习题3-机械分离(共10页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上一、填空题1、(2分)在长为L m、高为H m的降尘室中,颗粒的沉降速度为ut m/s,气体通过降尘室的水平流速为u m/s,则颗粒能在降尘室内分离的条件是 。答:。2、(4分)用旋风分离器来分离含尘气体中的尘粒,若进口气速增加,则分离效率 ,其压降 。答:提高、增加。3、(2分)某悬浮液在离心机内进行离心分离时,若微粒的离心加速度达到9807ms-2,则离心机的分离因数等于 。答:10004、(2分)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15ms-1。当颗粒与流体的相对运动属层流时,其分离因数为 。答:575、(3分)某板框压滤机的框的尺寸为:

2、长宽厚=81081025 mm,若该压滤机有10块框,其过滤面积约为 m2。答:13.126、(2分)在相同的操作压力下,加压叶滤机的洗涤速率与最终过滤速率之比应为 。答:17、(2分)在相同的操作压力下,当洗涤液与滤液的粘度相同时,真空转筒过滤机的洗涤速率与最终过滤速率的比值为 。答:18、(3分)用板框过滤机过滤某种悬浮液。测得恒压过滤方程为(的单位为s),则K为 m2/s,qe为 m3/ m2,为 s。答:,0.01, 2.59、某板框压滤机,恒压过滤1h得滤液10m3,停止过滤用2 m3清水横穿洗涤(清水黏度与滤液黏度相同),为得到最大生产能力,辅助时间应控制在 h(过滤介质阻力忽略不

3、计)。答:2.610、降尘室生产能力仅与其 及颗粒的 有关。表达旋风分离器性能的颗粒的临界直径是指 。答:降尘室的底面积,沉降速度,能完全分离下来的最小颗粒粒径。11、在长为L,高为H的降尘室中,颗粒沉降速度u0,气体通过降尘室的水平速度为u,则颗粒在降尘室内沉降分离的条件是 ,若该降尘室增加2层水平隔板,则其生产能力为原来的 倍。答: ,312、用一板框过滤机过滤某悬浮液,其最终过滤速率为0.02m3/s,然后用同样黏度的洗涤液横穿洗涤滤饼,则洗涤速度等于 ;若采用真空过滤机,其最终过滤速率也为0.02m3/s则洗涤速率等于 。(洗涤压差与最终过滤压差相同)答:0.005 m3/s ,0.0

4、2m3/s 13、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,则该除尘室的生产能力是 。答: 0.36m3/s 14、在板框过滤机中,若滤饼不可压缩,介质阻力不计,当过滤压差增加一倍时,其过滤速率为原来的 倍。答: 215、某板框过滤机,在一恒定的操作压差下,过滤某一水悬浮液。经2h后,滤渣刚好充满滤框,得滤液为15m3。则它第一个小时滤出的滤液为 。(过滤介质阻力忽略不计)答: 10.6 m316、某降尘室有3层隔板(板厚不计),设气流均布并为层流流动,颗粒沉降处于斯托克斯区,已知理论上能100%除去的颗粒直径为60,则能90%除去的颗粒直径为 。答

5、: 5717、在操作压力相同条件下,当滤液黏度与洗涤液黏度相同时,叶滤机洗涤速率与最终过滤速率的比值为 。答: 118、用一回转真空过滤机过滤某悬浮液,介质阻力可忽略不计。若因故滤浆的浓度下降,致使滤饼体积与所获滤液体积之比变为原来的80(设滤饼比阻不变)现若保持其余操作条件不变,则过滤机的生产能力(以每小时的滤液计)为原来的 倍,滤饼厚度为原来的 倍。答: 1.118; 0.919、用压滤机分离悬浮物,忽略过滤介质阻力,滤饼不可压缩,其他条件不变。提高悬浮液的固体含量,单位过滤时间所得滤液量将 。答: 减少20、对恒压过虑,如滤饼不可压缩,介质阻力可以忽略时:(1)过滤量增大一倍,则过滤速率

6、 为原来的 ;(2)当过滤面积增大一倍时,则过滤速率增大为原来的 倍。答: 0.5; 421、含尘气体在降尘室内除尘(尘粒均为球形,且沉降在Stokes区),理论上能使流量为V的气体中颗粒直径的颗粒100%除去,现要求将同样气量中的的颗粒100%除去,则降尘室的底面积应为原来的 倍。答: 221、已知床层孔隙率为,颗粒的比表面积为a,床层气速为u,则流体通过床层孔道的速度为 ,孔道的当量直径为 。答: , 二、单选题1、过滤基本方程式是基于( B )推导出来的。A滤液在介质中呈湍流流动 B滤液在滤渣中呈层流流动C滤液在滤渣中呈湍流流动 D滤液在介质中呈层流流动2、在一个过滤周期中,为了达到最大

