非均相物系的分离习题

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非均相物系分离一、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u1,在空气中为u2,则u12;若在热空气中的沉降速度为u3,冷空气中为u4,则u34。

(>,<,=) dg(ρs-ρ)18μ2答:ut=,因为水的粘度大于空气的粘度,所以u1<u2热空气的粘度大于冷空气的粘度,所以u3<u42.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dmin。

(增大、减小、不变)答:减小、减小、增大,减小。

4dg(ρs-ρ)3ρξut=,压强增加,气体的密度增大,故沉降速度减小, nRTpV=压强增加,,所以气体的体积流量减小, Lu=LVs/At=气体的停留时间,气体体积流量减小,故停留时间变大。

非均相物系分离最小粒径在斯托克斯区dmin=18μutg(ρs-ρ),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P1,总效率为η1,通过细长型旋风分离器时压降为P2,总效率为η2,则:PP2,η1 η2。

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)s=0,压差提高一倍,其他条件不变,τ';2)s=0.5,压差提高一倍,其他条件不变,τ'τ;3)s=1,压差提高一倍,其他条件不变,τ'τ;1)0. 5;2)0.707;3)1τ∝1/(∆p)1-s,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utm/s。

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答案:临界直径 分离效率 压力损失
06、文丘里除尘器其主体由


,后引入

答案:收缩管 喉管 扩散管 旋风分离器
07、泡沫除尘器适用于净制含有

气体的设备。
答案:灰尘 雾沫气体
三、判断题 ( )1、沉降分离的原理是依据分散物质与分散介质之间的粘度差来分离的。
答案:× ( )2、沉降分离要满足的基本条件是,停留时间不小于沉降时间,且停留时间越大越好。
A、粒子的几何形状
B、粒子的尺寸大小
C、流体与粒子的密度
D、流体的速度
答案:A
4、微粒在降尘室内能除去的条件为:停留时间( )它的尘降时间。
A、不等于
B、大于或等于 C、小于
D、大于或小于
答案: B
5、降尘室的生产能力( )。
A、只与沉降面积 和颗粒沉降速度 有关
B、与 , 及降尘室高度 有关
C、只与沉降面积 有关
学习情境二 非均相物系的分离与操作题库
一、选择题
1、 在外力作用下,使密度不同的两相发生相对运动而实现分离的操作是( )。
A、蒸馏
B、沉降
C、萃取
D、过滤
答案: B
2、下列用来分离气-固非均相物系的是( )。
A、板框压滤机
B、转筒真空过滤机
C、袋滤器
D、三足式离心机
答案: C
3、在重力场中,微小颗粒的沉降速度与( )无关。
B、延长沉降时间 C、增大沉降面积
答案: C
11、离心分离的基本原理是固体颗粒产生的离心力( )液体产生的离心力 。
A、小于
B、等于
C、大于
D、两者无关
1
答案:C

化工原理习题第三章 过滤 习题3

化工原理习题第三章 过滤 习题3

三非均相物系分离沉降速度计算3.1 计算直径为1mm的雨滴在20℃空气中的自由沉降速度。

应用Stokes方程计算液体粘度3.2 将直径为6mm的钢球放入某液体中,下降距离位200mm时,所经历时间为7.32秒,此液体密度为1300[Kg/m3],钢球密度为7900[Kg/m3],求此液体粘度为多少厘泊?降沉室的计算,设计型3.3 欲用降尘室净化温度为20℃、流量为2500(m3/h)的常压空气,空气中所含灰尘的密度为1800(kg/m3),要求净化的空气不含有直径大于10μm的尘粒,试求所需沉降面积为多大?若降尘室的底面宽2m,长5m,室内需要设多少块隔板?3.4用一多层降沉室除去炉中的矿尘。

矿尘最小粒径为8μm,密度为4000[kg/m3 ]。

降尘室内长4.1m,宽1.8m,高4.2m。

气体温度为427℃,粘度为3.4×10 -5 [N·S/ m2 ],密度为0.5[kg/m3 ],若每小时的炉气量为2160标准m3 ,试确定降尘室内隔板的间距及层数? (沉降处于斯托克斯定律区)3.5 用一截面为矩形的沟槽从炼油厂的废水中分离其中油滴,拟回收直径为2mm以上的油滴,槽宽为4.5m,深度为0.8m;在出口端除油后的水可不断从下部排出,而汇聚成层的油则从顶部移出。

油的密度为870[Kg/m3],水温为20℃,每分钟处理废水为26m3,求所需槽的长度。

降沉室计算,操作型3.6 降沉室高2m、宽2m、长5m,用于矿石焙烧炉的降尘。

操作条件下气体的流量为25000[m3/h];密度为0.6[kg/m3],粘度为0.03cP,固体尘粒的密度为4500[kg/m3 ],求此降沉室能除去最小颗粒直径?并估计矿尘中直径为50μm的颗粒能被除去的百分率?3.7 气流中悬浮某种球形微粒,其中最小微粒为10μm,沉降处于斯托克斯区。

