化工原理分章试题与解答-第三章

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

θ2

22KA VVe V =+

由题知 ,0=Ve 则有 θ2

2KA V =

将m in 201=θ3

18m V =代入, 得

2082

2

=KA 则m in 402=θ时

32

223.1140208m KA V =⨯=

=

θ

则 3

123.383.11m 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

５．恒压过滤时，当过滤时间增加１倍则过滤速率为原来的 。（介质阻力可忽略，滤饼不可压缩）

A 21/2倍

B 2-1/2 倍

C 2倍

D 1/2倍 答案：B

分析：恒压过滤方程为： θK qq q e =+22

（a ）

过滤基本方程为 )(2e q q K d dq +=

θ (b)

将0=e q 代入两式，然后再将(a)代入(b)有

θθθ12∝=K K d dq