化工原理第三章非均相分离试题及答案.docx
- 文档编号:3351679
- 上传时间:2022-11-22
- 格式:DOCX
- 页数:22
- 大小:409.71KB
化工原理第三章非均相分离试题及答案.docx
《化工原理第三章非均相分离试题及答案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《化工原理第三章非均相分离试题及答案.docx(22页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
化工原理第三章非均相分离试题及答案
化工原理考试题及答案
第三章非均相分离
__学号成绩
姓名
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
班级
;分散外相是指
O
***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。
。
代数和为零
此时微粒相对于流体的运动速度,称为
***答案***重力、阻力、浮力
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
介质阻力系数越。
球形粒子的球形度为__
***答案***小1
5.(2分)沉降操作是使悬浮在流体中的固体微粒,在
沉降速度
Rep相同时,球形度越大的微粒,
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___
时,其阻力系数=.
***答案***粒子所受合力的代数和为零
7.(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
***答案***重力沉降、离心沉降、过滤
9.(2分)过滤是一种分离悬浮在
***答案***液体或气体中固体微粒
10.(2分)过滤速率是指
操作的进行而逐渐。
。
滞流沉降
24/Rep
O
离心沉降的操作。
。
在恒压过滤时,过滤速率将随
***答案***单位时间内通过单位面积的滤液体积变慢
11.(2分)悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是
O
***答案***在滤饼中形成骨架,使滤渣疏松,孔隙率加大,滤液得以畅流
12.(2分)过滤阻力由两方面因素决定:
一方面是滤液本身的性质,即其
方面是滤渣层本身的性质,即。
***答案***卩丫L
13.(2分)板框压滤机每个操作循环由
段组成。
***答案***装合板框、过滤、洗涤、卸渣、整理
14.(4分)板框压滤机主要由
按的顺序排列组成。
***答案***滤板、滤框、主梁(或支架)压紧装置等组成
;另
五个阶
,三种板
1—2—3—2—1—2—3—2—1
15.(3分)某板框压滤机的框的尺寸为:
长X宽X厚=810X810X25mm若该机有10块框,
其过滤面积约为m[|
***答案***13.12
16.(4分)板框压滤机采用横穿洗涤滤渣,此时洗穿过层滤布及个滤框厚度的滤
渣,流经过长度约为过滤终了滤液流动路程的倍,而供洗液流通的面积又仅为过滤面积
的O
***^答***
二分之一
17.(3分)转鼓真空过滤机,转鼓每旋转一周,过滤面积,的任一部分都顺次经历
等五个阶段。
***答案***过滤、吸干、洗涤、吹松、卸渣
18.(3分)离心分离因数是指
O为了提高离心机的分离效率,通常使离心机的将它的减少。
***答案***物料在离心力场中所受的离心力与重力之比
19.(2分)离心机的分离因数越大,则分离效果越
一般采用的离心机。
***答案***好;高转速;小直径
20.(3分)某悬浮液在离心机内进行离心分离时,若微粒的离心加速度达到则离心机的分离因数等于
***答案***1000
二、选择题:
1.(2分)欲提高降尘宝的生产能力,主要的措施是()o
A.提高降尘宝的高度;B.延长沉降时间;C.增大沉降面积
***^答***C
2.(2分)为使离心机有较大的分离因数和保证转鼓有关足够的机械强度,应采用(的转鼓。
A.高转速、大直径;B.高转速、小直径;
C.低转速、大直径;D.低转速,小直径;
***答案***B
3.(2分)用板框压滤机恒压过滤某一滤浆(滤渣为不可压缩,且忽略介质阻力)时间相同,要使其得到的滤液量增加一倍的方法有(
A.将过滤面积增加一倍;B.将过滤压差增加一倍;
C.将滤浆温度到高一倍。
***答案***A
4.(2分)板框压滤机组合时应将板、框按(
A.123123123……;B.123212321
C.3121212……3
***答案***B
5.(2分)有一高温含尘气流,尘粒的平均直径在2〜3卩m,现要达到较好的除尘效果,可
采()的除尘设备。
A.降尘室;B.旋风分离器;C.湿法除尘;D.袋滤器
***答案***C
6.(2分)当固体微粒在大气中沉降是层流区域时,以(
.增高,而
转速直径适当
;要提高离心机的分离效果,
)顺序置于机架上。
9807m.s
,若过滤
)的大小对沉降速度的影响最
为显著。
A.颗粒密度;B.空气粘度;C.颗粒直径
***^答***C
7.
