化工原理第三章习题及答案docWord下载.docx

化工原理第三章习题及答案docWord下载.docx

《化工原理第三章习题及答案docWord下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工原理第三章习题及答案docWord下载.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

D当介质阻力不计时,滤液体积增大一倍,则过滤时间增大至原来的4倍D

4、恒压过滤时，如介质阻力不计，滤饼不可压缩，过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量___。

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1.5倍

C

5、以下过滤机是连续式过滤机_______。

Ａ箱式叶滤机Ｂ真空叶滤机

Ｃ回转真空过滤机Ｄ板框压滤机C

6、过滤推动力一般是指______。

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B

7、回转真空过滤机中是以下部件使过滤室在不同部位时，能自动地进行相应的不同操作：

______。

Ａ转鼓本身Ｂ随转鼓转动的转动盘

Ｃ与转动盘紧密接触的固定盘Ｄ分配头D

8、非球形颗粒的当量直径的一种是等体积球径，它的表达式为______。

Adp＝6V/A此处V为非球形颗粒的体积，A为非球形颗粒的表面积

Bdp＝（6V/）1/3

Cdp＝（4V/）1/2

Ddp＝（kV/）1/3（k为系数与非球形颗粒的形状有关）B

9、在讨论旋风分离器分离性能时，分割直径这一术语是指_________。

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50%分离出来的颗粒的直径

Ｄ能保持滞流流型时的最大颗粒直径C

10、在离心沉降中球形颗粒的沉降速度__________。

Ａ只与dp,p,,uT,r,μ有关Ｂ只与dp，p，uT，r有关

Ｃ只与dp，p，uT，r，g有关Ｄ只与dp，p，uT，r，k有关

（题中uT气体的圆周速度，r旋转半径，k分离因数）A

11、降尘室没有以下优点______________。

Ａ分离效率高Ｂ阻力小

Ｃ结构简单Ｄ易于操作A

12、降尘室的生产能力__________。

Ａ只与沉降面积A和颗粒沉降速度uT有关

Ｂ与A，uT及降尘室高度H有关

Ｃ只与沉降面积A有关

Ｄ只与uT和H有关A

13、回转真空过滤机的过滤介质阻力可略去不计，其生产能力为5m3/h（滤液）。

现将转速度降低一半，其他条件不变,则其生产能力应为____________。

A5m3/hB2.5m3/h

C10m3/hD3.54m3/hD

14、要除去气体中含有的5μ～50μ的粒子。

除尘效率小于75％，宜选用。

A除尘气道B旋风分离器C离心机D电除尘器B

15、等压过滤的滤液累积量q与过滤时间τ的关系为______________。

B

16、过滤基本方程是基于____________推导出来的。

A滤液在过滤介质中呈湍流流动

B滤液在过滤介质中呈层流流动

C滤液在滤渣中呈湍流流动

D滤液在滤渣中呈层流流动D

17、一般而言，旋风分离器长、径比大及出入口截面小时，其效率，阻力。

A高B低C大D小A

18、在板框过滤机中，如滤饼不可压缩，介质阻力不计，过滤时间增加一倍时，其过滤速率为原来的_____________。

A2倍B1/2倍C）1/

倍D4倍C

19、在长为Lm，高为Hm的降尘室中，颗粒的沉降速度为uTm/s，气体通过降尘室的水平流速为um/s，则颗粒能在降尘室内分离的条件是：

____。

AL/u＜H/uLBL/uT＜H/u

CL/uT≥H/uDL/u≥H/uT

D

20、粒子沉降受到的流体阻力________。

Ａ恒与沉降速度的平方成正比Ｂ与颗粒的表面积成正比

Ｃ与颗粒的直径成正比Ｄ在滞流区与沉降速度的一次方成正比

