第三章 非均相混合物的分离与设备
3－1 什么是球形度φS ？什么是沉降速度 u t ？一般情况下如何计算颗粒的沉降速度？
答：
1.颗粒的球形度是工程上用来描述颗粒物料形状的一种物理量，是指与该颗粒体积相等的球体表面积与颗粒表面积之比。即：
φS = S (球)/S p
球体的表面积： S (球) =π?d 2
2.所谓沉降速度是指，颗粒在匀速阶段相对于流体的运动速度 u t （或称自由沉降速度）。
3.刚性小球的沉降速度 u t 可用下述公式计算： u t =[ ]1/2
式中：ρs 为颗粒的密度；ρ为流体的密度；d 为刚性小球的直径；g 为重力加速度；ζ为阻力系数。
一般情况下，可先通过实验作出ζ－R et 关系曲线，并根据曲线确定阻力系数ζ的与 R et 的关系，进而得出颗粒沉降速度的经验式。 3－2 颗粒在重力场中沉降时受到那些力的作用？
答：
颗粒在重力场中自由沉降时主要受到重力、浮力和阻力的作用。重力与其沉降运动方向一致，浮力和阻力与其沉降运动方向相反。 3－3 在沉降分离操作中，影响颗粒沉降的主要因素有哪些？
答：
在沉降分离操作中，影响颗粒沉降的因素很多，但影响较大的主要因素有如下几个方面。
⑴颗粒体积分数的影响
颗粒的体积分数，对其沉降速度有一定的影响。体积分数越大，颗粒间的碰撞几率越大，对颗粒的沉降干扰越大。
—27—
4?d ?g(ρs -ρ)
3ζρ
⑵器壁效应的影响
容器的器壁会对沉降的颗粒产生一定的“拽力”，使颗粒的实际沉降速度低于自由沉降速度。
⑶颗粒形状的影响
一般情况下，同一种固体物质，球形颗粒比相同体积的非球形颗粒的沉降要快一些。非球形颗粒的形状及其投影面积对沉降速度有影响。
⑷流体粘度的影响
流体的粘度对颗粒的沉降速度有一定的影响。在湍流区内，流体粘性对沉降速度无明显影响；在过渡区，流体粘性对沉降速度的影响一般可忽略不计；在滞流沉降区，由流体粘性引起的表面摩擦力占主要地位，此时粘度对颗粒的沉降速度有较显著的影响。
⑸颗粒的最小尺寸
颗粒的尺寸也在一定程度上影响着沉降速度。对于非常细微颗粒（粒度 < 0.5mm ），自由沉降速度公式则不适用。此时，由于流体分子热运动使得颗粒发生布朗运动。
3－4 为什么说降尘室的(理论)生产能力只与其沉降面积(A = b ?l)及颗粒的沉降度(u t )有关，与降尘室的高度无关？
答：
在重力沉降操作中，若设降尘室的长、宽、高分别为 l 、b 、H ，含尘气体通过降尘室的体积流量（降尘室的生产能力）为V s 。则：
位于降尘室最高点的颗粒降至室底所需的时间为：
θt = H/u t
气体通过沉降室所需的时间为：
θ= l/u
若要使含尘气体中的颗粒分离出来，则气体在降尘室内的停留时间至少应等于颗粒的沉降时间。即：
θ≥θt 或： l/u ≥ H/u t 由于：
u = V s /H ?b
—28—
沉降室沉降示意图
则：
V s ≤ b ?l ?u t
即：降尘室的(理论)生产能力只与其沉降面积(A = b ?l)及颗粒的沉降度(u t )有关，与降尘室的高度无关。
因此，对于一定尺寸的降尘室，为了增大其生产能力，可将降尘室设计成多层降尘室。
3－5 某厂拟选用一台标准旋风分离器(ζ= 8.0)净化含尘气体。已知：固体颗粒的密度为1100 kg/m 3，气体的密度为1.2 kg/m 3，粘度为1.8×10-5 Pa ?s ，流量为0.4m 3
/s ，允许压强降为2000Pa 。试估算设备的临界粒径。
解：
根据压强降公式 Δp =ζ×(ρ?u i 2)/2 有：
u i =[2Δp/(ρ?ζ)]1/2 =[(2×2000)/(8.0×1.2)] 1/2
= 20.4(m/s)
标准旋风分离器的进口截面积为：
hB = D 2/8 （h = D/2，B = D/4） 同时：
hB = q v,s / u i
故，旋风分离器的圆筒直径为：
D =[(8q v,s )/ u i ]1/2 =[(8×0.4)/20.4]1/2 = 0.396(m) 临界粒径： d c =[ ]
1/2
=[ ]1/2
= 6.74×10－6(m)
答：旋风分离器的临界粒径d c = 6.74×10－6 m 。 3－6 什么是饼层过滤的“架桥”现象？
答：
如图所示：在饼层过滤中，因滤浆中的一些细小颗粒在穿过过滤介质时，细小颗粒会在滤孔中产生不规则的堆积，阻碍过滤的正常进行，此现象称为“架桥”现象。
—29—
9μB πN e ρs u i
9×1.8×10－5×0.396/4
3.14×5×1100×20.4
饼层过滤的“架桥”现象
3－7 在工程上常用的过滤介质主要有哪些？
答：
工程上常用的过滤介质主要有织物介质、堆积介质、多孔固体介质和多孔膜等。
1.织物介质——织物介质常称为滤布，一般是由棉、毛、麻、丝等天然纤维素及合成纤维制成的织物，或者由玻璃丝、金属丝等材料织成的网。此类介质截留颗粒的最小直径为5－60μm。
2.堆积介质——堆积介质一般由硅藻土、木炭、石棉、砂等固体颗粒或非编织纤维材料堆积而成。堆积介质主要用于深床过滤操作中。
3.多孔固体介质——多孔固体介质是指，由多微细孔道的固体材料（多孔陶瓷、多孔塑料、多孔金属等）制成的管或板。多孔固体介质一般可拦截1－3μm 的细微颗粒。
4.多孔膜——多孔膜用于膜过滤，常见的有各种有机高分子膜（如：粗醋酸纤维系、芳香聚酰胺系）和无机材料膜。
3－8 如何强化饼层过滤操作？
答：
1.增大饼层过滤的推动力
通过增大滤浆的压强(p
1)或减小滤液的压强(p
2
)，可有效地
增大滤液通过滤饼层的压强降(Δp
c = p
1
- p
2
)。
2.减小饼层过滤的阻力
可通过减薄过滤介质的厚度或增大过滤面积等方法，达到减小饼层过滤的阻力的目的。
3－9 在20℃下恒温过滤某种悬浮液，操作压强差为9.81×103Pa。悬浮液中固相体积分数为20％，固相直径为0.1mm的球形颗粒。在此压强下过滤形成空隙率为0.6的滤饼。求过滤常数及滤饼的比阻。
解：
1.求滤饼比阻
已知：Δp = 9.81×103Pa；μ20℃水= 1.0×10-3Pa?s；ε= 0.6；d = 1×10-4m。
⑴球形颗粒的比表面积：
—30—
a = 6/d = 6/(1×10-4)= 6×104(m2/m3)
⑵滤饼比阻：
