第6章 旋风分离器
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化工原理各章问答题第1章流体流动1. 什么是流体稳定流动,什么是流体流动的连续性方程,它是如何得到的,能够解决什么问题?2. 什么叫化工单元操作?常用的化工单元操作有哪些?3. 在相同管径的两条园形管道中,同时分别流动着油和清水(μ油>μ水),若雷诺数相同,且密度相近,试判断油速大还是水速大?为什么?4. 何谓层流流动?何谓湍流流动?用什么量来区分它们?5. 输送相同体积的水和油,哪一种能耗较大,为什么?6. 何为等压面,构成等压面的条件是什么?7. 流体流动阻力有几种表现形式,产生阻力的主要原因是什么?应分别如何计算?8. 一定量的液体在园形直管内作稳定连续滞流流动。
若管长及液体的物性不变,而管径减至原来的一半,问因流动阻力而产生的能量损失为原来的若干倍?9. 何为绝对压力、表压力、真空度,它们的关系为何?10.何为流体静力学基本方程,其适用的条件是什么,由流体静力学基本方程可以得到什么结论?11.何为机械能衡算方程,应用时应注意什么?12.何为牛顿粘性定律,何为粘度,其意义为何,温度对粘度如何影响?13.试根据莫狄磨擦系数图的4个区域,讨论各个区域影响磨擦系数的因素14.根据流体力学原理(柏努利方程)制作的几种流量计有哪几种?第2章流体输送机械1. 离心泵起动时,为什么要把出口阀关闭?2. 离心泵为什么会出现气蚀现象?3. 何谓离心泵的“气缚”和“气蚀”现象,它们对泵的操作有何危害?应如何防止?4. 原用以输送水的离心泵,现改用来输送相对密度为1.2的水溶液(而其粘度与水相近)。
若管路布局不变,泵的前后两个开口容器液面间的垂直距离不变,试说明泵的流量、扬程、出口处压力表的读数和轴功率有何变化?5. 何为离心泵的性能曲线,它们是在什么条件下绘制得到的?6. 现想测定某一离心泵的性能曲线,将此泵装在不同的管路上进行测试时,所得性能曲线是否一样?为什么?7. 当离心泵启动后不吸液,其原因主要有哪些?8. 按图写出离心泵开泵及停泵操作程序。
制药分离工程习题册第1章绪论1-1 分离技术在制药过程中的任务和作用是什么?1-2 与化工分离过程相比,制药分离过程有哪些特点? 1-3 试说明化学合成制药、生物制药和中药制药三种制药过程各自常用的分离技术以及各有什么特点。
1-4 根据过程的原理,分离过程共分为几大类?1-5 分离过程所基于的被分离物质的分子特性差异、以及热力学和传递特性包括哪些? 1-6 针对分离任务,决定选用哪一种分离技术时需考虑的主要因素有哪些? 1-7 试按照过程放大从易到难的顺序,列出常用的8种分离技术。
1-8 结晶、膜分离和吸附三种分离技术中,最容易放大的是哪一种?最不容易放大的又是哪一种?1-9 吸附、膜分离和离子交换三种分离技术中,技术成熟度最高的是哪一种?最低的又是哪一种?1-10 试说明选择分离方法的步骤。
第2章精馏技术 2-1 精馏技术在制药过程中主要应用于哪些方面?2-2 为什么制药过程中主要采用间歇精馏方式? 2-3 与连续精馏相比,间歇精馏有哪些优点?2-4 试分析简单蒸馏和精馏的相同点和不同点,并说明各自的适用场合。
2-5 什么是间歇精馏的一次收率和总收率?这两个值在什么情况下相等? 2-6 试比较间歇共沸精馏和间歇萃取精馏的优缺点。
2-7 试比较萃取精馏和加盐精馏的优缺点。
2-8 试说明间歇变压精馏的操作方法。
2-9 为什么塔顶存液量的增大会使间歇精馏的操作时间变长?2-10 试说明间歇精馏操作过程中塔顶温度和塔釜温度的变化规律。
2-11 水蒸汽蒸馏的应用条件是什么? 2-12 已知某理想气体的分子直径为9×10-9米,试求操作压力为1帕,操作温度为100℃时,该物质在平衡条件下的分子平均自程? 2-13 求水在100℃进行分子蒸馏时,理想情况下的蒸发速率。
2-14 理论塔板数为20的间歇精馏塔分离二组元混合物,轻组分A含量%,重组分B含量%。
采用恒回流比操作,回流比为。
组分A和组分 B的相对挥发度为。
旋风分离器参数旋风分离器是一种广泛应用于工业生产中的气固分离设备,主要用于处理含有固体颗粒的气流。