21、板框压滤机中，最终的滤液流率是洗涤液流率的_______。

（ΔpE=Δpw，μ=μw）

Ａ一倍Ｂ一半Ｃ四倍Ｄ四分之一C

22、球形度（形状系数）恒小于或等于1，此值越小，颗粒的形状离球形越远，球形度的定义式可写为______。

A=Vp/V，V为非球形粒子的体积，Vp为球形粒子的体积

B=Ap/A，A为非球形粒子的表面积,Ap为与非球形粒子体积相同的球形粒子的表面积

C=ap/a，a为非球形粒子的比表面积,ap为球形粒子的比表面积

D=6ap/（d）B

23、“在一般过滤操作中，实际上起到主要介质作用的是滤饼层而不是过滤介质本身”，“滤渣就是滤饼”则_______。

Ａ这两种说法都对Ｂ两种说法都不对

Ｃ只有第一种说法正确Ｄ只有第二种说法正确A

24、旋风分离器的总的分离效率是指__________。

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D

25、降尘室的生产能力由________决定。

A降尘室的高度和长度B降尘室的高度

C降尘室的底面积D降尘室的体积C

26、在板框过滤机中，如滤饼不可压缩，介质阻力不计，黏度增加一倍时，对同一q值，过滤速率为原来的_____________。

A2倍B1/2倍C1/

倍D4倍B

27、回转真空过滤机洗涤速率与最终过滤速率之比为（）。

AlB1/2C1/4D1/3A

28、以下说法是正确的（）。

A过滤速率与S（过滤面积）成正比B过滤速率与S2成正比

C滤速率与滤液体积成正比D过滤速率与滤布阻力成反比B

29、板框压滤机中（）。

A框有两种不同的构造B板有两种不同的构造

C框和板都有两种不同的构造D板和框都只有一种构造B

30、助滤剂应具有以下性质（）。

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B

三、填空题（每题2分）

1、一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降，若空气温度由20℃升至50℃，则其沉降速度将。

下降

2、降尘室的生产能力与降尘室的和有关。

长度宽度

3、降尘室的生产能力与降尘室的无关。

高度

4、在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，则沉降时间。

增加一倍

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、在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，生产能力。

不变

7、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

8、在湍流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比。

1/2

9、在过滤的大部分时间中，起到了主要过滤介质的作用。

滤饼

10、过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩，则恒速过滤过程中滤液体积由Vl增多至V2=2Vl时，则操作压差由ΔPl增大至ΔP2=。

2ΔPl

11、已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S，qe为Ve/S，Ve为过滤介质的当量滤液体积（滤液体积为Ve时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力），在恒压过滤时，测得Δ/Δq=3740q+200则过滤常数K=。

0.000535

12、已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S，qe为Ve/S，Ve为过滤介质的当量滤液体积（滤液体积为Ve时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力），在恒压过滤时，测得Δ/Δq=3740q+200则过滤常数qe=。

