化工原理第三章

答案与评分标准 (√) （1 分）
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试题： 连续过滤机中进行的过滤都是恒压过滤，间歇过滤机中也多为恒压过滤。 （ ） 答案与评分标准 (√) （1 分）
试题： 球形颗粒在静止流体中作重力沉降时都受到哪些力的作用？它们的作用方 向如何？ 答案与评分标准 答：球形颗粒在静止流体中作重力沉降时，将受到三个力的作用，即重 力、浮力与阻力。 （2 分） （共 4 分）
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答案与评分标准 解： （1）在该降尘室内能完全分离出来的最小颗粒的沉降速度 u t 为：
ut Vs 2.0 0.1429m / s （1 分） bl 14
（2）
假设沉降在滞流区，则可用斯托克斯公式求 d min 。
（3 分）
d min [
18ut 1 / 2 18 2.6 105 0.1429 1 / 2 ] [ ] 47.7 106 m 47.7m ( s ) g 3000 9.81
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试题： 在规定的沉降速度 u t 条件下，降尘室的生产能力只取决于_____________ 而与其__________________无关。
答案与评分标准 降尘室底面积 (2 分) 高度 （共 3 分） （1 分）
试题： 过滤常数 K 是由__________及___________决定的常数；而介质常数 qe 与
dut 6.35 103 0.02732 1300 0.04248 1 5.309
（3）核算流型：
Re t


故假设成立，求出的 有效。 分） （2
试题： 密度为 1850 kg / m 3 的固体颗粒，在 50℃和 20℃水中，按斯托克斯定律 作自由沉降时， （1）它们沉降速度的比值是多少？（2）若微粒直径增加一倍 在同温度水中作自由沉降时，此时沉降速度的比值又为多少？
H (n 1)h
（1 分）
而气体水平通过速度 u vs / bH 1.54 /(1.8 4.2) 0.20m / s （3）层数 n
12
n
vs 1.54 1 1 51 1 50 but 1.8 4.1 4.1 103
（2 分）
（4）隔板间距 h
H 4.2m 0.082 m n 1 51 （5）核算颗粒沉降和气体流动是否都在滞流区
（每个空 1 分，共 2 分）
试题： 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 气体在室内的停留时间 应≥颗粒的沉降时间 t 。(2 分) 滞流 （1 分）
（共 3 分）
（3 分）
试题： 用一多层降尘室以除去炉气中的矿尘。矿尘最小粒径为 8 m ，密度为 4000 kg / m 3 。降尘室内长 4.1 m ，宽 1.8 m ，高 4.2 m ，气体温度为 427℃，粘 度为 3.4×10-5Pa·s，密度为 0.5 kg / m 3 ，若每小时的炉气量为 2160 标准 m 3 。 试求降尘室内的隔板间距及层数。 答案与评分标准 解： （1）操作条件下炉气处理量为：
（3 分） 校核沉降流型
Re t
d minut


47.7 106 0.1429 0.75 0.1965 1 2.6 105
（2 分）
故原假设正确，求出的 d min 有效。
试题： 若铅微粒（ s1 =7800 kg / m 3 ） 和石英微粒（ s 2 =2600 kg / m 3 ）以同一沉 降速度在（1）空气中（2）水中作自由沉降，假设沉降在滞流区。分别求它 们的直径之比。取水的密度为 1000 kg / m 3 。
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答案与评分标准 解： （1）由附录查出有关温度下水的性质： 20℃时，密度 =998 kg / m 3 ，粘度 =1.005×10-3 Pa·s （1 分） 50℃时， =998 kg / m 3 ， =0.5494×10-3 Pa·s （1 分）
u t 50 u t 20
d 2 ( s 50 ) g d 2 (1850 988) g 3 18 50 2 182 0.5494 10 1.84 d ( s 20 ) g d (1850 988) g 18 1.005 103 18 20
试题： 简述工业上对过滤介质的要求及常用的过滤介质种类。 答案与评分标准 答：对过滤介质的要求是：它应具有流动阻力小和足够的机械强度，同 时还应具有相应的耐腐蚀性和耐热性。 分） （3 种类有：织物介质、堆积介质、多孔固体介质及多孔膜。 分） （2 （共 5 分）
试题： 用落球法测定某液体的粘度（落球粘度计） ，将待测液体置于玻璃容器中 测得直径为 6.35 mm的钢球在此液体内沉降 200 mm所需的时间为 7.32 s ,已 知钢球的密度为 7900 kg / m 3 ，液体的密度为 1300 kg / m 3 。试计算液体的粘 度。
（3 分）
（2）此时，d´=2d，ρs，ρ，μ 均相同；据 ut
d 2 ( s ) g 可得： 18
(2d 2 )( s ) g / ut 18 4 2 ut d ( s )g 18
（3 分）
试题： 拟采用底面积为 14 m 2 的降沉室回收常压炉气中所含的球形固体颗粒。 操 作条件下气体的密度为 0.75 kg / m 3 ，粘度为 2.6×10-5Pa•s；固体的密度为 3000 kg / m 3 ；要求生产能力为 2.0 m 3 / s ，求理论上能完全捕集下来的最小颗 粒直径 d min 。
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答案与评分标准
200 解： （1）钢球的沉降速度 ut 1000 0.2732 / s m 7.32 （2）假设沉降在滞留区，则可用斯托克斯公式计算： h
ut d 2 ( s ) g 18
（1 分）

