第三章 机械分离与固体流态化练习题
化工原理第三章习题及答案
第三章 机械分离一、名词解释（每题2分）1. 非均相混合物物系组成不同，分布不均匀，组分之间有相界面2. 斯托克斯式r u d u ts r 2218)(⋅-=μρρ3. 球形度s ϕ非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值4. 离心分离因数离心加速度与重力加速度的比值5. 临界直径dc离心分离器分离颗粒最小直径6．过滤利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作7. 过滤速率单位时间所产生的滤液量8. 过滤周期间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间9. 过滤机生产能力过滤机单位时间产生滤液体积10. 浸没度转筒过滤机浸没角度与圆周角比值二、单选择题（每题2分）1、自由沉降的意思是_______。
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D 2、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B3、对于恒压过滤_______。
A 滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的√2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4倍D4、恒压过滤时，如介质阻力不计，滤饼不可压缩，过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量___ 。
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C5、以下过滤机是连续式过滤机_______。
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 C6、过滤推动力一般是指______。
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B7、回转真空过滤机中是以下部件使过滤室在不同部位时，能自动地进行相应的不同操作：______。
第3章非均相混合物分离及固体流态化自测题
第3章非均相混合物分离及固体流态化一、填空题1. 悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是____________________________ 。
2. 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=____________.3. 板框压滤机每个操作循环由________________________________________五个阶段组成。
4. 板框压滤机主要由_________________________，三种板按 __________的顺序排列组成。
5. 板框压滤机采用横穿洗涤滤渣，此时洗液穿过____层滤布及____个滤框厚度的滤渣，流经过长度约为过滤终了滤液流动路程的____倍，而供洗液流通的面积又仅为过滤面积的____。
6. 设离心机转鼓直径为1m ，转速n=600 转/min ，则在其中沉降的同一微粒，比在重力沉降器内沉降的速度快____________倍。
参考答案：1. 在滤饼中形成骨架，使滤渣疏松，孔隙率加大，滤液得以畅流。
2. 粒子所受合力的代数和为零，24/ Rep 。
3. 装合板框、过滤、洗涤、卸渣、整理。
4. 滤板、滤框、主梁（或支架）压紧装置等组成，1—2—3—2—1—2—3—2—1。
5. 二；一； 二； 二分之一。
6. 201。
二、选择题1．回转真空过滤机的转速越快，单位时间所获得的滤液量就越( )，形成的滤饼层厚度就越( )，过滤阻力越( )。
(A)少，薄，小 (B)少，厚，大 (C)多，薄，小 (D)多，薄，大 2．离心沉降速度是( )。
(A)颗粒运动的绝对速度 (B)径向速度 (C)切向速度 (D)气流速度 3．在恒压过滤操作中，忽略过滤介质的阻力，且过滤面积恒定，则所得的滤液量与过滤时间的( )次方成正比，而对一定的滤液量则需要的过滤时间与过滤面积的( )次方成反比。
(A)1/2,2 (B)2,1/2 (C)1,1/2 (D)1/2,1 4． 助滤剂应具有以下特性( )。
化工原理-作业题文
化工原理(1)-作业题文(总12页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--绪论1.从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI单位。
(1) 水的粘度?=(cm?s)(2) 密度?=1386kgf?s2/m4(3) 某物质的比热容c p=(lb??F)(4) 传质系数K G=(m2?h?atm)(5) 表面张力?=74dyn/cm(6) 导热系数?=1kcal/(m?h?K)2. 湿物料原来含水16%(wt%)，在干燥器中干燥至含水%，试求每吨物料干燥出的水量。