7、生产能力应( D )。A过滤时间应大于辅助时间 B过滤时间应小于辅助时间C过滤时间应等于辅助时间 D过滤加洗涤所需时间等于1/2周期3、在降尘室中,尘粒的沉降速度与下列因素无关的是( C )。A颗粒的几何尺寸 B颗粒与流体的密度C流体的水平流速 D颗粒的形状4、沉降室的生产能力与( B )有关。A颗粒沉降速度和沉降室高度B沉降面积;C沉降面积和颗粒沉降速度D沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度5、在重力场中,微小颗粒的沉降速度与( D )无关。 A粒子的几何形状 B粒子的尺寸大小 C流体与粒的密度 D流体的速度6、为了获得最大的生产能力,对于恒压操作的板框压滤机,过滤时间与过滤机的拆装重整时间的

8、关系应为( C )。ABCD27、旋风分离器的总的分离效率是指( D )。 A颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率B颗粒群中最小粒子的分离效率C不同粒级(直径范围)粒子分离效率之和D全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率8、恒压过滤时, 如滤饼不可压缩,介质阻力可忽略,当操作压差增加1倍,则过滤速率为原来的( B )。A1 倍 B2 倍 C倍 D1/2倍9、恒压过滤时,当过滤时间加倍,若忽略滤介阻力且滤饼视为刚性,则过滤速率变为原来的( D )。A2倍B0.5倍C倍D倍10、当其他条件不变时,提高回转真空过滤机的转速,则过滤机的生产能力( B )。 A降低B提高C不变D不一定11、下列参数中

9、,不属于无因次量的是( C )。A摩擦因数 B离心分离因数 C过滤常数 D传热单元数NTU 12、助滤剂应具有以下性质( B )。A颗粒均匀,柔软,可压缩B颗粒均匀,坚硬,不可压缩C颗粒分布广,坚硬,不可压缩D颗粒均匀,可压缩,易变形13、降尘室高度增加1倍,其生产能力( C )。A增加1倍 B增加2倍 C不变 D减小1倍 14、忽略介质阻力,转筒真空过滤机转速提高至原来的1.5倍,其他条件不变,则其生产能力为原来的( B )倍。A1.5 B1.22 C1.25 D不确定 15、离心分离设备在层流区操作,颗粒的旋转半径为0.4m,旋转速度为18m/s,则该设备的离心分离因素为( C )。16、

10、若小雨滴在下降过程中与其他雨滴发生合并,雨滴直径增大了30%,则雨滴合并前后的自由沉降速度比为( A )。A1.69 B1.3 C1.0 D2.0 17、当固体颗粒在大气中沉降处于层流区域时,下列( C )物理量的大小对沉降速度的影响最为显著。A颗粒密度 B空气黏度 C颗粒直径 D空气温度18、过滤操作中,滤液流动遇到的阻力是( D )。A介质阻力 B空气阻力 C滤渣阻力 D介质和滤渣阻力之和19、板框过滤机洗涤速率为恒压滤最终速率的1/4,这一规律只有在( C )时才成立。A过滤时的压差与洗涤时的压差相同B滤液的黏度与洗涤液的黏度相同C过滤压差与洗涤压差相同且滤液的黏度与洗涤液的黏度相同D过

11、滤压差与洗涤压差相同,滤液的黏度与洗涤液的黏度相同,且过滤面积与洗涤面积相同20、恒压过滤且介质忽略不计时,如黏度降低20%,则在同一时刻滤液增加( A )。A11.8% B9.54% C20% D44% 21、在设计降尘室时,所依据的基本关系是,其中指( B )。A颗粒平均沉降速度B要求被除去的最小颗粒沉降速度C平均粒径大小的颗粒的沉降速度D最小颗粒的沉降速度22、推导过滤基本方程式时一个最基本的论据是( C )。A固体颗粒的沉降速度 B滤饼的可压缩性C流体的层流流动 D过滤介质的比阻23、在板框过滤机中,如滤饼不可压缩,介质阻力不计,当过滤压差增加1倍时,其过滤速率为原来的( C )位。A

12、 B1 C2 D4 24、将某回转真空过滤机的转速提高了50%,它的生产能力可提高( D )。A大于50% B大于40% C大于30% D大于20% 25、降尘室的生产能力( A )。A与沉降面积A和沉降速度有关B与沉降面积A、沉降速度和降尘室高度H有关C只与沉降面积A有关D只与沉降速度有关26、有一连续操作的转筒真空过滤机,其生产能力以Q(m3滤液/h)表示,每转一周所得滤液量以V(m3)表示,若过滤介质阻力可忽略,则当转筒转速提高时( D )。AV增加,Q下降 BV增加,Q增加CV下降,Q下降 DV下降,Q增加27、在重力场中发生的沉降过程,( A )不是沉降速度的影响因素。A流体的流速

13、B颗粒的几何形状 C颗粒的大小 D流体的物性28、在相同的操作温度、压力下,使旋风分离器(以下简称旋风)的处理量加倍,并且要维持原来的分离效果,以下各种措施中最佳的是( D )。A采用原旋风直径2位的旋风 B使旋风筒体长度加倍C使旋风进气口面积加倍 D采用两个与原旋分相同的旋分并联三、计算题1、(16分)一转筒真空过滤机,其直径和长度均为1 m,用来过滤某悬浮液。原工况下每转一周需时1 min,操作真空度为4.9 kPa (500mmHg),每小时可得滤液60 m3,滤饼厚度为12 mm,新工况下要求生产能力提高1倍,操作真空度提高至6.37 kPa (650mmHg),已知滤饼不可压缩,介质