0.0535

13、最常见的间歇式过滤机有和。

板框过滤机叶滤机

14、在一套板框过滤机中，板有种构造，框种构造。

21

15、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，则在每一框中，滤液穿过厚度为

。

框的厚度

16、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，在洗涤时，洗涤液穿过厚度为

。

框厚度之半

17、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，在洗涤时，洗涤液穿过的滤布面积等于。

框的内面积

18、旋风分离器性能的好坏，主要以来衡量。

临界粒径的大小

19、离心分离设备的分离因数定义式为Kc=。

uT2/gR（或ur/ut）

20、当介质阻力不计时，回转真空过滤机的生产能力与转速的次方成正比。

21、间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/，此处V为。

一个操作循环中得到的滤液体积

22、间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/，此处表示一个操作循环所需的。

总时间

23、一个过滤操作周期中，“过滤时间越长，生产能力越大”的看法是否正确？

不正确的

24、一个过滤操作周期中，“过滤时间越短，生产能力越大”的看法是否正确？

25、一个过滤操作周期中，过滤时间有一个值。

最适宜

26、一个过滤操作周期中，最适宜的过滤时间指的是此时过滤机生产能力。

最大

27、对不可压缩性滤饼dV/d正比于ΔP的次方，对可压缩滤饼dV/d正比于ΔP的次方。

11-s

28、对恒压过滤，介质阻力可以忽略时，过滤量增大一倍，则过滤速率为原来的。

二分之一

29、对恒压过滤，当过滤面积增大一倍时，如滤饼不可压缩，则过滤速率增大为原来的倍。

对恒压过滤，当过滤面积增大一倍时，如滤饼可压缩，则过滤速率增大为原来的倍。

44

30、转鼓沉浸度是与的比值

（1）

转鼓浸沉的表面积转鼓的总表面积

31、按ψ＝Ap/A定义的球形度（此处下标p代表球形粒子），最大值为＿＿＿。

越小则颗粒形状与球形相差越＿＿＿。

1大

32、将固体物料从液体中分离出来的离心分离方法中，最常见的有和。

将固体物料从液体中分离出来的离心分离设备中，最常见的为。

离心过滤离心沉降离心机

33、在Stokes区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的_____次方成正比；

在牛顿区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的______次方成正比。

21/2

34、一个过滤操作周期中，“过滤时间越长生产能力越大”的看法是，“过滤时间越短，生产能力越大”的看法是。

过滤时间有一个值，此时过滤机生产能力为＿＿＿＿＿＿。

不正确的不正确的最适宜最大

35、含尘气体通过长为4m，宽为3m，高为1m的除尘室，已知颗粒的沉降速度为0.03m/s，则该除尘室的生产能力为

。

0.36m3/s

四、问答题（每题3分）

1、影响回转真空过滤机生产能力的因素有哪些？

（过滤介质阻力可忽略）

当过滤介质阻力可忽略时

可见，影响因素有：

转筒的转速、浸没度、转筒尺寸、操作压强及处理物料的浓度及特性。

2、有一旋风分离器，在正常的速度和阻力的范围内操作，但除尘效率不够满意，现在仓库里还有一个完全相同的旋风分离器，有人建议将这台备用的旋风分离器与正在用的那一台一起并联使用，问这种措施能否提高除尘效率？

为什么？

不行。

因为速度降低，离心惯性力减小，使除尘效率下降。

3、恒压过滤时，如加大操作压力或提高滤浆温度，过滤速率会发生什么变化？

由dq/dt=Δp/［rΦμ（q+qe）］知,加大操作压力，过滤速率变大。

提高滤浆温度，使滤液黏度降低，过滤速率增大。

4、临界直径dc及分割直径d50，可以表示旋风分离器的分离性能，回答

dc与d50的含义是什么？

dc旋风分离器的分离分离颗粒最小直径;

d50分离效率50%时颗粒直径

5、由过滤基本方程dq/dt=Δp/［rΦμ（q+qe）分析影响过滤速率的因素?

影响过滤速率的因素有：

①物性参数，包括悬浮液的性质（φ、μ）及滤饼特性（r）；

②操作参数Δp；

③设备参数qe

6、试说明滤饼比阻的意义?

比阻r表示滤饼对过滤速率的影响，其数值的大小反映滤液通过滤饼层的难易程度。

五、计算题（每题10分）

1、某板框过滤机框空的长、宽、厚为250mm×

250mm×

20mm,框数为8,以此过滤机恒压过滤某悬浮液,测得过滤时间为8.75min与15min时的滤液量分别为0.15m3及0.20m3，试计算过滤常数K。

解：

过滤面积A=8×

2×

0.25×

0.25=1.0m2

（2分）

已知:

τ1=8.75minV1=0.15m3τ2=15minV2=0.20m3

∵V2+2VVe=KA2τ（4分）

可得0.152+2×

0.15Ve=K×

12×

8.75

（1）

0.202+2×

0.20Ve=K×

15

（2）

（1）、

（2）式联立,解得K=0.0030m2/min=5.0×

10-5m2/s（4分）

2、以板框压滤机恒压过滤某悬浮液，过滤面积10m2，操作压差1.96×

105Pa。

每一循环过滤15min得滤液2.91m3。

过滤介质阻力不计。

（1）该机生产能力为4.8m3/h滤液，求洗涤、装拆总共需要的时间及过滤常数K。

（2）若压差降至9.81×

104Pa，过滤时间及过滤量不变，其他条件不变，需多大过滤面积？

设滤饼不可压缩。

（3）如改用回转真空过滤机，转一圈得滤液0.2m3，转速为多少才可以维持生产能力不变？

（1）∵V2=KA2τ

即2.912=K×

102×

15

∴K=5.65×

10-3m2/min

又Q=V/∑τ

即4.8/60=2.91/（15+τw+τD）

∴τw+τD=21.4min

（4分）

（2）V2=KA2τA2=V2/Kτ（4分）

（3）Q=4.8/60=0.2×

n（n-r/min）∴n=0.4r/min（2分）

3、用某叶滤机恒压过滤钛白水悬浮液。

滤叶每侧过滤面积为（0.81）2m2,共10只滤叶。

测得:

过滤10min得滤液1.31m3；

再过滤10min共得滤液1.905m3。

已知滤饼与滤液体积比n=0.1。

试问:

（1）过滤至滤饼厚为21mm即停止,过滤时间是多少?