第一章流体流动1. 已知甲地区的平均大气压力为，乙地区的平均大气压力为，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20kPa。
若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的绝对压力与甲地区操作时相同？2. 用一复式U管压差计测定水流管道A、B两点的压差，压差计的指示液为汞，两段汞柱之间放的是水，今若测得h1=，h=，R1=，R2=，问管道中A、B两点间的差压?p AB为多少？(先推导关系式，再进2行数字运算)。
第2题图3. 在稳定流动系统中，水连续从粗管流入细管。
粗管内径d1=10cm，细管内径d2=5cm，当流量为4×10－3m3/s时，求粗管内和细管内水的流速？4.高位槽内的水面高于地面8m，水从φ108×4mm的管路中流出，管路出口高于地面2m。
在本题中，水流经系统的能量损失可按h f=计算，其中u为水在管内的流速，试计算：（1）A－A截面处水的流速；（2）出口水的流量，以m3/h计。
第4题图5. 将高位槽内料液向塔内加料。
高位槽和塔内的压力均为大气压。
要求料液在管内以s的速度流动。
设料液在管内压头损失为（不包括出口压头损失），试求高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米？6. 用泵将贮槽中密度为1200kg/m3的溶液送到蒸发器内，贮槽内液面维持恒定，其上方压强为×103Pa，蒸发器上部的蒸发室内操作压强为26670Pa（真空度），蒸发器进料口高于贮槽内液面15m，进料量为20m3/h，溶液流经全部管路的能量损失为120J/kg，求泵的有效功率。
化工基本知识修订版天津大学
第三章 机械分离和固体流态化1. 取颗粒试样500 g ，作筛分分析，所用筛号及筛孔尺寸见本题附表中第1、2列，筛析后称取各号筛面上的颗粒截留量列于本题附表中第3列，试求颗粒群的平均直径。
习题1附表解：颗粒平均直径的计算 由11ia i G d d G=∑ 2204080130110(500 1.651 1.168 1.1680.8330.8330.5890.5890.4170.4170.2956030151050.2950.2080.2080.1470.1470.1040.1040.0740.0740.053=⨯+++++++++++++++++++ ）2.905=(1/mm)由此可知，颗粒群的平均直径为d a =0.345mm.2. 密度为2650 kg/m 3的球形石英颗粒在20℃空气中自由沉降，计算服从斯托克斯公式的最大颗粒直径及服从牛顿公式的最小颗粒直径。
解：20C 时，351.205/, 1.8110kg m Pa s ρμ-==⨯⋅空气对应牛顿公式，K 的下限为69.1，斯脱克斯区K 的上限为2.62 那么，斯脱克斯区：max 57.4d m μ===min 1513d m μ==3. 在底面积为40 m 2的除尘室内回收气体中的球形固体颗粒。
气体的处理量为3600 m 3/h ，固体的密度3/3000m kg =ρ，操作条件下气体的密度3/06.1m kg =ρ，黏度为2×10-5 Pa ·s 。
试求理论上能完全除去的最小颗粒直径。
解：同P 151.例3-3在降尘室中能被完全分离除去的最小颗粒的沉降速度u t ， 则 36000.025/4003600s t V u m s bl ===⨯ 假设沉降在滞流区，用斯托克斯公式求算最小颗粒直径。
min17.5d um ===核算沉降流型：6min 517.5100.025 1.06R 0.0231210t et d u ρμ--⨯⨯⨯===<⨯ 假设合理。
化工原理第三章习题及参考答案
第三章机械分离一、名词解释（每题2分）1.非均相混合物物系组成不同，分布不均匀，组分之间有相界面2.斯托克斯式ϕ3.球形度s非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值4.离心分离因数离心加速度与重力加速度的比值5.临界直径dc离心分离器分离颗粒最小直径6．过滤利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作7.过滤速率单位时间所产生的滤液量8.过滤周期间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间9.过滤机生产能力过滤机单位时间产生滤液体积10.浸没度转筒过滤机浸没角度与圆周角比值二、单选择题（每题2分）1、自由沉降的意思是_______。
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D2、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B3、对于恒压过滤_______。
A滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的?2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4倍D4、恒压过滤时，如介质阻力不计，滤饼不可压缩，过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量___。
