非均相物系分离习题及答案
非均相物系分离题库
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 第三章 非均相分离试题及答案
化工原理考试题及答案第三章非均相分离姓名____________班级____________学号_____________成绩______________一、填空题：1.（2分）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2.（3分）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3.（2分）自由沉降是 ___________________________________ 。
***答案*** 沉降过程颗粒互不干扰的沉降4.（2分）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________ 。
球形粒子的球形度为_________ 。
***答案*** 小 15.（2分）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6.（3分）球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_______________ 。
滞流沉降时，其阻力系数=____________.***答案*** 粒子所受合力的代数和为零 24/ Rep7.（2分）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.（3分）气体的净制按操作原理可分为________________________________________________________.旋风分离器属_________________ 。
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 。
非均相物系分离自测题及答案.doc
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O3.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o5.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"，条件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）o8.除去气流中尘粒的设备类型有, , 等。
g 饼房i寸9痕早甘i . §柔床i寸$痕卓1片10.痂I压据机中横穿洗凉法,在流段粘度与推动万相同条件下,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.T.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（）oA.粒子儿何形状B.粒子儿何尺寸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1 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（）0A. 3n?/sB. lm3/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（）。
A.增加一倍B.为原来1/2C.不变D.不确定4.粒径分别为16pm及叩m的两种颗粒在同一旋风分离器中沉降，则两种颗粒的离心沉降速度之比为（）（沉降在斯托克斯区）。
A . 2 B. 4 C. 1 D. 1/25.以下表达式中正确的是（）。
A.过滤速率与过滤面积平方I成正比；B.过滤速率与过滤面积A成正比C.过滤速率与所得滤液体枳V成正比；D.过滤速率与虚拟滤液体枳V。
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。
第三章非均相物系的分离练习题
第三章非均相物系的分离练习题第三章非均相物系的分离一、填空题1、旋风分离器是用于混合物分离的典型设备，如奶粉、蛋粉等干制品加工后期的分离，其主要性能参数为、和。
2、多数沉降过程是在层流区内进行的，根据层流区域内的斯托克斯定律，影响沉降速度的主要因素有、和。
3、过滤操作基本计算的依据主要是过滤基本方程,即。
在实际运用时还必须考虑三种情况，即的相对大小, 的相对大小和恒速过滤或恒压过滤。
4、沉降分离方法主要有、和电沉降，非均相混合物在沉降分离设备内能分离出来的条件为。
5、过滤推动力应是由所组成的过滤层两侧的压力差，而过滤阻力相应包括和。
6、某降尘室高4m，宽3m，长5m，用于矿石焙烧炉的炉气除尘。
矿尘密度为4300千克每立方米，其形状近于圆球，操作条件下气体流量为1800立方米每小时，气体密度为0.9千克每立方米，粘度为0.03mPa·s。
