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化工原理第三章习题及答案

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第三章机械分离一、名词解释(每题2分)1、非均相混合物物系组成不同,分布不均匀,组分之间有相界面2、斯托克斯式3、球形度非球形粒子体积相同得球形颗粒得面积与球形颗粒总面积得比值4、离心分离因数离心加速度与重力加速度得比值5、临界直径dc离心分离器分离颗粒最小直径6.过滤利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离得操作7、过滤速率单位时间所产生得滤液量8、过滤周期间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间9、过滤机生产能力过滤机单位时间产生滤液体积10、浸没度转筒过滤机浸没角度与圆周角比值二、单选择题(每题2分)1、自由沉降得意思就是_______。

Ａ颗粒在沉降过程中受到得流体阻力可忽略不计Ｂ颗粒开始得降落速度为零,没有附加一个初始速度Ｃ颗粒在降落得方向上只受重力作用,没有离心力等得作用Ｄ颗粒间不发生碰撞或接触得情况下得沉降过程 D 2、颗粒得沉降速度不就是指_______。

Ａ等速运动段得颗粒降落得速度Ｂ加速运动段任一时刻颗粒得降落速度Ｃ加速运动段结束时颗粒得降落速度Ｄ净重力(重力减去浮力)与流体阻力平衡时颗粒得降落速度 B3、对于恒压过滤_______。

A 滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来得 2倍B 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来得2倍C 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来得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得4倍D4、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增大至原来得2倍Ｂ增大至原来得4倍Ｃ增大至原来得倍Ｄ增大至原来得1、5倍C5、以下过滤机就是连续式过滤机_______。

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 C6、过滤推动力一般就是指______。

Ａ过滤介质两边得压差Ｂ过滤介质与滤饼构成得过滤层两边得压差Ｃ滤饼两面得压差Ｄ液体进出过滤机得压差B7、回转真空过滤机中就是以下部件使过滤室在不同部位时,能自动地进行相应得不同操作:______。

Ａ转鼓本身Ｂ随转鼓转动得转动盘Ｃ与转动盘紧密接触得固定盘Ｄ分配头 D8、非球形颗粒得当量直径得一种就是等体积球径,它得表达式为______。

A d p＝6V/A此处V为非球形颗粒得体积,A为非球形颗粒得表面积B d p＝(6V/π)1/3C d p＝(4V/π)1/2D d p＝(kV/π)1/3(k为系数与非球形颗粒得形状有关) B9、在讨论旋风分离器分离性能时,分割直径这一术语就是指_________。

Ａ旋风分离器效率最高时得旋风分离器得直径Ｂ旋风分离器允许得最小直径Ｃ旋风分离器能够50%分离出来得颗粒得直径Ｄ能保持滞流流型时得最大颗粒直径 C10、在离心沉降中球形颗粒得沉降速度__________。

Ａ只与d p, ρp, ρ,u T, r, μ有关Ｂ只与d p,ρp,u T,r有关Ｃ只与d p,ρp,u T,r ,g有关Ｄ只与d p,ρp,u T, r ,k有关(题中u T气体得圆周速度, r 旋转半径, k 分离因数) A11、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A12、降尘室得生产能力__________。

Ａ只与沉降面积A与颗粒沉降速度u T有关Ｂ与A , u T及降尘室高度H有关Ｃ只与沉降面积A有关Ｄ只与u T与H有关 A13、回转真空过滤机得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,其她条件不变,则其生产能力应为____________。

A 5m3/hB 2、5m3/hC 10m3/hD 3、54m3/h D14、要除去气体中含有得5μ～50μ得粒子。

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B15、等压过滤得滤液累积量q与过滤时间τ得关系为______________。

B16、过滤基本方程就是基于____________推导出来得。

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 D17、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 A18、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,其过滤速率为原来得_____________。

A 2倍B 1/2倍C)1/倍 D 4倍 C19、在长为L m,高为H m得降尘室中,颗粒得沉降速度为u T m/s,气体通过降尘室得水平流速为u m/s,则颗粒能在降尘室内分离得条件就是:____。

A L/u＜H/u LB L/u T＜H/uC L/u T≥H/uD L/u≥H/u TD20、粒子沉降受到得流体阻力________。

Ａ恒与沉降速度得平方成正比Ｂ与颗粒得表面积成正比Ｃ与颗粒得直径成正比Ｄ在滞流区与沉降速度得一次方成正比D21、板框压滤机中,最终得滤液流率就是洗涤液流率得_______。

