1、第三章非均相物系分離習題習題1： 球形顆粒在靜止流體中作重力沉降，經歷_和_兩個階段。沉降速度是指_階段，顆粒相對于流體的運動速度。答案與評分標準加速運動 等速運動 等速運動（每個空1分，共3分）習題2： 在滯留區，球形顆粒的沉降速度與其直徑的_次方成正比；而在湍流區，與其直徑的_次方成正比。答案與評分標準2 1/2（每個空1分，共2分） 習題3： 降塵室內，顆粒可被分離的必要條件是_；而氣體的流動應控制在_流型。 答案與評分標準氣體在室內的停留時間應顆粒的沉降時間。(2分)滯流 （1分）（共3分）習題4： 在規定的沉降速度 條件下，降塵室的生產能力只取決于_而與其_無關。答案與評分標準降塵室

2、底面積 (2分)高度 （1分）（共3分）習題5： 除去氣流中塵粒的設備類型有_、_、_等。答案與評分標準降塵室慣性除塵旋風分離器 （每個空1分，共3分）習題6： 過濾常數是由_及_決定的常數；而介質常數與是反映_的常數。答案與評分標準物料特定 過濾壓強差 過濾介質阻力大小 （每個空1分，共3分）習題7： 工業上應用較多的壓濾型間歇過濾機有_與_；吸濾型連續操作過濾機有_。答案與評分標準板框壓濾機 加壓葉濾機 轉筒真空過濾機 （每個空1分，共3分）習題8： 根據分離方式（或功能），離心機可分為_、_和_三種基本類型；而據分離因數的大小，離心機可分為_、_和_。答案與評分標準過濾式 沉降式 分離式

3、 常速離心機 高速離心機 超高速離心機 （每個空1分，共6分）習題9： 過濾操作有_和_兩種典型方式。答案與評分標準恒壓過濾 恒速過濾 （每個空1分，共2分）習題10： 在重力場中，固體顆粒在靜止流體中的沉降速度與下列因素無關的是（ ）。 （A）顆粒幾何形狀 （B）顆粒幾何尺寸 （C）顆粒與流體密度 （D）流體的流速答案與評分標準(D) （2分）習題11： 含塵氣體通過長4m，寬3m，高1m的降塵室，已知顆粒的沉降速度為0.25m/s，則降塵室的生產能力為（ ）。 （A）3m3/s （B）1m3/s （C）0.75m3/s （D）6m3/s答案與評分標準(A) （2分）習題12： 某粒徑的顆粒

4、在降塵室中沉降，若降塵室的高度增加一倍，則該降塵室的生產能力將（）。 （A）增加一倍 （B）為原來的1/2 （C）不變 （D）不確定答案與評分標準(C) （2分）習題13： 粒徑分別為16和8的兩種顆粒在同一旋風分離器中沉降，沉降在滯流區，則兩種顆粒的離心沉降速度之比為（）。 （A）2 （B）4 （C）1 （D）1/2答案與評分標準(B) （2分）習題14： 以下表達式中正確的是（）。（A） 過濾速率與過濾面積的平方成正比 （B） 過濾速率與過濾面積成正比（C） 過濾速率與所得濾液體積成正比 （D） 過濾速率與虛擬濾液體積成正比答案與評分標準(A) （2分）習題15： 在轉筒真空過濾機上過濾某

5、種懸浮液，若將轉筒轉速提高一倍，其他條件保持不變，則生產能力將為原來的（）。 （A）2倍 （B）倍 （C）4倍 （D）1/2 答案與評分標準(B) （2分）習題16： 球形顆粒在靜止流體中自由沉降，當在10-4 1時，沉降速度可用（）計算。 （A）斯托克斯公式 （B）艾侖公式 （C）牛頓公式答案與評分標準(A) （2分）習題17： 球形顆粒在靜止流體中作自由沉降時，其沉降速度可用斯托克斯公式計算。 （ ） 答案與評分標準() （1分）習題18： 過濾操作屬于定態操作。（ ）答案與評分標準() （1分）習題19： 粒子所在位置上的慣性離心力場強度與重力場強度之比，稱為離心分離因數。（ ） 答案與

