《化工原理》第三章选择题汇总
1、由重力沉降时，Rep在（ ）区时，颗粒的形状系数φ对沉降速度ut影响最大。
A、斯托克斯定律区：10-3
B、艾伦定律区：2
C、牛顿定律区：500
2、直径为65微米的石英颗粒（密度为2600kg/m3）在20℃水中（密度为998kg/m3，粘度1cp）的沉降速度ut=( )m/s。
A、0.37 B、0.037 C、0.0037 D、0.00037
3、在降尘室中，微粒在介质中的沉降过程为（ ）过程。
A、加速 B、匀速 C、先加速后匀速 D、先加速后减速
4、当固体微粒在大气中沉降是层流区域时，以（ ）的大小对沉降速度的影响最为显著。
A、颗粒密度 B、空气粘度 C、颗粒直径
5、密度为3000kg/m3的粒子在60的空气（ρ=1.06kg/m3 μ=2×10-5 pa.s）中沉降，则服从斯托克斯公式的最大直径为（ ）μm
A、61 B、6.1 C、612 D、无法确定
6、球形粒子在重力作用下于流体层流区中沉降时的阻力系数为（ ）
A、64/Re B、24/Re C、0.44 D、1
7、固体微粒直径为0.315μm的悬浮液称为（ ）
A、粗粒子悬浮液 B、细粒子悬浮液 C、浑蚀液 D、胶体
8、在滞流区颗粒的沉降速度正比于（ ）
A、（p8-p）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
9、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
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
./3
0835kgm
，黏度
.5
24110Pas
颗粒密度
/3
1030
pkgm
，直径
4
410
pdm
假设为过渡区，沉降速度为
()
(.)()
./
..1
1
22
223
3
4
54
49811030
410179
225225241100835p
tpg
udms
验算.
Re.
.4
54101790．835
=248
24110ptdu
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
/
2
18
tppudg
由此式得（下标w表示水，a表示空气）
()2
2
18
= pwpw
papa
t
wad
d
u
g
()
()pwpaw
papwad
d
查得20℃时水与空气的密度及黏度分别为
./,.
33
9982 100410
wwkgmPas
./,.
35
120518110
aakgmPas
已知玻璃球的密度为
/3
2500
pkgm
，代入上式得
(.).
.
(.).3
525001205100410
961
2500998218110pw
pad
d
【3-3】降尘室的长度为10m，宽为5m，其中用隔板分为20层，间距为100mm，气体
中悬浮的最小颗粒直径为
10m，气体密度为
./3
11kgm，黏度为
.6
21810Pas
，颗粒密度为4000kg/m3
。试求：(1)最小颗粒的沉降速度；(2)若需要最小颗粒沉降，气体的最大流速不能
超过多少m/s?(3)此降尘室每小时能处理多少m3
的气体？
解已知
,/./.6336
第三章 沉降与过滤
沉 降
【 3-1 】 密度为 1030kg/m 3、直径为 400 m 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 0.835kg / m3 ，黏度 2.41 10 5 Pa s
颗粒密度p1030kg / m 3 ，直径 d p 4 10 4 m
假设为过渡区，沉降速度为
4 g2 ( p )2 1 4 9 81 2 1030 1
3 2 3 4
ut d p ( . ) ( ) 4 10 1.79 m / s 225 225 2.41 10 5 0.835
d put 4
4 10 1 79 0．835 验算 Re = . 24 8
2 41 10 5
.
. 为过渡区 3
【 3-2 】密度为 2500kg/m 的玻璃球在 20℃的水中和空气中以相同的速度沉降。
解 在斯托克斯区，沉降速度计算式为
ut d 2p p g / 18
由此式得（下标 w 表示水， a 表示空气）
18 p w d pw2 ( p a )d pa2
ut =
g w a
dpw (
dpa (
p a ) w
p w ) a
查得 20℃时水与空气的密度及黏度分别为
w 998 2 3
w 1
. 004 10 3
. kg / m , Pa s
1 205 3
a 1 81 10 5
Pa s a. kg / m , .
已知玻璃球的密度为p 2500 kg / m3 ，代入上式得
第三章 颗粒流体力学基础与机械分离
教学内容（8学时）：
1. 流体与单个固体颗粒的相对运动、沉降速度，
2. 重力沉降、离心沉降原理与设备，
3. 过滤、过滤速率及其在恒压条件下的应用
基本要求：
1. 理解：流体与单个固体颗粒的相对运动，
2. 掌握：重力沉降室的沉降条件及生产能力；旋风除尘器分离能力的估算，
3. 理解：过滤基本原理，过滤速率、过滤推动力的意义，掌握：恒压过滤的计算，了解过滤设备
3-1 概述
化工生产中，需要将混合物分离的情况很多。如：原料的分离与纯化；产品的分离与纯化；生产中的废气、废液等在排放前都应将其中所含有的有害物质尽量除去。
大致来说，混合物可分为两大类：
混合气体溶液如且不存在相界面的物系物系内部各处物性均匀均相物系),(:,:NaOH
连续物质所组成的物系有相界面的分散物质和如具有不同物理性质非均相物系)(:
均相为互溶物系。非均相为不互溶物系。
其中，非均相混合物包括液态非均相气态非均相 由悬浮、乳浊、泡沫液等连续物质含雾气体如含尘气体分散物质:,:
非均相物系分离法一般用机械分离法，使分散相与连续相发生相对运动，从而分离。均相物系分离法将在传热和传质有关章节中讲。
流体相对于颗粒的运动过滤离心沉降过程颗粒相对于流体的运动重力沉降机械分离方法::
惯性离心力还包括重力以压力差为主过滤作用力速度快还有重力以惯性离心力为主离心沉降作用力速度慢以重力为主重力沉降作用力,,:,,:,: 重力沉降及离心沉降可用于分离气态及液态非均相；过滤多用于液态非均相，包括加压，减压，常压及离心过滤。
3-2 筛分
1、固体颗粒的大小
颗粒最基本的特性是其形状和大小(粒度)，形状均匀的为球形。颗粒的大小可按其直径的大小来表示，粗的可用mm表示，细的可用标准筛的筛孔号数来表示，再细的则以μm来度量。
测量颗粒大小的最简易的方法是用筛。标准筛为包括一系列具有不同大小孔眼的筛，若一种颗粒能通过某一号筛而截留于相邻的另一号孔眼较小的筛上，则此颗粒的直径一般认为等于此两号筛孔的宽度的平均值。