Ａ增大至原来的2倍Ｂ增大至原来的4倍倍Ｄ增大至原来的1.5倍C5、以下过滤机是连续式过滤机_______。
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C6、过滤推动力一般是指______。
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B7、回转真空过滤机中是以下部件使过滤室在不同部位时，能自动地进行相应的不同操作：______。
机械分离与固体流态化习题解答
•
（3）颗粒与气流的相对运动为层流，
由假设（1）、（3）可推出气流中颗粒的离心沉降速度：
Ρ比Ρs小很多故略去，用 进口速度代替切线速度
由假设（2）可得到颗粒到达器壁所需沉降时间：
令气体进入排气管以前在器内旋转的圈数为N，则运行的 距离为2πrmN,故停留时间：
若某种尺寸的颗粒所需的沉降时间恰好等于停留时间，则该颗粒就 是理论上能被完全分离下来的最小颗粒。即临界粒径
四、过滤计算
1．间歇过滤机的计算 （1）操作周期与生产能力
操作周期总时间 总时间 = 过滤时间+ 洗涤时间 +卸渣、清理、装合 生产能力
（2）洗涤时间
对于板框式压滤机，属横穿洗涤，洗涤液所穿过的
滤饼厚度2倍于最终过滤时滤液所通过的厚度，而 洗涤液的流通截面却只有滤液的流通截面的一半， 假定洗涤液粘度与滤液黏度相等 则洗涤速度
u 离心力F离 d p s T 6 R 2 uT 3 浮力F浮 d p 6 R
3
2
u
阻力 Fd
浮力 Fb
离心力 Fc
阻力F阻
4
dp
2
ur 2
2
若这三个力达到平衡，则有
2 2
颗粒在离心力场中的受力分析
2
3 uT 3 uT 2 ur d p s d p s d p 0 6 R 6 R 4 2
含尘气体进入降尘室后，因流道截面积扩大而速度减慢，只要 颗粒能够在气体通过的时间内降至室底，便可从气流中分离出来。
沉降运动时间< 气体停留时间→分离
• 颗粒在降尘室停留的时间时间为： 位于降尘室最高点的颗粒沉降至室底需要的时间为：
分离满足的条件：
化工原理第二版答案解析
第三章 机械分离和固体流态化2. 密度为2650 kg/m 3的球形石英颗粒在20℃空气中自由沉降，计算服从斯托克斯公式的最大颗粒直径及服从牛顿公式的最小颗粒直径。
解：20C 时，351.205/, 1.8110kg m Pa s ρμ-==⨯⋅空气对应牛顿公式，K 的下限为69.1，斯脱克斯区K 的上限为2.62那么，斯托克斯区：max 57.4d m μ===min 69.11513d m μ==3. 在底面积为40 m 2的除尘室内回收气体中的球形固体颗粒。
气体的处理量为3600 m 3/h ，固体的密度3/3000m kg =ρ，操作条件下气体的密度3/06.1m kg =ρ，黏度为2×10-5P a·s。
试求理论上能完全除去的最小颗粒直径。
解：在降尘室中能被完全分离除去的最小颗粒的沉降速度u t ，则 36000.025/4003600s t V u m s bl ===⨯ 假设沉降在滞流区，用斯托克斯公式求算最小颗粒直径。
min 17.5d um === 核算沉降流型：6min 517.5100.025 1.06R 0.0231210t et d u ρμ--⨯⨯⨯===<⨯ 假设合理。
求得的最小粒径有效。
4. 用一多层降尘室除去炉气中的矿尘。
矿尘最小粒径为8m μ，密度为4000kg/m 3。
除尘室长 4.1 m 、宽 1.8 m 、高4.2 m ，气体温度为427℃，黏度为3.4×10-5 P a·s，密度为0.5 kg/m 3。
若每小时的炉气量为2160标准m 3，试确定降尘室内隔板的间距及层数。
解：由气体的状态方程PV nRT = 得''s s T V V T =，则气体的流量为： '34272732160 1.54/2733600s V m s +=⨯= 1.540.2034/1.8 4.2s t V u m s bH ===⨯ 假设沉降发生在滞流区，用斯托克斯公式求最小粒径。
新版化工原理习题答案(03)第三章-非均相混合物分离及固体流态化-题解
新版化工原理习题答案（03）第三章-非均相混合物分离及固体流态化-题解第三章非均相混合物分离及固体流态化1 •颗粒在流体中做自由沉降，试计算（1）密度为2 650 kg∕m3,直径为0.04 mm的球形石英颗粒在20 C空气中自由沉降，沉降速度是多少？（2）密度为2 650 kg∕m3,球形度0.6的非球形颗粒在20 C清水中的沉降速度为0.1 m/ s，颗粒的等体积当量直径是多少？（3）密度为7 900 kg∕m3,直径为6.35 mm的钢球在密度为1 600kg∕m3的液体中沉降150 mm所需的时间为7.32 s,液体的黏度是多少？解：（1）假设为滞流沉降，则：U t d2（s ）18查附录20 C 空气 1.205kg/m3， 1.81 10 5 6PaS ,所以，2 3 2U t卫3—ms 0.1276ms18 18 1.81 10核算流型:3Re 型1205 0.1276 0.04 100.34 11.81 10 5所以，原假设正确，沉降速度为0.1276 m/s。
