经典化工原理考试题及答案_1.pdf

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1、-.z.化工原理考试题及答案 第三章 非均相别离 _班级_*_成绩_ 一、填空题：1.2 分悬浮液属液态非均相物系，其中分散相是指_；分散外相是指 _。*答案*固体微粒，包围在微粒周围的液体 2.3 分悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到_三个力的作用。当此三个力的_时，微粒即作匀速沉降运动。此时微粒相对于流体的运动速度，称为_。*答案*重力、阻力、浮力 代数和为零 沉降速度 3.2 分自由沉降是 _。*答案*沉降过程颗粒互不干扰的沉降 4.2 分当微粒在介质中作自由沉降时，假设粒子沉降的 Rep 一样时，球形度越大的微粒，介质阻力系数越_。球形粒子的球形度为

2、_。*答案*小 1 5.2 分沉降操作是使悬浮在流体中的固体微粒，在 _力或_力的作用下，沿受力方向发生运动而_，从而与流体别离的过程。*答案*重 离心 沉积 6.3 分球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_。滞流沉降时，其阻力系数=_.*答案*粒子所受合力的代数和为零 24/Rep 7.2 分降尘宝做成多层的目的是_。*答案*增大沉降面积，提高生产能力。8.3 分气体的净制按操作原理可分为_ _.旋风别离器属_。*答案*重力沉降、离心沉降、过滤 离心沉降 9.2 分过滤是一种别离悬浮在_的操作。*答案*液体或气体中固体微粒 10.2 分过滤速率是指_。在恒压过滤时，过滤速率将随操作的

3、进展而逐渐_。*答案*单位时间通过单位面积的滤液体积 变慢 11.2 分悬浮液中参加助滤剂进展过滤的目的是_ _。*答案*在滤饼中形成骨架，使滤渣疏松，孔隙率加大，滤液得以畅流 12.2 分过滤阻力由两方面因素决定：一方面是滤液本身的性质，即其_；另一方面是滤渣层本身的性质，即_。*答案*L 13.2 分板框压滤机每个操作循环由_五个阶段组成。*答案*装合板框、过滤、洗涤、卸渣、整理 14.4 分板框压滤机主要由_，三种板按 _的顺序排列组成。*答案*滤板、滤框、主梁或支架压紧装置等组成-.z.123212321 15.3 分*板框压滤机的框的尺寸为：长宽厚=81081025 mm，假设该机有

4、 10 块框，其过滤面积约为_ m。*答案*13.12 16.4 分 板框压滤机采用横穿洗涤滤渣，此时洗穿过_层滤布及_个滤框厚度的滤渣，流经过长度约为过滤终了滤液流动路程的_倍，而供洗液流通的面积又仅为过滤面积的_。*答案*二;一;二;二分之一 17.3 分 转鼓真空过滤机，转鼓每旋转一周，过滤面积，的任一局部都顺次经历_等五个阶段。*答案*过滤、吸干、洗涤、吹松、卸渣 18.3 分离心别离因数是指_ _。为了提高离心机的别离效率，通常使离心机的_增高，而将它的_减少。*答案*物料在离心力场中所受的离心力与重力之比;转速 直径适当 19.2 分离心机的别离因数越大，则别离效果越_；要提高离心

5、机的别离效果，一般采用_的离心机。*答案*好;高转速;小直径 20.3 分*悬浮液在离心机进展离心别离时，假设微粒的离心加速度到达 9807m.s，则离心机的别离因数等于_。*答案*1000 二、选择题：1.2 分欲提高降尘宝的生产能力，主要的措施是 。A.提高降尘宝的高度；B.延长沉降时间；C.增大沉降面积 *答案*C 2.2 分为使离心机有较大的别离因数和保证转鼓有关足够的机械强度，应采用 的转鼓。A.高转速、大直径；B.高转速、小直径；C.低转速、大直径；D.低转速，小直径；*答案*B 3.2 分用板框压滤机恒压过滤*一滤浆滤渣为不可压缩，且忽略介质阻力，假设过滤时间一样，要使其得到的滤