心机。
(2分)卧式刮刀卸料离心机按操作原理分应属于(
A.沉降式B.过滤式C.分离式答案***B
8.
)。
泡沫除尘器
(2分)分离效率最高的气体净制设备是(
A.袋滤器;B.文丘里除尘器;C.
答案***A
9.(2分)若气体中所含微粒的最小直径为
制,并希望分离效率达99%则应选用(
A.袋滤器;B.文丘里除尘器;C.
答案***B
1卩m,并含有少量水分,现要将此气体进行净)。
泡沫除尘器
10.(2分)当微粒与流体的相对运动属于滞流时,旋转半径为一微粒在上述条件下的离心沉降速度等于重力沉降速度的(
A.2倍;B.10倍;C.40.8倍
***答案***C
11.(2分)为提高旋风分离器的效率,当气体处理量较大时,
A.几个小直径的分离器并联;B.大直径的分离;
C.几个小直径的分离器串联。
***答案***A
12.(2分)颗粒的重力沉降在层流区域时,尘气的除尘以(
A.冷却后进行;B.加热后进行;
C.不必换热,马上进行分离。
***答案***A
13.(2分)旋风分离器的临界粒径是指能完全分离出来的(
A.最小;B.最大;C.
***答案***A
14.(2分)旋风分离器主要是利用(
A.重力;B.惯性离心力;
***答案***B
15.(2分)离心机的分离因数a愈大,
A.差;B.强;C.
答案***B
平均;
***
1m,切线速度为)。
应米用(
)为好。
)粒径。
)的作用使颗粒沉降而达到分离。
C.静电场
表明它的分离能力愈(低
20m.s,同
16.(2分)恒压过滤时过滤速率随过程的进行而不断(
A.加快;B.减慢;C.不变
***^答***B
17.
)微粒
(2分)要使微粒从气流中除去的条件,必须使微粒在降尘室内的停留时间(的沉降时间。
A.>;B.<;C.<;D.>
***答案***A
18.(2分)板框过滤机采用横穿法洗涤滤渣时,若洗涤压差等于最终过滤压差,洗涤液粘
度等于滤液粘度,则其洗涤速率为过滤终了速率的()倍。
A.1;B.0.5;C.0.25
***^答***C
19.
可采用()。
C.碟式离心机。
C.非均相。
(2分)现有一乳浊液要进行分离操作,
A.沉降器;B.三足式离心机;
答案***C
20.(2分)含尘气体中的尘粒称为(
A.连续相;B.分散相;
答案***B
三、判断题:
1.(2分)离心机的分离因数a愈大,表明它的分离能力愈强。
()
***答案***V
2.(2分)通过旋风分离器能够完全分离出来的最大颗粒直径,称临界颗粒直径。
***^答***X
3.(2分)固体颗粒在大气中沉防是层流区域时,以颗粒直径的大小对沉降速度的影响最为
显著。
()
***答案***V
4.(2分)旋风分离器是利用惯性离心力作用来净制气的设备。
***答案***V
5.(2分)若洗涤压差与过滤压差相等,洗水粘度与滤液粘度相同时,对转筒真空过滤机来
说,洗涤速率=过滤未速度。
()
***答案***V
6.(2分)沉降器的生产能力与沉降高度有关。
***答案***X
7.(2分)恒压过滤过程的过滤速度是恒定的。
***答案**X
8.(2分)要使固体颗粒在沉降器内从流体中分离出来,颗粒沉降所需要的时间必须大于颗
粒在器内的停留时间。
()
***^答***X
9.(2分)为提高旋风分离器的分离效率,当气体处理量大时,解决的方法有:
一是用几个
直径小的分离器并联操作。
()
答案***V
10.
(2分)在气一固分离过程,为了增大沉降速度U.必须使气体的S度升高.<
答案***X
11.
(2分)颗粒的自由沉降速度U小丁:
尤沉降述度。
〔)
答案***X
12.(2分)通常气体的净制宜在低温下进行;()而悬浮液的分离宜在高温下进行。
***答案***VV
13.(2分)粒子的离心沉降速度与重力沉降速度一样,是一个不变值。
***^答***X
14.(2分)做板框压滤机的过滤实验时,滤液的流动路线与洗水的流动路线是相同的。
***答案***X
15.