6、評分標準() （1分）習題20： 球形微粒在靜止流體中作自由沉降，計算其沉降速度時，必須采用試差法，而且這是唯一的方法。（ ）答案與評分標準() （1分）習題21： 提高離心機分離因數的基本途徑是增加轉鼓的轉速。（ ） 答案與評分標準() （1分）習題22： 在降塵室里，顆粒可被分離的必要條件是顆粒的沉降時間應大于或等于氣體在室內的停留時間。（ ） 答案與評分標準() （1分）習題23： 離心沉降速度與重力沉降速度的主要區別之一是不是定值，而則是恒定的。（ ） 答案與評分標準() （1分）習題24： 連續過濾機中進行的過濾都是恒壓過濾，間歇過濾機中也多為恒壓過濾。（ ） 答案與評分標準() （

7、1分）習題25： 球形顆粒在靜止流體中作重力沉降時都受到哪些力的作用？它們的作用方向如何？答案與評分標準答：球形顆粒在靜止流體中作重力沉降時，將受到三個力的作用，即重力、浮力與阻力。 （2分）作用方向是重力向下，其余兩個力向上。（2分） （共4分）習題26： 簡述評價旋風分離器性能的主要指標。答案與評分標準答：在滿足氣體處理量（即生產能力）的前提下，評價旋風分離器性能的主要指標是塵粒的分離效率及氣體經過旋風分離器的壓強降。（3分）習題27： 影響旋風分離器性能最主要的因素可歸納為哪兩大類？為什么工業上廣泛采用旋風分離器組操作？答案與評分標準答：影響旋風分離器性能的因素是多方面的，其中最主要的因

8、素可歸納為物系性質與操作條件兩大類。（2分）因為對于同一結構型式的旋風分離器來說，減少尺寸有利于分離，所以當氣體處理量很大，又要求較高的分離效果時，常采用旋風分離器組操作。（3分） （共5分）習題28： 簡述選擇旋風分離器的主要依據。答案與評分標準答：主要依據有三個方面：（1）含塵氣體的處理量（或生產能力）（1分）（2） 允許的壓強降。（1分）（3）要求達到的分離效率。（1分） （共3分）習題29： 簡述何謂餅層過濾？其適用何種懸浮液？答案與評分標準答：餅層過濾是指固體物質沉降于過濾介質表面而形成濾餅層的操作。（2分） 它適用于處理固體含量較高（固相體積分數約在1%以上）的懸浮液。（2分） （

9、共4分）習題30： 何謂膜過濾？它又可分為哪兩類？答案與評分標準答：膜過濾是利用膜孔隙的選擇透過性進行兩相分離的技術。（2分） 它又可分為微孔過濾和超濾兩類。（2分） （共4分）習題31： 簡述工業上對過濾介質的要求及常用的過濾介質種類。答案與評分標準答：對過濾介質的要求是：它應具有流動阻力小和足夠的機械強度，同時還應具有相應的耐腐蝕性和耐熱性。（3分） 種類有：織物介質、堆積介質、多孔固體介質及多孔膜。（2分） （共5分）習題32： 簡述提高連續過濾機生產能力的措施。答案與評分標準答：措施有：適當提高轉速和浸沒度，加大過濾常數(增大真空度或降低濾液粘度)等。 （每個措施1分，共3分）習題33

10、： 何謂過濾機的生產能力？寫出間歇過濾機生產能力的計算式。答案與評分標準答：過濾機的生產能力通常是指單位時間內獲得的濾液量，也有按濾餅產量或濾餅中固體物料的產量來計算的。（3分）過濾機生產能力的計算式： (2分)（共5分）習題34： 用落球法測定某液體的粘度（落球粘度計），將待測液體置于玻璃容器中測得直徑為6.35的鋼球在此液體內沉降200所需的時間為7.32 ,已知鋼球的密度為7900 ，液體的密度為1300 。試計算液體的粘度。答案與評分標準解：（1）鋼球的沉降速度 （1分） （2）假設沉降在滯留區，則可用斯托克斯公式計算： （3分） （3）核算流型： 故假設成立，求出的有效。（2分）習題

11、35： 密度為1850 的固體顆粒，在50和20水中，按斯托克斯定律作自由沉降時，（1）它們沉降速度的比值是多少？（2）若微粒直徑增加一倍在同溫度水中作自由沉降時，此時沉降速度的比值又為多少？答案與評分標準解：（1）由附錄查出有關溫度下水的性質：20時，密度=998 ，粘度=1.00510-3 Pas （1分） 50時，=998 ，=0.549410-3 Pas （1分） （3分） （2）此時，d=2d，s，均相同；據可得： （3分）習題36： 擬采用底面積為14的降沉室回收常壓爐氣中所含的球形固體顆粒。操作條件下氣體的密度為0.75，粘度為2.610-5Pas；固體的密度為3000；要求生產

