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化工原理考试题及答案第三章非均相别离____________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，假设粒子沉降的Rep一样时，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 15.〔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___________ ，从而与流体别离的过程。
***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/ Rep7.〔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________________________________________________________.旋风别离器属_________________ 。
非均相物系分离一、填空题1．某颗粒的重力沉降服从斯托克斯定律，若在水中的沉降速度为u1,在空气中为u2，则u12；若在热空气中的沉降速度为u3，冷空气中为u4，则u34。
(＞，＜，＝) dg(ρs-ρ)18μ2答：ut=，因为水的粘度大于空气的粘度，所以u1<u2热空气的粘度大于冷空气的粘度，所以u3<u42．用降尘室除去烟气中的尘粒，因某种原因使进入降尘室的烟气温度上升，若气体质量流量不变，含尘情况不变，降尘室出口气体含尘量将（上升、下降、不变），导致此变化的原因是1）；2）。
答：上升，原因：粘度上升，尘降速度下降；体积流量上升，停留时间减少。
3．含尘气体在降尘室中除尘，当气体压强增加，而气体温度、质量流量均不变时，颗粒的沉降速度，气体的体积流量，气体停留时间，可100%除去的最小粒径dmin。
（增大、减小、不变）答：减小、减小、增大，减小。
4dg(ρs-ρ)3ρξut=，压强增加，气体的密度增大，故沉降速度减小， nRTpV=压强增加，，所以气体的体积流量减小， Lu=LVs/At=气体的停留时间，气体体积流量减小，故停留时间变大。
非均相物系分离最小粒径在斯托克斯区dmin=18μutg(ρs-ρ)，沉降速度下降，故最小粒径减小。
4．一般而言，同一含尘气以同样气速进入短粗型旋风分离器时压降为P1，总效率为η1，通过细长型旋风分离器时压降为P2，总效率为η2，则：PP2，η1 η2。
答：小于，小于5．某板框过滤机恒压操作过滤某悬浮液，滤框充满滤饼所需过滤时间为τ，试推算下列情况下的过滤时间τ'为原来过滤时间τ的倍数：1）s=0，压差提高一倍，其他条件不变，τ'；2）s=0.5，压差提高一倍，其他条件不变，τ'τ；3）s=1，压差提高一倍，其他条件不变，τ'τ；1）0. 5；2）0.707；3）1τ∝1/(∆p)1-s，可得上述结果。
6．某旋风分离器的分离因数k=100，旋转半径R=0.3m，则切向速度utm/s。
第3章 非均相物系的分离和固体流态化一、选择题1．沉降过程中，雷诺准数越大，流体粘度对沉降速度的影响（ ）。
A ．越大B ．越小C ．不确定D ．无影响【答案】B【解析】沉降过程中，随着雷诺数的增大，由流体黏性引起的表面摩擦力逐渐减弱，由边界层分离所引起的形体阻力逐渐增强。
2．在设计降尘室时，所依据的基本关系是，其中u t 是指（ ）。
A ．颗粒的平均沉降速度B ．要求被除去的最小颗粒的沉降速度C ．平均粒径大小的颗粒的沉降速度【答案】B 【解析】在重力沉降过程中，沉降速度应该根据需要完全分离下来的最小颗粒尺寸计算。
此外，气体在沉降室中的速度不应过高，一般应保证气体流动的雷诺数处于层流区，以免干扰颗粒的沉降或把已沉降下来的颗粒重新扬起。
3．降尘室的生产能力与（ ）有关。
A ．颗粒的u t 和降尘室的高度HB ．沉降面积A 和u tC ．沉降面积AD ．u t 、A 及H【答案】B【解析】降尘室的生产能力V ＝blu t ，其中面积A ＝bl 。
二、填空题1．某回转真空过滤机，忽略滤布阻力，当转速n ＝4r/min 时，滤饼厚度为5.66mm 。
其他条件不变，当转速n ,＝2r/min 时，滤饼厚度约为_______mm 。
【答案】8mm【解析】。
'''n A Q nA Q δδ==2．聚式流化床操作是否正常可以通过床层压降的变化来进行判断。
当发生腾涌时，床层压降__________；发生沟流时，床层压降__________。
【答案】变大 变小【解析】出现腾涌现象，由于颗粒层与器壁摩擦，致使压强降大于理论值；若压强降比正常操作时低，产生了沟流现象，实际压强降与正常压强降偏离的大小反应了沟流现象的严重程度。
3．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30μm 的粒子，现气体处理量增大1倍，该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为____________。
【答案】42.43mμ【解析】，代入数据。
化工原理考试题及答案第三章非均相分离姓名____________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 15.（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/ Rep7.（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_________________ 。
第3章非均相混合物分离及固体流态化1．某球形颗粒直径为40μm，密度为4000kg/m3。
在水中作重力沉降。