r = [5a2(1 -ε)2]/ε3
= [5×(6×104)2×(1 - 0.6)2]/0.63
= 1.33×1010(m-2)
2.求过滤常数
在恒压操作中：
K = 2kΔp1-s = 2Δp1-s/(μ?r’?v)
假设，滤饼不可压缩(s = 0；r’ = r)。则：
K = 2Δp/(μ?r?v)
⑴滤饼滤液体积比(v)：
由于滤饼的空隙率ε= 0.6。即，每获得1m3的滤饼需要固体颗粒0.4m3，所对于的料浆量为：
V
料浆
= 0.4/0.2 = 2(m3)
因此，每形成1m3的滤饼，可得到2 - 1 = 1m3的滤液。即：
v = 1/1 = 1(m3/m3)
⑵滤饼比阻：
K = 2Δp/(μ?r?v)=(2×9.81×103)/(1.0×10-3×1.33×1010×1) = 1.47×10-3(m2/s)
答：过滤常数K = 1.47×10-3 m2/s；滤饼比阻r = 1.33×1010 m-2。
3－10 离心分离的基本原理是什么？
答：离心分离就是利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力，加快液体中颗粒的沉降速度，把混合物中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。
3－11 什么是离心分离因数？为什么说离心分离因数是衡量离心分离机分离性能的重要指标？
答：所谓离心分离因数是指，物料所受的离心力与重力之比值；或者说，离心分离因数等于离心加速度与重力加速度之比值。即：
K c = f
(离心力)
/w
(重力)
=
—31—
u
T
2/R
g
在离心分离操作中，离心机的分离因数越大，物料颗粒的离心加速度(u
T
2/R)
越大，所受的离心力(f
离)也越大，使得其克服惯性向心力(f
向
)及阻力(f
阻
)的能
力越大，使物料中密度大的组分向离心力所指方向运动较快，密度小的组分向离
心力所指方向运动较慢，使物料中密度不同的各组分越容易分离。
3－12 为什么离心机的转速越大，其分离因数越大？
答：在离心分离操作中，离心机的转速越大，物料颗粒的切向速度(u
T
)越大，
其离心加速度(u
T
2/R)越大，离心分离因数越大。
3－13 三足式离心机的主要优缺点是什么？
答：
1.三足式离心机的主要优点是：构造简单，运转平稳，适应性强，滤饼的中固体颗粒不易受到损伤，适合于处理固体为晶体颗粒或纤维状的物料。
2.三足式离心机的主要缺点是：因轴承和传动装置设在转鼓下，给离心机的检修、清洗带来不便；另外从间歇操作、人工卸料来看，传统的三足式离心机操作的劳动强度较大，生产能力相对较低。
3－14 SGZ800型、SSC1200型离心机分别表示什么意思？
答：
1.SGZ800型离心机分表示：上部卸料（机械）三足式刮刀自动离心机，其转鼓内径为800mm，材料为普通钢。
2.SSC1200型离心机表示：升降式人工上部卸料三足式离心机，其转鼓内径为1200mm，材料为普通钢。
3－15 什么是液－固浸提？什么是单级浸提？什么是多级浸提？
答：
1.利用无机溶剂或有机溶剂（浸提剂）通过“浸泡”途径，将固体材料中目的成分溶解转入溶液，从而使其与固体材料分离，此操作常称为固－液浸提，简称浸提或浸取。
2.单级浸提是指：在浸提操作过程中，浸提剂和溶质只进行一次溶解、传质的浸提分离过程。
3.多级浸提是指：在浸提操作过程中，浸提剂和溶质进行多次溶解、传质的浸提分离过程。
—32—
3－16 液－固浸提传质过程一般可分为哪几个步骤？
答：液－固浸提过程一般认为可分为以下五个基本步骤：
1.溶剂穿过液膜到达固相表面——液相主体的溶剂微粒(分子团)，通过扩散穿过液膜到达固相表面。
2.溶剂扩散到固体内部——到达固相表面的溶剂微粒，进一步通过扩散进入到固相内部，并与固体相内部的溶质(目的成分)作用。
3.溶解——固相内部的溶质(目的成分)在与溶剂的相互作用下，进入溶剂(溶解)形成溶液。
4.溶液扩散到固相表面——固相内部的溶质与溶剂形成的溶液，通过固体空隙以扩散的形式到达固相表面。
5.溶液进入液相主体——通过固扩散到达固相表面的溶液，再以扩散的形式穿过液膜进入液相主体。
一般认为，在上述五个步骤中，溶液中的溶质通过固相空隙以扩散的形式到达固相表面是传质阻力的控制步骤。
3－17 某厂从某植物种子片中进行单级浸提油。用1000kg浸提剂浸提含油20％（质量分数）的植物种子1000kg，底流N = 1.5(kg不溶固体/kg底流液)，为常
量。求溢流液量V
1及其组成，确定离开该级的底流液量L
1
。
解，已知：
进入系统的溶剂
V 2 = 1000kg，x
A2
= 0，x
C2
= 1.0
进入系统的浆液
B =[1000×(1.0 - 0.2) = 800(kg)
L
= 1000×0.2 = 200 [kg(植物油A)]
N
= B/A = 800/200(kg固/kg液) = 4(kg固/kg液)
y
A0
= 1.0
对浸提进行物料衡算
总质量流量：M = L
0 + V
2
= 200 + 1000 = 1200(kg)
溶质A的质量：L
0?y
A0
+ V
2
?x
A2
= 200×1.0 + 1000×0 = 1200?x
AM
则：
—33—
x
AM
= 200/1200 = 0.167 由于：
B = N
0?L
= 4×200 = 1200N
M
(溶质 B 的质量)
则：
N
M
= 800/1200 = 0.667 由于：
N 1?L
1
+ 0 = N
M
?M = 0.667×1200 = 800.4
则：
L 1 = 800.4/N
1
= 800.4/1.5 = 533.6(kg)
答：底流液量L
1
= 533.6kg。
3－18 什么是膜分离？膜分离有什么重要特点？
答：
1.膜是一种具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。
2.膜分离是物理过程，使得其具有选择性分离和高效、节能、环保、过程简单及易于控制等重要特点。
3－19 微滤、超滤、纳滤、反渗透、渗析与电渗析等分离过程的推动力各是什么？
答：
1.在膜分离过程中，微滤、超滤、纳滤及反渗透等分离过程都是以压强差为推动力的过程。