6、液量增加一倍的方法有 。A.将过滤面积增加一倍；B.将过滤压差增加一倍；C.将滤浆温度到高一倍。*答案*A 4.2 分板框压滤机组合时应将板、框按 顺序置于机架上。A.123123123；B.123212321；C.31212123 *答案*B 5.2 分有一高温含尘气流，尘粒的平均直径在 23m，现要到达较好的除尘效果，可采 的除尘设备。A.降尘室；B.旋风别离器；C.湿法除尘；D.袋滤器 *答案*C 6.2 分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-.z.为显著。A.颗粒密度；B.空气粘度；C.颗粒直径 *答案*C 7.2 分卧式刮刀卸料离心机按操作原理分应属于

7、离心机。A.沉降式 B.过滤式 C.别离式 *答案*B 8.2 分别离效率最高的气体净制设备是 。A.袋滤器；B.文丘里除尘器；C.泡沫除尘器 *答案*A 9.2 分 假设气体中所含微粒的最小直径为 1m，并含有少量水分，现要将此气体进展净制，并希望别离效率达 99%，则应选用 。A.袋滤器；B.文丘里除尘器；C.泡沫除尘器 *答案*B 10.2 分当微粒与流体的相对运动属于滞流时，旋转半径为 1m,切线速度为 20m.s,同一微粒在上述条件下的离心沉降速度等于重力沉降速度的 。A.2 倍；B.10 倍；C.40.8 倍 *答案*C 11.2 分 为提高旋风别离器的效率，当气体处理量较大时，应

8、采用 。A.几个小直径的别离器并联；B.大直径的别离；C.几个小直径的别离器串联。*答案*A 12.2 分颗粒的重力沉降在层流区域时，尘气的除尘以 为好。A.冷却后进展；B.加热后进展；C.不必换热，马上进展别离。*答案*A 13.2 分旋风别离器的临界粒径是指能完全别离出来的 粒径。A.最小；B.最大；C.平均；*答案*A 14.2 分旋风别离器主要是利用 的作用使颗粒沉降而到达别离。A.重力；B.惯性离心力；C.静电场 *答案*B 15.2 分离心机的别离因数愈大，说明它的别离能力愈 。A.差；B.强；C.低 *答案*B 16.2 分恒压过滤时过滤速率随过程的进展而不断 。A.加快；B.减

9、慢；C.不变 *答案*B 17.2 分要使微粒从气流中除去的条件，必须使微粒在降尘室的停留时间 微粒的沉降时间。A.；B.；C.；D.*答案*A 18.2 分 板框过滤机采用横穿法洗涤滤渣时，假设洗涤压差等于最终过滤压差，洗涤液粘度等于滤液粘度，则其洗涤速率为过滤终了速率的 倍。A.1；B.0.5；C.0.25-.z.*答案*C 19.2 分现有一乳浊液要进展别离操作，可采用 。A.沉降器；B.三足式离心机；C.碟式离心机。*答案*C 20.2 分含尘气体中的尘粒称为 。A.连续相；B.分散相；C.非均相。*答案*B 三、判断题：1.2 分离心机的别离因数愈大，说明它的别离能力愈强。*答案*2

10、.2 分通过旋风别离器能够完全别离出来的最大颗粒直径，称临界颗粒直径。*答案*3.2 分固体颗粒在大气中沉防是层流区域时，以颗粒直径的大小对沉降速度的影响最为显著。*答案*4.2 分旋风别离器是利用惯性离心力作用来净制气的设备。*答案*5.2 分假设洗涤压差与过滤压差相等，洗水粘度与滤液粘度一样时，对转筒真空过滤机来说，洗涤速率=过滤未速度。*答案*6.2 分沉降器的生产能力与沉降高度有关。*答案*7.2 分恒压过滤过程的过滤速度是恒定的。*答案*8.2 分要使固体颗粒在沉降器从流体中别离出来，颗粒沉降所需要的时间必须大于颗粒在器的停留时间。*答案*9.2 分为提高旋风别离器的别离效率，当气体