（2）采用摩擦数群法: 3431.93 1.205 0.1gRe1 7——s2 33 2u37 1.81 10 5 2650 1.205 9.81依0.6 , Re 1431.9，查出：Re t 上d e0.3，所以:d e0.3 1.81 10 4.506 10 5m 45 μm1.205 0.1(3)假设为滞流沉降，得: d2( S )g-18UU t h 0.15 7.32m S 0.02049m S将已知数据代入上式得：0.006352 7900 1 600 9.81Pa S18 0.02049核算流型du t0.00635 0.02049 1600Re t0.03081 16.7572 •用降尘室除去气体中的固体杂质，降尘室长5 m,宽5 m,高4.2 m,固体杂质为球形颗粒，密度为3000 kg/m3。
气体的处理量为3000 (标准)m3∕h。
第三章+机械分离练习
第三章 机械分离一填空题1. 描述单个非球形颗粒的形状和大小的参数为 、 。
2. 固体颗粒在空气中自由沉降室所受的力有 、 和 。
固体颗粒的自由沉降分为和 阶段。
3. 沉降速率是指 ，此速率也称为终端速率。
4. 在斯托克斯区，颗粒的沉降速率与流体粘度的 次方成反比，在牛顿区，颗粒的沉降速率与流体的粘度0次方成反比。
5. 沉降室的设计原则 。
6. 理论上沉降室的生产能力与 和 有关，而与 无关。
7. 选用旋风分离器的主要依据是 、 和要求达到的分离效率。
8. 旋风分离器的分隔粒径d 50是 。
9. 描述固体颗粒床层特性的主要参数有床层 、床层截面积、床层比表面积和床层当量直径。
10. 过滤方式主要有 、 。
11. 板框过滤机由810×810×25的20个框组成，其过滤面积为 。
12. 板框过滤机处理某悬浮液，已知过滤终了时的过滤速率(/)0.04/E dV d m s θ=现在采用横穿洗涤法洗涤10min ，洗涤时操作压力差与过滤时相同，洗水和滤液为相同温度的水，则洗涤速率(/)W dV d θ为 ，所消耗的洗水体积为 。
13. 用38个635×635×25的板框构成的板框过滤机过滤某悬浮液，操作条件下的恒压过滤方程为240.06310q q θ−+=×，式中q 单位为m 3/m 2，θ单位为s ，则过滤常数K= ，V e= 。
14. 用叶滤机过滤固含量10%（体积分数）的某悬浮液，形成的滤饼空隙率为50%，则滤饼体积与滤液体积之比为 。
二选择题1. 颗粒的球形度越 ，说明颗粒越接近球形。
A 接近0；B 接近1；C 大；D 小2.在重力场中，微小颗粒的沉降速度与 无关。
A 颗粒几何形状；B 粒子几何尺寸；C 流体与粒子的密度；D 流体流速3.一个球形固体颗粒在空气中作自由沉降，如果沉降在斯托克斯区，空气的温度提高时，颗粒的沉降速度将 ；如沉降在牛顿区，空气的温度提高时，颗粒的沉降速度将 。
3 机械分离习题解答
ρ = 1000kg/m3 , µ = 1.005 × 10− 3 Pa ⋅ s ρ s = 2600kg/m3 , d = 60 × 10− 6 m
20 C的空气 ρ = 1.205kg/m3 , µ = 1.81 × 10 −5 Pa ⋅ s 石英颗粒
µ = 3 × 10 − 5 Pa ⋅ s,
ρ s = 4500kg/m 3 , d ′ = 5 × 10 − 5 m
解：气体在降尘室的流速：u = V s / A = V s / (BH ) = 1.736m/s 可除去颗粒的沉降速度： u = H / ( L / u ) = uH / L = 0.694m/s Re = du ρ / µ = 1.388 × 10 4 d , Ar = d 3 ρ ( ρ s − ρ )g / µ 2 = 2.943 × 1013 d 3
Kθ ,
过滤速率 dq = K ，最终过滤速率 dq = K ，最终滤液量 q F = Kθ F 。 dθ 2q dθ F 2q F 洗涤速率为最终过滤速率的 δ 倍，即有：
δK δ K dq dq = δ = = dθ W dθ F 2q F 2 θ F 洗涤时间
L′ V ′ n′ = = = 0.8 L V n
3-13. 已知： A = 3m 2 , φ = 0.3, n = 0.00833 s −1 , c = 0.23 m 3 /m 3 , r = 2 × 1012 m − 2 ,
µ = 1 × 10 − 3 Pa ⋅ s, ∆p = 71.3 × 10 3 Pa , Le = 2 × 10 − 3 m
(
) (
)(
“化工原理”第三章《机械分离》复习题.
《化工原理》第三章“机械分离”复习题(2008-10-23一、填空题 :1. (2分悬浮液属液态非均相物系,其中分散相是指 ______;分散介质是指__________。
***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4. (3分气体的净制按操作原理可分为 ________, _______, ______.旋风分离器属 _____________ 。
***答案 *** 重力沉降、离心沉降、过滤 ;离心沉降。
5. (2分过滤是一种分离悬浮在 ____________________的操作。