它的工作原理是利用离心力将颗粒从气流中分离出来,从而实现气固分离的目的。
旋风分离器的结构简单、操作方便、处理能力大,因此在很多领域都有广泛的应用。
本文将对旋风分离器的参数进行详细介绍。
1. 入口速度:旋风分离器的入口速度是指气体进入旋风分离器的速度,通常用符号u表示。
入口速度的大小直接影响到旋风分离器的分离效果和处理能力。
一般来说,入口速度越大,离心力越大,颗粒分离效果越好。
但是,入口速度过大会导致气体在旋风分离器内的停留时间过短,从而影响分离效果。
因此,需要根据实际情况选择合适的入口速度。
2. 颗粒粒径:旋风分离器可以处理的颗粒粒径范围较广,但不同粒径的颗粒对旋风分离器的分离效果有很大影响。
一般来说,颗粒粒径越大,离心力越大,分离效果越好。
但是,颗粒粒径过大会导致颗粒在旋风分离器内的运动轨迹不稳定,从而影响分离效果。
因此,需要根据实际情况选择合适的颗粒粒径。
3. 气体流量:旋风分离器的气体流量是指单位时间内通过旋风分离器的气体体积,通常用符号Q表示。
气体流量的大小直接影响到旋风分离器的处理能力和分离效果。
一般来说,气体流量越大,处理能力越强,但同时离心力也会增大,导致颗粒分离效果变差。
因此,需要根据实际情况选择合适的气体流量。
4. 旋风分离器直径:旋风分离器的直径是指旋风分离器内腔的直径,通常用符号D表示。
旋风分离器直径的大小直接影响到旋风分离器的处理能力和分离效果。
一般来说,旋风分离器直径越大,处理能力越强,但同时设备的体积和重量也会增大。
因此,需要根据实际情况选择合适的旋风分离器直径。
5. 旋风分离器高度:旋风分离器的高度是指旋风分离器内腔的高度,通常用符号H表示。
旋风分离器高度的大小直接影响到旋风分离器的处理能力和分离效果。
一般来说,旋风分离器高度越大,处理能力越强,但同时设备的体积和重量也会增大。
环境工程原理知识点总结第II篇思考题第一章绪论1.“环境工程学”的主要研究对象是什么?2. 去除水中的溶解性有机污染物有哪些可能的方法?它们的技术原理是什么?3. 简述土壤污染治理的技术体系。
4. 简述废物资源化的技术体系。
5. 阐述环境净化与污染控制技术原理体系。
6. 一般情况下,污染物处理工程的核心任务是:利用隔离、分离和(或)转化技术原理,通过工程手段(利用各类装置),实现污染物的高效、快速去除。
试根据环境净化与污染防治技术的基本原理,阐述实现污染物高效、快速去除的基本技术路线。
第二章质量衡算与能量衡算第一节常用物理量1.什么是换算因数?英尺和米的换算因素是多少?2.什么是量纲和无量纲准数?单位和量纲的区别是什么?3.质量分数和质量比的区别和关系如何?试举出质量比的应用实例。
4.大气污染控制工程中经常用体积分数表示污染物的浓度,试说明该单位的优点,并阐述与质量浓度的关系。
5.平均速度的涵义是什么?用管道输送水和空气时,较为经济的流速范围为多少?第二节质量衡算1. 进行质量衡算的三个要素是什么?2. 简述稳态系统和非稳态系统的特征。
3. 质量衡算的基本关系是什么?4. 以全部组分为对象进行质量衡算时,衡算方程具有什么特征?5. 对存在一级反应过程的系统进行质量衡算时,物质的转化速率如何表示?第三节能量衡算1.物质的总能量由哪几部分组成?系统内部能量的变化与环境的关系如何?2.什么是封闭系统和开放系统?3.简述热量衡算方程的涵义。
4.对于不对外做功的封闭系统,其内部能量的变化如何表现?5.对于不对外做功的开放系统,系统能量能量变化率可如何表示?第三章流体流动第一节管流系统的衡算方程1.用圆管道输送水,流量增加1倍,若流速不变或管径不变,则管径或流速如何变化?2.当布水孔板的开孔率为30%时,流过布水孔的流速增加多少?3.拓展的伯努利方程表明管路中各种机械能变化和外界能量之间的关系,试简述这种关系,并说明该方程的适用条件。
/第一章流体流动问题1. 什么是连续性假定质点的含义是什么有什么条件答1.假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。
质点是含有大量分子的流体微团,其尺寸远小于设备尺寸,但比起分子自由程却要大得多。