=滤液
(2分)板框压滤机采用横穿法洗涤时,若洗涤压差=最终过滤压差,洗涤液粘度
粘度,则其洗涤速率=1/4过滤终了速率。
()
***答案***V
16.(2分)物料在离心机内进行分离时,其离心加速度与重力加速度的比值,称为离心分
四、问答题:
1.(8分)为什么工业上气体的除尘常放在冷却之后进行?
而在悬浮液的过滤分离中,滤浆却不宜在冷却后才进行过滤?
***^答***
由沉降公式U=d(P.p)g/(181)可见,U成反比,对于气体温度升,
高其粘度增大,温度下降,粘度减少。
所以对气体的除尘常放在冷却后进行,这样可增大沉降速度U。
n恳浮液的过滤,过滤速率为dv/(Adq)=△P/(riL),即粘度为过滤阻力。
当悬浮液的温度降低时,粘度却增大,为提高过滤速率,所以不宜冷却后过滤。
2.(8分)试分析提高过滤速率的因素?
***^答***
过滤速率为dv/Ad0=△P/r1L推动力/阻力提高过滤速率的方法有:
(1)提高推动力△P,即增加液柱压力;增大悬浮液上面压力;在过滤介质下面抽真空。
(2)降低阻力,即提高温度使粘度下降;适当控制滤渣厚度;必要时可加助滤剂。
3.
(8分)影响重力沉降速度的主要因素是什么?
为了增大沉降速度以提高除尘器的生产能力,
和(1
径。
这样可大大增大
4.(8分)为什么旋风分离器的直径D不宜太大?
当处理的含尘气体量大时,采用旋风分高
器除尘,要达到工业要求的分离效果,应采取什么措施?
***^答***
旋风分离器的临界直径d=(91B/nNUp),可见Df时,B也匸(B=D/4),此时d也f,则分离效率n*,为提高分离效率,不宜采用D太大的分离器。
为果气
体处理大时,可采用几个小直径的旋风分离器并联操作,这样则可达到要求的分离效果。
5.(8分)为什么板框压滤机洗涤速率近似等于过滤终了时过滤速率的四分之一倍?
***^答***
由于洗涤液通过两层过滤介质和整层滤渣层的厚度,而过滤终了时滤液只通过一层过滤
介质和滤渣层厚度的一半,即洗涤液流动距离比滤液长1倍,其阻力也就大1倍,故(dv/dq)w
就慢了0.5倍;又因洗涤液的流通面积此滤液的流通面积少1倍,这样(dv/dq)w又慢了0.5。
基于上述两个原因,故当洗涤压差与过滤终了时压差相同时,且洗涤液的粘度与滤液粘度相
近时,则(dv/d0)w~(1/4)(dv/d0)
6.影响颗粒沉降速度的因素都有哪些?
答:
影响颗粒沉降速度包括如下几个方面:
颗粒的因素:
尺寸、形状、密度、是否变形等;
介质的因素:
流体的状态(气体还是液体)、密度、粘度等;
环境因素:
温度(影响
卩)、压力、颗粒的浓度(浓度大到一定程度使发生干扰沉降)等设备因素:
体现为壁效应。
7.
VS=blut
多层沉降室和旋风分离器组设计的依据是什么?