14、阻力可忽略。试求:(1)新工况过滤机的转速应为多少?(2)新工况所生成的滤饼厚度为多少?解:(1)所以 设浸没度为,转速为n (r/min)则转筒旋转一周所需时间为(s),其中转筒整个面积浸入滤槽即过滤时间为(s),所以故 m3/h所以由题知 S = 0 及故 r/min新工况滤机的转速为3.1 r/min。(2) 设滤饼的厚度为,则有 m3饼/h所以mm新工况所生成的滤饼厚为7.7mm2、(16分)一小型板框压滤机有5个框,长宽各为0.2 m, 在300 kPa(表压)下恒压过滤2 h,滤饼充满滤框,且得滤液80 L,每次洗涤与装卸时间各为0.5 h。若滤饼不可压缩,且过滤介质阻力可忽略不计

15、。求:(1)洗涤速率为多少m3/(m2h)? (2)若操作压强增加一倍,其它条件不变,过滤机的生产能力为多少?解:(1)洗涤速率因过滤介质阻力可忽略不计,即恒压过滤速率方程式为:q2=K过滤面积:A=50.222=0.4 m2单位过滤面积上的滤液量q=V/A=8010-3/0.4=0.2 m3/m2过滤常数K= q2/=0.22/2=0.02 m2/h过滤终止时的速率 (dq/d)E=K/2q=0.02/(20.2)=0.05 m/h洗涤速率(dq/d)W=0.5 (dq/d)E=0.50.05=0.025 m/h(2) p=2p时的生产能力因滤饼不可压缩,所以 K=Kp/p=2K=20.02

16、=0.04 m2/h因在原板框压滤机过滤,悬浮液浓度未变,则当5个板框充满滤饼时所得滤液量仍为V=0.08 m3,故此时所用的过滤时间为= q2/K=q2/K=0.22/0.04=1 h生产能力 Q=V/(+w+D)=0.08/(1+0.5+0.5)=0.04 m3 滤液/h3、(14分)用板框过滤机在压差为100 kPa(表压)下恒压过滤某水悬浮液,过滤1h后滤框全充满,得滤液1m3/m2。滤饼压缩指数s=0.35,滤饼不洗涤,过滤介质可忽略不计。卸渣、清理、重装等时间为10min,现将操作压差增大一倍,其他条件不变,过滤仍进行到滤框全充满,求过滤机生产能力增大为原来的几倍?解:过滤介质阻力

17、忽略不计时的恒压过滤方程为(1)将q = 1m3/m2,代入计算,得: m2/min 又因为,故 m2/min 将、代入(1)式,得 min故操作压差增大一倍前后,生产能力之比即过滤机的生产能力增大为原来的1.45倍。4、(14分)用一板框过滤器过滤某种悬浮液,该过滤机装有12块81081025mm的滤框,在0.2MPa(表压)下10min可在单位过滤面积上得到0.1m3的滤液,再过15min又得到滤液0.1m3。试求:(1)操作条件下的过滤常数K及qe;(2)总共获得8 m3滤液需要多少小时?解:(1)根据恒压过滤速率方程,得由题意可知由(1)和(2)联立方程组,解得 K=410-3m2/m

18、in,qe=0.15 m3/m2(2)该板框过滤机的过滤面积为 m2故获得8 m3滤液所需的单位滤液量为 m3/m2根据恒压过滤方程,可得解得:总共获得8 m3滤液需要的时间为1.71h。5、(15分)某叶滤机过滤面积为5m2,恒压下过滤某悬浮液,4 h后获滤液100m,过滤介质阻力可忽略,试计算:(1)同样操作条件下仅过滤面积增大1倍,过滤4 h后可得多少滤液?(2)同样操作条件下过滤2h可获多少滤液?(3)在原操作条件下过滤4 h后,用10m与滤液物性相近的洗涤液在同样压差下进行洗涤,洗涤时间为多少?解:(1)=0,恒压过率方程为:= (a) 将, 代入(a)得 K=将 A=2,K=代入(

19、a)得 (2)将,代入(a)得 = (3)对微分 得过滤速率方程:所以, ( =将代入可得过滤终了时的过滤速率(=叶滤机洗涤方式为置换洗涤,故=()所以,6、(12分)某板框过滤机有5个滤框,框的尺寸为635 mm635 mm25mm。过滤操作在20、恒压差下进行,过滤常数,滤饼体积与滤液体积之比,滤饼不洗涤,卸渣、重整等辅助时间为10min。试求:(1)框全充满所需时间?(2)板框过滤机的生产能力。已知:N=5,框635 mm635 mm25mm, 求:(1);(2)生产能力1分解:(1)以一个框为基准进行计算。框全充满时滤饼的体积为1分相应的滤液量2分一个框的过滤面积1分所以单位过滤面积上的滤液量 1分由恒压过滤方程,得3分(2)板框过滤机的生产能力3分专心-专注-专业

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