***答案 *** 液体或气体中固体微粒6. (2分悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是 ____________________________________。
***答案 *** 在滤饼中形成骨架,使滤渣疏松,孔隙率加大,滤液得以畅流7. (2分过滤阻力由两方面因素决定:一方面是滤液本身的性质,即其 _________;另一方面是滤渣层本身的性质,即 _______ 。
***答案*** μ; γL8. (3分某板框压滤机的框的尺寸为:长 ×宽 ×厚 =810×810×25 mm,若该机有 10块框,其过滤面积约为 _______________ m2。
新版化工原理习题答案(03)第三章_非均相混合物分离与固体流态化_题解
第三章非均相混合物分离及固体流态化1 .颗粒在流体中做自由沉降，试计算（1）密度为2 650 kg/m3，直径为0.04 mm的球形石英颗粒在 20 C 空气中自由沉降，沉降速度是多少？ （ 2 ）密度为2 650 kg/m 3,球形度 0.6的非球形颗粒在 20 C 清水中的沉降速度为 0.1 m/ s ，颗粒的等体积当量直径是多少？ （ 3）密度为7 900 kg/m 的液体中沉降150 mm 所需的时间为解：（1 ）假设为滞流沉降，则：d 2（ s）U t—183 20.04 10 3 1818 1.81 10 5核算流型:查附录20 C 空气31.205kg/m,1.81 10 5 Pa s ，所以,Re du t1.205 0.1276 0.04 10 3 1.81 10 50.34 所以，原假设正确，沉降速度为（2 ）采用摩擦数群法 0.1276 m/s s g 2 3 3 U t4 1.81 105 2650 Re 1- 1依 0.6, Re 1 431.9 , ,0.3 1.81 10 5 d e1.205 0.1(3 )假设为滞流沉降，得:d 2( s )g 18u t0.13431.9查出：Utde / R q ( 4.506105m 451.205 9.81 3 1.2052所以:其中u t h 0.15 7.32m s 0.02049m s 将已知数据代入上式得： 0.006352 7900 1600 9.81Pa s 18 0.02049 6.757Pa s核算流型 Re 4 O'00635O'02049 16006.7572 •用降尘室除去气体中的固体杂质，降尘室长 球形颗粒，密度为 3000 kg/m3。
气体的处理量为 0.030815 m , 3000 宽5 m ，高4.2 m ，固体杂质为（标准）m 3/h 。
试求理论上能完3，直径为6.35 mm 的钢球在密度为 1 600 kg/m7.32 s ，液体的黏度是多少?18 2650 12059^ms 0.1276ms全除去的最小颗粒直径。
第三章 机械分离与固体流态化自测
第三章机械分离与固体流态化一．填空或选择1．固体粒子的沉降过程分____阶段和____阶段。
沉降速度是指____阶段颗粒相对于____的速度。
2．在重力场中，固粒的自由沉降速度与下列因素无关（）A）粒子几何形状B）粒子几何尺寸C）粒子及流体密度D）流体的流速3．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____。
4．在斯托克斯区，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。
5．沉降雷诺准数Ret越大，流体粘性对沉降速度的影响____。
6．一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____。
7．降尘室操作时，气体的流动应控制在____区。
8．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。
9．降尘室内，固粒可被分离的条件是____。
10．理论上降尘室的生产能力与____和____有关，而与____无关。
11．在降尘室内，粒径为60μm的颗粒理论上能全部除去，则粒径为42μm的颗粒能被除去的分率为____。
（沉降在滞流区）12．在离心分离操作中，分离因数是指____。
某颗粒所在旋风分离器位置上的旋转半径R ＝0.2m，切向速度uT=20m/s，则分离因数为____。
13．选择旋风分离器的依据是：____、____、____。
14．化工生产中，除去气体中尘粒的设备有____、____、____、____等。
15．旋风分离器的分离效率随器身____的增大而减小。
16．根据分离目的，离心机可分为____、____、____三大类。
17．饼层过滤是指____；深床过滤是指____。
18．工业上应用最广泛的间歇压滤机有____和____，连续吸滤型过滤机为____。
19．用板框压滤机恒压过滤某种悬浮液，其过滤方程式为q2+0.062q=5×10-5θ，式中q的单位为m3/m2，θ的单位为s，则过滤常数值及其单位为：K＝____，qe＝____，θe＝____。
化工原理非均相物系的分离和固体流态化习题
第三章非均相物系的分离和固体流态化一、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。
(＞，＜，＝)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） 。
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）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。