答:
(1)多层沉降室设计的依据是沉降室生产能力的表达式,即
根据此式,VS与设备高度无关,而只是底面积bl和ut的函数。
对指定的颗粒,在设
备总高度不变条件下,设备n层水平隔板,即使底面积增加nbl倍,从而使生产能力达到原来的(n+1)倍。
如果生产能力保持不变,多层降尘室可使更小的颗粒得以分离,提高除尘效率。
(2)旋风分离组设计的依据是临界粒径定义式,即
当颗粒尺寸及介质被指定之后,B的减小可使de降低,即分离效果提高。
B和旋风分离器的直径成一定比例。
在要求生产能力比较大时,采用若干个小旋风分离器,在保证生产能力前提下,提高了除尘效果。
&若分别采用下列各项措施,试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。
已知滤布阻力可
以忽略,滤饼不可压缩。
转筒尺寸按比例增大50%。
答:
根据题给条件,转筒真空过滤机生产能力的表达式为
而A=nDL
转筒尺寸按比例增大50%。
新设备的过滤面积为
2
A=(1.5)A=2.25A
即生产能力为原来的2.25倍,净增125%,需要换设备。
9.若分别采用下列各项措施,试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。
已知滤布阻力可
以忽略,转筒浸没度增大50%。
答:
根据题给条件,转筒真空过滤机生产能力的表达式为
而A=nDL
转筒浸没度增大50%
e'=7r^e=i2250
即生产能力净增22.5%。
增大浸没度不利于洗涤。
10.若分别采用下列各项措施,试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。
已知滤布阻力可
以忽略,操作真空度增大50%。
答:
根据题给条件,转筒真空过滤机生产能力的表达式为
而A=nDL
操作真空度增大50%
K~2klp
增大真空度使为原来的1.5倍,则效果同加大浸没度50%,即生产能力提高了
22.5%。
加大真空度受操作温度及原来真空度大小的制约。
11.若分别采用下列各项措施,
试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。
已知滤布阻力可以忽略,转速增大50%。
滤浆中固体的体积分率由
10%提高至15%。
XV的加大使v加大,两种工况下的v分别
则e'=o.w
12.若分别采用下列各项措施,
以忽略,滤浆中固相体积分率由
试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。
已知滤布阻力可
10%增稠至15%,已知滤饼中固相体积分率为60%。
根据题给条件,转筒真空过滤机生产能力的表达式为
而A=nDL
升温,使滤液粘度减小50%。
答:
根据题给条件,转筒真空过滤机生产能力的表达式为
而A=nDL
由式a可知
K'=2K
3=屁=1.4140
即可使生产能力提高41.4%。
但温度提高,将使真空度难以保持。
工业生产中,欲提高生
产能力,往往是几个方法的组合。
13.何谓流化质量?
提高流化质量的措施有哪些?
答:
流化质量是指流化床均匀的程度,即气体分布和气固接触的均匀程度。
提高流化
质量的着眼点在于抑制聚式流化床内在不稳定性,
即抑制床层中空穴所引发的沟流、节涌现
象。
(1)分布板应有足够的流动阻力。
一般其值洌‘①如d,绝对值不低于3.5kPa。
(2)设置床层的内部构件。
包括挡网、挡板、垂直管束等。
为减小床层的轴向温度差,挡板直径应略小于设备直径,使固体颗粒能够进行循环流动。
(3)采用小粒径、宽分布的颗粒,细粉能起到“润滑”作用,可提高流化质量。
(4)细颗粒高气速流化床提供气固两相较大的接触面积,改善两相接触的均匀性,同时高气速可减小设备尺寸。
五、计算题:
其中固体颗粒可视为球形,密度取2640kg/m3。
求直径为0.1mm颗粒的沉降速度。
解:
粒直径。
密度为2200kg/m3o求临界直径。
在沉降区域未知的情况下,先假设沉降处于层流区,应用斯托克斯公式:
假设沉降处于层流区,
故dpc=86.8Pm即为所求。
3-4长3m宽2.4m、高2m的降尘室与锅炉烟气排出口相接。
操作条件下,锅炉烟气量为2.5m3/s,气体密度为0.720kg/m3,黏度为2.6咒10,Pa2,飞灰可看作球型颗粒,密度为2200kg/m3。
要求75Pm以上飞灰完全被分离下来,锅炉的烟气量不得超过多少。
解:
已知754m,由上题知沉降必在层流区。
Vmax=BLutc=2.4x3x0.259=1.87m3/s
液密度£=1000kg/m3,滤饼含液量可=0.46,求滤饼与滤液的体积比
分体积之和的关系,可得:
11—B丄页
=十
££
P
射固体颗粒全部被截留则"(C)m=,cZ2p
0.01x2710
将已知值代入上式—=1517“10.0.46270001>:
2710=。
'。
彳曲滤饼,滤液。
2
