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化工原理第三章习题课及答案

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题型 填空 难度 中 章节 第3章第1节

页码 上册P116 知识点 次重点 分值 3

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。

加速运动 等速运动 等速运动

题型 填空 难度 易 章节 第3章第1节

页码 上册P117 知识点 重点 分值 2

在滞留区，球形颗粒的沉降速度tu与其直径的______次方成正比；而在湍流区，tu与其直径的______次方成正比。

2 1/2

化工原理习题集卡片

题型 填空 难度 中 章节 第3章第1节

页码 上册P120 知识点 重点 分值 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。

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）

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题型 填空 难度 中 章节 第3章第1节

页码 上册P120 知识点 重点 分值 3 传播优秀Word版文档 ，希望对您有帮助，可双击去除！

在规定的沉降速度tu 条件下，降尘室的生产能力只取决于_____________而与其__________________无关。

降尘室底面积 (2分)

高度 （1分）

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题型 填空 难度 中 章节 第3章第1、2节

页码 上册P119、125 知识点 次重点 分值 3

除去气流中尘粒的设备类型有__________、___________、__________等。

降尘室

惯性除尘

旋风分离器

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题型 填空 难度 中 章节 第3章第3节

页码 上册P139 知识点 重点 分值 3

过滤常数K是由__________及___________决定的常数；而介质常数eq与e是反映________________的常数。

物料特定 过滤压强差 过滤介质阻力大小

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题型 填空 难度 易 章节 第3章第3节

页码 上册P143 知识点 一般 分值 3

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________________。

板框压滤机 加压叶滤机 转筒真空过滤机 传播优秀Word版文档 ，希望对您有帮助，可双击去除！

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题型 填空 难度 易 章节 第3章第4节

页码 上册P150 知识点 一般 分值 6

根据分离方式（或功能），离心机可分为__________、________和___________三种基本类型；而据分离因数的大小，离心机可分为__________、________和___________。

过滤式 沉降式 分离式

常速离心机 高速离心机 超高速离心机

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题型 填空 难度 易 章节 第3章第3节

页码 上册P137 知识点 次重点 分值 2

过滤操作有________和___________两种典型方式。

恒压过滤 恒速过滤

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题型 选择 难度 中 章节 第3章第1节

页码 上册P116 知识点 重点 分值 2

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 （B）颗粒几何尺寸

（C）颗粒与流体密度 （D）流体的流速

(D) （2分）

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题型 选择 难度 中 章节 第3章第1节

页码 上册P120 知识点 重点 分值 2 传播优秀Word版文档 ，希望对您有帮助，可双击去除！

含尘气体通过长4m，宽3m，高1m的降尘室，已知颗粒的沉降速度为0.25m/s，则降尘室的生产能力为（ A）。

（A）3m3/s （B）1m3/s

（C）0.75m3/s （D）6m3/s

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题型 选择 难度 较难 章节 第3章第1节

页码 上册P120 知识点 重点 分值 2

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（C）。

（A）增加一倍 （B）为原来的1/2

（C）不变 （D）不确定

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题型 选择 难度 较难 章节 第3章第2节

页码 上册P124 知识点 一般 分值 2

粒径分别为16m和8m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（B）。

（A）2 （B）4

（C）1 （D）1/2

化工原理习题集

题型 选择 难度 中 章节 第3章第3节

页码 上册P137 知识点 次重点 分值 2

以下表达式中正确的是（A）。

（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eV成正比 传播优秀Word版文档 ，希望对您有帮助，可双击去除！