12、能力為2.0，求理論上能完全捕集下來的最小顆粒直徑 。答案與評分標準解：（1）在該降塵室內能完全分離出來的最小顆粒的沉降速度為： （1分） （2） 假設沉降在滯流區，則可用斯托克斯公式求。 （3分） （3分）校核沉降流型故原假設正確，求出的有效。 （2分）習題37： 若鉛微粒（=7800） 和石英微粒（=2600）以同一沉降速度在（1）空氣中（2）水中作自由沉降，假設沉降在滯流區。分別求它們的直徑之比。取水的密度為1000。答案與評分標準解：（1）在空氣中作自由沉降，由于空氣 故空氣可略，即 -空氣 由斯托克斯公式可得 （1分）設鉛微粒下標為1，石英微粒下標為2。可得： （3分）（2）在水中作

13、自由沉降，可得： （3分）習題38：用一多層降塵室以除去爐氣中的礦塵。礦塵最小粒徑為8，密度為4000。降塵室內長4.1，寬1.8，高4.2，氣體溫度為427，粘度為3.410-5Pas，密度為0.5，若每小時的爐氣量為2160標準。試求降塵室內的隔板間距及層數。答案與評分標準解：（1）操作條件下爐氣處理量為： （2分）（2）假設沉降在滯流區，可求出ut （2分）而氣體水平通過速度 （1分）（3）層數n （2分）（4）隔板間距h 可得： （1分）（5）核算顆粒沉降和氣體流動是否都在滯流區 在滯流區 （1分） （1分）氣體流動的Re為： 在滯流區。故降塵室計算合理，結果有效。（1分）習題39：采

14、用標準型旋風分離器除去爐氣中的球形顆粒。要求旋風分離器的生產能力為2.0m3，直徑D為0.4m，適宜的進口氣速為20m/s。爐氣的密度為0.75kg/m3，粘度為2.610-5Pas（操作條件下的），固相密度為3000kg/m3，求（1）需要幾個旋風分離器并聯操作；（2） 臨界粒徑dc；（3）分割直徑d50；（4）壓強降P。答案與評分標準解：對于標準型旋風分離器，h=D/2，B=D/4，Ne=5，=8 （教材上冊P125）（1） 并聯旋風分離器數n：單臺旋風分離器的生產能力為： (Vs)單=hBui=(0.42/8)20=0.40m3/s（2分）n=Vs/ (Vs)單 =2.0/0.40=5

15、（1分）（2）求臨界粒徑dcB=D/4=0.4/4=0.1m，Ne=5，代入下式： （2分）（3）分割直徑d50 （2分）（4）壓強降P （2分）習題40：某淀粉廠的氣流干燥器每小時送出10000m3帶有淀粉的熱空氣，擬采用擴散式旋風分離器收取其中的淀粉，要求壓強降不超過1250pa已知氣體密度為1.0Kg/m3,試選擇合適的型號。答案與評分標準解：題中已規定采用擴散式旋風分離器，則其型號可由其生產能力表中來選。題中熱空氣的允許壓強降為1250pa,需要進行校正。 （2分）從教材上冊P131表3-3中查出5號擴散式旋風分離器（直徑為D=525mm）在1570pa的壓強降下操作時，生產能力為50

16、00m3/h現在要達到10000m3/h的生產能力，可采用兩臺并聯。（也可采取其他的同樣合理的選擇）（4分）習題41： 在恒定壓差下用尺寸為的一個濾框（過濾面積為0.806m2）對某懸浮液進行過濾。已測出過濾常數濾餅體積與濾液體積之比為0.1，設介質阻力可略，求1、當濾框充滿濾餅時可得多少濾液？ 2、所需過濾時間。答案與評分標準 求濾液量V濾餅體積：（2分） 題給濾液體積： （2分） 求過濾時間當介質阻力可略時， （1分） （3分）習題42： 用板框壓濾機在9.81104pa恒壓差下過濾某種水懸浮液。要求每小時處理料漿8m3。已測的1m3濾液可得濾餅0.1m3,過濾方程式為：（單位為s）求過濾