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；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 。
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 。
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 。
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 。
非均相物系的分离和固体流态化练习题
5.对叶滤机，洗涤面积 和过滤面积 的定量关系为_______，洗水走过的距离 和滤液在过滤终了时走过的距离 的定量关系为________，洗涤速率( 与过滤终了时的过滤速率（ 的定量关系为_______。
11.评价旋风分离器分离性能指标有，和，旋风分离器性能的好坏，主要以来衡量。
12.降尘室的生产能力只与和有关。在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，生产能力。
13.离心分离设备的分离因数定义式为Kc=。某颗粒在离心力场中做圆周运动，其旋转半径为0.2 m，切向速度为20 m/s，则分离因素为。
6.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。
7.非球形颗粒的等体积当量直径的表达式为。
8.球形度(形状系数)恒小于或等于1，此值越小，颗粒的形状离球形越远，球形度的定义式可写为。
9．在讨论旋风分离器分离性能时，临界粒径这一术语是指。
10.旋风分离器的总的分离效率是指。
（3）若滤液量不变，仅将过滤压差提高1倍，问过滤时间为多少？
（4）若过滤时间不变，仅将过滤压强提高1倍，问滤液量为多少？
2．在实验室内用一片过滤面积为0.05 m2的滤叶在36 kPa（绝）下进行吸滤（大气压为101 kPa），在300 s内共吸出0.4 L滤液，再过600 s，又吸出0.4 L滤液。求该减压过滤操作下的过滤常数K，qe及θe。
第三章 非均相物系分离习题
一、填空题
1.用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过in)，转鼓表面积为A，转鼓的沉浸度为 ，则过滤周期为(s)，在一个过滤周期中过滤时间为(s)，过滤面积为。
化工原理答案（天津大学版）
化⼯原理答案（天津⼤学版）化⼯原理课后习题解答（夏清、陈常贵主编.化⼯原理.天津⼤学出版社,2005.）第⼀章流体流动 (3)第⼆章流体输送机械 (23)第三章机械分离和固体流态化 (32)第四章传热 (42)第五章蒸馏 (56)第六章吸收 (65)第七章⼲燥 (70)第⼀章流体流动1.某设备上真空表的读数为13.3×103 Pa,试计算设备内的绝对压强与表压强。
已知该地区⼤⽓压强为98.7×103 Pa。
解：由绝对压强= ⼤⽓压强–真空度得到：设备内的绝对压强P绝= 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa=8.54×103 Pa设备内的表压强P表= -真空度= - 13.3×103 Pa2．在本题附图所⽰的储油罐中盛有密度为960 ㎏/?的油品，油⾯⾼于罐底6.9 m，油⾯上⽅为常压。
在罐侧壁的下部有⼀直径为760 mm 的圆孔，其中⼼距罐底800 mm，孔盖⽤14mm的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的⼯作应⼒取为39.23×106 Pa ，问⾄少需要⼏个螺钉？分析：罐底产⽣的压⼒不能超过螺钉的⼯作应⼒即P油≤ σ螺解：P螺= ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762150.307×103 Nσ螺= 39.03×103×3.14×0.0142×nP油≤ σ螺得n ≥ 6.23取n min= 7⾄少需要7个螺钉3．某流化床反应器上装有两个U 型管压差计，如本题附图所⽰。
测得R1= 400mm ，R2 = 50 mm，指⽰液为⽔银。
为防⽌⽔银蒸汽向空⽓中扩散，于右侧的U 型管与⼤⽓连通的玻璃管内灌⼊⼀段⽔，其⾼度R3 = 50 mm。
试求A﹑B两处的表压强。
分析：根据静⼒学基本原则，对于右边的Ｕ管压差计，a–a′为等压⾯，对于左边的压差计b–b′为另⼀等压⾯，分别列出两个等压⾯处的静⼒学基本⽅程求解。
化工原理第二版答案
1 第三章 机械分离和固体流态化2. 密度为2650 kg/m 3的球形石英颗粒在20℃空气中自由沉降，计算服从斯托克斯公式的最大颗粒直径及服从牛顿公式的最小颗粒直径。
解：20C o 时，351.205/, 1.8110kg m Pa s ρμ-==⨯⋅空气对应牛顿公式，K 的下限为69.1，斯脱克斯区K 的上限为2.62那么，斯托克斯区：max 57.4d m μ===min 69.11513d m μ== 3. 在底面积为40 m 2的除尘室内回收气体中的球形固体颗粒。
气体的处理量为3600 m 3/h ，固体的密度3/3000m kg =ρ，操作条件下气体的密度3/06.1m kg =ρ，黏度为2×10-5P a·s。