11、处理量大时，解决的方法有：一是用几个直径小的别离器并联操作。*答案*10.2 分在气一固别离过程，为了增大沉降速度 U，必须使气体的温度升高。*答案*11.2 分颗粒的自由沉降速度 U小于扰沉降速度。*答案*12.2 分 通常气体的净制宜在低温下进展；而悬浮液的别离宜在高温下进展。*答案*13.2 分粒子的离心沉降速度与重力沉降速度一样，是一个不变值。*答案*14.2 分 做板框压滤机的过滤实验时，滤液的流动路线与洗水的流动路线是一样的。*答案*15.2 分板框压滤机采用横穿法洗涤时，假设洗涤压差=最终过滤压差，洗涤液粘度=滤液粘度，则其洗涤速率=1/4 过滤终了速率。*答案*16.2 分物料

12、在离心机进展别离时，其离心加速度与重力加速度的比值，称为离心别离因-.z.数。*答案*17.2 分滤渣的比阻越大，说明越容易过滤。*答案*18.2 分恒压过滤时过滤速率随过程的进展不断下降。*答案*19.2 分袋滤器可用于除去含微粒直径小至 1m 的湿气体的净制。*答案*20.2 分欲提高降尘室的生产能力一倍，应将降尘室的高度增加一倍。*答案*四、问答题：1.8 分为什么工业上气体的除尘常放在冷却之后进展.而在悬浮液的过滤别离中，滤浆却不宜在冷却后才进展过滤.*答案*由沉降公式 u=d()g/(18)可见，U与成反比，对于气体温度升,高其粘度增大，温度下降，粘度减少。所以对气体的除尘常放在冷却

13、后进展，这样可增大沉降速度 U。而悬浮液的过滤，过滤速率为 dv/(Adq)=P/(rL)，即粘度为过滤阻力。当悬浮液的温度降低时，粘度却增大，为提高过滤速率，所以不宜冷却后过滤。2.8 分试分析提高过滤速率的因素.*答案*过滤速率为 dv/Ad=P/rL 推动力/阻力提高过滤速率的方法有：1 提高推动力P，即增加液柱压力；增大悬浮液上面压力；在过滤介质下面抽真空。2降低阻力，即提高温度使粘度下降；适当控制滤渣厚度；必要时可加助滤剂。3.8 分 影响重力沉降速度的主要因素是什么.为了增大沉降速度以提高除尘器的生产能力，你认为可以采取什么措施.*答案*由重力沉降式 U=d(s-)g/(18)可见

14、，影响重力沉降速度 U的主要是 d 和Ud，U1/，为提高 U，在条件允许的情况下，可用湿法增大颗粒直径。这样可大大增大 U，较可行的方法是让含尘气体先冷却，使其粘度下降，也可使 U增大。4.8 分为什么旋风别离器的直径 D 不宜太大.当处理的含尘气体量大时，采用旋风分高器除尘，要到达工业要求的别离效果，应采取什么措施.*答案*旋风别离器的临界直径 d=(9B/NU)，可见 D时，B 也B=D/4，此时 d也，则别离效率，为提高别离效率，不宜采用 D 太大的别离器。为果气体处理大时，可采用几个小直径的旋风别离器并联操作，这样则可到达要求的别离效果。5.8 分为什么板框压滤机洗涤速率近似等于过滤

15、终了时过滤速率的四分之一倍.*答案*由于洗涤液通过两层过滤介质和整层滤渣层的厚度，而过滤终了时滤液只通过一层过滤介质和滤渣层厚度的一半，即洗涤液流动距离比滤液长 1 倍，其阻力也就大 1 倍，故 dv/dq)w就慢了 0.5 倍；又因洗涤液的流通面积此滤液的流通面积少 1 倍，这样 dv/dq)w 又慢了 0.5。基于上述两个原因，故当洗涤压差与过滤终了时压差一样时，且洗涤液的粘度与滤液粘度相近时，则dv/d)w(1/4)(dv/d)6影响颗粒沉降速度的因素都有哪些.-.z.答：影响颗粒沉降速度包括如下几个方面：颗粒的因素：尺寸、形状、密度、是否变形等；介质的因素：流体的状态气体还是液体、密度