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题型 选择 难度 较难 章节 第3章第3节

页码 上册P149 知识点 一般 分值 2

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（B）。

（A）2倍 （B）2倍

（C）4倍 （D）1/2

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题型 选择 难度 中 章节 第3章第1节

页码 上册P117，118 知识点 重点 分值 2

球形颗粒在静止流体中自由沉降，当在10-4

（A）斯托克斯公式 （B）艾仑公式

（C）牛顿公式

球形颗粒在静止流体中作自由沉降时，其沉降速度tu可用斯托克斯公式计算。

（×）

粒子所在位置上的惯性离心力场强度与重力场强度之比，称为离心分离因数。（√）

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题型 判断 难度 中 章节 第3章第1节

页码 上册P118 知识点 重点 分值 1 传播优秀Word版文档 ，希望对您有帮助，可双击去除！

球形微粒在静止流体中作自由沉降，计算其沉降速度tu时，必须采用试差法，而且这是唯一的方法。（X ）

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题型 判断 难度 中 章节 第3章第4节

页码 上册P151 知识点 一般 分值 1

提高离心机分离因数cK的基本途径是增加转鼓的转速。（√）

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题型 判断 难度 中 章节 第3章第1节

页码 上册P120 知识点 重点 分值 1

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。（×）

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题型 判断 难度 中 章节 第3章第2节

页码 上册P124 知识点 一般 分值 1

离心沉降速度ru与重力沉降速度tu的主要区别之一是ru不是定值，而tu则是恒定的。（√）

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题型 判断 难度 中 章节 第3章第3节

页码 上册P138 知识点 次重点 分值 1

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。（√ ）

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题型 简答 难度 中 章节 第3章第1节

页码 上册P115 知识点 次重点 分值 4 传播优秀Word版文档 ，希望对您有帮助，可双击去除！

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：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）

作用方向是重力向下，其余两个力向上。（2分） （共4分）

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题型 简答 难度 中 章节 第3章第2节

页码 上册P125 知识点 重点 分值 3

简述评价旋风分离器性能的主要指标。

答：在满足气体处理量（即生产能力）的前提下，评价旋风分离器性能的主要指标是尘粒的分离效率及气体经过旋风分离器的压强降。（3分）

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题型 简答 难度 较难 章节 第3章第2节

页码 上册P126、128 知识点 重点 分值 5

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用旋风分离器组操作？

答：影响旋风分离器性能的因素是多方面的，其中最主要的因素可归纳为物系性质与操作条件两大类。（2分）

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。

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题型 简答 难度 中 章节 第3章第2节

页码 上册P131 知识点 重点 分值 3

简述选择旋风分离器的主要依据。

答：主要依据有三个方面：

（1）含尘气体的处理量（或生产能力）（1分）

（2） 允许的压强降。（1分）

（3）要求达到的分离效率。（1分） 传播优秀Word版文档 ，希望对您有帮助，可双击去除！

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题型 简答 难度 易 章节 第3章第3节

页码 上册P133 知识点 一般 分值 4

简述何谓饼层过滤？其适用何种悬浮液？

答：饼层过滤是指固体物质沉降于过滤介质表面而形成滤饼层的操作。

（2分）

它适用于处理固体含量较高（固相体积分数约在1%以上）的悬浮液。（2分）

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题型 简答 难度 中 章节 第3章第3节

页码 上册P134 知识点 次重点 分值 4

何谓膜过滤？它又可分为哪两类？

答：膜过滤是利用膜孔隙的选择透过性进行两相分离的技术。（2分）

它又可分为微孔过滤和超滤两类。（2分） （共4分）

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题型 简答 难度 中 章节 第3章第3节

页码 上册P134 知识点 一般 分值 5

简述工业上对过滤介质的要求及常用的过滤介质种类。

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。（3分）

种类有：织物介质、堆积介质、多孔固体介质及多孔膜。（2分）

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题型 简答 难度 中 章节 第3章第3节

页码 上册P149 知识点 一般 分值 3

简述提高连续过滤机生产能力的措施。

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化工原理第三章沉降与过滤课后习题及标准答案()

化工原理第三章沉降与过滤课后习题及标准答案()

化工原理第三章沉降与过滤课后习题及答案()

