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）

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= 。

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15、根据分离因数可将离心机分为、和。

16、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。

17、流化床的两种流化形式为和。

18、流化床的不正常现象有和。

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（）。

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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、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、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。

3、采用板框压滤机过滤某种水悬浮液，压滤机有10个尺

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