第三章非均相物系分离习题汇总

第三章非均相物系分离习题

习题1：

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。

答案与评分标准

加速运动等速运动等速运动

（每个空1分，共3分）

习题2：

u与其直径的______次方成正比；而在湍流在滞留区，球形颗粒的沉降速度

t

u与其直径的______次方成正比。

区，

t

答案与评分标准

2 1/2

（每个空1分，共2分）

习题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。

答案与评分标准

θ。(2分)

气体在室内的停留时间θ应≥颗粒的沉降时间

t

滞流（1分）

（共3分）

习题4：

u条件下，降尘室的生产能力只取决于_____________而在规定的沉降速度

t

与其__________________无关。

答案与评分标准

降尘室底面积 (2分)

高度 （1分）

（共3分）

习题5：

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

答案与评分标准

降尘室

惯性除尘

旋风分离器

（每个空1分，共3分）

习题6：

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

答案与评分标准

物料特定 过滤压强差 过滤介质阻力大小

（每个空1分，共3分）

习题7：

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________________。

答案与评分标准

板框压滤机 加压叶滤机 转筒真空过滤机

（每个空1分，共3分）

习题8：

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___________。

答案与评分标准

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

（每个空1分，共6分）

习题9：

过滤操作有________和___________两种典型方式。

答案与评分标准

恒压过滤恒速过滤

（每个空1分，共2分）

习题10：

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

答案与评分标准

(D) （2分）

习题11：

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）3m3/s （B）1m3/s

（C）0.75m3/s （D）6m3/s

答案与评分标准

(A) （2分）

习题12：

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（）。

（A ）增加一倍 （B ）为原来的1/2

（C ）不变 （D ）不确定

答案与评分标准

(C) （2分）

习题13：

粒径分别为16m μ和8m μ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（）。

（A ）2 （B ）4

（C ）1 （D ）1/2

答案与评分标准

(B) （2分）

习题14：

以下表达式中正确的是（）。

（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e V 成正比

答案与评分标准

(A) （2分）

习题15：

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（）。

（A ）2倍 （B ）2倍

（C ）4倍 （D ）1/2

答案与评分标准

(B) （2分）

习题16：

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

答案与评分标准

(A) （2分）

习题17：

球形颗粒在静止流体中作自由沉降时，其沉降速度t u 可用斯托克斯公式计算。 （ ）

答案与评分标准

(×) （1分）

习题18：

过滤操作属于定态操作。（ ）

答案与评分标准

(×) （1分）

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。（）

答案与评分标准

(√) （1分）

习题20：

u时，必须采用试差法，球形微粒在静止流体中作自由沉降，计算其沉降速度

t

而且这是唯一的方法。（）

答案与评分标准

(×) （1分）

习题21：

K的基本途径是增加转鼓的转速。（）

提高离心机分离因数

c

答案与评分标准

(√) （1分）

习题22：

θ应大于或等于气体在降尘室里，颗粒可被分离的必要条件是颗粒的沉降时间

t

在室内的停留时间θ。（）

答案与评分标准

(×) （1分）

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

答案与评分标准

(√) （1分）

习题24：

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。（ ）

答案与评分标准

(√) （1分）

习题25：

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？

答案与评分标准

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）

习题26：

简述评价旋风分离器性能的主要指标。

答案与评分标准

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）

习题27：

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？

答案与评分标准

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。

（3分）

（共5分）

习题28：

简述选择旋风分离器的主要依据。

答案与评分标准

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）

（共3分）

习题29：

简述何谓饼层过滤？其适用何种悬浮液？

答案与评分标准

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。

第三章非均相物系的分离练习题

第三章非均相物系的分离 一、填空题 1、旋风分离器是用于混合物分离的典型设备，如奶粉、蛋粉等干制品加工后期的分离，其主要性能参数为、 和。 2、多数沉降过程是在层流区内进行的，根据层流区域内的斯托克斯定律，影响沉降速度的主要因素有、和。 3、过滤操作基本计算的依据主要是过滤基本方程,即。在实际运用时还必须考虑三种情况，即的相对大小, 的相对大小和恒速过滤或恒压过滤。 4、沉降分离方法主要有、和电沉降，非均相混合物在沉降分离设备内能分离出来的条件为。 5、过滤推动力应是由所组成的过滤层两侧的压力差，而过滤阻力相应包括和。 6、某降尘室高4m，宽3m，长5m，用于矿石焙烧炉的炉气除尘。矿尘密度为4300千克每立方米，其形状近于圆球，操作条件下气体流量为1800立方米每小时，气体密度为0.9千克每立方米，粘度为0.03mPa·s。则理论上能除去矿尘颗粒的最小直径为_______μｍ 二、选择题 1、某球形颗粒在粘度为 1.86×10-5Pa.S的大气中自由沉降，已知颗粒直径为40μm，密度为2600Kg/m3，沉降速度为0.12m/s，则该颗粒沉降属（）（设大气密度ρ =1.165Kg/m3） A、层流区 B、过渡流区 C、湍流区 D、无法确定 2、若固体颗粒密度为2600Kg/m3，大气压强为0.1Mpa，温度为300C，（此状况下空气密度ρ=1.165Kg/m3粘度为μ=1.86×10-5Pa.S）,则直径为40μm的球形颗粒在该大气中的自由沉降速度为（） A、0.12m/s B、1.63m/s C、1.24m/s D、2.12m/s 3、过滤过程的计算主要是通过过滤基本方程进行的，方程式中几个表示体系特征的过滤常数则需通过实验首先确定，这几个过滤常数为（） A、K、S、Ve（Vd）、ΔP B、K、S、Ve（Vd）、te（td） C、K、S、Ve（Vd）、r D、K、Ve（Vd）、ΔP、r 4、利用过滤基本方程计算过滤速度必须考虑滤饼的可压缩性，所谓不可压缩滤饼，下列说法错误的是（）。 A、不可压缩滤饼中流动阻力不受两侧压力差的影响。 B、其中的流动阻力受固体颗粒沉积速度的影响。 C、一定体积滤饼内的流动阻力不受压力差和沉积速率的影响。 D、压力差变化时滤饼性质及厚度保持不变。 5、恒压过滤方程式是基于（）推导出来的 A、滤液在介质中呈湍流流动 B、滤液在介质中呈层流流动 C、滤液在滤渣中呈湍流流动 D、滤液在滤渣中呈层流流动 6、降尘室的生产能力是由（）决定的（底面积一定时）。 A、降尘室的高度和长度 B、降尘室的高度 C、降尘室的长度 D、降尘室的底面积 7、已知旋风分离器旋转半径为r m=0.5m，气体切向进口速度为u t=20m/s，那么该分离器的离心沉降速度与重力沉降速度之比为（）