2.渗析又称为透析，其分离过程是以浓度差为推动力的过程。
3.电渗析分离过程是以电位差为推动力的过程，是在电场的作用下，溶液中的带电离子选择性地透过交换膜的过程。
3－20 什么是膜组件？常见的膜组件有哪些类型？
答：
1.所谓膜组件是将各种膜材料加工成各种形状的分离膜，并采用适宜的多孔材料（如：玻璃纤维、多孔金属等）作为膜的支撑体构成的组件。
2.生产中常见的膜组件有板框式、螺旋卷式、管式、中空纤维式等膜组件。
—34—
第三章 非均相混合物分离及固体流态化 1．颗粒在流体中做自由沉降，试计算（1）密度为2 650 kg/m 3，直径为0.04 mm 的球形石英颗粒在20 ℃空气中自由沉降，沉降速度是多少（2）密度为2 650 kg/m 3，球形度6.0=φ的非球形颗粒在20 ℃清水中的沉降速度为0.1 m/ s ，颗粒的等体积当量直径是多少（3）密度为7 900 kg/m 3，直径为6.35 mm 的钢球在密度为1 600 kg/m 3的液体中沉降150 mm 所需的时间为 s ，液体的黏度是多少 解：（1）假设为滞流沉降，则： 2 s t ()18d u ρρμ -= 查附录20 ℃空气31.205kg/m ρ=，s Pa 1081.15??=-μ，所以， ()()()m 1276.0s m 10 81.11881.9205.126501004.0185 2 3s 2t =???-??=-=--μρρg d u 核算流型： 3 t 5 1.2050.12760.04100.3411.8110 du Re ρμ--???===
第三章 非均相混合物分离及固体流态化 1．颗粒在流体中做自由沉降，试计算（1）密度为2 650 kg/m 3，直径为0.04 mm 的球形石英颗粒在20 ℃空气中自由沉降，沉降速度是多少？（2）密度为2 650 kg/m 3，球形度6.0=φ的非球形颗粒在20 ℃ 清水中的沉降速度为0.1 m/ s ，颗粒的等体积当量直径是多少？（3）密度为7 900 kg/m 3，直径为6.35 mm 的钢球在密度为1 600 kg/m 3 的液体中沉降150 mm 所需的时间为7.32 s ，液体的黏度是多少？ 解：（1）假设为滞流沉降，则： 2 s t ()18d u ρρμ -= 查附录20 ℃空气31.205kg/m ρ=，s Pa 1081.15??=-μ，所以， ()()()s m 1276.0m 10 81.11881 .9205.12650 1004.0185 2 3 s 2 t =???-??= -= --μ ρρg d u 核算流型： 3 t 5 1.205 0.12760.0410 0.3411.8110 du Re ρμ --???= ==
非均相物系分离 一、填空题 1.球形颗粒从静止开始降落，经历________和________两个阶段。沉降速度是指________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________次方成正比；而在牛顿区，与其直径的________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________。 4. 降尘室内，颗粒可被分离的必要条件是________。 5. 降尘室操作时，气体的流动应控制在________流型。 6. 在规定的沉降速度t u条件下，降尘室的生产能力只取决于________而与其________无关。 7．选择旋风分离器的主要依据是：（1）________；（2）________；(3) ________。 8．除去气流中尘粒的设备类型有________，________，________等。 9. 饼层过滤是指________；深床过滤是指________。 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________；叶滤机中置换洗涤法，洗涤速率与过滤速率之比为________。 11. 工业上应用较多的压滤型间歇过滤机有________与________；吸滤型连续操作过滤机有________ 12. 根据操作目的（或离心机功能），离心机分为________、________和________三种类型。 13. 根据分离因数大小，离心机分为________、________和________。 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（）。 A．粒子几何形状B. 粒子几何尺寸C．粒子与流体密度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 B. 1m3/s C. 0.75 m3 /s D. 6 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（）。 A. 增加一倍 B. 为原来1/2 C. 不变 D. 不确定 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（）（沉降在斯托克斯区）。 A ．2 B．4 C．1 D．1/2 5．以下表达式中正确的是（）。 A. 过滤速率与过滤面积平方A2成正比； B. 过滤速率与过滤面积A成正比 C. 过滤速率与所得滤液体积V成正比； D. 过滤速率与虚拟滤液体积V e成反比 6．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（）。 A. 2倍 B. 2倍 C. 4倍 D. 1/2 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）。