d 2 ( s ) g (6.35 103 ) 2 (7900 1300 9.81 ) 5.309Pa S （3 分） 18ut 18 0.02732
答案与评分标准 (C)
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试题： 粒径分别为 16 m 和 8 m 的两种颗粒在同一旋风分离器中沉降，沉降在滞 流区，则两种颗粒的离心沉降速度之比为（） 。 （A）2 （C）1 （B）4 （D）1/2
答案与评分标准 (B) （2 分）
试题： 以下表达式中正确的是（） 。 （A） 过滤速率与过滤面积 A 的平方成正比 （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 Ve 成正比 答案与评分标准 (A) 试题： 在转筒真空过滤机上过滤某种悬浮液，若将转筒转速 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 （C）4 倍 （B） 2 倍 （D）1/2 （2 分）
e 是反映________________的常数。
答案与评分标准 物料特性 过滤压强差 过滤介质阻力大小
试题： 过滤操作有________和___________两种典型方式。
答案与评分标准 恒压过滤 恒速过滤
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试题： 在重力场中，固体颗粒在静止流体中的沉降速度与下列因素无关的是（ ） 。 （A）颗粒几何形状 （C）颗粒与流体密度 答案与评分标准 (D) （B）颗粒几何尺寸 （D）流体的流速
Vs 2160 273 427 1.54 m 3 / s （2 分） 3600 273
（2）假设沉降在滞流区，可求出 ut
ut
d 2 ( s ) g (8 106 ) 2 (4000 0.5) 9.81 4.1 103 m / s （2 分） 18 18 3.4 105
作用方向是重力向下，其余两个力向上。 分） （2 试题：
影响旋风分离器性能最主要的因素可归纳为哪两大类？为什么工业上广泛 采多方面的，其中最主要的因素可归纳为物 系性质与操作条件两大类。 分） （2 因为对于同一结构型式的旋风分离器来说，减少尺寸有利于分离，所以 当气体处理量很大，又要求较高的分离效果时，常采用旋风分离器组操作。 （3 分） （共 5 分）
答案与评分标准 (B) （2 分）
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试题： 球形颗粒在静止流体中自由沉降， 当在 10-4< Ret <1 时， 沉降速度 u t 可用 （） 计算。 （A）斯托克斯公式 （C）牛顿公式 答案与评分标准 (A) （2 分） （B）艾仑公式
试题： 球形颗粒在静止流体中作自由沉降时， 其沉降速度 u t 可用斯托克斯公式计算。 （ ） 答案与评分标准 (×) 试题： 过滤操作属于定态操作。 ） （ （1 分）
试题： 提高离心机分离因数 K c 的基本途径是增加转鼓的转速。 ） （ 答案与评分标准 (√) （1 分）
试题： 在降尘室里，颗粒可被分离的必要条件是颗粒的沉降时间 t 应大于或等于 气体在室内的停留时间 。 ） （
答案与评分标准 (×) （1 分）
试题： 离心沉降速度 ur 与重力沉降速度 u t 的主要区别之一是 ur 不是定值，而 u t 则 是恒定的。 ） （
试题： 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）
试题： 在滞留区，球形颗粒的沉降速度 u t 与其直径的______次方成正比；而在 湍流区， u t 与其直径的______次方成正比。 答案与评分标准 2 1/2
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答案与评分标准 解： （1）在空气中作自由沉降，由于 即 s -
空气
空气
《 s
故
空气