沉降與過濾習(xí)題

1、沉降與過濾一章習(xí)題及答案一、選擇題1、 一密度為7800 kg/m3 的小鋼球在相對(duì)密度為1.2的某液體中的自由沉降速度為在20水中沉降速度的1/4000，則此溶液的粘度為 （設(shè)沉降區(qū)為層流）。D 4000 mPa·s； 40 mPa·s； 33.82 Pa·s； 3382 mPa·s 2、含塵氣體在降塵室內(nèi)按斯托克斯定律進(jìn)行沉降。理論上能完全除去30m的粒子，現(xiàn)氣體處理量增大1倍，則該降塵室理論上能完全除去的最小粒徑為 。D A； B。；C。； D。 3、降塵室的生產(chǎn)能力取決于 。 BA沉降面積和降塵室高度；B沉降面積和能100%除去的最小顆粒的沉降速

2、度；C降塵室長(zhǎng)度和能100%除去的最小顆粒的沉降速度；D降塵室的寬度和高度。4、降塵室的特點(diǎn)是 。DA 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流體阻力小，分離效率高，但體積龐大；B 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分離效率高，但流體阻力大，體積龐大；C 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分離效率高，體積小，但流體阻力大；D 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流體阻力小，但體積龐大，分離效率低5、在降塵室中，塵粒的沉降速度與下列因素 無關(guān)。C A顆粒的幾何尺寸 B顆粒與流體的密度 C流體的水平流速； D顆粒的形狀6、在討論旋風(fēng)分離器分離性能時(shí)，臨界粒徑這一術(shù)語是指 。C A. 旋風(fēng)分離器效率最高時(shí)的旋風(fēng)分離器的直徑; B. 旋風(fēng)分離器允許的最小直徑; C. 旋風(fēng)分離器能夠全部分離出來的最小顆

3、粒的直徑; D. 能保持滯流流型時(shí)的最大顆粒直徑7、旋風(fēng)分離器的總的分離效率是指 。D A. 顆粒群中具有平均直徑的粒子的分離效率; B. 顆粒群中最小粒子的分離效率; C. 不同粒級(jí)(直徑范圍)粒子分離效率之和; D. 全部顆粒中被分離下來的部分所占的質(zhì)量分率 8、對(duì)標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器系列，下述說法哪一個(gè)是正確的 。C A尺寸大，則處理量大，但壓降也大； B尺寸大，則分離效率高，且壓降??； C尺寸小，則處理量小，分離效率高； D尺寸小，則分離效率差，且壓降大。9、恒壓過濾時(shí)， 如濾餅不可壓縮，介質(zhì)阻力可忽略，當(dāng)操作壓差增加1倍，則過濾速率為原來的 。 BA. 1 倍； B. 2 倍； C.倍；

4、D.1/2倍10、助濾劑應(yīng)具有以下性質(zhì) 。B A. 顆粒均勻、柔軟、可壓縮; B. 顆粒均勻、堅(jiān)硬、不可壓縮; C. 粒度分布廣、堅(jiān)硬、不可壓縮; D. 顆粒均勻、可壓縮、易變形11、助濾劑的作用是 。BA 降低濾液粘度，減少流動(dòng)阻力；B 形成疏松餅層，使濾液得以暢流；C 幫助介質(zhì)攔截固體顆粒；D 使得濾餅密實(shí)并具有一定的剛性12、下面哪一個(gè)是轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)的特點(diǎn) 。B A面積大，處理量大；B面積小，處理量大；C壓差小，處理量??；D壓差大，面積小13、以下說法是正確的 。B A. 過濾速率與A(過濾面積)成正比; B. 過濾速率與A2成正比; C. 過濾速率與濾液體積成正比; D. 過濾速率與

