化工原理习题——第三章

答案与评分标准
2 3. 试题： 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。 1/2（每个空 1 分，共 2 分）
答案与评分标准
气体在室内的停留时间 应≥颗粒的沉降时间 t 。(2 分) 滞流 4. 试题： 在规定的沉降速度 u t 条件下，降尘室的生产能力只取决于 _____________而 与其__________________无关。 （1 分） （共 3 分）
答案与评分标准
降尘室底面积 (2 分) 5. 试题： 除去气流中尘粒的设备类型有__________、___________、__________等。 高度 （1 分） （共 3 分）
答案与评分标准
降尘室 6. 试题： 惯性除尘 旋风分离器 （每个空 1 分，共 3 分）
1 — 19
1
第三章
过滤常数 K 是由__________及___________决定的常数；而介质常数 q e 与 e 是反映________________的常数。
答案与评分标准
答：主要依据有三个方面： （1）含尘气体的处理量（或生产能力） （1 分） （2） 允许的压强降。 （1 分） （3）要求达到的分离效率。 （1 分） （共 3 分）
6 — 19 6
第三章
29. 试题： 简述何谓饼层过滤？其适用何种悬浮液？
答案与评分标准
答：饼层过滤是指固体物质沉降于过滤介质表面而形成滤饼层的操作。 （2 分） 它适用于处理固体含量较高（固相体积分数约在 1%以上）的悬浮液。 （2 分） （共 4 分） 30. 试题： 何谓膜过滤？它又可分为哪两类？
作用方向是重力向下，其余两个力向上。 （2 分） 26. 试题： 简述评价旋风分离器性能的主要指标。
答案与评分标准
答：在满足气体处理量（即生产能力）的前提下，评价旋风分离器性能的主要指 标是尘粒的分离效率及气体经过旋风分离器的压强降。 （3 分） 27. 试题： 影响旋风分离器性能最主要的因素可归纳为哪两大类？为什么工业上广泛采 用旋风分离器组操作？
（3）核算流型：
Re t
du t
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6.35 10 3 0.02732 1300 0.04248 1 5.309
故假设成立，求出的 有效。 （2 分） 35. 试题： 密度为 1850 kg / m 3 的固体颗粒，在 50℃和 20℃水中，按斯托克斯定律作 自由沉降时， （1）它们沉降速度的比值是多少？（2）若微粒直径增加一倍在同 温度水中作自由沉降时，此时沉降速度的比值又为多少？
答案与评分标准
(D) （2 分）
2 — 19
2
第三章
11. 试题： 含尘气体通过长 4m， 宽 3m， 高 1m 的降尘室， 已知颗粒的沉降速度为 0.25m/s， 则降尘室的生产能力为（ ） 。 （A）3m3/s （C）0.75m3/s （B）1m3/s （D）6m3/s
答案与评分标准
(A) 12. 试题： 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 （C）不变 （B）为原来的 1/2 （D）不确定 （2 分）
4 — 19 4
（1 分）
第三章
答案与评分标准
(√) 20. 试题： 球形微粒在静止流体中作自由沉降，计算其沉降速度 u t 时，必须采用试差法， 而且这是唯一的方法。 （ ） （1 分）
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(×) 21. 试题： 提高离心机分离因数 K c 的基本途径是增加转鼓的转速。 （ ） （1 分）
答案与评分标准
(√) 22. 试题： 在降尘室里， 颗粒可被分离的必要条件是颗粒的沉降时间 t 应大于或等于气体 在室内的停留时间 。 （ ） （1 分）
答案与评分标准
(×) 23. 试题： 离心沉降速度 u r 与重力沉降速度 u t 的主要区别之一是 u r 不是定值，而 u t 则是 恒定的。 （ ） （1 分）
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） 7. 试题： 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 8. 试题： 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 ___________。 加压叶滤机 转筒真空过滤机（每个空 1 分，共 3 分）
答案与评分标准
答：措施有：适当提高转速 n 和浸没度 ，加大过滤常数 K (增大真空 度或降低滤液粘度)等。 （每个措施 1 分，共 3 分） 33. 试题： 何谓过滤机的生产能力？写出间歇过滤机生产能力的计算式。
答案与评分标准
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第三章
答：过滤机的生产能力通常是指单位时间内获得的滤液量，也有按滤饼 产量或滤饼中固体物料的产量来计算的。 （3 分） 过滤机生产能力 Q 的计算式：
第三章
1.