3-6过滤面积为5m的转股真空过滤机,操作真空度为54kpa,浸没度为1/3,每分
钟转数为0.18。
操作条件下的过滤常数K为2.9x10~6m7s,qe为1.8>d0」m7m2,
求Vt(m^h乍
=0.877m7h
3-7一填充床含有不同大小的颗粒,计10mm的占15%20mm的占25%40mm的
占40%70mm的占20%以上均为质量百分率。
设球型度均为0.74,试计算平均等比表面
积当量直径。
dam
解:
筛分法得到的颗粒尺寸为等比表面积当量直径dai,则平均等比表面积当量直径为
==24.78mm送Xi0.15+0.25+0.4+0.2
兀dai10204070
3-9密度为2000kg/m3的圆球在201的水中沉浮,试求其在服从斯托克斯范围内
的最大直径和最大沉降速度。
解:
201C水:
总=998.2kg/m3,卩=1.005天10'Pa・s
颗粒:
2000kg/m3
即彈空丈1
1.005x10山
取Rep=1,则dp7=1.006x10"6m»m/s
dpmax=1.23>d0*m=123Am(uthax=8.19沢10」m/s
3-10
F落一定距离的时间,球的直径为
一种测定黏度的仪器由一钢球和玻璃筒组成。
测试是筒内装被测液体,记录钢球
间间隔为7.32s,此糖浆的密度为
6mm,下落距离为20mm,测试一种糖浆时,记下的时
1300kg/m3,钢球的密度为7900kg/m3,求此糖浆的
黏度。
3
3-11试求密度为2000kg/m的球型粒子在15乜空气中自由沉降室服从斯托克斯定
解:
15匸空气:
E
律的最大粒径。
=1.226kg/m3,4=0.0179咒10°Pa乍
d^I^J18®9"0和=6.230f=62.忤
}Ws-Y1.226X2000X9.81
3-12试求密度为2000kg/m3的球型粒子在159空气中自由沉降室服从牛顿定律的
最小颗粒直径。
解:
15乜空气:
£=1.226kg/m3,卩=0.017^10^Pa・s
服从牛顿定律的最小颗粒直径:
Re。
=色空=1000
P4
3-13某悬浮液在以过滤面积为500cm2的恒压压滤机内进行试验,所用真空度为
500mmHg柱,在十分钟内获得滤液为500ml,求过滤常数K及k。
(滤饼不可压缩,滤
布阻力不计)
解:
因滤布阻力不计,则过滤常数为
又滤饼不可压缩,则
1x10'
2伽".6y81"50"0」1m4/(min・N)
(其黏度与滤液相同)于同样压力下对滤饼进行洗涤。
设滤布阻力可忽略,求洗涤时间。
解:
因洗涤水黏度与滤液黏度相同,洗涤压差也与过滤压差相同,且滤布阻力可忽
略,则洗涤时间为
%=8awt=8是咒1=2.18h
11
若已知过滤常数K=1.48x10°m2/h,滤布阻力略不计,若滤框尺寸为
1000mm咒1000mmx30mm,则需要滤框和滤板各几块。
解:
滤布阻力忽略不计时恒压过滤方程
22
V=KAT
心ZrA60
框数n===30
2ab2x1x1
板数n+1=31
3
0.4m,求洗涤时间。
若已知过滤常数K=1.48x102m2/h,滤布阻力略不计,过滤终了用水进行洗涤,洗涤水黏度与滤液相同,洗涤压力与过滤压力相同,若洗涤水量为
解:
因洗涤水黏度与滤液相同,洗涤压力与过滤压力相同,介质阻力可忽略,则洗涤时间为:
%=8awT=8x04x3=2.4h
4
若已知过滤常数K=1.4^10^m2/h,滤布阻力略不计,若辅助时间为一小时,求该压滤机的生产能力。
解:
压滤机生产能力为
3
Vh===0.625m3/h
T+%f3+2.4+1
3-18一只含尘气体中尘粒的密度为2300kg/m3,气体流率为1000m3/h,密度为
若分离器的
0.674kg/m3,黏度为3.6x10上N•s/m2。
采用标准型旋风分离器进行除尘,
直径为400mm,估算临界粒径。
解:
标准型旋风分离器的结构尺寸为
0.4C,
=—=0.1,
4
0.674kg/m3,黏度为3.6咒10"n•s/m2。
采用标准型旋风分离器进行除尘,若
分离器的直径为400mm,估算气体的阻力。
解:
标准型旋风分离器的结构尺寸为
0.4D0.4
=0.1,A===0.2m
422
若已知过滤常数K=1.48x10^m2/h,滤布阻力略不计,
(1)若滤框尺寸为
0.4m3,
1000mmX1000mmX30mm,则需要滤框和滤板各几块。
(2)过滤终了用水进行
洗涤,洗涤水黏度与滤液相同,洗涤压力与过滤压力相同,若洗涤水量为求洗涤时间。
解:
滤布阻力忽略不计时恒压过滤方程
故过滤面积A=V
V2=KA2t
・—.=60.0m2
JKt71.4^10^x3
板数n+1=31
(2)因洗涤水黏度与滤液相同,洗涤压力与过滤压力相同,介质阻力可忽略,则洗涤时间为:
0.4
%=8awT=8^—x3=2.4h
4
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 化工 原理 第三 均相 分离 试题 答案