非均相混合物的分离习题 概念部分 1、流体通过固定床，颗粒的平均直径是以为基准的，理由是。若流体一定的流速通过一大小均匀且规则装填的球形颗粒固定床，球形颗粒直径越小，流体通过床层的压降越，原因是。工业上常用方程来测颗粒的比表面积，该方程的表达式为：。 2、叶滤机中如滤饼不可压缩，当过滤压差增加一倍时，过滤速率是原来的 倍。粘度增加一倍时，过滤速率是原来的倍。 3、对真空回转过滤机，转速越大，则每转一周所得的滤液量就越。该滤机的生产能力越。 4、某叶滤机恒压操作，过滤终了时，V=0.5m3，τ=1h,Ve=0，滤液粘度是水的4倍。现在同一压强下再用清水洗涤，Vw=0.1m3，则洗涤时间为。 5、含尘气体通过长为4m，宽3m，高1m的降尘室，已知颗粒的沉降速度为0.03m/s，则该降尘室的生产能力为m3/s 6、重力场中，微小颗粒的沉降速度与下列因素无关：。 （A)颗粒几何形状；（B)流体与颗粒的密度；（C）颗粒几何尺寸；（D)流体的流速 7、推导过滤基本方程式时一个最基本的依据是：。 （A)固体颗粒的沉降速度；（B)流体的层流流动；（C）滤饼的可压缩性；（D)过滤介质的比阻。 8、玻璃管长1米，充满油。从顶端每隔1秒加入1滴水，问： A、油静止，当加入第21滴水时，第一滴正好到底部，则沉降速度为m/s B、现油以0.01m/s的速度向上运动，加水速度不变，则管内有水滴。 9、球形度系数φs的物理意义是，其取值范围为，其值越大，颗粒的比表面积越。 10、过滤速率的表达式为，过滤速度的表达式为。 11、过滤基本方程式的表达式为。
12、空床速度是指，滤液的实际流速是指。 13、颗粒床层的自由截面积是指的各向同性床层最重要的特点是。 计算部分 一、拟用板框压滤机恒压过滤含CaCO38%,(质量）的水悬浮液2m3,每m3滤饼中含固体1000kg，CaCO3密度为2800kg/m3，过滤常数K=0.162m2/h, 过滤时间t=30min，试问： (1) 滤液体积多少m3 ？1.831 (2) 现有560 ×560 ×50mm规格的板框压滤机，问需要多少只滤框？（过滤介质阻力不计）4只 二、某悬浮液用板框过滤机过滤，该板框过滤机有滤框28个，尺寸为635 ×635 ×25mm，操作表压恒定为98.1kPa,该条件下，K=1 ×10-5m2/s，qe=0.02m3/m2。已知滤饼与滤液的体积比为0.075,试求： （1）滤饼充满滤框需要多少时间？0.96h （2）若将表压提高一倍，其它条件不变（S=0.5），则充满同样滤框所需时间为多少？0.68h （3）若将框厚度增加一倍，其它操作条件同（2），则过滤同样时间可获得多少滤液？不变 三、一降尘室每层底面积10 ㎡，内设9层隔板，现用此降尘室净化质量流量为1200kg/h，温度为20 ℃的常压含尘空气，尘粒密度为2500kg/ m3,问Λ1）可100%除去的最小颗粒直径为多少？可50%除去的最小颗粒直径为多少？直径为5μm的尘粒可除去百分率为多少？（设尘粒在空气中均匀分布）6.08，4.29，67.6% （2）如将含尘空气预热至150 ℃，再进入降尘室，则可100%除去的最小颗粒直径为多少？为保证100%除去的最小颗粒直径不变，空气的质量流量为多少？ 8.41，628.5kg/h （3）定性分析降尘室生产能力发生变化的原因？ 课后习题：3-7，3-8，3-10，3-11，3-12，3-13
化工原理考试题及答案 第三章非均相分离 ____________班级____________学号_____________成绩______________ 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_____________；分散外相是指______________________________。 ***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。此时微粒相对于流体的运动速度，称为____________ 。 ***答案*** 重力、阻力、浮力代数和为零沉降速度 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Rep相同时，球形度越大的微粒，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_________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_______________ 。滞流沉降时，其阻力系数=____________. ***答案*** 粒子所受合力的代数和为零24/ Rep 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、过滤离心沉降 9.（2分）过滤是一种分离悬浮在____________________的操作。 ***答案*** 液体或气体中固体微粒 10.（2分）过滤速率是指___________________________ 。在恒压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐渐__________ 。 ***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___________________________ ___________________________________________________。 ***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_________；另一方面是滤渣层本身的性质，即_______ 。 ***答案*** μ γL 13.（2分）板框压滤机每个操作循环由______________________________________五个阶段组成。 ***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____________________________________________，三种板按________________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