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第三章 沉降与过滤

沉 降

【3-1】 密度为1030kg/m3、直径为400m的球形颗粒在150℃的热空气中降落，求其沉降速度。

解 150℃时，空气密度./30835kgm，黏度.524110Pas

颗粒密度/31030pkgm，直径4410pdm

假设为过渡区，沉降速度为

()(.)()./..1122223345449811030410179225225241100835ptpgudms

验算 .Re..454101790．835=24824110ptdu

为过渡区

【3-2】密度为2500kg/m3的玻璃球在20℃的水中和空气中以相同的速度沉降。试求在这两种介质中沉降的颗粒直径的比值，假设沉降处于斯托克斯定律区。

解 在斯托克斯区，沉降速度计算式为

/218tppudg

由此式得（下标w表示水，a表示空气）

()2218= pwpwpapatwaddug

()()pwpawpapwadd

查得20℃时水与空气的密度及黏度分别为

./,.339982 100410wwkgmPas

./,.35120518110aakgmPas

已知玻璃球的密度为/32500pkgm，代入上式得

(.)..(.).35250012051004109612500998218110pwpadd

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

rudutsr2218)(

3. 球形度s

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 B

3、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 D

4、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

化工原理答案3章文档

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第213页

1． 一填充床由直径为20mm,高30mm的圆柱形颗粒堆成，已知床层的表观密度为980(床层体积)，固体颗粒密度为1500（固体体积），试求：

（1） 颗粒的球形度、等体积当量直径和等比表面积当量直径，比表面积

（2） 床层空隙率

1. (1)单个颗粒体积

等体积当量直径

单颗粒表面积

等体积圆球表面积

球形空度

比表面积

等比表面当量直径

(2)床层中颗粒的质量：=980kg

床层中颗粒的体积：

2.一填充床含有不同大小的颗粒，经筛分分析得到颗粒分布（质量分数）为10mm的占15%，20mm的占25%，40mm的占40%，70mm的占20%，颗粒尺寸为平均值，设球形度均为0.74，计算平均等比表面积当量直径。

2.

第214页

7

7.一种测定粘度的仪器由一钢球及玻璃桶组成，测试时管内充被测液体，记录钢球下落一定距离的时间。球的直径为6mm，下落距离为200mm,测试一种糖浆时记下的时间间隔为7.32s。此糖浆的密度为1300。钢球的密度为7900，求此糖浆的粘度。

钢球的沉降速度

设沉降处于层流区，则根据斯托克斯定律有：

核对:

所以，假设在层流区沉降正确

10.某降尘室高2m,宽2m，长5m，用于矿石焙烧炉的炉气除尘，矿尘密度为4500，其形状近似圆球，操作条件下气体流量为25000,气体密度为0.6，粘度为。试求理论上能完全除去矿尘颗粒的最小直径。

10颗粒沉降速度

设沉降处于过渡区，则依阿伦公式：

即

核对=

所以假设正确

12．原用一个旋风分离器分离炉气中的灰尘，因分离效率不够高拟该用三个并联，其形式及各部尺寸的比例不变，每个的直径减小到使气体进口速度u与以前一样。求各个旋风分离器的直径应为原来的几倍，可分离的临界颗粒为原来的几倍。

12假设旋风分离器是标准型旋风分离器，则，

因为

15.有一过滤机，在恒压过滤某种水悬浮液实验时，得到如下的过滤方程：

化工原理第3章_习题课和要求和思考题

化工原理第3章_习题课和要求和思考题

化工原理第3章_习题课和要求和思考题

第三章传热

基本要求

1. 掌握的内容：（1）热传导基本原理，一维定常傅里叶定律及其应用，平壁及园筒壁一维定常热传导计算及分析；（2）对流传热基本原理，牛顿冷却定律，影响对流传热的主要因；。（3）无相变管内强制对流传热系数关联式及其应用，Nu、Re、Pr、Gr等准数的物理意义及计算，正确选用对流传热系数计算式，注意其用法、使用条件；（4）传热计算：传热速率方程与热负荷计算，平均传热温差计算，总传热系数计算及分析，污垢热阻及壁温计算，传热面积计算，加热与冷却程度计算，强化传热途径。

2. 熟悉的内容：（1）对流传热系数经验式建立的一般方法；（2）蒸汽冷凝、液体沸腾对流传热系数计算；（3）热辐射基本概念及两灰体间辐射传热计算；（4）列管式换热器结构特点及选型计算。

3. 了解的内容：（1）加热剂、冷却剂的种类及选用；（2）各种常用换热器的结构特点及应用；（3）高温设备热损失计算。

思考题

1．传热速率方程有哪几种？各有什么特点？分别写出它们的表达式并指出

相应的推动力和热阻。

2．何谓热负荷与传热速率？热量衡算式与速率方程式的差别是什么？

3．如图所示为冷热流体通过两层厚度相等的串联平壁进行传热时的温度分

布曲线，问：

（1）两平壁的导热系数1与2哪个大？（2）间壁两侧的传热膜1与

2哪个大？（3）若将间壁改为单层薄金属壁，平均壁温接近哪一侧流体的温度？ 4．试分别用傅立叶定律、牛顿冷却定律说明导热系数及对流传热系数的物理意义，它们分别与哪些因素有关？

5．在什么情况下，管道外壁设置保温层反而增大热损失？

6．在包有内外两层相同厚度保温材料的圆形管道上，导热系数小的材料应包在哪一层，为什么？

7．某人将一盘热水和一盘冷水同时放入冰箱，发现热水比冷水冷却速度快，如何解释这一现象？

8．试述流动状态对对流传热的影响？

9．分别说明强制对流和自然对流的成因，其强度用什么准数决定？