 2.13 104 m
2.13 104 0.01 997 2.37 3 0.891 重力沉降
例3： （难）
有一温度为25℃的水悬浮液，其中固 体颗粒的密度为1400kg/m3 ，现测得其沉 降速度为0.01m/s ，求固体颗粒的直径。
3.3 沉降分离
3.3.1 重力沉降
. 解：1.假设：
假设粒子在滞流区沉降，故可以用斯式求出其直径
即：
18ut d ( ) g S
3.3 沉降分离
3.3.1 重力沉降
例: 某除尘室高2m,宽2m,长5m，用于矿石焙烧炉
的炉气除尘。矿尘的密度为4500kg/m3，其形状近 于圆球。操作条件下气体流量为6.94m3/s，密度为 0.6kg/m3 ，粘度 3 105 Pa s。试求： 1.理论上能完全除去的最小矿粒直径。 2.分10层，除去的粒径不变，处理量为多少？ 3.分10层，处理量不变,可除去的最小粒径为多少？
1 2
1 u 0 . 01 m s , 又已知： t
P 1400 kg m3
1 2
997kg m3 0.8937 103 Pa s 查出25℃水：
18 0.8937 10 0.01 4 将各值代入上式得： dP 2 . 02 10 m (1400 997) 9.807
Ret
正确
3.3 沉降分离
3.3.1 重力沉降
2.A底’=10A底
VS变化
3 Vs A底ut 10A底ut 10VS 69.4m / s
3.A底’=10A底
d min Vs 18 2.91 10 5 m 29.1m g P 10A