试求（1）该颗粒在20℃水中的沉降速度为多少？（2）直径为80μm的该类颗粒在20℃水中的沉降速度为多少？（3）直径为40μm的该类颗粒在50℃的水中沉降速度为多少？（4）与直径为40μm的球形颗粒同体积的立方体颗粒在20℃水中的沉降速度为多少？解：（1）20℃时水的黏度为1×10－3Pa·S。
假设颗粒沉降运动处在层流区，用Stokes 公式计算沉降速度如下：校核沉降运动是否处在层流区：所以，该颗粒沉降运动的确处在层流区，以上计算有效。
（2）颗粒直径加倍而其他条件均不变。
假定此时沉降运动仍处于层流区，由Stokes公式可知：，于是：校核沉降运动是否处在层流区：由于颗粒雷诺数正比于颗粒直径与沉降速度的乘积，故所以，该颗粒沉降运动仍处在层流区，以上计算有效。
（3）50℃时水的黏度为0.549×10－3Pa·S，密度ρ＝988kg/m3。
假设沉降运动处在层流区，由Stokes公式可知：校核沉降运动是否处在层流区：所以，该颗粒沉降运动的确处在层流区，以上计算有效。
（4）因该立方体颗粒与上述球形颗粒体积相等，故该颗粒的当量直径与球形颗粒相同，de＝40μm。
立方体颗粒的边长为：立方体颗粒的形状系数为：为求立方体颗粒沉降速度表达式，列该颗粒受力平衡方程式如下：式中，A指立方体颗粒的最大投影面积：由试差法求沉降速度，设沉降速度u t＝0.0018m/s．则颗粒雷诺数：根据形状系数0.807可得再设u t＝0.00164m/s，则查得，故近两次计算结果接近，试差结束，沉降速度为0.00161m/s。
2．采用降尘室回收常压炉气中所含球形固体颗粒。
降尘室底面积为10m2，高1.6m。
操作条件下气体密度为0.5kg/m3，黏度为2.0×10－5Pa·S，颗粒密度为3000kg/m3。
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 (τV 增大为原来的 四 倍，如滤饼可压缩，过滤速率)d d (τV增大为原来的 四 倍。
tv Au q =uLLBH ＝＝v v r q q AH =τt t u H =τso Pr r ∆=)(2d d e 2V V KA V +=τφμr P K ∆=2⒏ 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τD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 。
第三章 非均相物系的分离一、填空题：1．⑴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°C 升至50°C ，则其沉降速度将 。
⑵降尘室的生产能力只与降尘室的 和 有关，而与 无关。
解⑴下降 ⑵长度 宽度 高度2．①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 ，气流速度 ，生产能力 。
②在滞流（层流）区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比；在湍流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比。
解①增加一倍 ， 减少一倍 ， 不变 ②2 ， 1/2沉降操作是指在某种 中利用分散相和连续相之间的 差异，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。
沉降过程有 沉降和 沉降两种方式。
答案：力场；密度；重力；离心3．已知q 为单位过滤面积所得滤液体积V/S ，e e e S V q V /，为为过滤介质的当量滤液体积（滤液体积为e V 时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力），在恒定过滤时，测得2003740/+=∆∆q q τ，过滤常数K ＝ ，e q = 。
解0.000535 ， 0.05354．⑴间歇过滤机的生产能力可写为Q ＝V/∑τ，此外V 为 ，∑τ表示一个操作循环所需的 ，∑τ等于一个操作循环中 ， 和 三项之和。
一个操作循环中得到的滤液体积 ，总时间 ，过滤时间τ ，洗涤时间τw ， 辅助时间τD⑵．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⑶．过滤机操作循环中，如辅助时间τ越长则最宜的过滤时间将 。
⑶ 越长(4). 实现过滤操作的外力可以是 、 或 。
答案：重力；压强差；惯性离心力5．⑴在过滤的大部分时间中， 起到了主要过滤介质的作用。
⑵最常见的间歇式过滤机有 和 连续式过滤机有 。
⑶在一套板框过滤机中，板有 种构造，框有 种构造。
西南科技大学2011-2012-2学期一、填空题（每空1分，共30分）1、一球形石英颗粒，分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水中的沉降速度将 ，在空气中的沉降速度将 。
2、若降尘室的高度增加，则沉降时间 ，气流速度 ，生产能力 。
3、 沉降操作是指在某种 中利用分散相和连续相之间的 差异，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。
沉降过程有 沉降和 沉降两种方式。
4、 阶段中颗粒相对于流体的运动速度称为沉降速度，由于这个速度是 阶段终了时颗粒相对于流体的速度，故又称为“终端速度”。
5、在滞流(层流)区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的_____次方成正比；在湍流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的______次方成正比。
6、实现过滤操作的外力可以是 、 或 。
7、在饼层过滤中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是 而不是 。