16、、粘度等；环境因素：温度影响、压力、颗粒的浓度浓度大到一定程度使发生干扰沉降等 设备因素：表达为壁效应。7多层沉降室和旋风别离器组设计的依据是什么.答：1多层沉降室设计的依据是沉降室生产能力的表达式，即VS=blut 根据此式，VS与设备高度无关，而只是底面积bl和ut的函数。对指定的颗粒，在设备总高度不变条件下，设备n层水平隔板，即使底面积增加nbl倍，从而使生产能力到达原来的n1倍。如果生产能力保持不变，多层降尘室可使更小的颗粒得以别离，提高除尘效率。2旋风别离组设计的依据是临界粒径定义式，即 当颗粒尺寸及介质被指定之后，B的减小可使dc降低，即别离效果提高。B和旋风别离器的直径成一定比例

17、。在要求生产能力比拟大时，采用假设干个小旋风别离器，在保证生产能力前提下，提高了除尘效果。8假设分别采用以下各项措施，试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。滤布阻力可以忽略，滤饼不可压缩。转筒尺寸按比例增大 50。答：根据题给条件，转筒真空过滤机生产能力的表达式为 而A=DL-.z.转筒尺寸按比例增大 50。新设备的过滤面积为 A=(1.5)2A=2.25A 即生产能力为原来的 2.25 倍，净增 125，需要换设备。9假设分别采用以下各项措施，试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。滤布阻力可以忽略，转筒浸没度增大 50。答：根据题给条件，转筒真空过滤机生产能力的表达式为 而A=DL 转筒浸没

18、度增大 50 即生产能力净增 22.5。增大浸没度不利于洗涤。10假设分别采用以下各项措施，试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。滤布阻力可以忽略，操作真空度增大 50。答：根据题给条件，转筒真空过滤机生产能力的表达式为 而A=DL 操作真空度增大 50 -.z.增大真空度使 为原来的 1.5 倍，则效果同加大浸没度 50，即生产能力提高了22.5。加大真空度受操作温度及原来真空度大小的制约。11假设分别采用以下各项措施，试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。滤布阻力可以忽略，转速增大 50。滤浆中固体的体积分率由 10提高至 15。*v的加大使v加大，两种工况下的v分别为 (a)则 即生产能

19、力以滤液体积计下降 25.47 12假设分别采用以下各项措施，试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。滤布阻力可以忽略，滤浆中固相体积分率由 10增稠至 15，滤饼中固相体积分率为 60。根据题给条件，转筒真空过滤机生产能力的表达式为 而A=DL 升温，使滤液粘度减小 50。-.z.再分析上述各种措施的可行性。升温，使粘度下降 50。答：根据题给条件，转筒真空过滤机生产能力的表达式为 而A=DL 由式 a 可知 则 即可使生产能力提高 41.4。但温度提高，将使真空度难以保持。工业生产中，欲提高生产能力，往往是几个方法的组合。13何谓流化质量.提高流化质量的措施有哪些.答：流化质量是指流化床均匀

20、的程度，即气体分布和气固接触的均匀程度。提高流化质量的着眼点在于抑制聚式流化床在不稳定性，即抑制床层中空穴所引发的沟流、节涌现象。1分布板应有足够的流动阻力。一般其值，绝对值不低于 3.5kPa。2设置床层的部构件。包括挡网、挡板、垂直管束等。为减小床层的轴向温度差，挡板直径应略小于设备直径，使固体颗粒能够进展循环流动。3采用小粒径、宽分布的颗粒，细粉能起到“润滑作用，可提高流化质量。4细颗粒高气速流化床提供气固两相较大的接触面积，改善两相接触的均匀性，同时高气速可减小设备尺寸。五、计算题：3-1*烧碱厂拟采用重力沉降净化粗盐水，粗盐水密度为31200mkg黏度为smPa3.2，其中固体颗粒可

21、视为球形，密度取32640mkg。求直径为mm1.0颗粒的沉降速度。解：在沉降区域未知的情况下，先假设沉降处于层流区，应用斯托克斯公式：-.z.校核流型 2178.0103.212001041.310Re334tptud 层流区假设成立，smmut41.3即为所求。3-2 *烧碱厂拟采用重力沉降净化粗盐水，粗盐水密度为31200mkg黏度为smPa3.2，其中固体颗粒可视为球形，密度取32640mkg。沉降速度为sm02.0的颗粒直径。解：假设沉降在层流区，182pptgdu。校核流型 253.2103.2120002.01042.2Re34tptud 原假设不成立。设沉降为过渡区。mgudp