(Δp E=Δp w,μ=μw)Ａ一倍Ｂ一半Ｃ四倍Ｄ四分之一 C22、球形度(形状系数)恒小于或等于1,此值越小,颗粒得形状离球形越远,球形度得定义式可写为______。

A Φ=V p/V ,V为非球形粒子得体积, V p为球形粒子得体积B Φ=A p/A ,A为非球形粒子得表面积, A p为与非球形粒子体积相同得球形粒子得表面积C Φ=a p/a ,a为非球形粒子得比表面积, a p为球形粒子得比表面积D Φ=6a p/(πd) B23、“在一般过滤操作中,实际上起到主要介质作用得就是滤饼层而不就是过滤介质本身”,“滤渣就就是滤饼”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 A24、旋风分离器得总得分离效率就是指__________。

Ａ颗粒群中具有平均直径得粒子得分离效率Ｂ颗粒群中最小粒子得分离效率Ｃ不同粒级(直径范围)粒子分离效率之与Ｄ全部颗粒中被分离下来得部分所占得质量分率 D25、降尘室得生产能力由________决定。

A 降尘室得高度与长度B 降尘室得高度C 降尘室得底面积D 降尘室得体积 C26、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,过滤速率为原来得_____________。

A 2倍B 1/2倍C 1/倍D 4倍 B27、回转真空过滤机洗涤速率与最终过滤速率之比为( )。

A lB 1/2C 1/4D 1/3 A28、以下说法就是正确得( )。

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 B29、板框压滤机中( )。

A 框有两种不同得构造B 板有两种不同得构造C 框与板都有两种不同得构造D 板与框都只有一种构造 B30、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、降尘室得生产能力与降尘室得与有关。

长度宽度3、降尘室得生产能力与降尘室得无关。

高度4、在除去某粒径得颗粒时,若降尘室得高度增加一倍,则沉降时间。

增加一倍5、在除去某粒径得颗粒时,若降尘室得高度增加一倍,气流速度。

减少一倍6、在除去某粒径得颗粒时,若降尘室得高度增加一倍,生产能力。

不变7、在滞流(层流)区,颗粒得沉降速度与颗粒直径得次方成正比。

28、在湍流区,颗粒得沉降速度与颗粒直径得次方成正比。

1/29、在过滤得大部分时间中, 起到了主要过滤介质得作用。

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V l增多至V2=2V l 时,则操作压差由ΔP l增大至ΔP2= 。

2ΔP l11、已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S,q e为V e/S,V e为过滤介质得当量滤液体积(滤液体积为V e时所形成得滤饼层得阻力等于过滤介质得阻力),在恒压过滤时,测得Δ /Δq=3740q+200 则过滤常数K= 。

0、00053512、已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S,q e为V e/S,V e为过滤介质得当量滤液体积(滤液体积为V e时所形成得滤饼层得阻力等于过滤介质得阻力),在恒压过滤时,测得Δτ/Δq=3740q+200 则过滤常数q e= 。

0、053513、最常见得间歇式过滤机有与。

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。

2 115、板框过滤机在过滤阶段结束得瞬间,设框已充满,则在每一框中,滤液穿过厚度为。

框得厚度16、板框过滤机在过滤阶段结束得瞬间,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得瞬间,设框已充满,在洗涤时,洗涤液穿过得滤布面积等于。

框得内面积18、旋风分离器性能得好坏,主要以来衡量。

临界粒径得大小19、离心分离设备得分离因数定义式为Kc= 。

u T2/gR (或u r/u t)20、当介质阻力不计时,回转真空过滤机得生产能力与转速得次方成正比。

1/221、间歇过滤机得生产能力可写为Q=V/∑τ,此处V为。

一个操作循环中得到得滤液体积22、间歇过滤机得生产能力可写为Q=V/∑τ,此处∑τ表示一个操作循环所需得。

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”得瞧法就是否正确？不正确得24、一个过滤操作周期中,“过滤时间越短,生产能力越大”得瞧法就是否正确？不正确得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,最适宜得过滤时间指得就是此时过滤机生产能力。