非均相物系的分离 一、填空题： ⒈ 除去液体中混杂的固体颗粒，在化工生产中可以采用重力沉降、 离心沉降、过滤等方法（列举三种方法）。 ⒉ 粒子沉降过程分 加速阶段和 恒速 阶段。沉降速度是 指加速阶段终了时，粒子相对于流体的速度。 ⒊ 在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，则沉降 时间增大一倍、气流速度减小一倍，生产能力_不变。 ⒋ 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 ，则该除尘室的最大生产能力为0.36 m 3 /s 。 ⒌ 选择旋风分离器形式及决定其主要尺寸的依据是含尘气体流量、 要求达到的分离效率和允许压降。 ⒍ 评价旋风分离器性能好坏有两个主要指标，一是分离效率， 一是气体经过旋风分离器的压降。 ⒎ 对恒压过滤，当过滤面积A 增大一倍时，如滤饼不可压缩得到 相同滤液量时，则过滤速率)d d (τ V 增大为原来的 四 倍，如滤饼可压缩， 过滤速率)d d (τ V 增大为原来的 四 倍。 t v Au q =u L LBH ＝ ＝v v r q q AH =τt t u H = τs o P r r ?=) (2d d e 2 V V KA V +=τφμ r P K ?=2
⒏ 回转真空过滤机，整个转鼓回转操作时大致可分为过滤区、洗涤脱水区 和_卸渣区三个区域。 9. 回转真空过滤机，回转一周所需时间为T ，转鼓的表面积为A ， 转鼓的沉浸度为φ，则一个过滤周期中，过滤时间为ΨT ，过滤面积为A 。 ⒑ 间歇过滤机的生产能力可写为Ｑ＝Ｖ／∑τ，此处Ｖ为一个操作循环中 得到的滤液体积，∑τ表示一个操作循环所需的总时间，∑τ等于 一个操作循环中过滤时间τ，洗涤时间τW 和辅助时间τ D 三项之和。 ⒒ 临界粒径是指在理论上能被完全分离下来的最小颗粒直径。 二、选择题： ⒈ 密度相同而直径不同的两球形颗粒在水中自由沉降。沉降处于层流区， 大颗粒直径d 1是小颗粒直径d 2的两倍，则沉降速度D 。 A) u t1 = u t2 ； B) u t1 = 2u t2 ； C) u t1 =2u t2 ； D) u t1 = 4u t2 。 ⒉ 降尘室的生产能力A 。 A) 只与沉降面积A 和颗粒沉降速度t u 有关； B)与A ，t u 及降尘室高度H 有关； C) 只与沉降面积A 有关； D) 只与t u 和H 有关。 ()μ ρρ182 -=P P t gd u t v Au q =
(03)第三章非均相混合物分离及固体流态化习题答案
第三章 非均相混合物分离及固体流态化 1．颗粒在流体中做自由沉降，试计算（1）密度为2 650 kg/m 3，直径为 0.04 mm 的球形石英颗粒在20 ℃空气中自由沉降，沉降速度是多少？（2）密度为2 650 kg/m 3，球形度6.0=φ的非球形颗粒在20 ℃清水中的沉降速度为0.1 m/ s ，颗粒的等体积当量直径是多少？（3）密度为7 900 kg/m 3，直径为6.35 mm 的钢球在密度为1 600 kg/m 3的液体中沉降150 mm 所需的时间为7.32 s ，液体的黏度是多少？ 解：（1）假设为滞流沉降，则： 2s t ()18d u ρρμ -= 查附录20 ℃空气31.205kg/m ρ=，s Pa 1081.15??=-μ，所以， ()()()m 1276.0s m 1081.11881.9205.126501004.01852 3s 2t =???-??=-=--μρρg d u 核算流型： 3t 51.2050.12760.04100.3411.8110 du Re ρμ--???===
第三章 非均相混合物的分离与设备 3－1 什么是球形度φS ？什么是沉降速度 u t ？一般情况下如何计算颗粒的沉降速度？ 答： 1.颗粒的球形度是工程上用来描述颗粒物料形状的一种物理量，是指与该颗粒体积相等的球体表面积与颗粒表面积之比。即： φS = S (球)/S p 球体的表面积： S (球) =π?d 2 2.所谓沉降速度是指，颗粒在匀速阶段相对于流体的运动速度 u t （或称自由沉降速度）。 3.刚性小球的沉降速度 u t 可用下述公式计算： u t =[ ]1/2 式中：ρs 为颗粒的密度；ρ为流体的密度；d 为刚性小球的直径；g 为重力加速度；ζ为阻力系数。 一般情况下，可先通过实验作出ζ－R et 关系曲线，并根据曲线确定阻力系数ζ的与 R et 的关系，进而得出颗粒沉降速度的经验式。 3－2 颗粒在重力场中沉降时受到那些力的作用？ 答： 颗粒在重力场中自由沉降时主要受到重力、浮力和阻力的作用。重力与其沉降运动方向一致，浮力和阻力与其沉降运动方向相反。 3－3 在沉降分离操作中，影响颗粒沉降的主要因素有哪些？ 答： 在沉降分离操作中，影响颗粒沉降的因素很多，但影响较大的主要因素有如下几个方面。 ⑴颗粒体积分数的影响 颗粒的体积分数，对其沉降速度有一定的影响。体积分数越大，颗粒间的碰撞几率越大，对颗粒的沉降干扰越大。 —27— 4?d ?g(ρs -ρ) 3ζρ
⑵器壁效应的影响 容器的器壁会对沉降的颗粒产生一定的“拽力”，使颗粒的实际沉降速度低于自由沉降速度。 ⑶颗粒形状的影响 一般情况下，同一种固体物质，球形颗粒比相同体积的非球形颗粒的沉降要快一些。非球形颗粒的形状及其投影面积对沉降速度有影响。 ⑷流体粘度的影响 流体的粘度对颗粒的沉降速度有一定的影响。在湍流区内，流体粘性对沉降速度无明显影响；在过渡区，流体粘性对沉降速度的影响一般可忽略不计；在滞流沉降区，由流体粘性引起的表面摩擦力占主要地位，此时粘度对颗粒的沉降速度有较显著的影响。 ⑸颗粒的最小尺寸 颗粒的尺寸也在一定程度上影响着沉降速度。对于非常细微颗粒（粒度 < 0.5mm ），自由沉降速度公式则不适用。此时，由于流体分子热运动使得颗粒发生布朗运动。 3－4 为什么说降尘室的(理论)生产能力只与其沉降面积(A = b ?l)及颗粒的沉降度(u t )有关，与降尘室的高度无关？ 答： 在重力沉降操作中，若设降尘室的长、宽、高分别为 l 、b 、H ，含尘气体通过降尘室的体积流量（降尘室的生产能力）为V s 。则： 位于降尘室最高点的颗粒降至室底所需的时间为： θt = H/u t 气体通过沉降室所需的时间为： θ= l/u 若要使含尘气体中的颗粒分离出来，则气体在降尘室内的停留时间至少应等于颗粒的沉降时间。即： θ≥θt 或： l/u ≥ H/u t 由于： u = V s /H ?b —28— 沉降室沉降示意图
