中国石油大学化工原理期中试题答案

2012级化工卓越班第二阶段测试

注：请将计算过程写于在题目下方空白处。

1、若小雨滴在下降过程中与其他雨滴发生合并，雨滴直径增大了30%，则雨滴合并前后的自由沉降速度比为 1/1.69 。（设雨滴下降过程中始终处于层流区）

2、已知旋风分离器的平均旋转半径为0.5 m ，气体的切向进口速度为20 m/s ，则该分离器的分离因数为 81.55 。

3、板框过滤机采用横穿洗涤法洗涤滤饼，其操作特征是：洗液流径长度约为过滤终了时滤液流径长度的 2 倍；洗液流通截面面积是过滤面积的 0.5 倍。

4、旋风分离器的性能参数包括 临界直径 、 分离效率 和 压降 。

5、流态化的流化形式分为 散式 流化和 聚式 流化两种；当流化床的流化介质及固体颗粒的密度、床层颗粒质量一定，若颗粒直径增大，则起始流化速度 增大 ，带出速度 增大 ，床层压降 不变 。

6、用38个635×635×25mm 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τ42103060-⨯=+q .q ，式中q 的单位为m 3/m 2，τ的单位为s 。则过滤常数 K = 3×10-4 m 2/s ；V e = 0.9193 m 3。

7、在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的宽度增加一倍，则沉降时间 不变 ，生产能力 加倍 。

8、某降尘室高2m ，宽2m ，长5m ，用于矿石焙烧炉的炉气除尘。矿尘密度为4500 kg/m 3，其形状近于圆球，操作条件下气体流量为25000m 3/h ，气体密度为0.6kg/m 3，黏度为3×10-5Pa·s 。则理论上能除去矿尘颗粒的最小直径为_ _91.3_ _μｍ。

9、聚式流化床操作是否正常可以通过床层压降的变化来进行判断。当发生节涌时，床层压降 波动剧烈 ；发生沟流时，床层压降 比正常值偏小 。

10、忽略介质阻力，转筒真空过滤机转速提高至原来的1.5倍，其它条件不变，则其生产能力为原来的 1.22 倍。

11、若滤饼不可压缩，试绘图表示恒压过滤操作时的τ~p ∆、τ~K 和τ~q 的关系。 答：恒压过滤时操作压差为常数，故τ~p ∆关系为一水

平线。又根据 可知，当滤饼不可压缩、恒压

过滤时，K 为常数，故τ~K 关系为一水平线。

由K 、q e 为常数及恒压过滤方程可知，τ~q 关系为

抛物线。

12、计算题：某碳酸钙悬浮液采用板框式压滤机经恒压过滤测得过滤常数K =6.75×10-5m 2/s ，滤布阻力当量滤液量q e =2.78×10-3m 3/m 2，若悬浮液的饼液比(体积比)为0.0916，滤框的尺寸为1m×1m ，每次过滤到滤饼厚度35mm 停止，整理、装卸等辅助时间为30min 。水的密度可为1000 kg/m 3。

试求：（1）每次过滤时间，s ；

（2）若洗涤用水量为滤液量的1/10，洗涤时操作压力、温度与过滤时相同，求生产能力，m 3/min 。

解：（1）单个滤框充满时滤饼体积

3m 035.0035.011AL =⨯⨯==饼V

对应滤液体积： 3m 3822.0035.00916.0/1=⨯=液V

单个滤框过滤面积： 1×2=2.0m 2

23/1911.02/3822.0m m q ==

K qq q K qq q e e 2222

+=→=+ττ

s 855610756107821911021911053

2.....=⨯⨯⨯⨯+=--τ

（2）s 14392

107561021911010782191108853../.)..(KA V )q q (w e w =⨯⨯⨯⨯⨯+⨯=+=--τ

/m i n m 00820306014396085562191103././..V Q D w =++⨯=++=τττ

C r p K s

μ'21-∆=