最大27、对不可压缩性滤饼dV/dτ正比于ΔP得次方,对可压缩滤饼dV/dτ正比于ΔP得次方。

1 1-s28、对恒压过滤,介质阻力可以忽略时,过滤量增大一倍,则过滤速率为原来得。

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得倍。

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得倍。

4 430、转鼓沉浸度就是与得比值(1)转鼓浸沉得表面积转鼓得总表面积31、按ψ＝A p/A定义得球形度(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得离心分离方法中,最常见得有与。

将固体物料从液体中分离出来得离心分离设备中,最常见得为。

离心过滤离心沉降离心机33、在Stokes区,颗粒得沉降速度与颗粒直径得_____次方成正比;在牛顿区,颗粒得沉降速度与颗粒直径得______次方成正比。

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化工原理答案-第三章习题答案-150

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第三章习题解答3-1 某圆柱形固定床填充的催化剂直径为p d ，高为h ，试求等体积的当量直径及球形度。

解：h d d e 2p 346ππ=，32p 23h d d e = ()p 312p p 2322218)24(23d h h d h d d h d P P +=⋅⋅+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=πππφ3-2 求20mm×20mm×25mm 的长方体颗粒的体积当量直径，表面积当量直径，比表面积当量直径及形状系数。

解：体积当量直径：mm V d ev 7.262520206633=⨯⨯⨯==ππ表面积当量直径：mm Sd es 8.282)252020202020(=⨯⨯+⨯+⨯==ππ比表面积当量直径：mm S V a d ea 1.232)252020202020(252020666=⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯=== 形状系数：86.08.287.26222222=====es ev es ev P s d d d d S S ππφ 3-3 由边长皆为2mm 的立方体，直径和高度均为2mm 的圆柱体及直径为3mm 的球体各10kg 组成的均匀颗粒床层，床层直径为0.2m ，高度为 1 m 。

已知颗粒的密度皆为1900kg/m 3，求床层的空隙率和颗粒的平均比表面积。

解： 床层体积：3220314.012.044m h d V b =⨯⨯==ππ颗粒体积：30158.01900310m V P =⨯= 床层空隙率：497.00314.00158.00314.0=-=-=bpb V V V ε 颗粒的平均比表面积：3球柱立a a a a ++=-13000002.0002.0002.06002.0002.0-=⨯⨯⨯⨯=m a 立 1223000002.0)002.0(4002.02)002.0(4-=⨯⨯⋅+⨯⨯=m a πππ柱 1322000003.066003.0003.0-==⨯⨯=m a ππ球 11 2.67676232000300030003---==++=++=mm m a a a a 球柱立 3-4 某形状近似球形的微小固体颗粒，其沉降运动处于斯托克斯定理区，试计算（1）该颗粒在20℃与200℃的常压空气中的沉降速度之比为多少？（2）该颗粒在20℃与50℃的水中的沉降速度之比为多少？[（1）1.44，（2）0.55]解：（1）20℃空气的粘度s Pa ⋅⨯=-51081.1μ，200℃空气的粘度s Pa ⋅⨯=-5'106.2μ，因沉降速度处于斯托克斯定律区，ρρ>>p ，故()()()()44.11081.1106.2181855''''22'=⨯⨯=--=--=--μρρμρρμρρμρρs s s s t t g d gd u u （2）20℃水的粘度s Pa ⋅⨯=-3101μ，50℃水的粘度s Pa ⋅⨯=-3'1055.0μ，因沉降速度处于斯托克斯定律区，并考虑到液体的密度随温度变化很小，故()()()()55.01011055.0181833'''''22'=⨯⨯=≈--=--=--μμμρρμρρμρρμρρs s p p p p t t g d g d u u 无论是气体还是液体，温度的改变主要是通过粘度的变化而影响沉降速度。

化工原理第三章习题及答案

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第三章 机械分离一、名词解释（每题2分）1. 非均相混合物物系组成不同，分布不均匀，组分之间有相界面2. 斯托克斯式r u d u ts r 2218)(⋅-=μρρ3. 球形度s ϕ非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值4. 离心分离因数离心加速度与重力加速度的比值5. 临界直径dc离心分离器分离颗粒最小直径6．过滤利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作7. 过滤速率单位时间所产生的滤液量8. 过滤周期间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间9. 过滤机生产能力过滤机单位时间产生滤液体积10. 浸没度转筒过滤机浸没角度与圆周角比值二、单选择题（每题2分）1、自由沉降的意思是_______。