问题2. 描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点答2.前者描述同一质点在不同时刻的状态;后者描述空间任意定点的状态。
问题3. 粘性的物理本质是什么为什么温度上升, 气体粘度上升, 而液体粘度下降答3.分子间的引力和分子的热运动。
\通常气体的粘度随温度上升而增大,因为气体分子间距离较大,以分子的热运动为主;温度上升,热运动加剧,粘度上升。
液体的粘度随温度增加而减小,因为液体分子间距离较小,以分子间的引力为主,温度上升,分子间的引力下降,粘度下降。
问题4. 静压强有什么特性答4.静压强的特性:①静止流体中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力;②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等;③压强各向传递。
问题5. 图示一玻璃容器内装有水,容器底面积为8×10-3m2,水和容器总重10N。
(1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向);(2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少哪一侧的压力大为什么题5附图题6附图%答5.1)图略,受力箭头垂直于壁面、上小下大。
2)内部压强p=ρgh=1000××=;外部压强p=F/A=10/=<内部压强。
因为容器内壁给了流体向下的力,使内部压强大于外部压强。
问题6.图示两密闭容器内盛有同种液体,各接一U形压差计,读数分别为R1、R2,两压差计间用一橡皮管相连接,现将容器A连同U形压差计一起向下移动一段距离,试问读数R1与R2有何变化(说明理由)答6.容器A的液体势能下降,使它与容器B的液体势能差减小,从而R2减小。
R1不变,因为该U形管两边同时降低,势能差不变。
第六章 除尘装置从气体中去除或捕集固态或液态微粒的设备称为除尘装置或除尘器。
根据主要除尘机理,目前常用的除尘器可分为:(1)机械式除尘器;(2)电除尘器;(3)袋式除尘器(4)湿式除尘器等。
近年来为提高对微粒的捕集效率,陆续出现了综合几种除尘机制的一些新型除尘器,如通量力/冷凝(FF /C)洗涤器,高梯度磁分离器、荷电袋式过滤器、荷电液滴洗涤器等。
下面分别介绍几种常用除尘装置的工作原理。
第一节 机械式除尘器机械式除尘器通常指利用质量力(重力、惯性力和离心力等)的作用使颗粒物与气流分离的装置,包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。
一、重力沉降室重力沉降室是通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘起置,它的结构如图6-1所示。
含尘气流进入重力沉降室后,由于扩大了流动截面积而使气体流速大大降低.使较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。
设计重力沉降室的模式有层流式和湍流式两种。
图6-1 简单的重力沉降室1.层流式重力沉降室沉降室设计的简单模式的假定是在沉降室内气流为校塞流,流动状态保持在层流范围内,颗粒均匀地分布在烟气中。
粒子的运动内两种速度组成。
在垂直方向,忽略气体的浮力,仅在重力和气体阻力的作用下,每个粒子以其沉降速度独立沉降,在烟气流动方向,粒子和气流具有相同的速度。
图6—2是这种沉降室纵截面的示意图。
图6-2 层流式重力沉降室纵断面图假定粒子沉降运动处于斯托克斯区域,则重力沉降室能100%捕集的最小粒子直径为2.湍流式重力沉降室重力沉降室设计的另一种模式是假定沉降室中气流为湍流状态,在垂直于气流方向的每个横断面上粒子完全混合,即各种粒径的粒子都均匀分布于气流中。
图6-3为湍流式重力沉降室内粒子分离示意图。
图6-3 湍流式重力沉降室粒子分离示意图降低沉降室内气体流速,降低沉降室高度和增加沉降室长度,可提高粉尘的沉降效率。
为提高沉降室沉降效率和容积利用率,从降低高度出发,出现了设有多成水平隔板的多层沉降室;从增大长度出发,设计出带有多块垂直挡板的沉降室。