文件编号：TP-AR-L8144 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 常见非均相物系的分离 (正式版)
常见非均相物系的分离(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 由于非均相物系中分散相和连续相具有不同的物 理性质，故工业生产中多采用机械方法对两相进行分 离。其方法是设法造成分散相和连续相之间的相对运 动其分离规律遵循流体力学基本规律。常见有如下几 种。 (1)沉降分离沉降分离是利用连续相与分散相 的密度差异，借助某机械力 的作用，使颗粒和流体发生相对运动而得以分 离。根据机械力的不同，可分为重力沉降、离心沉降 和惯性沉降。 (2)过滤分离过滤分离是利用两相对多孔介质
穿透性的差异，在某种推动力的作用下，使非均相物系得以分离。根据推动力的不同，可分为重力过滤、加压(或真空)过滤和离心过滤。 (3)静电分离静电分离是利用两相带电性的差异，借助于电场的作用，使两相得以分离。属于此类的操作有电除尘、电除雾等。 (4)湿洗分离湿洗分离是使气固混合物穿过液体、固体颗粒粘附于液体而被分离出来。工业上常用的此类分离设备有泡沫除尘器、湍球塔、文氏管洗涤器等。 此外，还有音波除尘和热除尘等方法。音波除尘法是利用音波使含尘气流产生振动，细小的颗粒相互碰撞而团聚变大，再由离心分离等方法加以分离。热除尘是使含尘气体处于一个温度场(其中存在温度差)中，颗粒在热致迁移力的作用下从高温处迁移至低温
第三章非均相物系的分离 ●教学目的:1、掌握重力沉降和离心沉降的操作原理和基本公式 2、沉降室的结构，沉降室的生产能力，旋风分离器的结构和工作原理 ●教学重点：1、重力沉降和离心沉降的操作原理。 ●教学内容：1、重力沉降；2；重力沉降设备；3、离心沉降；离心沉降设备 系：一个集体。 分散系：一种物质或几种物质的微粒分散到另一种物质里形成的混合物，我们把这种混合物叫做分散系。包括：分散质和分散剂。分散质和分散系都可为固、液、气。 根据分散质粒径不同可分为： d<10-9 溶液 10-9 第3章非均相物系的分离和固体流态化 3．1 概述 本章介绍利用流体力学原理(颗粒与流体之间相对运动)实现非均相物系的分离流态化及固体颗粒的气力输送等工业过程。 1．混合物的分类 自然界的大多数物质是混合物。若物系内部各处组成均匀且不存在相界面，则称为均相混合物或均相物系，溶液及混合气体都是均相混合物。由具有不同物理性质(如密度差别)的分散物质和连续介质所组成的物系称为非均相混合物或非均相物系。在非均相物系中，处于分散状态的物质，如分散于流体中的固体颗粒、液滴或气泡，称为分散物质或分散相；包围分散物质且处于连续状态的物质称为分散介质或连续相。根据连续相的状态，非均相物系分为两种类型： ①气态非均相物系，如含尘气体、含雾气体等； ②液态非均相物系，如悬浮液、乳浊液及泡沫液等。 2．非均相混合物的分离方法 由于非均相物系中分散相和连续相具有不同的物理性质，故工业上一般都采用机械方法将两相进行分离。要实现这种分离，必须使分散相与连续相之间发生相对运动。根据两相运动方式的不同，机械分离可按下面两种操作方式进行。 ①颗粒相对于流体(静止或运动)运动而实现悬浮物系分离的过程称为沉降分离。实现沉降操作的作用力可以是重力，也可以是惯性离心力，因此，沉降过程有重力沉降与离心沉降之分。 ②流体相对于固体颗粒床层运动而实现固液分离的过程称为过滤。实现过滤操作的外力可以是重力、压强差或惯性离心力。因此，过滤操作又可分为重力过滤、加压过滤、真空过滤和离心过滤。 气态非均相混合物的分离，工业上主要采用重力沉降和离心沉降方法。在某些场合，根据颗粒的粒径和分离程度要求，也可采用惯性分离器、袋滤器、静电除尘器或湿法除尘设备 等，如表3—1所示。 ┘ 此外，还可采用其他措施．预先增大微细粒子的有效尺寸而后加以机械分离。例如，使含尘或含雾气体与过饱和蒸汽接触，发生以粒子为核心的冷凝；又如，将气体引入超声场内，使细粒碰撞并凝聚。这样，可使微细颗粒附聚成较大颗粒，然后在旋风分离器中除去。 对于液态非均相物系，根据工艺过程要求可采用不同的分离操作。若要求悬浮液在一定程度上增浓，可采用重力增稠器或离心沉降设备；若要求固液较彻底地分离，则要通过过滤操作达到目的；乳浊液的分离可在离心分离机中进行。 3．非均相混合物分离的目的 (1)收集分散物质例如收取从气流干燥器或喷雾干燥器出来的气体以及从结晶器出来的晶浆中带有的固体颗粒，这些悬浮的颗粒作为产品必须回收；又如回收从催化反应器出来的气体中夹带的催化剂颗粒以循环使用。 (2)净化分散介质某些催化反应，原料气中夹带有杂质会影响触媒的效能，必须在气体进反应器之前清除催化反应原料气中的杂质，以保证触媒的活性。 第三章非均相物系分离 一、选择题 1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 A 2＞：30Mm ；B。1/2x3Mm ；c。30Am ；D。J 2汉30卩口 2、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%除去的最 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。 3、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 4、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 .流体的水平流速; D ?颗粒的形状 5、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 6、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 7、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二、填空题 1、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 2、降尘室的生产能力与降尘室的________ 和（）___________ 有关。