化工原理分章试题与解答-第三章

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第三章

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 nRT

V =,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 t

g 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)1

s p -∆∝1)/(1τ,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u t = m/s 。 答:17.1m/s

7.对板框式过滤机,洗涤面积W A 和过滤面积A 的定量关系为 ,洗水走过的

距离w L 和滤液在过滤终了时走过的距离L 的定量关系为 ,洗涤速率(

W d dV )θ和终了时的过滤速率E d dV )(

θ的定量关系为 。 答案:A A w 21=

;L L w 2=; (W d dV )θ=E d dV )(41θ 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

n K Q ϕ465= ( 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10m μ,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 。

理由:1)最大生产能力s m V /375.101.05.25113=⨯⨯⨯=

最大流速s m b H V u /5.05.21.1375.1=⨯=⋅= 或:s m u u u H u L /5.001.01.050≤⇒≥⇒≥

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

νμr p

k p k K s ∆=∆=-,21,粘度增加,故K 变小;

)()(22e e KA V V θθ+=+,滤液体积减小。

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

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8m 3,若再过滤20min 可再得滤液 。

A 8m 3 B 4m 3 C 3.3m 3 D 11.3m 3

答案:C

分析:由恒压过滤方程

θ222KA VVe V =+

由题知 ,0=Ve 则有 θ22KA V =

将m in 201=θ318m V =代入, 得 2082

2

=KA

则m in 402=θ时 3

2

223.1140208m KA V =⨯==θ

则 3123.383.11m V V =-=-

应注意恒压过滤方程中V 、θ是指从初始()起点0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s V 与能被完全除去最小颗粒的沉降速度t u 有以下关系

t S Au V =

由 μρρ18)(2g d u s t -=

故 s s s V A V g d ∝-=

)(18min ρρμ

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

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