试求理论上能完全除去的最小颗粒直径。
解：在降尘室中能被完全分离除去的最小颗粒的沉降速度u t ，则 36000.025/4003600s t V u m s bl ===⨯假设沉降在滞流区，用斯托克斯公式求算最小颗粒直径。
min 17.5d um === 核算沉降流型：6min 517.5100.025 1.06R 0.0231210t et d u ρμ--⨯⨯⨯===<⨯ 假设合理。
求得的最小粒径有效。
4. 用一多层降尘室除去炉气中的矿尘。
矿尘最小粒径为8m μ，密度为4000kg/m 3。
除尘室长 4.1 m 、宽 1.8 m 、高4.2 m ，气体温度为427℃，黏度为3.4×10-5 P a·s，密度为0.5 kg/m 3。
若每小时的炉气量为2160标准m 3，试确定降尘室内隔板的间距及层数。
解：由气体的状态方程PV nRT = 得''s s T V V T =，则气体的流量为：3'34272732160 1.54/2733600s V m s +=⨯= 1.540.2034/1.8 4.2s t V u m s bH ===⨯ 假设沉降发生在滞流区，用斯托克斯公式求最小粒径。
第三章 机械分离与固体流态化练习题
化工原理单元练习（三）（第三章机械分离与固体流态化）班级学号姓名一、填空题1、描述单个非球形颗粒的形状和大小的主要参数为、。
2、固体颗粒在气体中自由沉降时所受的力有力、力和力。
固体颗粒的自由沉降分为阶段和阶段。
3、沉降速度是指，此速度亦称为速度。
4、在斯托克斯定律区，颗粒的沉降速度与流体黏度的次方成反比，在牛顿定律区，颗粒的沉降速度与流体黏度的次方成反比。
5、降尘室的设计原则是时间大于等于时间。
6、理论上降尘室的生产能力与和有关，而与无关。
7、分离因数的定义式为。
如果颗粒在离心力场内作圆周运动，其旋转半径为0.2m，切线速度为20m/s，则其分离因数为。
8、选用旋风分离器时主要依据是、、。
9、旋风分离器的分割粒径d50是。
10、描述固体颗粒床层特性的主要参数有、、和。
11、过滤方式主要有、和。
12、板框过滤机由810m m×810m m×25mm的20个框组成，则其过滤面积为。
13、板框过滤机处理某悬浮液，已知过滤终了时的过滤速率EddV⎪⎭⎫⎝⎛θ为0.04m3/s，现采用横穿洗涤法洗涤10min，洗涤时操作压力差与过滤时相同，洗水和滤液为相同温度的水，则洗涤速率WddV⎪⎭⎫⎝⎛θ为，所消耗的洗水体积为。
14、用38个635m m×635m m×25mm的框构成的板框过滤机过滤某悬浮液，操作条件下的恒压过滤方程为：θ4210306.0-⨯=+qq，式中q的单位为m3/m2，θ的单位为s。
则过滤常数K= ，V e= 。
15、用叶滤机过滤固含量10%（体积分数）的某悬浮液，已知形成的滤饼的空隙率为50%，则滤饼体积与滤液体积之比υ= 。
16、根据分离因数可将离心机分为、和。
17、流体通过固体颗粒床层时，当气速大于速度、小于速度时，固体颗粒床层为流化床。
18、流化床的两种流化形式为和。
19、流化床的不正常现象有和。
20、气力输送按气流压力分类，可分为和。
按气流中固相浓度分类，可分为和。
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化工原理单元练习（三）
（第三章机械分离与固体流态化）
班级学号姓名
一、填空题
1、描述单个非球形颗粒的形状和大小的主要参数为、。
2、固体颗粒在气体中自由沉降时所受的力有力、力和
力。
固体颗粒的自由沉降分为阶段和阶段。
3、沉降速度是指，此速度亦称为速度。
4、在斯托克斯定律区，颗粒的沉降速度与流体黏度的次方成反比，在牛顿定律区，颗粒的沉降速度与流体黏度的次方成反比。
5、降尘室的设计原则是时间大于等于时间。
6、理论上降尘室的生产能力与和有关，而与无关。
7、分离因数的定义式为。
如果颗粒在离心力场内作圆周运动，其旋转半径为0.2m，切线速度为20m/s，则其分离因数为。
8、选用旋风分离器时主要依据是、、。
9、旋风分离器的分割粒径d50是。
10、描述固体颗粒床层特性的主要参数有、、
和。
11、过滤方式主要有、和。
12、板框过滤机由810m m×810m m×25mm的20个框组成，则其过滤面积为。
13、板框过滤机处理某悬浮液，已知过滤终了时的过滤速率
E
d
dV
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
θ
为0.04m3/s，现采用横穿洗涤法洗涤10min，洗涤时操作压力差与过滤时相同，洗水和滤液为相同温度的水，则洗涤速率
W
d
dV
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
θ
为，所消耗的洗水体积为。
14、用38个635m m×635m m×25mm的框构成的板框过滤机过滤某悬浮液，操作条件下的恒压过滤方程为：θ4
210
3
06
.0-
⨯
=
+q
q，式中q的单位为m3/m2，θ的单位为s。
则过滤常数K= ，V e= 。
15、用叶滤机过滤固含量10%（体积分数）的某悬浮液，已知形成的滤饼的空隙率为50%，则滤饼体积与滤液体积之比υ= 。
16、根据分离因数可将离心机分为、和。