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D 2、颗粒的沉降速度不是指_______。

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B3、对于恒压过滤_______。

A 滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的√2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4倍D4、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2倍Ｄ增大至原来的1.5倍C5、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 C6、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B7、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：______。

化工原理 第三章传热习题答案

化工原理 第三章传热习题答案

第三章 传热习题一、 填空题1．三层圆筒壁热传导过程中，最外层的导热系数小于第二层的导热系数，两层厚度相同。

在其他条件不变时，若将第二层和第三层的材料互换，则导热量变（ ），第二层与第三层的界面温度变（ ）。

答：变小，变小。

2．在垂直冷凝器中，蒸汽在管内冷凝，若降低冷却水的温度，冷却水的流量不变，则冷凝传热系数（ ），冷凝传热量（ ）。

答：减小，增加。

冷凝传热系数与温差的-1/4次方成正比，故温差增加，冷凝传热系数减小； 冷凝传热量与温差的3/4次方成正比，故温差增加，冷凝传热量增加。

3．在管壳式换热器中，热流体与冷流体进行换热，若将壳程由单程该为双程，则传热温度差（ ）。

答：下降4．在高温炉外设置隔热档板，挡板材料的黑度越低，则热损失越（ ）。

答：越小5．黑体的表面温度提高一倍，则黑体的辐射能力提高（ ）倍。

答：156．沸腾传热设备壁面越粗糙，汽化核心越（ ），沸腾传热系数α越（ ）。

答：多，大7．苯在内径为20mm 的圆形直管中作湍流流动，对流传热系数为1270W/（m 2．℃）。

如果流量和物性不变，改用内径为30mm 的圆管，其对流传热系数变为（ ）W/（m 2．℃）。

答：612α=0.023nr P d8.0Re λ=0.023d λn S d W d Pr 4/8.02⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡μρρα∝8.0)21(1⨯-+-d =8.1-dαα'=8.12030-⎪⎭⎫⎝⎛=0.482α'=0.482α=0.482⨯1270=612W/(2m ·℃)8.某液体在一直管内（忽略进口段的影响）稳定强制湍流流动，该管内径为20mm ，测得其对流传热系数为α，现将管内径改为27mm ，并忽略出口温度变化对物性所产生的影响。

⑴若液体的流速保持不变，管内对流传热系数为原传热系数的0.9417倍；⑵若液体的质量流量保持不变，管内对流传热系数为原传热系数的0.5826倍； 知： mm m d 20020.0== mm d 27=求： 12αα解：(1) 由 12u u =，np c du d ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅=λμμρλα8.0023.0 得 9417.020*******.08.0122118.0128.0212=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅==d d d d d d d d αα(2) 由 12W W =，uA V W ρρ==得 1122A u A u =，22112⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=d d u u所以()()8.02218.012218.011222118.01128.02212⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅==d dd d d d u d u d d d d u d d u d αα5826.027208.18.1216.1218.01221=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=d d d d d d d d9.在一内钢管为φ180⨯10mm 的套管换热器中，将流量为 3500kg/h 的某液态烃从100︒C 冷却到60︒C ，其平均比热为2380J/(kg ⋅K)。

化工原理分章试题与解答 第三章

化工原理分章试题与解答 第三章

第三章一、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u 1,在空气中为u 2，则u 1 u 2；若在热空气中的沉降速度为u 3，冷空气中为u 4，则u 3 u 4。

(＞，＜，＝) 答：μρρ18)(2-=s t g d u ，因为水的粘度大于空气的粘度，所以21u u <热空气的粘度大于冷空气的粘度，所以43u u <2．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min d 。

（增大、减小、不变）答：减小、减小、增大，减小。

ρξρρ3)(4-=s t dg u ，压强增加，气体的密度增大，故沉降速度减小， 压强增加，p nRTV =，所以气体的体积流量减小，气体的停留时间A V L u L t s /==，气体体积流量减小，故停留时间变大。

最小粒径在斯托克斯区)(18min ρρμ-=s t g u d ，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P 1，总效率为1η，通过细长型旋风分离器时压降为P 2，总效率为2η，则：P 1 P 2，1η 2η。

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）0=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ；2）5.0=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ；3）1=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ；1）0. 5；2）0.707；3）1s p -∆∝1)/(1τ，可得上述结果。