17、面積A 恒壓過濾常數K、qe、e答案與評分標準 過濾面積A由題給： （3分）代入題給過濾方程：解出：A=5.782m3（3分） 求過濾常數K、qe、e 把題給過濾方程與恒壓過濾方程相比較，可得K=510-4m3/s； 2Ve=1m3； 故Ve=0.5m3 （2分）qe=Ve/A= （1分） （1分）習題43： 某板框式壓濾機，在表壓為2101.33103pa下以恒壓操作方式過濾某懸浮液，2小時后得濾液10m3；過濾介質阻力可略，求若操作時間縮短為1小時，其他情況不變，可得多少濾液？ 若表壓加倍，濾餅不可壓縮，2小時可得多少濾液？答案與評分標準 介質阻力可略時，有的恒壓過濾方程式，題給其他情況不

18、變，懸浮液不變，不變，則有： K、A不變，故有：（2分） 因 改變，恒壓過濾方程為：（1分）而 K、A不變（1分）可得：（2分）習題44： 某板框式壓濾機的過濾面積為0.2m2，在壓差下以恒壓操作過濾一種懸浮液，2小時后得濾液4m3,介質阻力可略，濾餅不可壓縮，求：若過濾面積加倍，其他情況不變，可得多少濾液？若在原壓差下過濾2小時后用0.5m3的水洗滌濾餅，需多長洗滌時間？答案與評分標準原工況下的過濾常數K為：（介質阻力可略） （2分） 過濾面積加倍，其他情況不變可得濾液量： （2分） 求洗滌時間對于板框壓濾機， （ 2分）因介質阻力可略，故Ve=0,題給Vw=0.5m3 代入后可得： （ 2

19、分）習題45： 用板框式壓濾機在2.95105pa的壓強差下，過濾某種懸浮液。過濾機的型號為BMS20/635-25，共26個框。現已測得操作條件下的過濾常數K=1.1310-4m2/s，qe=0.023m3/m2，且1m3濾液可得濾餅0.020m3求： 濾餅充滿濾框所需的過濾時間。若洗滌時間為0.793h，每批操作的輔助時間為15min，則過濾機的生產能力為多少？答案與評分標準 過濾時間過濾面積為： （ 1分）濾餅體積為： （ 1分）濾液體積為： （ 1分） 而q=V/A=13.10/20.98=0.624m3/m2 （ 1分）過濾時間（ 2分） 生產能力Q操作周期T=Q+Qw+QD=370

20、0+0.7933600+1560=7455s （ 1分）Q （ 1分）習題46： 現用一臺GP5-1.75型轉筒真空過濾機（轉鼓直徑為1.75m，長度0.98m，過濾面積5m2，浸沒角120o）在66.7Kpa真空度下過濾某種懸浮液。已知過濾常數K=5.1510-6m2/s，每獲得1m3濾液可得0.66m3濾餅，過濾介質阻力忽略，濾餅不可壓縮，轉鼓轉速為1r/min求過濾機的生產能力及轉筒表面的濾餅厚度。答案與評分標準（1）生產能力Q轉筒過濾面積 （1分）轉筒浸沒度 （1分）介質阻力可忽略時，可用下式計算Q：Q（ 2分）（2）求濾餅厚度L轉筒每轉一周獲得的濾液量為： （ 1分） （ 1分）厚度

21、 （ 1分）習題47： 密度為2400Kg/m3的球形粒子在20的空氣中作自由沉降。求服從斯托克斯定律的最大顆粒直徑；服從牛頓定律的最小顆粒直徑。已查出20空氣的密度為1.205Kg/m3。粘度為1.8110-5pa.s答案與評分標準 服從斯托克斯定律的最大顆粒直徑，服從滯流沉降區的上限值K=2.62 （1分）由可得dmax= （3.5分）服從牛頓定律的最小顆粒直徑,服從牛頓定律的下限值K=69.1 （1分）同理可得：dmin= （1.5分）習題48： 擬在9.81103Pa的恒定壓強差下過濾懸浮液。濾餅為不可壓縮，其比阻r為1.331010 1/m2，濾餅體積與濾液體積之比為0.333m3/m3，濾液的粘度為1.010-3Pa.S；且過濾介質阻力可略，求：（1）每平方米過濾面積上獲得1.5m3濾液所需的過濾時間，（2）若將此過濾時間延長一倍可以再獲得多少濾液？答案與評分標準解：（1）求 由題給條件可得，單位面積上所得濾液量q =1.5m3/m2 （1分） 求K，題給濾餅為不可壓縮，則S=0，r = r=常數，代入已知量則： (3分)求當過濾介質可略時，q2=k，則有 （1.5分） 過濾時間加倍時，增加的濾液量 （1分） （1.5分） 增加的濾液量為：即每平方米過濾面積上將再得0.62m3 濾液。