今用一多层隔板降尘室分离此气体悬浮物,已知降尘室长10m,宽5m,共21层,每层高100mm。

第二章非均相物系分离习题解答

第二章非均相物系分离习题解答

第二章 非均相物系分离1、试计算直径为30μm 的球形石英颗粒(其密度为2650kg/ m 3),在20℃水中和20℃常压空气中的自由沉降速度。

解:已知d =30μm 、ρs =2650kg/m 3(1)20℃水 μ=1.01×10-3Pa·s ρ=998kg/m 3设沉降在滞流区,根据式(2-15)m/s 1002.81001.11881.9)9982650()1030(18)(43262---⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=μρρg d u s t 校核流型)2~10(1038.21001.19981002.8103042346-----∈⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==μρt t du Re 假设成立, u t =8.02×10-4m/s 为所求(2)20℃常压空气 μ=1.81×10-5Pa·s ρ=1.21kg/m 3设沉降在滞流区m/s 1018.71081.11881.9)21.12650()1030(18)(25262---⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=μρρg d u s t 校核流型:)2~10(144.01081.121.11018.710304526----∈=⨯⨯⨯⨯⨯==μρt t du Re 假设成立,u t =7.18×10-2m/s 为所求。

2、密度为2150kg/ m 3的烟灰球形颗粒在20℃空气中在层流沉降的最大颗粒直径是多少? 解:已知ρs =2150kg/m 3查20℃空气 μ=1.81×10-5Pa.s ρ=1.21kg/m 3 当2==μρt t du Re 时是颗粒在空气中滞流沉降的最大粒径,根据式(2-15)并整理218)(23==-μρμρρρt s du g d 所以μm 3.77m 1073.721.181.9)21.12150()1081.1(36)(36532532=⨯=⨯⨯-⨯⨯=-=--ρρρμg d s 3、直径为10μm 的石英颗粒随20℃的水作旋转运动,在旋转半径R =0.05m 处的切向速度为12m/s ,,求该处的离心沉降速度和离心分离因数。

非均相分离计算题答案

非均相分离计算题答案

计算题1. 用板框压滤机在恒压强差下过滤某种悬浮液,测得过滤方程式为: V 2+V=5×10-5A 2θ试求:⑴欲在30min 内获得5m 3滤液,需要边框尺寸为635mm ×635mm ×25mm 的滤框若干个;⑵过滤常数K 、q e 、θe 。

解:1、所需滤框数由已知的过滤时间和相应的滤液体积,利用恒压过滤方程求过滤面积。

再由滤框尺寸确定所需的滤框数将有关数据代入恒压过滤方程式并整理得到2525226.18603010555105m V V A =⨯⨯⨯+=⨯+=--θ 又n A 2635.02⨯=64.22635.02/26.18635.02/22=⨯=⨯=A n实取23个框,则实际过滤面积为:2255.1823635.02m A =⨯⨯=2、过滤常数K 、qe 及θe根据恒压过滤方程式确定过滤常数K 、Ve ,恒压过滤方程式θ222KA VV V e =+与题给恒压过滤方程相比可得,s m K /10525-⨯=12=e V ,35.0m V e =23/027.055.18/5.0/m m A V q e e ===s K q e e 6.14105/027.0/522=⨯==-θ2.实验室用一片过滤面积为0.1m 2的滤叶对某种悬浮液进行实验,滤叶内部真空度为8×104Pa ,测出q e 为0.01m 3/m 2,θe 为20s ,且知每获1升滤液,便在滤叶表面积累1mm 厚的滤渣,今选用板框过滤机在3.2×105Pa 的表压下过滤该悬浮液,所用过滤介质与实验相同,该压滤机滤框为正方形,其边长为810mm ,框厚为42mm ,共20个框,滤饼不可压缩。

试求:⑴ 滤框完全充满滤饼所需的过滤时间;⑵ 若滤饼洗涤与装卸时间为0.5h ,求以滤液体积计的生产能力。

解:1)滤框完全充满滤饼所需的过滤时间θ过滤面积:22224.262081.022m n l A =⨯⨯==滤饼体积:222551.020042.081.0m bn l V c =⨯⨯==滤液滤饼33/1.0001.0001.01.0m m =⨯=ν 滤液体积 351.51.0551.0m V V c ===ν 23/21.024.2651.5m m A V q === 真空度为Pa 4108⨯,即Pa p 4108⨯=∆s m m q e e 20/01.023==θ,s m q K e e /105.02001.02522-⨯===θ pp K K ∆'∆=' s m p p K K /102)108.0102.3(105.0)(25555--⨯=⨯⨯⨯=∆'∆=' s K q e e 510201.0522=⨯=''='-θ 过滤时间:h s K q q e e 67.021455102)01.021.0()(522==-⨯+='-''+=-θθ 2)过滤机的生产能力h m VQ D W /71.45.067.051.53=+=++=θθθ3.某板框压滤机的过滤面积为0.6m 2,在恒压下过滤某悬浮液,3小时后得滤液60m 3,若滤饼不可压缩,且过滤介质可忽略不计,试求:⑴ 若其他条件不变,过滤面积加倍,可得多少滤液?⑵ 若其他条件不变,过滤时间缩短1.5h ,可得多少滤液?⑶ 若其他条件不变,过滤的压差加倍,可得多少滤液?⑷ 若在原表压下过滤3h ,用4m 3的水洗涤滤饼需多长时间?设滤液与水的性质相近。

非均相物系分离自测题及答案.doc

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非均相物系分离一、填空题1.球形颗粒从静止开始降落,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。

2.在斯托克斯沉降区,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O3.沉降雷诺准数越大,流体粘度对沉降速度的影响。