17、流体通过固体颗粒床层时，当气速大于速度、小于速度时，固体颗粒床层为流化床。
18、流化床的两种流化形式为和。
19、流化床的不正常现象有和。
20、气力输送按气流压力分类，可分为和。
按气流中固相浓度分类，可分为和。
二、选择题
1、颗粒的球形度越（），说明颗粒越接近于球形。
A．接近0 B．接近1 C．大D．小
2、在重力场中，微小颗粒沉降速度与（）无关。
A．颗粒几何形状B．粒子几何尺寸
C．流体与粒子的密度D．流体流速
3、一球形固体颗粒在空气中作自由沉降，若沉降在斯托克斯定律区，空气的温度提高时，颗粒的沉降速度将（）。
若沉降在牛顿定律区，空气的温度提高时，颗粒的沉降速度将（）。
忽略温度变化对空气密度的影响。
A．不变B．增加C．减小D．不确定
4、在斯托克斯定律区，颗粒的沉降速度与其直径的（）次方成正比。
牛顿定律区，颗粒的沉降速度与其直径的（）次方成正比。
A．1 B．2 C．0.5 D．0.25
5、一球形固体颗粒在水中作自身沉降，若沉降在斯托克斯定律区，则随着水温升高，颗粒的沉降速度将（）。
若沉降在牛顿定律区，则随着水温升高，颗粒的沉降速度将（）。
忽略温度变化对水密度的影响。
A．不变B．增加C．减小D．不确定
6、颗粒在静止的流体中沉降时，在相同的Re t下，颗粒的球形度越小，阻力系数（）。
A．越大B．越小C．不变D．不确定
7、降尘室的设计中，应保证气体在降尘室内的流动处于（）。
A．层流B．过渡流C．湍流D．无限制
8、含尘气体通过边长为4m，宽为2m，高为1m的降尘室，若颗粒的沉降速度为0.2m/s，则降尘室的生产能力为（）。
A．4m3/s B．2.4m3/s C．6m3/s D．1.6m3/s
9、旋风分离器的切向进口气速不变，当其圆筒直径减小时，旋风分离器的临界粒径（），离心分离因数（）。
A．增加B．减小C．不变D．不确定
10、若过滤和洗涤时操作压力差相同，洗水黏度和滤液黏度相同。
板框过滤机，采用横穿洗涤法洗涤滤饼，洗涤速率等于（）倍过滤终了时速率。
叶滤机采用置换洗涤法，洗涤速率等于（）倍过滤终了时速率。
A．1 B．2 C．0.5 D．0.25
11、叶滤机在1.2×105Pa表压下操作时，过滤常数K=2×10-5m2/s；若把操作压力加大到2.4×105Pa表压，此时的过滤常数K为（）m2/s。
假设滤饼不可压缩。
12、理想流化床，随着气速的增大，床层高度（），床层压降（）。
A．增加B．减小C．不变D．不确定
三、计算题
1、采用降尘室回收常压炉气中所含的密度的3500kg/m3球形固体颗粒。
降尘室度面积为10m2。
进入降尘室的炉气温度为200℃，200℃下气体密度为0.75kg/m3，黏度为2.6×10-5Pa·s；降尘室的生产能力为3m3/s。
试求：
（1）理论上能完全捕集的最小颗粒直径；
（2）若将气体降温至50℃后再进入降尘室分离，50℃时气体密度为1.093kg/m3，黏度为1.96×10-5Pa·s；此时若还保持原有的分离程度，即能完全捕集的最小颗粒直径不变，降尘室的处理能力可以提高多少？
2、利用双锥分级器分离球形方铅矿和石英颗粒。
已知：方铅矿密度ρs1
=7500kg/m3，石英矿密度ρ
s2
=2650kg/m3，两种颗粒的直径范围均为0.1～0.8mm。
假设粒子在上升水流中作自身沉降，操作条件下水温25℃，试求：
（1）水的上升流速控制在多少时可将石英颗粒全部带走？
（2）此时底流中得到的纯方铅矿粒的尺寸范围。
3、一板框过滤机有12个尺寸为635mm×635mm×25mm的框，在1.3×105Pa 压力差下过滤120min，得滤液30m3，假设介质阻力可忽略。
（1）增加滤框至20个，得30m3滤液需要多少时间？
（2）提高操作压力差至2.0×105Pa，仍为12个滤框，得30m3滤液需要85min，求此时的过滤常数K和滤饼的压缩性指数。
4、采用板框压滤机过滤某种水悬浮液，压滤机有10个尺寸为810mm×810mm×42mm的框，在过滤过程中，过滤10min，得滤液1.3m3，再过滤10min，又得滤液量为0.7m3，已知滤浆中固相体积分为5%，过滤所形成的滤饼的空隙率为45%，试求：
（1）该条件下的恒压过滤方程式；
（2）滤框充满滤饼时所需过滤时间；
（3）若过滤后用总滤液量10%的清水洗涤滤饼，每批操作的辅助时间为20min，求该过滤机的生产能力。
5、用板框过滤机处理某悬浮液，已知过滤机有38个尺寸为635mm×635mm ×25mm的框，操作压力差200kPa，ν=0.1。
操作条件下滤饼不可压缩，介质阻力可忽略，滤饼不需洗涤。
过滤15min后，得滤液3m3。
（1）若过滤机的生产能力为5m3/h，求每个生产周期所需的辅助时间是多少？
（2）若操作压力差降为100kPa，每个生产周期所需的辅助时间不变，需将过滤面积增加到多少才能维持生产能力不变？
6、一台过滤面积30m2的板框过滤机在200kPa表压下进行恒压过滤，60min 后滤框全部充满滤饼，得到滤液5.5m3；过滤后需用0.2m3的清水洗涤，洗涤时的Δp,μ与过滤时相同；过滤机一个操作周期的辅助操作时间为15min。
现在想用一台直径2m，长2.2m，浸没度25%的转筒真空过滤机替代上面的板框过滤机，转筒真空过滤机操作真空度为400mmHg，试求，为使转筒真空过滤机与板框过滤机的生产能力相同，转筒真空过滤机的转速应为多少？假设滤饼不可压缩，过滤介质阻力可忽略。