旋风分离器的设计姓名:顾一苇班级:食工0801指导老师:刘茹设计成绩:华中农业大学食品科学与技术学院食品科学与工程专业2011年1月14日目录第一章、设计任务要求与设计条件 (3)第二章、旋风分离器的结构和操作 (4)第三章、旋风分离器的性能参数 (6)第四章、影响旋风分离器性能的因素 (8)第五章、最优类型的计算 (11)第六章、旋风分离器尺寸说明 (19)附录1、参考文献 (20)任务要求1.除尘器外筒体直径、进口风速及阻力的计算2.旋风分离器的选型3.旋风分离器设计说明书的编写4.旋风分离器三视图的绘制5.时间安排:2周6.提交材料含纸质版和电子版设计条件风量:900m3/h ;允许压强降:1460Pa旋风分离器类型:标准型(XLT型、XLP型、扩散式)含尘气体的参数:气体密度:1.1 kg/m3粘度:1.6×10-5Pa·s颗粒密度:1200 kg/m3颗粒直径:6μm旋风分离器的结构和操作原理:含尘气体从圆筒上部长方形切线进口进入,沿圆筒内壁作旋转流动。
颗粒的离心力较大,被甩向外层,气流在内层。
气固得以分离。
在圆锥部分,旋转半径缩小而切向速度增大,气流与颗粒作下螺旋运动。
在圆锥的底部附近,气流转为上升旋转运动,最后由上部出口管排出;固相沿内壁落入灰斗。
旋风分离器不适用于处理粘度较大,湿含量较高及腐蚀性较大的粉尘,气量的波动对除尘效果及设备阻力影响较大。
旋风分离器结构简单,造价低廉,无运动部件,操作范围广,不受温度、压力限制,分离效率高。
一般用于除去直径5um以上的尘粒,也可分离雾沫。
对于直径在5um以下的烟尘,一般旋风分离器效率已不高,需用袋滤器或湿法捕集。
其最大缺点是阻力大、易磨损。
离性能和气体经过旋风分离器的压强降。
①分离性能分离性能的好坏常用理论上可以完全分离下来的最小颗粒尺寸:临界粒径dc及分离效率η表示。
A:临界粒径dc:指旋风分离器能100%除去的最小颗粒直径。
思考题和练习题第1章绪论1-1 简述制药工业发展史1-2 分别给出生物制药、化学制药以及中药制药的含义1-3 分离技术在制药过程中的任务和作用是什么?1-4 与化工分离过程相比,制药分离过程有哪些特点?1-5 试说明化学合成制药、生物制药和中药制药三种制药过程各自常用的分离技术以及各有什么特点。
1-6 举例说明制药分离过程原理与分类。
1-7 机械分离和传质分离的原理与区别是什么?1-8 分离过程所基于的被分离物质的分子特性差异、以及热力学和传递特性包括哪些?1-9 对特定目标产物选择最佳分离方案时需要考虑哪些因素?1-10 试按照过程放大从易到难的顺序,列出常用的8种分离技术。
1-11 结晶、膜分离和吸附三种分离技术中,最容易放大的是哪一种?最不容易放大的又是哪一种?1-12 吸附、膜分离和离子交换三种分离技术中,技术成熟度最高的是哪一种?最低的又是哪一种?1-13工业上常用的传质分离过程包括哪两类?举例说明它们的特点。
第2章固液萃取(浸取)2-1 简述植物药材的浸取过程的几个阶段?2-2 试结合固液提取速率公式说明提高固液提取速率的措施包括哪些?2-3 试根据浸出的总传质系数公式说明各项的物理意义?植物性药材总传质系数都与哪些因素有关?2-4 选择浸取溶剂的基本原则有哪些?试对常用的水与乙醇溶剂的适用范围进行说明。
2-5 单级浸取和多级逆流浸取计算程序有何不同?如何计算各自的浸出量和浸出率?2-6 固-液浸取工艺方法都有哪些?各用什么设备?2-7 影响浸取的主要因素有哪些?2-8 简述超声协助浸取的作用原理及影响因素2-9 简述微波协助浸取的作用原理及影响因素2-10 试结合固液提取速率公式说明提高固液提取速率的措施应包括哪些?并说明浸取的总传质系数公式中各项的物理意义。
2-11 试根据索氏提取法工艺流程图写出应用该法进行中药提取的操作步骤。
2-12 含浸出物质25%的药材50kg,第一级溶剂加入量与药材量之比为3:1,其它各级溶剂的新加入量与药材量之比为4:1,求浸取第一次和浸取4次后药材中所剩余的可浸出物质的量,设药材中所剩余的溶剂量等于其本身的重量。
第三章3-1试求粒度为50m的某谷物的粉粒在20℃和100℃的常压空气中的沉降速度。