长度宽度 3、已知某沉降室在操作条件下的气体流率为3600n i/h，沉降室长、宽、高尺寸为 L b H =5 3 2,则其沉降速度为________________________ m/s。0.067 4、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 5、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 第三章非均相物系分离习题 习题1： 球形颗粒在静止流体中作重力沉降，经历________和_______两个阶段。沉降速度是指_______阶段，颗粒相对于流体的运动速度。 答案与评分标准 加速运动等速运动等速运动 （每个空1分，共3分） 习题2： 在层流区，球形颗粒的沉降速度 u与其直径的______次方成正比；而在湍流 t 区， u与其直径的______次方成正比。 t 答案与评分标准 2 1/2 （每个空1分，共2分） 习题3： 降尘室内，颗粒可被分离的必要条件是_____________________________；而气体的流动应控制在__________________流型。 答案与评分标准 θ。(2分) 气体在室内的停留时间θ应≥颗粒的沉降时间 t 层流（1分） （共3分） 习题4： u条件下，降尘室的生产能力只取决于_____________而在规定的沉降速度 t 与其__________________无关。 答案与评分标准 降尘室底面积 (2分) 高度 （1分） （共3分） 习题5： 除去气流中尘粒的设备类型有__________、___________、__________等。 答案与评分标准 降尘室 惯性除尘 旋风分离器 （每个空1分，共3分） 习题6： 过滤常数K 是由__________及___________决定的常数；而介质常数e q 与e 是反映________________的常数。 答案与评分标准 物料特定 过滤压强差 过滤介质阻力大小 （每个空1分，共3分） 习题7： 工业上应用较多的压滤型间歇过滤机有__________与___________；吸滤型连续操作过滤机有________________。 答案与评分标准 板框压滤机 加压叶滤机 转筒真空过滤机 第三章非均相分离 §1 概述 3-1 非均相分离的分类 在日常生活中，水泥厂上空总是粉尘飞扬，火力发电厂的烟囱时不时也是黑烟滚滚，这些就是污染环境的含粉尘气体。如何去除排放气体中的粉尘呢？这就是本章要解决的非均相物系分离的问题。 关于分离的操作有均相物系——传质操作（如蒸馏、吸收、萃取、干燥等）和非均相物系——机械操作（如沉降、过滤等）。 1.非均相物系：存在相界面。对悬浮物有分分散相与连续相。 2.常见非均相物系分离操作有： 1）沉降物系置于力场，两相沿受力方向产生相对运动而分离，即沉降。包括重力沉降——重力场，颗粒自上而下运动。离心沉降——离心力场，颗粒自旋转中 心向外沿运动。 2）过滤：利用多孔的介质，将颗粒截留于介质上方达到液体与固体分离 3）湿法净制：“洗涤”气体 4）静电除尘：高压直流电场中，带电粒子定向运动，聚集分离。 非均相物系分离的目的有：①回收分散物质，例如从结晶器排出的母液中分离出晶粒； ②净制分散介质，例如除去含尘气体中的尘粒；③劳动保护和环境卫生等。因此，非均相物系的分离，在工业生产中具有重要的意义。 本章讨论：重力沉降，离心沉降及过滤三个单元操作。 §2 重力沉降 3-2 重力沉降速度 u t 自由沉降：单一颗粒或充分分散的颗粒群（颗粒间不接触）在粘性流体中沉降。 重力沉降速度——指自由沉降达匀速沉降时的速度。 一．球形颗粒沉降速度计算式推导： 球形颗粒在自由沉降中所受三力，如图3-1所示： 图3-1 颗粒在流体中的受力情况 （1） 重力：g d mg F s g ρπ 36 ==， N ； （2） 浮力：g d F b ρπ 36 = , N ； （3） 阻力：颗粒阻力可仿照管内流动阻力的计算式，即参考局部阻力计算 式，得：ρ ζρρζA F u A F p h u h d t d f t f =??=?=?=222 2 2 422 22 t t d u d u A F ??=???=∴ρπ ζρζ 由于是匀速运动，合力为零：d b g F F F =- 2 4 6 6 2 2 3 3 t s u d g d g d ρπ ξ ρπ ρπ =- ξρ ρρ3)(4g d u s t -= ∴ (Ⅰ) 式中， d ——球形颗粒直径，m ； ξ——阻力系数 ； s ρ，ρ——颗粒与流体密度，3-?m kg ； A ——颗粒在沉降方向上投影面积， 2 m ； 下面的关键是求阻力系数 ξ 。 二. 阻力系数： 通过因次分析可知，阻力系数ξ应是颗粒与流体相对运动时的雷诺准数e R 和颗粒球形度s ?的函数，即：μ ρ ?ζt et s et du R R f = =，),(（式中μ——流体粘度，Pa*s, s ?—— 颗粒球形度，对球形颗粒s ?=1）。实验测取的结果如图3-2所示： In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编订：XXXXXXXX 20XX年XX月XX日 常见非均相物系的分离简 易版 常见非均相物系的分离简易版 温馨提示：本安全管理文件应用在平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。文档下载完成后可以直接编辑，请根据自己的需求进行套用。 由于非均相物系中分散相和连续相具有不 同的物理性质，故工业生产中多采用机械方法 对两相进行分离。其方法是设法造成分散相和 连续相之间的相对运动其分离规律遵循流体力 学基本规律。常见有如下几种。 (1)沉降分离沉降分离是利用连续相与分 散相的密度差异，借助某机械力 的作用，使颗粒和流体发生相对运动而得 以分离。根据机械力的不同，可分为重力沉 降、离心沉降和惯性沉降。 (2)过滤分离过滤分离是利用两相对多孔 介质穿透性的差异，在某种推动力的作用下， 使非均相物系得以分离。根据推动力的不同，可分为重力过滤、加压(或真空)过滤和离心过滤。 (3)静电分离静电分离是利用两相带电性的差异，借助于电场的作用，使两相得以分离。