4.降尘室内,颗粒可被分离的必要条件是o5.降尘室操作时,气体的流动应控制在流型。

6.在规定的沉降速度",条件降尘室的生产能力只取决于而与其无关。

7.选择旋风分离器的主要依据是:(1) : (2);(3)o8.除去气流中尘粒的设备类型有, , 等。

g 饼房i寸9痕早甘i . §柔床i寸$痕卓1片10.痂I压据机中横穿洗凉法,在流段粘度与推动万相同条件下,洗涤速率与最终过滤速率之比为;叶滤机中置换洗涤法,洗涤速率与过滤速率之比为。

11.T.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 _______12.根据操作目的(或离心机功能),离心机分为、和三种类型。

、13.根据分离因数大小,离心机分为、和。

二、选择题1.在重力场中,固体颗粒的沉降速度与下列因素无关的是()oA.粒子儿何形状B.粒子儿何尺寸C.粒子与流体密度D.流体的流速2.含尘气体通过长4m、宽3m、高1 m的降尘室,己知颗粒的沉降速度为0.25 m/s, 则除尘室的生产能力为()0A. 3n?/sB. lm3/sC. 0.75 m3 /sD. 6 m3 /s3.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B.为原来1/2C.不变D.不确定4.粒径分别为16pm及叩m的两种颗粒在同一旋风分离器中沉降,则两种颗粒的离心沉降速度之比为()(沉降在斯托克斯区)。

A . 2 B. 4 C. 1 D. 1/25.以下表达式中正确的是()。

A.过滤速率与过滤面积平方I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枳V成正比;D.过滤速率与虚拟滤液体枳V。

化工原理:(含答案)第三章 非均相物系的分离

化工原理:(含答案)第三章 非均相物系的分离

第三章 非均相物系的分离一、填空题:1.⑴一球形石英颗粒,在空气中按斯托克斯定律沉降,若空气温度由20°C 升至50°C ,则其沉降速度将 。

⑵降尘室的生产能力只与降尘室的 和 有关,而与 无关。

解⑴下降 ⑵长度 宽度 高度2.①在除去某粒径的颗粒时,若降尘室的高度增加一倍,则沉降时间 ,气流速度 ,生产能力 。

②在滞流(层流)区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比;在湍流区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比。

解①增加一倍 , 减少一倍 , 不变 ②2 , 1/2沉降操作是指在某种 中利用分散相和连续相之间的 差异,使之发生相对运动而实现分离的操作过程。

沉降过程有 沉降和 沉降两种方式。

答案:力场;密度;重力;离心3.已知q 为单位过滤面积所得滤液体积V/S ,e e e S V q V /,为为过滤介质的当量滤液体积(滤液体积为e V 时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力),在恒定过滤时,测得2003740/+=∆∆q q τ,过滤常数K = ,e q = 。

解0.000535 , 0.05354.⑴间歇过滤机的生产能力可写为Q =V/∑τ,此外V 为 ,∑τ表示一个操作循环所需的 ,∑τ等于一个操作循环中 , 和 三项之和。

一个操作循环中得到的滤液体积 ,总时间 ,过滤时间τ ,洗涤时间τw , 辅助时间τD⑵.一个过滤操作周期中,“过滤时间越长,生产能力越大”的看法是 ,“过滤时间越短,生产能力越大”的看法是 。

过滤时间有一个 值,此时过滤机生产能力为 。

不正确的 ,不正确的 , 最适宜 , 最大⑶.过滤机操作循环中,如辅助时间τ越长则最宜的过滤时间将 。

⑶ 越长(4). 实现过滤操作的外力可以是 、 或 。

答案:重力;压强差;惯性离心力5.⑴在过滤的大部分时间中, 起到了主要过滤介质的作用。

⑵最常见的间歇式过滤机有 和 连续式过滤机有 。

⑶在一套板框过滤机中,板有 种构造,框有 种构造。

第三章非均相物系的分离练习题

第三章非均相物系的分离练习题

第三章非均相物系的分离练习题第三章非均相物系的分离一、填空题1、旋风分离器是用于混合物分离的典型设备,如奶粉、蛋粉等干制品加工后期的分离,其主要性能参数为、和。

2、多数沉降过程是在层流区内进行的,根据层流区域内的斯托克斯定律,影响沉降速度的主要因素有、和。

3、过滤操作基本计算的依据主要是过滤基本方程,即。

在实际运用时还必须考虑三种情况,即的相对大小, 的相对大小和恒速过滤或恒压过滤。

4、沉降分离方法主要有、和电沉降,非均相混合物在沉降分离设备内能分离出来的条件为。

5、过滤推动力应是由所组成的过滤层两侧的压力差,而过滤阻力相应包括和。

6、某降尘室高4m,宽3m,长5m,用于矿石焙烧炉的炉气除尘。

矿尘密度为4300千克每立方米,其形状近于圆球,操作条件下气体流量为1800立方米每小时,气体密度为0.9千克每立方米,粘度为0.03mPa·s。

则理论上能除去矿尘颗粒的最小直径为_______μm二、选择题1、某球形颗粒在粘度为1.86×10-5Pa.S的大气中自由沉降,已知颗粒直径为40μm,密度为2600Kg/m3,沉降速度为0.12m/s,则该颗粒沉降属()(设大气密度ρ=1.165Kg/m3)A、层流区B、过渡流区C、湍流区D、无法确定2、若固体颗粒密度为2600Kg/m3,大气压强为0.1Mpa,温度为300C,(此状况下空气密度ρ=1.165Kg/m3粘度为μ=1.86×10-5Pa.S),则直径为40μm的球形颗粒在该大气中的自由沉降速度为()A、0.12m/sB、1.63m/sC、1.24m/sD、2.12m/s3、过滤过程的计算主要是通过过滤基本方程进行的,方程式中几个表示体系特征的过滤常数则需通过实验首先确定,这几个过滤常数为()A、K、S、Ve(Vd)、ΔPB、K、S、Ve(Vd)、te(td)C、K、S、Ve(Vd)、rD、K、Ve(Vd)、ΔP、r4、利用过滤基本方程计算过滤速度必须考虑滤饼的可压缩性,所谓不可压缩滤饼,下列说法错误的是()。

