化工原理沉降与过滤习题及答案.docx
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化工原理沉降与过滤习题及答案
沉降与过滤一章习题及答案
、选择题
1、一密度为7800kg/m3的小钢球在相对密度为的某液体中的自由沉降速度为在20C水中沉降速度的1/4000,则此溶液的粘度为(设沉降区为层流20C水密度998.2kg/m3粘度为x10-5Pa•s)。
A
A4000mPa•s;B40mPa•s;CPa•s;D3382mPa•s
2、含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。
理论上能完全除去30卩m的粒子,现
气体处理量增大1倍,则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为。
D
A230m.B。
1/23m.q30m.D。
罷30m
3、降尘室的生产能力取决于。
B
A.沉降面积和降尘室高度;B.沉降面积和能100滁去的最小颗粒的沉降速度;
C.降尘室长度和能100%除去的最小颗粒的沉降速度;D.降尘室的宽度和高
度。
4、降尘室的特点是。
D
A.结构简单,流体阻力小,分离效率高,但体积庞大;
B.结构简单,分离效率高,但流体阻力大,体积庞大;
C.结构简单,分离效率高,体积小,但流体阻力大;
D.结构简单,流体阻力小,但体积庞大,分离效率低
5、在降尘室中,尘粒的沉降速度与下列因素无关。
C
A.颗粒的几何尺寸B.颗粒与流体的密度
C.流体的水平流速;D.颗粒的形状
6、在讨论旋风分离器分离性能时,临界粒径这一术语是指。
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
7、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
&对标准旋风分离器系列,下述说法哪一个是正确的。
C
A.尺寸大,则处理量大,但压降也大;B•尺寸大,则分离效率高,且压降小;
C.尺寸小,则处理量小,分离效率高;D.尺寸小,则分离效率差,且压降大。
9、恒压过滤时,如滤饼不可压缩,介质阻力可忽略,当操作压差增加1倍,则过滤速
率为原来的。
B
A.1倍;B.2倍;C.2倍;2倍
10、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
11、助滤剂的作用是。
B
A.降低滤液粘度,减少流动阻力;
B.形成疏松饼层,使滤液得以畅流;
C.帮助介质拦截固体颗粒;
D.使得滤饼密实并具有一定的刚性
12、下面哪一个是转筒真空过滤机的特点。
B
A.面积大,处理量大;B.面积小,处理量大;C.压差小,处理量小;D.压差大,
面积小
13、以下说法是正确的。
B
A.过滤速率与A(过滤面积)成正比;B.过滤速率与A2成正比;C.过滤速率与滤液体积成正比;D.过滤速率与滤布阻力成反比
14、恒压过滤,如介质阻力不计,过滤压差增大一倍时,同一过滤时刻所得滤液量。
C
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-’倍;D.增大至原来的倍
15、过滤推动力一般是指。
B
A.过滤介质两边的压差;B.过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差;C.滤饼两
面的压差;D.液体进出过滤机的压差
16、恒压板框过滤机,当操作压差增大
1倍时,则在同样的时间里所得滤液量将
(忽略介质阻力)
。
A
A.增大至原来的
2倍;
B.增大至原来的2倍;
C.增大至原来的
4倍;
D•不变
17、若沉降室高度降低,则沉降时间
;生产能力。
A.不变;B.增加;
C.
下降;
D.
不确定。
C;A
18、颗粒在静止的流体中沉降时,在相同的Re下,颗粒的球形度越小,阻力系数_。
A
A.越大;B.越小;C.不变;D.不确定
二、填空题
1、一球形石英颗粒,分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降,若系统温度升高,则其在
空气中的沉降速度将,在水中的沉降速度将。
下降,增大
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。
2
3、降尘室的生产能力与降尘室的和()有关。
长度宽度
4、已知某沉降室在操作条件下的气体流率为3600朋巾,沉降室长、宽、高尺寸为
LbH=532,则其沉降速度为m/s。
5、在除去某粒径的颗粒时,若降尘室的高度增加一倍,气流速度。
减少一倍
6、若降尘室的高度增加,则沉降时间,气流速度,生产能力_。
增加;
下降;不变
7、一降尘室长8m宽4m,高1.5m,中间装有14块隔板,隔板间距为0.1m。
现颗粒最
小直径为12m,其沉降速度为0.02m0.4m15mKCq20.02q4105e41054
3
m2m150C12500m1600kg1.29kg0.0474m35mm0.224m35m2i5mm5mmm20°C20C的水:
1CP,1000kg/m3
气体的密度为1.2kg/m3(有效重量指重力减浮力)
(5气)g
1.6
(s1.2)g
(」000)g仁严
3
解得:
s2665kg/m
设球形颗粒在水中的沉降为层流,则在水中沉降速度:
校核:
d2(sJg
181
du01
Re1
(30106)2(26651000)9.81
18103
301068.171041000
103
8.17104m/s
0.0245
v1
假设正确.