并分析其计算结果。
已知该谷物的密度p=1480kg/m3。
-5Pa.s=1.205kg/m3解:(1)=1.81×10u t=(50×10-6)2×(1480-1.205)9.×81/(181×.81×10-5)=0.111m/s-6-5)=0.37<1Ret=0.111×50×10×1.205/(1.8110×(2)=2.19×10-5Pa.s=0.946kg/m3ut=(50×10-6)2×(1480-0.946)9.×81/(182×.19×10-5)=0.092m/s-6-5Ret=0.092×50×10×0.946/(2.1910×)=0.199<13-2密度为1850kg/m 3的微粒,在20℃的水中按斯托克斯定律沉降,问直径相差一倍的微粒,其沉降速度相差多少?2u t’=4u t解:u t’/u t=(d’/d)3的某球形豆制品颗粒在15℃水中的沉降速度为2.8mm/s,求此豆制品颗3-3已测得密度为1100kg/m粒的直径。
18u180.001150.00284解:2.4310mtd()g(11001000)9.81p-4Re t=2.43×10×0.0028×1000/0.00115=0.59<13的糖蜜的粘度。
该粘度计由一光滑钢球和玻璃筒组3-4用落球粘度计测定20℃时密度为1400kg/m3成,如附图所示。
试验测得密度为7900kg/m,直径为0.2mm的钢球在盛有此糖蜜的玻璃筒中的沉降速度为10.2mm/s,问此糖蜜的粘度为多少?2(p-)g/18ut=(2×10-4)2×(7900-1400)9×.81/(181×0.2×10-3)=0.0139Pa.s解:=d-4-3Re t=2×10×10.2×10×1400/0.0139=0.2055<13-5一矩形降尘室,长10m,宽5m,其中有20块隔板,隔板间的距离为0.1m,用以分离含尘气体中的微粒,微粒的密度是2500kg/m3,微粒中最小粒径为10m,气体的粘度为0.0218cP,密度为3。
环境工程原理思考题第一章绪论1.“环境工程学”的主要研究对象是什么2. 去除水中的溶解性有机污染物有哪些可能的方法它们的技术原理是什么3. 简述土壤污染治理的技术体系。
4. 简述废物资源化的技术体系。
5. 阐述环境净化与污染控制技术原理体系。
6. 一般情况下,污染物处理工程的核心任务是:利用隔离、分离和(或)转化技术原理,通过工程手段(利用各类装置),实现污染物的高效、快速去除。
试根据环境净化与污染防治技术的基本原理,阐述实现污染物高效、快速去除的基本技术路线。
第二章质量衡算与能量衡算第一节常用物理量1.什么是换算因数英尺和米的换算因素是多少2.什么是量纲和无量纲准数单位和量纲的区别是什么3.质量分数和质量比的区别和关系如何试举出质量比的应用实例。
4.大气污染控制工程中经常用体积分数表示污染物的浓度,试说明该单位的优点,并阐述与质量浓度的关系。
5.平均速度的涵义是什么用管道输送水和空气时,较为经济的流速范围为多少第二节质量衡算1.进行质量衡算的三个要素是什么2.简述稳态系统和非稳态系统的特征。
3.质量衡算的基本关系是什么4.以全部组分为对象进行质量衡算时,衡算方程具有什么特征5.对存在一级反应过程的系统进行质量衡算时,物质的转化速率如何表示第三节能量衡算1.物质的总能量由哪几部分组成系统内部能量的变化与环境的关系如何2.什么是封闭系统和开放系统3.简述热量衡算方程的涵义。
4.对于不对外做功的封闭系统,其内部能量的变化如何表现5.对于不对外做功的开放系统,系统能量能量变化率可如何表示第三章流体流动第一节管流系统的衡算方程1.用圆管道输送水,流量增加1倍,若流速不变或管径不变,则管径或流速如何变化2.当布水孔板的开孔率为30%时,流过布水孔的流速增加多少3.拓展的伯努利方程表明管路中各种机械能变化和外界能量之间的关系,试简述这种关系,并说明该方程的适用条件。
4.在管流系统中,机械能的损耗转变为什么形式的能量其宏观的表现形式是什么5.对于实际流体,流动过程中若无外功加入,则流体将向哪个方向流动6.如何确定流体输送管路系统所需要的输送机械的功率第二节流体流动的内摩擦力1.简述层流和湍流的流态特征。