化工原理第3章课后习题参考答案

化工原理第3章课后习题参考答案

第三章非均相物系的分离和固体流态化3. 在底面积为40m²的除尘室内回收气体中的球形固体颗粒。

气体的处理量为3600m³/h,固体的密度ρs=3600kg/m³,操作条件下气体的密度ρ=1.06kg/m³,粘度为3.4×10-5Pa•s。

试求理论上完全除去的最小颗粒直径。

解:理论上完全除去的最小颗粒直径与沉降速度有关。

需根据沉降速度求。

1)沉降速度可根据生产能力计算ut = Vs/A= (3600/3600)/40 = 0.025m/s (注意单位换算)2)根据沉降速度计算理论上完全除去的最小颗粒直径。

沉降速度的计算公式与沉降雷诺数有关。

(参考教材P148)。

假设气体流处在滞流区则可以按ut = d2(ρs- ρ)g/18μ进行计算∴dmin2 = 18μ/(ρs- ρ)g ·ut可以得到dmin= 0.175×10-4 m=17.53)核算Ret = dminutρ/μ< 1 ,符合假设的滞流区∴能完全除去的颗粒的最小直径d = 0.175×10-4 m = 17.5 μm5. 含尘气体中尘粒的密度为2300kg/m³,气体流量为1000m³/h,粘度为3.6×10-5Pa•s密度为0.674kg/m³,采用如图3-8所示的标准型旋风分离器进行除尘。

若分离器圆筒直径为0.4m,试估算其临界直径,分割粒径及压强降。

解:P158图3-7可知,对标准旋风分离器有:Ne = 5 ,ξ= 8.0 B = D/4 ,h = D/2(1) 临界直径根据dc = [9μB/(πNeρsui )]1/2 计算颗粒的临界直径其中:μ=3.6×10-5Pa•s;B = D/4=0.1m;Ne = 5;ρs=2300kg/m³;将以上各参数代入,可得dc = *9μB/(πNeρsui )+1/2 = *9×3.6×10×0.25×0.4/(3.14×5×2300×13.89)+1/2= 8.04×10-6 m = 8.04 μm(2)分割粒径根据d50 = 0.27[μD/ut(ρs- ρ)]1/2 计算颗粒的分割粒径∴d50 = 0.27[3.6×10-5×0.4/(13.889×2300)]1/2= 0.00573×10-3m = 5.73μm(3)压强降根据△P = ξ·ρui2/2 计算压强降∴△P = 8.0×0.674×13.8892/2 = 520 Pa7、实验室用一片过滤面积为0.1m2的滤叶对某种颗粒在水中的悬浮液进行实验,滤叶内部真空读为500mmHg,过滤5min的滤液1L,又过滤5min的滤液0.6L,若再过滤5min得滤液多少?已知:恒压过滤,△P =500mmHg ,A=0.1m,θ1=5min时,V1=1L;θ2=5min+5min=10min 时,V2=1L+0.6L=1.6L求:△θ3=5min时,△V3=?解:分析:此题关键是要得到虚拟滤液体积,这就需要充分利用已知条件,列方程求解思路:V2 + 2VVe= KA2θ(式中V和θ是累计滤液体积和累计过滤时间),要求△V3,需求θ3=15min时的累计滤液体积V3=?则需先求Ve和K。

第3章 习题:非均相物系分离

第3章 习题:非均相物系分离

不同尺寸范围内所含粒子的个数或质量给出粒子的尺寸分布。根据粒子尺寸 的大致范围,可选择不同方法测定粒子尺寸分布,如筛分、显微检测等。对于 40μm以上的颗粒群,常用一套标准筛测量,此法称为筛分分析(screen analysis), 简称筛分。表3-1给出常用泰勒标准筛目数与孔径大小,所用网线的直径可推算 出,如100目的为0.107mm。各种筛制的标准筛规格各不相同,但都在向国际标 准组织(ISO)筛系统一。标准筛用金属丝网编织而成。常用的泰勒(Tyler)标准 筛以每英寸(25.4mm)边长上孔的数目为筛号或称目数。规定每一筛号的金属 丝粗细和筛孔的净宽,通常相邻两筛号的筛孔尺寸之比约为20.5。筛分时将目数 不同的筛子按筛号依次堆积,目数小的筛在上,目数大的筛在下。将试样倒入最 上层筛面,振动筛子,并记下各层筛面上筛余物的质量。各层筛余粒子尺寸取夹 此粒子的两层筛的筛孔尺寸(如14/20:过14目筛,截留于20目筛)的算术平均 值。筛分结果可用分布函数或频率函数表示。分布函数表征粒径小于某指定值的 颗粒所占总颗粒质量(或个数)分率与粒径的关系,可用坐标中的曲线表示。频 率fi是指某筛面上颗粒的质量分率wi与夹此颗粒两筛的孔径(di-1、di)差之比。 频率函数表征频率与粒径的关系,由fi和dpi=(di+di-1)/2绘出,di~di-1区间长度 乘以此区间的fi等于wi。
之所以作如此考虑,理由如下:就流体流动的阻力而言,影响因素之 一是固体表面积,式3-16中,ap(1-ε)/ε代表颗粒床单位体积流体 接触的颗粒固体表面积,其值为4/de,而直径为de长度为L的圆管中, 因4×(0.25πde2)L/(πde L)=de,πde L /(0.25πde2 L)为管中单 位体积流体可接触的管道表面积,其值也为4/de,所以,对直径为de 长度为L的圆管和与其对应的颗粒床层而言,单位体积流体所占固体 表面相同,则单位体积流体受阻力也可能近似相同,流体因是匀速运 动,推动力也近似相同,保证速度近似相同为u1,可推断出圆管的 ΔP /ρ=λ(L/d)u12/2应该能表达出颗粒床层的阻力情况。因此,可用 直径为de、长度为L、流速为u1的直管流动模型模拟流体通过颗粒床 层的流动。两种流动毕竟不完全相同,模拟只是近似的,并需要通过 实验加以验证和修正。