22、tp46.116.034.04.16.116.04.04.11059.21200264081.9103.21200153.002.0153.0校核流型 70.2103.2120002.01059.2Re34tptud 过渡区假设成立，mmdp259.0即为所求。3-3 长 3m、宽 2.4m、高 2m 的降尘室与锅炉烟气排出口相接。操作条件下，锅炉烟气量为sm35.2，气体密度为3720.0mkg，黏度为sPa5106.2，飞灰可看作球型颗粒，密度为32200mkg。求临界直径。解：smBLVutc347.034.25.2max 假设沉降处于层流区，校核流型 2834.0106.2720.03

23、47.01068.8Re55tcpctud 故mdpc8.86即为所求。3-4 长 3m、宽 2.4m、高 2m 的降尘室与锅炉烟气排出口相接。操作条件下，锅炉烟气量为sm35.2，气体密度为3720.0mkg，黏度为sPa5106.2，飞灰可看作球型颗粒，密度为32200mkg。要求m75以上飞灰完全被别离下来，锅炉的烟气量不得超过多少。-.z.解：m75，由上题知沉降必在层流区。校核气流速度：smsmBHVu5.139.024.287.1max 3-5 过滤固相浓度%1c的碳酸钙悬浮液，颗粒的真实密度32710mkgp，清液密度31000mkg，滤饼含液量46.0，求滤饼与滤液的体积比。解

24、：设滤饼的表现密度为c,3mkg，且颗粒与液体均不可压缩，则根据总体积为分体积之和的关系，可得：所以：31517100046.0271046.011mkgc 每获得31m滤液，应处理的悬浮液体积为1，其中固体颗粒的质量为：pc1 每获得31m滤液得到的滤饼质量为c，其中固体颗粒的质量为：1c 射固体颗粒全部被截留，则 CB，有pcpcc1 将值代入上式：30342.0271001.046.011517271001.0m滤饼/3m滤液。3-6 过滤面积为25m的转股真空过滤机，操作真空度为akp54，浸没度为 1/3，每分钟转数为 0.18。操作条件下的过滤常数K为sm26109.2，eq为23

25、3108.1mm，求hmVt3。解：3236108.1108.118.0109.23160518.060tV 3-7 一填充床含有不同大小的颗粒，计mm10的占 15%，mm20的占 25%，mm40的占 40%，mm70的占 20%，以上均为质量百分率。设球型度均为 0.74,试计算平均等比外表积当量直径。解：筛分法得到的颗粒尺寸为等比外表积当量直径aid，则平均等比外表积当量直径为 3-8 以圆柱形烟囱高m30，直径m0.1，当风以每小时km50横向掠过时，试求拽力系数与该烟囱所受的拽力，设空气温度C25。解：C25空气：3185.1mkg，cP31035.18-.z.空气的流速：smu8

26、9.133600/10503 查拽力系数图，对圆柱体38.0 拽力：NuApFD130389.13185.121300.138.0222 3-9 密度为32000mkg的圆球在C20的水中沉浮，试求其在服从斯托克斯围的最大直径和最大沉降速度。解：C20水：32.998mkg，sPa 310005.1 颗粒：32000mkgs 在斯托克斯定律围：1Reudpp 即110005.12.9983udp 取1Rep，则smmudp/10006.16 又23254330010005.11881.92.9982000pptddu 3-10 一种测定黏度的仪器由一钢球和玻璃筒组成。测试是筒装被测液体，记录钢

27、球下落一定距离的时间，球的直径为mm6，下落距离为mm20，测试一种糖浆时，记下的时间间隔为s32.7，此糖浆的密度为3/1300mkg，钢球的密度为3/7900mkg，求此糖浆的黏度。解：钢球的沉降速度：smHutt/0273.032.72.0 设沉降处于层流区，根据斯托克斯定律：核1045.074.413000273.0006.0Re:Retsppud 所以，假设在层流区沉降正确，糖浆的黏度为cP4740。3-11 试求密度为3/2000mkg的球型粒子在C15空气中自由沉降室服从斯托克斯定律的最大粒径。解：C15空气：3/226.1mkg，sPa 3100179.0-.z.当1Rep时，