5、濾布阻力成反比14、恒壓過濾，如介質(zhì)阻力不計(jì)，過濾壓差增大一倍時(shí)，同一過濾時(shí)刻所得濾液量 。C A. 增大至原來的2倍; B. 增大至原來的4倍; C. 增大至原來的倍; D. 增大至原來的1.5倍15、過濾推動(dòng)力一般是指 。 B A過濾介質(zhì)兩邊的壓差；B. 過濾介質(zhì)與濾餅構(gòu)成的過濾層兩邊的壓差; C. 濾餅兩面的壓差; D. 液體進(jìn)出過濾機(jī)的壓差16、恒壓板框過濾機(jī)，當(dāng)操作壓差增大1倍時(shí)，則在同樣的時(shí)間里所得濾液量將 （忽略介質(zhì)阻力） 。 AA增大至原來的倍； B增大至原來的 2倍 ； 增大至原來的 4 倍； D不變二、填空題1、一球形石英顆粒，分別在空氣和水中按斯托克斯定律沉降，若系統(tǒng)溫度

6、升高，則其在水中的沉降速度將 ，在空氣中的沉降速度將 。下降，增大2、在滯流(層流)區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的 次方成正比。 23、降塵室的生產(chǎn)能力與降塵室的 和（ ） 有關(guān)。 長(zhǎng)度 寬度4、已知某沉降室在操作條件下的氣體流率為3600m3/h，沉降室長(zhǎng)、寬、高尺寸為=5,則其沉降速度為 。0.0675、在除去某粒徑的顆粒時(shí)，若降塵室的高度增加一倍，氣流速度 。減少一倍6、若降塵室的高度增加，則沉降時(shí)間 ，氣流速度 ，生產(chǎn)能力 。增加；下降；不變7、一降塵室長(zhǎng)8m，寬4m，高1.5m，中間裝有14塊隔板，隔板間距為0.1m?，F(xiàn)顆粒最小直徑為12m，其沉降速度為0.02 mm/s，欲將最小直

7、徑的顆粒全部沉降下來， 則含塵氣體的最大流速不能超過 m/s。1.68、在旋風(fēng)分離器中，某球形顆粒的旋轉(zhuǎn)半徑為0.4 m, 切向速度為15 m/s。當(dāng)顆粒與流體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)屬層流時(shí)，其分離因數(shù)為 。579、選擇旋風(fēng)分離器型式及決定其主要尺寸的根據(jù)是 ； ； 。氣體處理量，分離效率，允許壓降10、通常， 非均相物系的離心沉降是在旋風(fēng)分離器中進(jìn)行， 懸浮物系一般可在旋液分離器或沉降離心機(jī)中進(jìn)行。氣固；液固11、已知q為單位過濾面積所得濾液體積V/A，qe為Ve/A，Ve為過濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液體積(濾液體積為Ve時(shí)所形成的濾餅層的阻力等于過濾介質(zhì)的阻力)，在恒壓過濾時(shí)，測(cè)得 t/q=3740q+200

8、則過濾常數(shù)K = （ ）。 0.00053512、實(shí)現(xiàn)過濾操作的外力可以是 、 或 。重力；壓強(qiáng)差；慣性離心力13、在餅層過濾中，真正發(fā)揮攔截顆粒作用的主要是 而不是 。濾餅層；過濾介質(zhì)14、對(duì)恒壓過濾，當(dāng)過濾面積增大一倍時(shí)，如濾餅可壓縮，則過濾速率增大為原來的 倍。 四15、用板框式過濾機(jī)進(jìn)行恒壓過濾操作，隨著過濾時(shí)間的增加，濾液量 ，生產(chǎn)能力 。增加；不變16、對(duì)恒壓過濾，介質(zhì)阻力可以忽略時(shí)，過濾量增大一倍，則過濾速率為原來的 。 二分之一三、計(jì)算題1、用降塵室除去礦石焙燒爐爐氣中的氧化鐵粉塵（密度4500kg/m3），操作條件下的氣體體積流量為6 m3/s，密度為0.6 kg/m3，粘度