非均相分离例题

非均相分离例题

例3-1 试计算直径d 为90μm 密度ρs 为3000kg/m 3的固体颗粒,分别在20℃的水和空气中的自由沉降速度。

解:(1)在20℃水中的沉降速度假设颗粒在滞流区沉降,故应用式3-7试算。

查得20℃水ρ=998.2 kg/m 3μ=1.005pa.s()s m /1079.83-⨯=核算:μρt t du Re =17857.0<=故原设滞流区正确,求得u t 有效。

(2)在20℃空气中的沉降速度根据K 值判断流型,然后选择相应公式求u t查得20℃空气:ρ=1.205 kg/m 3 μ=1.81×10-5pa.s()312⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=μρρρg d K s284.4=K 值大于2.62,小于69.1,故沉降在过渡区,可用式3-8计算u t()60270.ts t Re gd .u ρρρ-=()s m /582.0=由以上计算可知,同一颗粒在不同介质中沉降时,具有不同的沉降速度,且属于不同流型,所以沉降速度u1由颗粒特性和介质特性综合因素决定。

[例3-2]拟采用降尘室吸收常压炉气中所含球形固体颗粒,降尘室底面积为14m2,宽和高均为2m,操作条件下气体的密度为0.75 kg/m3,粘度2.6×10-5pa.s,固体的密度为3000 kg/m3,要求生产能力为2.5 m3/s,试求:(1)理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径;(2)粒径为40μm颗粒的除尘效率(即回收百分率);(3)如欲使粒径为9μm的颗粒能够完全除去,在原降尘室中需设几层水平隔板。

解:(1)理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径在该降尘室内能完全分离出来的最小颗粒的沉降速度为:设沉降在滞流区,最小颗粒直径81.930001786.0106.2185⨯⨯⨯⨯≈-()()m m μ3.53103.536=⨯=-核算沉降流型原设沉降滞流区正确,求得d min 有效。

(2)40μm 颗粒的降尘效率设颗粒在炉气中是均布的,则40μm 颗粒在降尘室内的沉降高度与降尘室高度之比即为该尺寸颗粒被分离下来的分数。

化工原理非均相分离试的题目及答案

化工原理非均相分离试的题目及答案

化工原理考试题及答案第三章非均相分离姓名____________班级____________学号_____________成绩______________一、填空题:1.(2分)悬浮液属液态非均相物系,其中分散内相是指_____________;分散外相是指______________________________。

***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)自由沉降是 ___________________________________ 。

***答案*** 沉降过程颗粒互不干扰的沉降4.(2分)当微粒在介质中作自由沉降时,若粒子沉降的Rep相同时,球形度越大的微粒,介质阻力系数越________ 。

球形粒子的球形度为_________ 。

***答案*** 小 15.(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6.(3分)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=____________.***答案*** 粒子所受合力的代数和为零 24/ Rep7.(2分)降尘宝做成多层的目的是____________________________________ 。

***答案*** 增大沉降面积,提高生产能力。

8.(3分)气体的净制按操作原理可分为________________________________________________________.旋风分离器属_________________ 。

第三章非均相物系分离习题

第三章非均相物系分离习题

第三章非均相物系分离习题习题1: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等速运动等速运动(每个空1分,共3分)习题2:u与其直径的______次方成正比;而在湍流在层流区,球形颗粒的沉降速度tu与其直径的______次方成正比。

区,t答案与评分标准2 1/2(每个空1分,共2分)习题3: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。

答案与评分标准θ。

(2分)气体在室内的停留时间θ应≥颗粒的沉降时间t层流(1分)(共3分)习题4:u条件下,降尘室的生产能力只取决于_____________而在规定的沉降速度t与其__________________无关。

答案与评分标准降尘室底面积 (2分)高度 (1分)(共3分)习题5:除去气流中尘粒的设备类型有__________、___________、__________等。

答案与评分标准降尘室惯性除尘旋风分离器(每个空1分,共3分)习题6:过滤常数K 是由__________及___________决定的常数;而介质常数e q 与e 是反映________________的常数。