试题： 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 2. 试题： 在滞留区，球形颗粒的沉降速度 u t 与其直径的______次方成正比；而在湍流 区， u t 与其直径的______次方成正比。 等速运动 等速运动（每个空 1 分，共 3 分）
（3 分）
答案与评分标准
解： （1）在该降尘室内能完全分离出来的最小颗粒的沉降速度 u t 为：
ut Vs 2.0 0.1429m / s （1 分） bl 14
（2）
假设沉降在滞流区，则可用斯托克斯公式求 d min 。
（3 分）
d min
18ut 1 / 2 18 2.6 10 5 0.1429 1 / 2 [ ] [ ] 47.7 10 6 m 47.7 m ( s )g 3000 9.81
d 2 ( s 50 ) g d 2 (1850 988) g 3 18 50 2 182 0.5494 10 1.84 d ( s 20 ) g d (1850 988) g 18 1.005 10 3 18 20
（3 分）
答案与评分标准
200 h 解： （1）钢球的沉降速度 u t 1000 0.2732m / s 7.32 （2）假设沉降在滞留区，则可用斯托克斯公式计算：
ut d 2 ( s ) g 18
（1 分）
d 2 ( s ) g (6.35 10 3 ) 2 (7900 1300) 9.81 5.309 Pa S （3 分） 18u t 18 0.02732
答案与评分标准
(A) 17. 试题： 球形颗粒在静止流体中作自由沉降时，其沉降速度 u t 可用斯托克斯公式计算。 （ ） （2 分）
答案与评分标准
(×) 18. 试题： 过滤操作属于定态操作。 （ ） （1 分）
答案与评分标准
(×) 19. 试题： 粒子所在位置上的惯性离心力场强度与重力场强度之比，称为离心分离因数。 （ ）
答案与评分标准
3 — 19 3
第三章
(A) 15. 试题：
（2 分）
在转筒真空过滤机上过滤某种悬浮液，若将转筒转速 n 提高一倍，其他条件保 持不变，则生产能力将为原来的（） 。 （A）2 倍 （C）4 倍 （B） 2 倍 （D）1/2
答案与评分标准
(B) 16. 试题： 球形颗粒在静止流体中自由沉降，当在 10-4< Ret <1 时，沉降速度 u t 可用（） 计算。 （A）斯托克斯公式 （C）牛顿公式 （B）艾仑公式 （2 分）
答案与评分标准
(√) 24. 试题： 连续过滤机中进行的过滤都是恒压过滤，间歇过滤机中也多为恒压过滤。 （ ） （1 分）
答案与评分标准
(√) 25. 试题：
5 — 19 5
（1 分）
第三章
球形颗粒在静止流体中作重力沉降时都受到哪些力的作用？它们的作用方向 如何？
答案与评分标准
答：球形颗粒在静止流体中作重力沉降时，将受到三个力的作用，即重力、 浮力与阻力。 （2 分） （共 4 分）
答案与评分标准
过滤式 沉降式 分离式 常速离心机 高速离心机 超高速离心机
（每个空 1 分，共 6 分） 9. 试题： 过滤操作有________和___________两种典型方式。
答案与评分标准
恒压过滤 10. 试题： 在重力场中，固体颗粒在静止流体中的沉降速度与下列因素无关的是（ ） 。 （A）颗粒几何形状 （C）颗粒与流体密度 （B）颗粒几何尺寸 （D）流体的流速 恒速过滤 （每个空 1 分，共 2 分）
答案与评分标准
答：影响旋风分离器性能的因素是多方面的，其中最主要的因素可归纳为物系性 质与操作条件两大类。 （2 分） 因为对于同一结构型式的旋风分离器来说，减少尺寸有利于分离，所以当气 体处理量很大，又要求较高的分离效果时，常采用旋风分离器组操作。 （3 分） （共 5 分） 28. 试题： 简述选择旋风分离器的主要依据。
d 2 ( s ) g （2）此时，d´=2d，ρs，ρ，μ 均相同；据 u t 可得： 18
(2d 2 )( s ) g / ut 18 4 2 ut d ( s )g 18
36. 试题： 拟采用底面积为 14 m 2 的降沉室回收常压炉气中所含的球形固体颗粒。操作 条 件 下 气 体 的 密 度 为 0.75 kg / m 3 ， 粘 度 为 2.6 × 10-5Pa • s ； 固 体 的 密 度 为 3000 kg / m 3 ； 要求生产能力为 2.0 m 3 / s ， 求理论上能完全捕集下来的最小颗粒直 径 d min 。
Q 3600V / T 3600V / w D
m3 / h
(2 分)
34. 试题： 用落球法测定某液体的粘度（落球粘度计） ，将待测液体置于玻璃容器中测 得直径为 6.35 mm 的钢球在此液体内沉降 200 mm 所需的时间为 7.32 s ,已知钢球 的密度为 7900 kg / m 3 ，液体的密度为 1300 kg / m 3 。试计算液体的粘度。
答案与评分标准
答：膜过滤是利用膜孔隙的选择透过性进行两相分离的技术。 （2 分） 它又可分为微孔过滤和超滤两类。 （2 分） （共 4 分） 31. 试题： 简述工业上对过滤介质的要求及常用的过滤介质种类。
答案与评分标准
答：对过滤介质的要求是：它应具有流动阻力小和足够的机械强度，同时还 应具有相应的耐腐蚀性和耐热性。 （3 分） 种类有：织物介质、堆积介质、多孔固体介质及多孔膜。 （2 分） 32. 试题： 简述提高连续过滤机生产能力的措施。
（3 分） 校核沉降流型
Re t
d min ut
答案与评分标准
解： （1）由附录查出有关温度下水的性质： 20℃时，密度 =998 kg / m 3 ，粘度 =1.005×10-3 Pa·s （1 分）
8 — 19 8
第三章
50℃时， =998 kg / m 3 ， =0.5494×10-3 Pa·s
（1 分）
u t 50 u t 20
答案与评分标准
(C) 13. 试题： 粒径分别为 16 m 和 8 m 的两种颗粒在同一旋风分离器中沉降， 沉降在滞流区， 则两种颗粒的离心沉降速度之比为（） 。 （A）2 （C）1 （B）4 （D）1/2 （2 分）
答案与评分标准
(B) 14. 试题： 以下表达式中正确的是（） 。 （A） 过滤速率与过滤面积 A 的平方成正比 （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积 V 成正比 （D） 过滤速率与虚拟滤液体积 Ve 成正比 （2 分）