则理论上能除去矿尘颗粒的最小直径为_______μｍ二、选择题1、某球形颗粒在粘度为1.86×10-5Pa.S的大气中自由沉降，已知颗粒直径为40μm，密度为2600Kg/m3，沉降速度为0.12m/s，则该颗粒沉降属（）（设大气密度ρ=1.165Kg/m3）A、层流区B、过渡流区C、湍流区D、无法确定2、若固体颗粒密度为2600Kg/m3，大气压强为0.1Mpa，温度为300C，（此状况下空气密度ρ=1.165Kg/m3粘度为μ=1.86×10-5Pa.S）,则直径为40μm的球形颗粒在该大气中的自由沉降速度为（）A、0.12m/sB、1.63m/sC、1.24m/sD、2.12m/s3、过滤过程的计算主要是通过过滤基本方程进行的，方程式中几个表示体系特征的过滤常数则需通过实验首先确定，这几个过滤常数为（）A、K、S、Ve（Vd）、ΔPB、K、S、Ve（Vd）、te（td）C、K、S、Ve（Vd）、rD、K、Ve（Vd）、ΔP、r4、利用过滤基本方程计算过滤速度必须考虑滤饼的可压缩性，所谓不可压缩滤饼，下列说法错误的是（）。
(精品)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。
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（）。
第三章非均相物系分离习题
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：u与其直径的______次方成正比；而在湍流在层流区，球形颗粒的沉降速度tu与其直径的______次方成正比。
区，t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θ。
(2分)气体在室内的停留时间θ应≥颗粒的沉降时间t层流（1分）（共3分）习题4：u条件下，降尘室的生产能力只取决于_____________而在规定的沉降速度t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e q 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__________、________和___________三种基本类型；而据分离因数的大小，离心机可分为__________、________和___________。
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——非均相物系的分离习题及答案
化工原理——非均相物系的分离习题及答案第三章非均相物系的分离一、选择与填空1、在滞流区，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。
2、在恒压过滤时，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时同一时刻所得滤液量__________。
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3、过滤基本方程式是基于＿＿＿＿推导出来的。
A 滤液在介质中呈湍流流动B 滤液在滤渣中呈湍流流动C 滤液在介质中呈层流流动D 滤液在滤渣中呈层流流动4、颗粒的沉降速度不是指（）。
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5、叶滤机洗涤速率与最终过滤速率的比值为（）。
A 1/2B 1/4C 1/3D 16、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（）。
CA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7、在降尘室中除去某粒径的颗粒时，若降尘室高度增加一倍，则颗粒的沉降时间____，气流速度____，生产能力____。
8、沉降雷诺准数Ret越大，流体粘性对沉降速度的影响____。
9、一球形石英粒子在空气中作滞流自由沉降。
若空气温度由20℃提高至50℃，则其沉降速度将____。
10、含尘气体通过长4m、宽3m、高1m的降尘室，颗粒的沉降速度为0.03m/s，则降尘室的最大生产能力为____m3/s。
11、根据过滤基本方程式（说明提高过滤机生产能力的措施是（最少写出三条）____、____、____。
12、以下说法中正确的是（）A． B. C. D.13、在板框压滤机中，若过滤压力差增加一倍，则过滤速率变为原来的___倍，生产能力为___倍。
（过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩）14、恒压过滤某种悬浮液（介质阻力可忽略，滤饼不可压缩），已知10min单位过滤面积上得滤液0.1m3。
资料：非均相分离题及解答
第3章 非均相物系分离题库解答3-1 有一固体颗粒混合物，通过筛分获得以质量为基准的粒度分布为：粒度1µm ，0％至50µm ，100％的范围近似可用一直线表示，试求该颗粒混合物的比表面积平均直径。
解：由式1.15，表面平均平均直径可由下式求得：/1=s d ()11/d x ∑因为粒度分析为一连续直线149+=x dd dx d s //110⎰= ()⎰+=10149//1x dx 50ln /49=m μ5.12=3-2 一直径为30µm 的球形颗粒在20o C 某气体中的沉降速度为在同温度下水沉降速度的88倍。
已知该颗粒在气体中的重量为在水中的1.6倍，试求该颗粒在气体中的沉降速度。
气体密度可取为1.2 kg ⋅m -3。
此题核心在于求出球形颗粒在水中的沉降速度t u 。