9、為0.03 cP，降塵室高2m，寬2m，長(zhǎng)5m。試求能100% 除去的最小塵粒直徑。若將該降塵室用隔板分成10層（不計(jì)隔板厚度），而需完全除去的最小顆粒要求不變，則降塵室的氣體處理量為多大？若生產(chǎn)能力不變，則能100% 除去的最小塵粒直徑為多大？解（1）能100%除去的最小顆粒直徑假設(shè)沉降服從斯托克斯公式，則： (1)將m = 0.03cP = 3´10-5 Pa×s，qs = 6m3/s，rp = 4500kg/m3，r = 0.6kg/m3，A = 2´5 = 10m2代入得： 檢驗(yàn)雷諾數(shù)： 可見假設(shè)正確。（2）若將該降塵室用隔板分成10層，且需完全除去的最小

10、顆粒要求不變，即dpmin不變， u0min也不變，于是，每一小室的氣體處理能力qv = Au0不變，仍為6m3/s，故降塵室總的生產(chǎn)能力為： qv = 10qv =10´6 = 60 m3/s (3) 將降塵室用隔板分成10層，而生產(chǎn)能力不變，則能100%除去的最小塵粒直徑為： (2)式中qv¢為每一小室的氣體處理能力，qv¢ = qv/10 = 0.6 m3/s將式（1）與式（2）相比，得：dpc = 0.316 dpc = 0.316´85.7 = 27.1mm 由計(jì)算可見，將該降塵室用隔板分成10層后，若需完全除去的最小顆粒要求不變，則降塵室的氣

11、體處理量將變?yōu)樵瓉淼?0倍。若生產(chǎn)能力不變，則能100% 除去的最小塵粒直徑變?yōu)樵瓉淼摹?#160;2、現(xiàn)有密度為 1080kg/m3、直徑為 0.16mm 的鋼球置于密度980 kg/m3的某液體中，盛放液體的玻璃管的內(nèi)徑D為 20mm。測(cè)得小球的沉降速度為 1.70mm/s，試計(jì)算此時(shí)液體的粘度。當(dāng)d/D<0.1時(shí)，器壁對(duì)沉降速度的影響可用下式校正：解：校核雷諾數(shù)3、直徑為30的球形顆粒,于大氣壓及20下在某氣體中的沉降速度為在水中沉降速度的88倍, 又知此顆粒在此氣體中的有效重量為水中有效重量的1.6倍。試求此顆粒在此氣體中的沉降速度. 20的水:, 氣體的密度為1.2kg/m3

12、(有效重量指重力減浮力)解: 解得： 設(shè)球形顆粒在水中的沉降為層流, 則在水中沉降速度: 校核： 假設(shè)正確. 則此顆粒在氣體中的沉降速度為 4、有一降塵室，長(zhǎng)6m，寬3m，共20層，每層100mm，用以除去爐氣中的礦塵，礦塵密度，爐氣密度，粘度0.035m，現(xiàn)要除去爐氣中10以上的顆粒，試求：（1） 為完成上述任務(wù)，可允許的最大氣流速度為多少？（2） 每小時(shí)最多可送入爐氣若干？（3） 若取消隔板，為完成任務(wù)該降塵室的最大處理量為多少？解：（1）設(shè)沉降區(qū)為滯流，則 因?yàn)?則 假設(shè)正確由降塵室的分離條件，有 （2）=6052.3（3） 可見加隔板可提高生產(chǎn)能力，但隔板間距不能過小，過小會(huì)影響出灰和