（2）若滤饼洗涤与辅助时间共45min,其生产能力是多少?

（以每小时得的滤饼体积计）

（1）∵V2+2VVe=KA2t

由题意得1.312+2×

1.31Ve=KA2×

10（a）

1.9052+2×

1.905Ve=KA2×

20（b）

（a）、（b）联立,解得KA2=0.2076m6/min,Ve=0.1374m3

（3分）

又A=10×

0.812=13.12m2

过滤终了时,共得滤液量VE=13.12×

0.021/0.1=2.755m3

由2.7552+2×

2.755×

0.1374=0.2076tE,∴tE=40.2min

（2）生产能力=nVE/（tE+tw+t辅）

=0.1×

2.755/（40.2+45）=3.23×

10-3m3/min=0.194m3/h（滤饼）

4、在3×

105Pa的压强差下对钛白粉在水中的悬浮液进行过滤实验，测得过滤常数K=5×

10-5m2/s、qe=0.01m3/m2，又测得滤饼体积与滤液体积之比v=0.08。

现拟用有38个框的BMY50/810-25型板框压滤机处理此料浆，过滤推动力及所用滤布也与实验用的相同。

试求：

（1）过滤至框内全部充满滤渣所需的时间；

（2）过滤完毕，以相当于滤液量1/10的清水进行洗涤，求洗涤时间；

（3）若每次卸渣、重装等全部辅助操作共需15min，求每台过滤机的生产能力（以每小时平均可得多少（m3）滤饼计）。

（1）所需过滤时间

A=0.812×

38=49.86m2

Vc=0.812×

0.025×

38=0.6233m2

（2）洗涤时间

（3）生产能力

（滤饼）/h（2分）

5、用板框过滤机过滤某悬浮液，一个操作周期内过滤20分钟后共得滤液4m3（滤饼不可压缩，介质阻力可略）。

若在一个周期内共用去辅助时间30分钟，求：

（1）该机的生产能力

（2）若操作表压加倍，其它条件不变（物性，过滤面积，过滤时间与辅助时间），该机生产能力提高了多少？

滤饼不洗涤

（1）4分

（2）6分

6、对某悬浮液进行恒压过滤。

已知过滤时间为300s时，所得滤液体积为0.75m3，且过滤面积为1m2，恒压过滤常数K=5*10-3m2/s。

若要再得滤液体积0.75m3，则又需过滤时间为多少？

3分

4分

7、一小型板框压滤机有框10块，长宽各为0.2m，在2at（表压）下作恒压过滤共二小时滤框充满共得滤液160l，每次洗涤与装卸时间为1hr，若介质阻力可忽略不计，求：

（1）过虑常数K，洗涤速率。

（2）若表压增加一倍，其他条件不变，此时生产能力为若干？

（1）（5分）

A=0.2×

0.2×

10×

2=0.8m2

（2）（5分）

故生产能力为0.16/（1+1）=0.08m3/h

8、某板框压滤机的过滤面积为0.4m2，在恒压下过滤某悬浮液，4hr后得滤液80m3，过滤介质阻力可略去不计。

①若其它情况不变，但过滤面积加倍，可得多少滤液？

　　　②若其它情况不变，但操作时间缩短为2hr，可得多少滤液？

③若在原表压下过滤4hr后，再用5m3水洗涤滤饼，需多长洗涤时间？

设滤液与水性质相近。

（1）（3分）

（2）（3分）

（3）（4分）

9、一小型板框过滤机，过滤面积为0．1m2，恒压过滤某一种悬浮液。

得出下列过滤议程式：

（q+10）2=250（θ+0．4）式中q以l/m2，θ以分钟计。

（1）经过249．6分钟获得滤液量为多少？

（2）当操作压力加大1倍，设滤饼不可压缩同样用249．6分钟将得到多少滤液量。

（1）

当

分时

q=240L/M

V=240×

0。

1=24L（5分）

（2）

（5分）