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)习题7: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 加压叶滤机 转筒真空过滤机(每个空1分,共3分)习题8: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___________。

第三章 非均相物系的分离和过滤

第三章 非均相物系的分离和过滤

第3章 非均相物系分离和固体流态化1.取颗粒试样500g,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。

〔答:d a =0.344mm 〕习题1附表2.密度为2650kg/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。

〔答:dmax=57.4μm, dmin=15.13μm 〕3.在底面积为402的除尘室内回收气体中的球形固体颗粒。

气体的处理量为3600m 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2×10-5Pa ·s 。

试求理论上能完全除去的最小颗粒直径。

〔答:d=17.5m μ〕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阳,密度为4000kg/m 3。

除尘室长4.1m 、宽1.8m 、高4.2m,气体温度为427℃,黏度为3.4x1O -5Pa ·s,密度为0.5kg/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。

〔答:h=82.7mm,n=51〕5.已知含尘气体中尘粒的密度为2300kg/m 3,气体流量为1000m 3/h 、密度为3.6×10-5Pa ·s 、密度为0.674kg/m 3,采用如图3-7所示的标准型旋风分离器进行除尘。

若分离器圆筒直径为0.4m,试估算其临界粒径、分割粒径及压强降。

〔答:d c =8.04m μ,m d μ73.550=,Pa p 520=∆〕6.某旋风分离器出口气体含尘量为0.7×10-3kg/标准m 3,气体流量为5000标准m 3/h,每小时捕集下来的灰尘量为21.5kg 。

出口气体中的灰尘粒度分布及捕集下来的灰尘粒度分布测定结果列于本题附表中。

非均相物系的分离和固体流态化练习题

非均相物系的分离和固体流态化练习题
4.对板框式过滤机,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( 和终了时的过滤速率 的定量关系为。
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——非均相物系的分离习题及答案

化工原理——非均相物系的分离习题及答案

化工原理——非均相物系的分离习题及答案第三章非均相物系的分离一、选择与填空1、在滞流区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的__次方成正比,在湍流区颗粒的沉降速度与颗粒直径的__次方成正比。

2、在恒压过滤时,如介质阻力不计,过滤压差增大一倍时同一时刻所得滤液量__________。

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3、过滤基本方程式是基于____推导出来的。

A 滤液在介质中呈湍流流动B 滤液在滤渣中呈湍流流动C 滤液在介质中呈层流流动D 滤液在滤渣中呈层流流动4、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5、叶滤机洗涤速率与最终过滤速率的比值为()。

A 1/2B 1/4C 1/3D 16、过滤介质阻力忽略不计,滤饼不可压缩进行恒速过滤,如滤液量增大一倍,则()。

CA操作压差增大至原来的倍 B操作压差增大至原来的4倍C操作压差增大至原来的2倍 D操作压差保持不变7、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____。

8、沉降雷诺准数Ret越大,流体粘性对沉降速度的影响____。

9、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____。

10、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。

11、根据过滤基本方程式(说明提高过滤机生产能力的措施是(最少写出三条)____、____、____。

12、以下说法中正确的是()A. B. C. D.13、在板框压滤机中,若过滤压力差增加一倍,则过滤速率变为原来的___倍,生产能力为___倍。

(过滤介质阻力忽略不计,滤饼不可压缩)14、恒压过滤某种悬浮液(介质阻力可忽略,滤饼不可压缩),已知10min单位过滤面积上得滤液0.1m3。

非均相分离复习题及答案

非均相分离复习题及答案

非均相分离复习题
1、表述颗粒特性的主要参数为颗粒的__形状_、_大小(体积)_、及_表面积_
2、表述颗粒床层特性的主要参数为__空隙率_、__自由截面积__、__堆积密度__、及___比
表面积__
3、固体粒子的沉降过程分__加速__阶段和__恒速__阶段。

沉降速度是指__恒速__阶段颗粒
相对于____流体___的速度
4、在斯托克斯区,颗粒的沉降速度与其直径的_2_次方成正比。

而在牛顿区,与其直径的
__1/2_次方成正比。

5、沉降雷诺准数Re t越大,流体粘性对沉降速度的影响__越小__
6、一球形石英粒子在空气中作层流自由沉降。

若空气温度由20℃提高至50℃,气体的粘
度__增大__,则沉降速度将__减小__
7、降尘室内,固粒可分离的条件是_气体在降尘室内的停留时间大于或等于沉降时间__.降
尘室操作时,气体的流动应控制在_层流(斯托克斯)_区
8、理论上降尘室的生产能力与__降尘室底面积bl__和_颗粒沉降速度u t_有关,而与_高度_
无关
9、在降尘室中除去某粒径的颗粒时,若降尘室的高度增加一倍,则颗粒的沉降时间_加长
一倍__、气流速度将__降低为原来的1/2__,生产能力_不变___
10、饼层过滤是指_在过滤介质一侧形成饼层的过滤_。

资料:非均相分离题及解答

资料:非均相分离题及解答

第3章 非均相物系分离题库解答3-1 有一固体颗粒混合物,通过筛分获得以质量为基准的粒度分布为:粒度1µm ,0%至50µm ,100%的范围近似可用一直线表示,试求该颗粒混合物的比表面积平均直径。

解:由式1.15,表面平均平均直径可由下式求得:/1=s d ()11/d x ∑因为粒度分析为一连续直线149+=x dd dx d s //110⎰= ()⎰+=10149//1x dx 50ln /49=m μ5.12=3-2 一直径为30µm 的球形颗粒在20o C 某气体中的沉降速度为在同温度下水沉降速度的88倍。