则此颗粒在气体中的沉降速度为
u0288u01880.02452.16m/s
4、有一降尘室,长6m,宽3m共20层,每层100mm用以除去炉气中的矿尘,矿尘密度s3000kg/m,炉气密度0.5kg/m[粘度0.035mPas,现要除去炉气中10m以上的颗粒,试求:
(1)为完成上述任务,可允许的最大气流速度为多少
(2)每小时最多可送入炉气若干
(3)若取消隔板,为完成任务该降尘室的最大处理量为多少
解:
(1)设沉降区为滞流,则
u0
d2()g
18
因为s则
(10106)230009.81
4.67mm/s
180.03510
101064.671030.5
6.67104
0.03510
1
假设正确
由降尘室的分离条件,有
3
4.6106
0.1
0.28m/s
u
20Aun
20634.6710
3600=m3/h
33
(3)VAu0634.67103600302.6m/h
可见加隔板可提高生产能力,但隔板间距不能过小,过小会影响出灰和干扰沉降。
5、一降尘室,长5m,宽3m,高4m,内部用隔板分成20层,用来除去烟气中75m
以上的颗粒。
已知烟气密度为
kg/m‘,粘度为mPas,尘粒密度为4300kg/m‘,试
求可处理的烟气量。
6
解:
d7510m
3
0.6kg/m
设沉降区为层流,则
3
s4300kg/m
0.0310Pas
d2(,)g
18
(75106)2(43000.6)9.81
0.44m/s
180.0310
验算
751060.440.6
0.661
0.0310
故假设正确
3
总处理量为
q”nupA200.4453132m/s
20层,用来回收含尘气体中的球形
6、一降尘室长5m,宽3m,高4m,内部用隔板分成
3
固体颗粒,操作条件下含尘气体的流量为36000m3/h,气体密度°.9kg/m,粘度
3
O.03mPas。
尘粒密度s4300kg/m,试求理论上能100%除去的最小颗粒直
径。
解:
降尘室总面积
A2053300m2
生产能力的计算式为qFAu
注意式中U0为能100%除去的最小颗粒的沉降速度,而
A应为总沉降面积。
解出
q/ur
36000/3600
300
0.033m/s
设沉降区为层流,则有
2
d(;)g
18
dnr】
18u0
(:
)g
.180.031030.033
.(43000.9)9.81
5
2.0610m
dminuOp2.06
验算Re)=u=
5
100.033
0.03103
0.9
0.021
故假设正确
7、在(2atm)操作压力下用板框过滤机处理某物料,操作周期为3h,其中过滤,滤饼不
52
需洗涤。
已知每获1m滤液得滤饼0.05m,操作条件下过滤常数3.310m/s,
介质阻力可忽略,滤饼不可压缩。
试计算:
(1)若要求每周期获的滤饼,需多大过滤面积
(2)若选用板框长宽的规格为1m1m,则框数及框厚分别为多少
解:
(1)
竺12m3
0.05
Ve0
所以
V2KA2
12
A=
3600=28.43m2
⑵A=
所以
28.43
2
取15个
所以
0.6
n=15=m
应注意每个框的两侧都有滤布,故计算面积时要在
n个框面积的基础上再乘以
在300kPa(表压)下恒压过滤2h,
&一小型板框压滤机有5个框,长宽各为0.2m,
滤饼充满滤框,且得滤液80L,每次洗涤与装卸时间各为h。
若滤饼不可压缩,且过滤介质阻力可忽略不计。
求:
(1)洗涤速率为多少卅/()
(2)若操作压强增加一倍,其它条件不变,过滤机的生产能力为多少
解:
(1)洗涤速率
因过滤介质阻力可忽略不计,即
q2=Kr
过滤面积A=5XX2=m
-332
单位过滤面积上的滤液量q=V/A=80x10/=m/m
过滤常数K=q2/t=2=m2/h
过滤终了时的速率(dq/dt)e=K/2q=(2x=m/h
洗涤速率(dq/dt)w=(dq/dt)e=x=m/h
(2)Ap'=2Ap时的生产能力
因滤饼不可压缩,所以K'=KAp'/Ap=2K=2x=m/h
因在原板框压滤机过滤,悬浮液浓度未变,则当5个板框充满滤饼时所得滤液量仍
为V=m3,故此时所用的过滤时间为
22
t=q'/K'=q/K==1h
生产能力Q=V/(t+tw+td)=(1++=m3滤液/h
9、在一板框过滤机上过滤某种悬浮液,在1atm表压下20分钟在每1ni过滤面积上得到
33
0.197m的滤液,再过滤20分钟又得滤液0.09m。
试求共过滤1小时可得总滤液量为若干
3
m.
解:
当i20min时,qi=m2
240min时,q2=+=0.287m3/m2
代入恒压过滤方程时可得:
2
0.197.2qf0.197K20
2
0.2872q$0.287K40
3232
联立解得:
qe0.0222m/m,K2.3810m/min
由此
2
(0.0222)
3
2.3810
0.207
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