而求t u 须知颗粒密度s ρ，直径为d ，流体密度及粘度，此题中公未知s ρ，故利用该颗粒在气体和水中重量比可解决s ρ，从而可求出t u 。
1）求球形颗粒密度s ρ：该颗粒在气体和水中的重量比，实质指净重力之比，即()()6.16g633＝气气g d d s s ρρπρρπ-- 又查出C ︒20时水的物性：cP m kg 1,/10003==μρ ∴ 1.6＝气气ρρρρ--s s ,6.110002.1=--s sρρ 解之 3/2664m kg s =ρ2）求颗粒在水中沉降速度水t u ：设颗粒在水中沉降在层流区：∴()()()3262101881.910002664100.318--⨯⨯-⨯⨯=-μρρg d u s t ＝水s m /1016.84-⨯= 校核：0245.010101016.81030Re 3346=⨯⨯⨯⨯==---μρt du <1 故 s m u t /1016.84-⨯＝水3）颗粒在气体中沉降速度气t u ：s m u u t t /1008.71016.8888824--⨯=⨯⨯＝＝水气3-3质量流量为1.1kg/s ，温度为20ºC ，压力为101 .33kPa 的含尘空气在进入反应器之前需除尘，并预热至160ºC 。
化工原理第3章课后习题参考答案
第三章非均相物系的分离和固体流态化3. 在底面积为40m²的除尘室内回收气体中的球形固体颗粒。
气体的处理量为3600m³/h，固体的密度ρs=3600kg/m³，操作条件下气体的密度ρ=1.06kg/m³，粘度为3.4×10-5Pa•s。
试求理论上完全除去的最小颗粒直径。
解：理论上完全除去的最小颗粒直径与沉降速度有关。
需根据沉降速度求。
1）沉降速度可根据生产能力计算ut = Vs/A= (3600/3600)/40 = 0.025m/s （注意单位换算）2）根据沉降速度计算理论上完全除去的最小颗粒直径。
沉降速度的计算公式与沉降雷诺数有关。
（参考教材P148）。
假设气体流处在滞流区则可以按ut = d2（ρs- ρ）g/18μ进行计算∴dmin2 = 18μ/（ρs- ρ）g ·ut可以得到dmin= 0.175×10-4 m=17.53）核算Ret = dminutρ/μ< 1 ，符合假设的滞流区∴能完全除去的颗粒的最小直径d = 0.175×10-4 m = 17.5 μm5. 含尘气体中尘粒的密度为2300kg/m³，气体流量为1000m³/h，粘度为3.6×10-5Pa•s密度为0.674kg/m³，采用如图3-8所示的标准型旋风分离器进行除尘。
若分离器圆筒直径为0.4m，试估算其临界直径，分割粒径及压强降。
解：P158图3-7可知，对标准旋风分离器有：Ne = 5 ，ξ= 8.0 B = D/4 ，h = D/2(1) 临界直径根据dc = [9μB/(πNeρsui )]1/2 计算颗粒的临界直径其中：μ=3.6×10-5Pa•s；B = D/4=0.1m；Ne = 5；ρs=2300kg/m³；将以上各参数代入，可得dc = *9μB/(πNeρsui )+1/2 = *9×3.6×10×0.25×0.4/(3.14×5×2300×13.89)+1/2= 8.04×10-6 m = 8.04 μm（2）分割粒径根据d50 = 0.27[μD/ut（ρs- ρ）]1/2 计算颗粒的分割粒径∴d50 = 0.27[3.6×10-5×0.4/(13.889×2300)]1/2= 0.00573×10-3m = 5.73μm（3）压强降根据△P = ξ·ρui2/2 计算压强降∴△P = 8.0×0.674×13.8892/2 = 520 Pa7、实验室用一片过滤面积为0.1m2的滤叶对某种颗粒在水中的悬浮液进行实验，滤叶内部真空读为500mmHg，过滤5min的滤液1L，又过滤5min的滤液0.6L，若再过滤5min得滤液多少？已知：恒压过滤，△P =500mmHg ，A=0.1m，θ1=5min时，V1=1L；θ2=5min+5min=10min 时，V2=1L+0.6L=1.6L求：△θ3=5min时，△V3=？解：分析：此题关键是要得到虚拟滤液体积，这就需要充分利用已知条件，列方程求解思路：V2 + 2VVe= KA2θ（式中V和θ是累计滤液体积和累计过滤时间），要求△V3，需求θ3=15min时的累计滤液体积V3=？则需先求Ve和K。
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。
非均相分离计算题答案
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： V 2+V=5×10-5A 2θ试求：⑴欲在30min 内获得5m 3滤液，需要边框尺寸为635mm ×635mm ×25mm 的滤框若干个；⑵过滤常数K 、q e 、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将有关数据代入恒压过滤方程式并整理得到2525226.18603010555105m V V A =⨯⨯⨯+=⨯+=--θ 又n A 2635.02⨯=64.22635.02/26.18635.02/22=⨯=⨯=A n实取23个框，则实际过滤面积为：2255.1823635.02m A =⨯⨯=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θ222KA VV V e =+与题给恒压过滤方程相比可得，s m K /10525-⨯=12=e V ，35.0m V e =23/027.055.18/5.0/m m A V q e e ===s K q e e 6.14105/027.0/522=⨯==-θ2．实验室用一片过滤面积为0.1m 2的滤叶对某种悬浮液进行实验，滤叶内部真空度为8×104Pa ，测出q e 为0.01m 3/m 2，θe 为20s ，且知每获1升滤液，便在滤叶表面积累1mm 厚的滤渣，今选用板框过滤机在3.2×105Pa 的表压下过滤该悬浮液，所用过滤介质与实验相同，该压滤机滤框为正方形，其边长为810mm ，框厚为42mm ，共20个框，滤饼不可压缩。