已知该颗粒在气体中的重量为在水中的1.6倍,试求该颗粒在气体中的沉降速度。

气体密度可取为1.2 kg ⋅m -3。

此题核心在于求出球形颗粒在水中的沉降速度t u 。

而求t u 须知颗粒密度s ρ,直径为d ,流体密度及粘度,此题中公未知s ρ,故利用该颗粒在气体和水中重量比可解决s ρ,从而可求出t u 。

1)求球形颗粒密度s ρ:该颗粒在气体和水中的重量比,实质指净重力之比,即()()6.16g633=气气g d d s s ρρπρρπ-- 又查出C ︒20时水的物性:cP m kg 1,/10003==μρ ∴ 1.6=气气ρρρρ--s s ,6.110002.1=--s sρρ 解之 3/2664m kg s =ρ2)求颗粒在水中沉降速度水t u :设颗粒在水中沉降在层流区:∴()()()3262101881.910002664100.318--⨯⨯-⨯⨯=-μρρg d u s t =水s m /1016.84-⨯= 校核:0245.010101016.81030Re 3346=⨯⨯⨯⨯==---μρt du <1 故 s m u t /1016.84-⨯=水3)颗粒在气体中沉降速度气t u :s m u u t t /1008.71016.8888824--⨯=⨯⨯==水气3-3质量流量为1.1kg/s ,温度为20ºC ,压力为101 .33kPa 的含尘空气在进入反应器之前需除尘,并预热至160ºC 。

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非均相物系的分离一、填空题:⒈ 除去液体中混杂的固体颗粒,在化工生产中可以采用重力沉降、离心沉降、过滤等方法(列举三种方法)。

⒉ 粒子沉降过程分 加速阶段和 恒速 阶段。

沉降速度是指加速阶段终了时,粒子相对于流体的速度。

⒊ 在除去某粒径的颗粒时,若降尘室的高度增加一倍,则沉降时间增大一倍、气流速度减小一倍,生产能力_不变。

⒋ 含尘气体通过长为4m ,宽为3m ,高为1m 的除尘室,已知颗粒的 沉降速度为0.03m/s ,则该除尘室的最大生产能力为0.36 m 3/s 。

⒌ 选择旋风分离器形式及决定其主要尺寸的依据是含尘气体流量、要求达到的分离效率和允许压降。

⒍ 评价旋风分离器性能好坏有两个主要指标,一是分离效率, 一是气体经过旋风分离器的压降。

⒎ 对恒压过滤,当过滤面积A 增大一倍时,如滤饼不可压缩得到 相同滤液量时,则过滤速率)d d (τV 增大为原来的 四 倍,如滤饼可压缩,过滤速率)d d (τV增大为原来的 四 倍。

tv Au q =uLLBH ==v v r q q AH =τt t u H =τso Pr r ∆=)(2d d e 2V V KA V +=τφμr P K ∆=2⒏ 回转真空过滤机,整个转鼓回转操作时大致可分为过滤区、洗涤脱水区 和_卸渣区三个区域。

9. 回转真空过滤机,回转一周所需时间为T ,转鼓的表面积为A ,转鼓的沉浸度为φ,则一个过滤周期中,过滤时间为ΨT ,过滤面积为A 。

⒑ 间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/∑τ,此处V为一个操作循环中得到的滤液体积,∑τ表示一个操作循环所需的总时间,∑τ等于一个操作循环中过滤时间τ,洗涤时间τW 和辅助时间τD三项之和。

⒒ 临界粒径是指在理论上能被完全分离下来的最小颗粒直径。

二、选择题:⒈ 密度相同而直径不同的两球形颗粒在水中自由沉降。

沉降处于层流区, 大颗粒直径d 1是小颗粒直径d 2的两倍,则沉降速度D 。

A) u t1 = u t2 ; B) u t1 = 2u t2 ; C) u t1 =2u t2 ; D) u t1 = 4u t2 。

⒉ 降尘室的生产能力A 。

A) 只与沉降面积A 和颗粒沉降速度t u 有关; B)与A ,t u 及降尘室高度H 有关;C) 只与沉降面积A 有关; D) 只与t u 和H 有关。

()μρρ182-=P P t gd u tvAu q =⒊ 要除去气体中含有的5~50μm 的粒子。

除尘效率较高,宜选用B 。

A)除尘气道; B)旋风分离器; C)离心机; D)电除尘器。

⒋ 粒子沉降受到的流体阻力_ D _。

A) 恒与沉降速度的平方成正比; B) 与颗粒的表面积成正比;C) 与颗粒的直径成正比; D) 在滞流区与沉降速度的一次方成正比。

Stokes 区 Re p <2,ζ =24/Re p⒌ 含细小颗粒的气流在降尘室内除去小粒子(沉降在斯托克斯区), 正常情况下能100%除去50μm 的粒子,现气体处理量增大一倍,原降尘室能100%除去的最小粒径为D 。

A) 2×50μm; B) 0.5×50μm; C) 50μm; D) 2×50μm 。

⒍“在离心机中回转半径越大分离因数越大”,“在中回转 半径越大分离因数越大”_ A 。

A) 只有第一种说法对; B) 只有第二种说法对;C) 两种说法都对; D) 两种说法都不对。

22pD u ρA F ζ=)(Re P φζ=tv Au q =p p 2p p d 2d d d 2===,,,,,⎪⎪⎭⎫⎝⎛=ttv v Au uA q q ()μρρ182-=P P t gd u gru g r 22==ωαu =r ω : 流体和颗粒的切向速度。