28、182gddussst 3-12 试求密度为3/2000mkg的球型粒子在C15空气中自由沉降室服从牛顿定律的最小颗粒直径。解：C15空气：3/226.1mkg，sPa 3100179.0 服从牛顿定律的最小颗粒直径：1000Restpdu 同时gddussst74.11000 3-13 *悬浮液在以过滤面积为2500cm的恒压压滤机进展试验，所用真空度为mmHg500柱，在十分钟获得滤液为ml500，求过滤常数K及k。滤饼不可压缩，滤布阻力不计 解：因滤布阻力不计，则过滤常数为 又滤饼不可压缩，则 3-14 *板框压滤机在恒压过滤一小时后，共获得滤液311m，停顿过滤后用33m清水 其黏度与

29、滤液一样于同样压力下对滤饼进展洗涤。设滤布阻力可忽略，求洗涤时间。解：因洗涤水黏度与滤液黏度一样，洗涤压差也与过滤压差一样，且滤布阻力可忽略，则洗涤时间为 3-15 用一板框压滤机在恒压下过滤*一悬浮液，要求经过三个小时能获得34m滤液，假 设 过 滤 常 数hmK/1048.123，滤 布 阻 力 略 不 计，假 设 滤 框 尺 寸 为mmmmmm3010001000，则需要滤框和滤板各几块。解：滤布阻力忽略不计时恒压过滤方程 故过滤面积230.6031048.14mKVA 框数30112602abAn 板数311n 3-16 用一板框压滤机在恒压下过滤*一悬浮液，要求经过三个小时能获得34

30、m滤液，假设过滤常数hmK/1048.123，滤布阻力略不计，过滤终了用水进展洗涤，洗涤水黏度与滤液一样，洗涤压力与过滤压力一样，假设洗涤水量为34.0 m，求洗涤时间。-.z.解：因洗涤水黏度与滤液一样，洗涤压力与过滤压力一样，介质阻力可忽略，则洗涤时间为：3-17 用一板框压滤机在恒压下过滤*一悬浮液，要求经过三个小时能获得34m滤液，假设过滤常数hmK/1048.123，滤布阻力略不计，假设辅助时间为一小时，求该压滤机的生产能力。解：压滤机生产能力为 3-18 一只含尘气体中尘粒的密度为3/2300mkg，气体流率为hm/10003，密度为3/674.0mkg，黏度为26/106.3ms

31、N。采用标准型旋风别离器进展除尘，假设别离器的直径为mm400，估算临界粒径。解：标准型旋风别离器的构造尺寸为 1.044.04DB，mDA2.024.02 进口气速：smBAVus/9.132.01.03600/1000，取5.3N 故临界直径：mmuNBdsc6.9106.99.1323005.314.31.0106.39965 3-19 一只含尘气体中尘粒的密度为3/2300mkg，气体流率为hm/10003，密度为3/674.0mkg，黏度为26/106.3msN。采用标准型旋风别离器进展除尘，假设别离器的直径为mm400，估算气体的阻力。解：标准型旋风别离器的构造尺寸为 1.044.

32、04DB，mDA2.024.02 标准型旋风别离器82/4.01.02.01616221DAB 阻力：OmmHmNuP22221.53/5219.13674.021821 3-20 用一板框压滤机在恒压下过滤*一悬浮液，要求经过三个小时能获得34m滤液，假设过滤常数hmK/1048.123，滤布阻力略不计，1假设滤框尺寸为mmmmmm3010001000，则需要滤框和滤板各几块。2过滤终了用水进展洗涤，洗涤水黏度与滤液一样，洗涤压力与过滤压力一样，假设洗涤水量为34.0 m，求洗涤时间。-.z.解：滤布阻力忽略不计时恒压过滤方程 故过滤面积230.6031048.14mKVA 框数30112602abAn 板数311n 2因洗涤水黏度与滤液一样，洗涤压力与过滤压力一样，介质阻力可忽略，则洗涤时间为：