化工原理第三章

一、填空题

1. 球形颗粒从静止开始降落，经历加速运动,恒速运动两个阶段。沉降速度是指恒速运动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2次方成正比；而在牛顿区，与其直径的1/2次方成正比。 3．沉降雷诺准数越大，流体粘度对沉降速度的影响越小

4. 降尘室内，颗粒可被分离的必要条件:气体的停留时间θ≥沉降时间θ 5. 降尘室操作时，气体的流动应控制在层流流型。

6. 在规定的沉降速度u条件下，降尘室的生产能力只取决于降尘室底面积而与其高度无关。 7．选择旋风分离器的主要依据是：生产能力,除尘效率,允许压降 8．除去气流中尘粒的设备类型有降尘室,惯性除尘,旋风分离器

9. 饼层过滤指固体颗粒沉积于过滤介质表面而形成滤饼层的操作；深床过滤是指固体颗粒沉积于较厚的过滤介质床层内部的操作 10. 板框压滤机中横穿洗涤法，在流体粘度与推动力相同条件下，洗涤速率与最终过滤速率之比为1/4.叶滤机中置换洗涤法,洗涤速率与过滤速率之比为1

11. 工业上应用较多的压滤型间歇过滤机有板框过滤机与叶滤机；吸滤型连续操作过滤机有转筒真空过滤机 12. 根据操作目的（或离心机功能），离心机分为沉降式,分离式,过滤式 13. 根据分离因数大小，离心机分为常速/高速/超高速离心 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D．流体的流速

2．含尘气体通过长4m、宽3m、高l 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 A. 3 m3 /s 3．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C. 不变 4. 粒径分别为16μm及8μm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B．4（沉降在斯托克斯区）。

2

5．以下表达式中正确的是A. 过滤速率与过滤面积平方A成正比

t6．在转筒真空过滤机上过滤某种悬浮液，将转筒转速n提高一倍，其他条件保持不变，则生产能力将为原来的B. 2倍 三、计算题

1. 粒径为60μm、密度为1800kg/m3的颗粒分别在20℃的空气和水中作自由沉降，试计算在空气中的沉降速度是水中沉降速度的多少倍（沉降在斯托克斯区）。约123.9倍

2．粒径为58 μm,密度为1800 kg/m3、温度为20℃、压强为101.3 kPa的含尘气体，在进人反应器之前需除去尘粒并升温至400℃。降尘室的底面积为60m2。试计算先除尘后升温和先升温后除尘两种方案的气体最大处理量，m2/s。 20℃时气体粘度为1.81×10-5Pa ·s；400℃时粘度为3.31×10-5Pa·s（沉降在斯托克斯区）。先除尘V=10.93 m3/s 先升温V=5.982 m3/s 折算到20℃时V=2.604 m3/s

3. 某旋风分离器（四台并联）组出口气体含尘量为0.710-3kg/标准m3，气体流量为5000标准m3/h，每小时捕集下来的灰尘量为21.5kg。试求：

(1）总的除尘效率η；86%

(2) 理论上能完全除去的最小颗粒直径。de = 5.36×10-5 m

操作条件下，气体粘度为2.0×10-5Pa·s。旋风分离器的圆筒直径为0.4 m，按标准旋风分离器性能估算。尘粒密度为2300 kg/rn3。

3

4. 某板框压滤机的滤框为内边长500mm的正方形，10个滤框。恒压下过滤30 min获得滤液5m，滤饼不可压缩，过滤介质阻力可忽略。试求：

（1）过滤常数K，m2/s；5.556×10-4 m2/s

(2)再过滤30 min，还可获得多少m3滤液？V=2.071 m3

5．在过滤面积为8.06m2的板框压滤机上进行恒压过滤操作，测得过滤方程为 q2+0.062q=5×10-5θ（θ单位为s）

试求：(1)过滤常数K, qe、Ve及θe；K=5×10-5 m2/s qe=0.031 m3/ m2 Ve=2.60m3/s θe=19.2s

(2)过滤30 min可得多少时滤液？

6. 在过滤面积为0.4m2的板框机上恒压过滤某种悬浮液，2h得滤液3.5m3，若过滤介质阻力忽略不计，试计算： （1）其他情况不变，过滤1.5h得滤液量；3.031 m3

(2)过滤2h后，用0.4m3清水洗涤滤饼，所需的洗涤时间。1.829h

7．用转筒真空过滤机在60 kPa真空度下过滤某种悬浮液。操作条件下的过滤常数K为5.2×10-5 m2/s,过滤介质阻力忽略不计，已知转速为0.5 r/min，转筒浸没度为1/3，过滤面积为5.06m2，每获得1m3滤液可获得滤饼0.183m3，试计算：

（1）过滤机的生产能力；6.927 m3/h (2）转筒表面滤饼厚度。 8.35mm