13、干擾沉降。5、一降塵室，長(zhǎng)5，寬3，高4，內(nèi)部用隔板分成20層，用來除去煙氣中以上的顆粒。已知煙氣密度為0.6，粘度為0.03，塵粒密度為4300，試求可處理的煙氣量。解： 設(shè)沉降區(qū)為層流，則驗(yàn)算 故假設(shè)正確總處理量為 6、一降塵室長(zhǎng)5m，寬3m，高4m，內(nèi)部用隔板分成20層，用來回收含塵氣體中的球形固體顆粒，操作條件下含塵氣體的流量為36000，氣體密度，粘度。塵粒密度，試求理論上能100%除去的最小顆粒直徑。解：降塵室總面積 生產(chǎn)能力的計(jì)算式為 注意式中 u0 為能 100% 除去的最小顆粒的沉降速度，而A應(yīng)為總沉降面積。解出 設(shè)沉降區(qū)為層流，則有 = 驗(yàn)算Re0 = = 故假設(shè)正確7、在

14、202.7kPa(2atm) 操作壓力下用板框過濾機(jī)處理某物料，操作周期為3h，其中過濾1.5h，濾餅不需洗滌。已知每獲1m3 濾液得濾餅0.05m3,操作條件下過濾常數(shù)，介質(zhì)阻力可忽略，濾餅不可壓縮。試計(jì)算：（1） 若要求每周期獲0.6m3的濾餅，需多大過濾面積？ （2） 若選用板框長(zhǎng)´寬的規(guī)格為，則框數(shù)及框厚分別為多少？解：（1） 所以 A=28.43m (2) A=所以 =14.2 取15個(gè) 所以 =0.04應(yīng)注意每個(gè)框的兩側(cè)都有濾布，故計(jì)算面積時(shí)要在n個(gè)框面積的基礎(chǔ)上再乘以2。8、一小型板框壓濾機(jī)有5個(gè)框，長(zhǎng)寬各為0.2 m, 在300 kPa(表壓)下恒壓過濾2 h，濾餅充

15、滿濾框，且得濾液80 L,每次洗滌與裝卸時(shí)間各為0.5 h。若濾餅不可壓縮，且過濾介質(zhì)阻力可忽略不計(jì)。求：(1)洗滌速率為多少m3/（m2.h）? (2)若操作壓強(qiáng)增加一倍，其它條件不變，過濾機(jī)的生產(chǎn)能力為多少？解：（1）洗滌速率因過濾介質(zhì)阻力可忽略不計(jì)，即q2=K過濾面積A=5×0.22×2=0.4 m2單位過濾面積上的濾液量q=V/A=80×10-3/0.4=0.2 m3/m2過濾常數(shù)K= q2/=0.22/2=0.02 m2/h過濾終了時(shí)的速率 (dq/d)E=K/2q=0.02/(2×0.2)=0.05 m/h洗滌速率 (dq/d)W=0.5 (

16、dq/d)E=0.5×0.05=0.025 m/h(2) p=2p時(shí)的生產(chǎn)能力因?yàn)V餅不可壓縮,所以 K=Kp/p=2K=2×0.02=0.04 m2/h因在原板框壓濾機(jī)過濾，懸浮液濃度未變，則當(dāng)5個(gè)板框充滿濾餅時(shí)所得濾液量仍為V=0.08 m3, 故此時(shí)所用的過濾時(shí)間為= q2/K=q2/K=0.22/0.04=1 h生產(chǎn)能力 Q=V/(+w+D)=0.08/(1+0.5+0.5)=0.04 m3 濾液/h9、在一板框過濾機(jī)上過濾某種懸浮液，在1atm表壓下20分鐘在每1m2過濾面積上得到0.197m3的濾液,再過濾20分鐘又得濾液0.09m3。試求共過濾1小時(shí)可得總濾液量為若干m3.解: 當(dāng)時(shí), q1 = 0.197m3/m2 時(shí), q2 = 0.197+0.09 = 0.287m3/m2 代入恒壓過濾方程時(shí)可得: 聯(lián)立解得：由此 當(dāng)過濾1小時(shí)后,可得濾液量: 解得: q = 0.356m3/m2 即每m2過濾面積過濾1小時(shí)后可得濾液為0.356m310、一轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)，其直徑和長(zhǎng)度均為1m，用來過濾某懸浮液。原工況下每