属于此类的操作有电除尘、电除雾等。 (4)湿洗分离湿洗分离是使气固混合物穿过液体、固体颗粒粘附于液体而被分离出来。工业上常用的此类分离设备有泡沫除尘器、湍球塔、文氏管洗涤器等。 此外，还有音波除尘和热除尘等方法。音波除尘法是利用音波使含尘气流产生振动，细小的颗粒相互碰撞而团聚变大，再由离心分离等方法加以分离。热除尘是使含尘气体处于一个温度场(其中存在温度差)中，颗粒在热致迁 第二章 非均相物系分离 1、试计算直径为30μm 的球形石英颗粒（其密度为2650kg/ m 3 ），在20℃水中和20℃常压空气中的自由沉降速度。 解：已知d =30μm 、ρs =2650kg/m 3 （1）20℃水 μ=×10-3Pa ·s ρ=998kg/m 3 设沉降在滞流区，根据式（2-15） m/s 1002.810 01.11881.9)9982650()1030(18)(43262---?=???-??=-=μρρg d u s t 校核流型 )2~10(1038.210 01.19981002.8103042346-----∈?=?????==μρ t t du Re 假设成立， u t =×10-4m/s 为所求 （2）20℃常压空气 μ=×10-5Pa ·s ρ=1.21kg/m 3 设沉降在滞流区 m/s 1018.710 81.11881.9)21.12650()1030(18)(25262---?=???-??=-=μρρg d u s t 校核流型： )2~10(144.010 81.121.11018.710304526----∈=?????==μρ t t du Re 假设成立，u t =×10-2m/s 为所求。 2、密度为2150kg/ m 3的烟灰球形颗粒在20℃空气中在层流沉降的最大颗粒直径是多少 解：已知ρs =2150kg/m 3 查20℃空气 μ=× ρ=1.21kg/m 3 当2==μρ t t du Re 时是颗粒在空气中滞流沉降的最大粒径，根据式（2-15）并整理 218)(23==-μρμ ρρρt s du g d 所以 文件编号：RHD-QB-K8144 （安全管理范本系列） 编辑：XXXXXX 查核：XXXXXX 时间：XXXXXX 常见非均相物系的分离 示范文本 常见非均相物系的分离示范文本操作指导：该安全管理文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时进行更好的判断与管理。，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。 由于非均相物系中分散相和连续相具有不同的物理性质，故工业生产中多采用机械方法对两相进行分离。其方法是设法造成分散相和连续相之间的相对运动其分离规律遵循流体力学基本规律。常见有如下几种。 (1)沉降分离沉降分离是利用连续相与分散相的密度差异，借助某机械力 的作用，使颗粒和流体发生相对运动而得以分离。根据机械力的不同，可分为重力沉降、离心沉降和惯性沉降。 (2)过滤分离过滤分离是利用两相对多孔介质 穿透性的差异，在某种推动力的作用下，使非均相物系得以分离。根据推动力的不同，可分为重力过滤、加压(或真空)过滤和离心过滤。 (3)静电分离静电分离是利用两相带电性的差异，借助于电场的作用，使两相得以分离。属于此类的操作有电除尘、电除雾等。 (4)湿洗分离湿洗分离是使气固混合物穿过液体、固体颗粒粘附于液体而被分离出来。工业上常用的此类分离设备有泡沫除尘器、湍球塔、文氏管洗涤器等。 此外，还有音波除尘和热除尘等方法。音波除尘法是利用音波使含尘气流产生振动，细小的颗粒相互碰撞而团聚变大，再由离心分离等方法加以分离。热除尘是使含尘气体处于一个温度场(其中存在温度差)中，颗粒在热致迁移力的作用下从高温处迁移至低温 第三章非均相物系分离 习题 1何谓自由沉降速度？试推导其计算式。 2写出计算自由沉降速度的斯托克斯公式，说明此公式的应用条件，简述计算沉降速度要用试差法的理由。 3在层流区内，温度升高时，同一固体颗粒在液体或气体中的沉降速度增大还是减小？试说明理由。 4降尘室的生产能力与哪些因素有关？为什么降尘室通常制成扁平形或多层？降尘室适用于分离直径为多大的颗粒？降尘室的高度如何确定？ 5何谓离心分离因数？何谓离心沉降速度？它与重力沉降速度相比有什么不同？离心沉降速度有哪几种主要类型？ 6旋风分离器的生产能力及效率受哪些因素的影响？何谓临界粒径d c?旋风分离器性能主要用什么来衡量？它一般适用于分离直径多少的颗粒？两台尺寸相同的旋风分离器串联可否提高除尘效率？选用旋风分离器的依据是什么？ 7何滤浆、滤饼、滤液、过滤介质和助滤剂？ 8写出不可压缩滤饼的过滤基本方程式。推导恒压过滤方程式。简述过滤常数K和q e的实验测定方法。 9简述影响过滤机生产能力的主要因素及提高之途径（以板框过滤机、不可压缩性滤饼为例）。简述板框过滤机的结构、操作和洗涤过程，并分析其特点。 10简述叶滤机和转筒真空过滤机的结构、操作和洗涤过程，并分析其特点。 11离心沉降和离心过滤（以离心过滤机为例）在原理和结构上是否相同？为什么？离心分离因数的大小说明什么？ 12简述惯性分离器、袋滤器和静电除尘器的简单结构、工作原理、操作特点和应用范围。 13流体通过颗粒床层时可能出现几种情况？何谓散式流态化和聚式流态化？聚式流态化会出现什么不正常现象？流化床正常操作速度的范围如何确定？ 14何谓临界流化速度（即起始流化速度）和带出速度？何谓流化数？ 15流化床压降由何而定？是否随床层空塔速度而改变？ 例题 【例3－1】落球粘度计。使用光滑小球在粘性液体中的自由沉降可以测定液体的粘度。 现有密度为8010kg/m3、直径0.16mm的钢球置于密度为980 kg/m3的某液体中，盛放液体的玻璃管内径为20mm。测得小球的沉降速度为1.70mm/s，试验温度为20℃，试计算此时液体的粘度。化工原理(非均相分离)
第三章非均相物系分离(答案)
第三章非均相物系分离习题
第三章 非均相分离
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非均相物系分离
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