试求：⑴ 滤框完全充满滤饼所需的过滤时间；⑵ 若滤饼洗涤与装卸时间为0.5h ，求以滤液体积计的生产能力。
解：1）滤框完全充满滤饼所需的过滤时间θ过滤面积：22224.262081.022m n l A =⨯⨯==滤饼体积：222551.020042.081.0m bn l V c =⨯⨯==滤液滤饼33/1.0001.0001.01.0m m =⨯=ν 滤液体积 351.51.0551.0m V V c ===ν 23/21.024.2651.5m m A V q === 真空度为Pa 4108⨯，即Pa p 4108⨯=∆s m m q e e 20/01.023==θ，s m q K e e /105.02001.02522-⨯===θ pp K K ∆'∆=' s m p p K K /102)108.0102.3(105.0)(25555--⨯=⨯⨯⨯=∆'∆=' s K q e e 510201.0522=⨯=''='-θ 过滤时间：h s K q q e e 67.021455102)01.021.0()(522==-⨯+='-''+=-θθ 2）过滤机的生产能力h m VQ D W /71.45.067.051.53=+=++=θθθ3．某板框压滤机的过滤面积为0.6m 2，在恒压下过滤某悬浮液，3小时后得滤液60m 3，若滤饼不可压缩，且过滤介质可忽略不计，试求：⑴ 若其他条件不变，过滤面积加倍，可得多少滤液？⑵ 若其他条件不变，过滤时间缩短1.5h ，可得多少滤液？⑶ 若其他条件不变，过滤的压差加倍，可得多少滤液？⑷ 若在原表压下过滤3h ，用4m 3的水洗涤滤饼需多长时间？设滤液与水的性质相近。
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非均相物系分离习题及答案
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 1002.810
01.11881.9)9982650()1030(18)(43262---⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=μρρg d u s t 校核流型
)2~10(1038.210
01.19981002.8103042346-----∈⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==μρ
t 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 1018.710
81.11881.9)21.12650()1030(18)(25262---⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=μρρg d u s t 校核流型：
)2~10(144.010
81.121.11018.710304526----∈=⨯⨯⨯⨯⨯==μρ
t 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℃空气中在滞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==μρ
t 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==-μρμ
ρρρt 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。
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 0262.005.01210
01.118)9982650(1018)(2
31022==⨯⨯⨯-⨯=⋅-=--R u d u i s r μρρ 校核流型
)2~10(259.010
01.19980262.010435---∈=⨯⨯⨯==μρ
r t du Re u r =0.0262m/s 为所求。
所以 29481
.905.0122
2=⨯==Rg u K i c
4、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μ
ρρ18)(2g d u s c tc -= 及V S =blu tc （1）4
1)6030()(22'''====c c tc tc s s d d u u V V （2）查10℃空气 μ=1.76×10-5
Pa ·s
200℃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 s。