对于旋风分离器入口截面一定,q v 一定,u 就一定,r 大,α就小。

⒎ 在离心沉降中球形颗粒的沉降速度A 。

A)只与dP ,ρP s ,u T ,r,ρ,μ有关; B)只与dP ,ρP ,u T ,r有关;C)只与dP ,ρP ,u T ,r,g 有关; D)只与dP ,ρP ,u T ,r,K 有关。

(题中u T 气体的圆周速度,r旋转半径,K 分离因数)⒏ 在讨论旋风分离器分离性能时,临界直径这一术语是指_ C 。

A)旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径;B)旋风分离器允许的最小直径;C)旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径; D)能保持滞流流型时的最大颗粒直径。

⒐ 旋风分离器的总的分离效率是指D 。

A)颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率; B)颗粒群中最小粒子的分离效率;C)不同粒级(直径范围)粒子分离效率之和; D)全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率。

⒑ 一般而言,旋风分离器长、径比大及出入口截面小时,其效率A ,阻力C 。

A)高; B)低; C)大; D)小。

()ρζρρ34PP t gd u -=()ρζωρρ3r 42PP t d u -=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=μρφζt P u d⒒ 一板框过滤机用于某悬浮液恒压过滤时,过滤速率方程为:()01.0/105.22+⨯=-q d dqτ[m 3/m 2·h]。

某次过滤得到滤液0.1[m 3/m 2]后,改用0.1[m 3/m 2]的洗水洗涤(假设洗水压力与过滤压力相同,洗水粘度与滤液粘度相同),横穿法洗涤,则洗涤时间为E 。

A)7.04h ; B)3.2h ; C)1h ; D) 1.76h ; E) 0.88h 。

⒓ 在板框压滤机中进行恒压过滤,滤饼不可压缩且过滤介质阻力不计,试问: ⑴过滤时间增加一倍时,其过滤速率)d d (τV 为原来的_ C 倍。

⑵过滤压力增加一倍,得到相同滤液量时,其过滤速率)d d (τV为原来的_A 倍。

⑶滤液粘度增加一倍,得到相同滤液量时,其过滤速率)d d (τV为原来的B 倍。

A)2; B)1/2; C)1/2; D)4。

)(2d d e q q K q +=τ()()τττd dq q d dq q www w /21/==τK qq q =+e 22τK q =2)(2d d e q q Kq +=τqK q 2d d =τ2121k k q q 22d d d d ====,,,,ττττqK q K q q ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛2d d d d ==,,,℘∆℘∆=⎪⎭⎫ ⎝⎛K K q q ττ21r 2r 2d d d d ===,,,,μμφμφμττ℘∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛℘∆=⎪⎭⎫⎝⎛K K q q⒔ 回转真空过滤机中,使过滤室在不同部位时能自动地进行相应的 不同操作的部件是D 。

A)转鼓本身; B)随转鼓转动的转动盘; C)与转动盘紧密接触的固定盘; D)分配头。

⒕ 板框过滤机,在恒定的操作压差下过滤某种水悬浮液,经两小时后, 滤渣刚好充满滤框得滤液15m 3,则第一小时可得滤液为:C 。

(过滤 介质阻力略而不计)A) 7.5m 3; B) 10m 3; C) 152m 3; D) 缺条件, 无法计算。

⒖ 助滤剂应具有以下性质 B 。

A)颗粒均匀,柔软,可压缩; B)颗粒均匀,坚硬,不可压缩; C)粒度分布广,坚硬,不可压缩; D)颗粒均匀,可压缩,易变形⒗ 过滤基本方程是基于D 推导出来的。

A) 滤液在介质中呈湍流流动; B) 滤液在介质中呈层流流动;C) 滤液在滤渣中呈湍流流动; D) 滤液在滤渣中呈层流流动。

τK q =2215215q 21522===K⒘ 板框压滤机洗涤速率w V )d d (τ为恒压过滤最终速率E V )d d (τ的1/4的这一规律只有在以下条件下才成立C 。

A)过滤时的压差与洗涤时的压差相同; B)滤液的粘度与洗涤液的粘度相同;C)过滤压差与洗涤压差相同且洗涤液粘度与滤液粘度相同; D)过滤压差与洗涤压差相同,洗涤液粘度与滤液粘度相同,以及过滤面积与洗涤面积相同。

⒙ 一定厚度的滤饼,对滤液流动的阻力与以下因素有关 B_。

A)滤浆的浓度; B)滤液的温度; C)滤液的体积; D)操作压差⒚ 在一个过滤周期中 D 。

A)过滤时间越长生产能力越大; B)过滤时间越短生产能力越大; C)辅助时间越长生产能力越大;D)为了达到最大生产能力,辅助时间越长相应地过滤时间也越长。

⒛ 当介质阻力不计时,回转真空过滤机的_C_。

A)每一周期的滤液体积V 与转速的0.5次方成正比; B)每一周期的滤液体积V 与转速的1次方成正比; C)生产能力与转速的0.5次方成正比;D)生产能力与转速的1次方成反比。

)(e q q r P d dq +∆=φμτnKA Q ϕ2=。

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