8、一降尘室长8m ，宽4m ，高1.5m ，中间装有14块隔板，隔板间距为0.1m 。
现颗粒最小直径为12μm ，其沉降速度为0.02 m/s ，欲将最小直径的颗粒全部沉降下来， 则含尘气体的最大流速不能超过 m/s 。
9、用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，滤液量 ，生产能力 。
10、在恒压操作一个周期中，已知过滤时间为t ，获得的滤液量为V ，现仅将过滤压差增加2倍，则过滤时间变为 (设滤饼不可压缩，且介质阻力不计)。
11、含尘气体在某降尘室停留时间为6s 时，可使直径为80m μ尘粒的70%得以沉降下来。
现将生产能力提高1倍（气速乃在正常操作的允许范围内），则该直径颗粒可分离的百分率为 。
12、对板框式过滤机，洗涤面积W A 和过滤面积A 的定量关系为 ，洗水走过的距离w L 和滤液在过滤终了时走过的距离L 的定量关系为 ，洗涤速率（W dt dV )和终了时的过滤速率dtdV 的定量关系为 。
13、在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4m ，切向速度为15m/s 。
新版化工原理习题答案（03）第三章-非均相混合物分离及固体流态化-题解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∕m3,直径为0.04 mm的球形石英颗粒在20 C空气中自由沉降，沉降速度是多少？（2）密度为2 650 kg∕m3,球形度0.6的非球形颗粒在20 C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∕m3,直径为6.35 mm的钢球在密度为1 600kg∕m3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：U t d2（s ）18查附录20 C 空气 1.205kg/m3， 1.81 10 5 6PaS ,所以，2 3 2U t卫3—ms 0.1276ms18 18 1.81 10核算流型:3Re 型1205 0.1276 0.04 100.34 11.81 10 5所以，原假设正确，沉降速度为0.1276 m/s。
（2）采用摩擦数群法: 3431.93 1.205 0.1gRe1 7——s2 33 2u37 1.81 10 5 2650 1.205 9.81依0.6 , Re 1431.9，查出：Re t 上d e0.3，所以:d e0.3 1.81 10 4.506 10 5m 45 μm1.205 0.1(3)假设为滞流沉降，得: d2( S )g-18UU t h 0.15 7.32m S 0.02049m S将已知数据代入上式得：0.006352 7900 1 600 9.81Pa S18 0.02049核算流型du t0.00635 0.02049 1600Re t0.03081 16.7572 •用降尘室除去气体中的固体杂质，降尘室长5 m,宽5 m,高4.2 m,固体杂质为球形颗粒，密度为3000 kg/m3。
气体的处理量为3000 (标准)m3∕h。
3．非均相物系分离一、单选题1．在滞流区颗粒的沉降速度正比于（）。
D(A)（ρs-ρ）的1/2次方 (B)μ的零次方(C)粒子直径的0.5次方 (D)粒子直径的平方2．自由沉降的意思是（）。
D(A)颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计(B)颗粒开始的降落速度为零，没有附加一个初始速度(C)颗粒在降落的方向上只受重力作用，没有离心力等的作用(D)颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程3．颗粒的沉降速度不是指（）。
B(A)等速运动段的颗粒降落的速度(B)加速运动段任一时刻颗粒的降落速度(C)加速运动段结束时颗粒的降落速度(D)净重力(重力减去浮力)与流体阻力平衡时颗粒的降落速度4．对于恒压过滤（）。
D(A)滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的倍(B)滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍(C)滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍(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倍5．回转真空过滤机洗涤速率与最终过滤速率之比为（）。
A(A) l (B)1/2 (C) 1/4 (D)1/36．以下说法是正确的（）。
B(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)过滤速率与滤液体积成正比(D)过滤速率与滤布阻力成反比7．叶滤机洗涤速率与最终过滤速率的比值为（）。
D(A) 1/2 (B)1/4 (C) 1/3 (D) l8．过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩进行恒速过滤，如滤液量增大一倍，则（）。
C(A)操作压差增大至原来的倍 (B)操作压差增大至原来的4倍(C)操作压差增大至原来的2倍 (D)操作压差保持不变9．恒压过滤，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时，同一过滤时刻所得滤液量（）。
C(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10．以下过滤机是连续式过滤机（）。
C(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11．过滤推动力一般是指（）。