第二章 非均相物系分离习题解答

第二章 非均相物系分离 1、试计算直径为30μm 的球形石英颗粒（其密度为2650kg/ m 3），在20℃水中和20℃常压空气中的自由沉降速度。 解：已知d =30μm 、ρs =2650kg/m 3 （1）20℃水 μ=1.01×10-3Pa·s ρ=998kg/m 3 设沉降在滞流区，根据式（2-15） m/s 1002.810 01.11881.9)9982650()1030(18)(43262---?=???-??=-=μρρg d u s t 校核流型 )2~10(1038.210 01.19981002.8103042346-----∈?=?????==μρ t t du Re 假设成立， u t =8.02×10-4m/s 为所求 （2）20℃常压空气 μ=1.81×10-5Pa·s ρ=1.21kg/m 3设沉降在滞流区m/s 1018.710 81.11881.9)21.12650()1030(18)(25262---?=???-??=-=μρρg d u s t 校核流型： )2~10(144.010 81.121.11018.710304526----∈=?????==μρ t t du Re 假设成立，u t =7.18×10-2m/s 为所求。 2、密度为2150kg/ m 3的烟灰球形颗粒在20℃空气中在层流沉降的最大颗粒直径是多少？ 解：已知ρs =2150kg/m 3 查20℃空气 μ=1.81×10-5Pa.s ρ=1.21kg/m 3当时是颗粒在空气中滞流沉降的最大粒径，根据式（2-15）并整理 2==μρ t t du Re 所以 218)(23==-μρμρρρt s du g d

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非均相物系分离 一、填空题 1．某颗粒的重力沉降服从斯托克斯定律，若在水中的沉降速度为u1,在空气中为u2，则u12；若在热空气中的沉降速度为u3，冷空气中为u4，则u34。(＞，＜，＝) dg(ρs-ρ) 18μ2答：ut=，因为水的粘度大于空气的粘度，所以u1

新版化工原理习题答案(03)第三章 非均相混合物分离及固体流态化-题解

第三章 非均相混合物分离及固体流态化 1．颗粒在流体中做自由沉降，试计算（1）密度为2 650 kg/m 3，直径为0.04 mm 的球形石英颗粒在20 ℃空气中自由沉降，沉降速度是多少？（2）密度为2 650 kg/m 3，球形度 6.0=φ的非球形颗粒在20 ℃清水中的沉降速度为0.1 m/ s ，颗粒的等体积当量直径是多 少？（3）密度为7 900 kg/m 3，直径为6.35 mm 的钢球在密度为1 600 kg/m 3的液体中沉降150 mm 所需的时间为7.32 s ，液体的黏度是多少？ 解：（1）假设为滞流沉降，则： 2 s t ()18d u ρρμ -= 查附录20 ℃空气31.205kg/m ρ=，s Pa 1081.15??=-μ，所以， ()()()m 1276.0s m 1081.11881.9205.126501004.0185 2 3s 2t =???-??=-=--μρρg d u 核算流型： 3 t 5 1.2050.12760.04100.3411.8110 du Re ρμ--???===

第二章 非均相物系分离习题解答

第二章 非均相物系分离 1、试计算直径为30μm 的球形石英颗粒（其密度为2650kg/ m 3），在20℃水中和20℃常压空气中的自由沉降速度。 解：已知d =30μm 、ρs =2650kg/m 3 （1）20℃水 μ=1.01×10-3Pa·s ρ=998kg/m 3 设沉降在滞流区，根据式（2-15） m/s 1002.810 01.11881.9)9982650()1030(18)(43262---?=???-??=-=μρρg d u s t 校核流型 )2~10(1038.210 01.19981002.8103042346-----∈?=?????==μρ t t du Re 假设成立， u t =8.02×10-4m/s 为所求 （2）20℃常压空气 μ=1.81×10-5Pa·s ρ=1.21kg/m 3 设沉降在滞流区 m/s 1018.710 81.11881.9)21.12650()1030(18)(25262---?=???-??=-=μρρg d u s t 校核流型： )2~10(144.010 81.121.11018.710304526----∈=?????==μρ t t du Re 假设成立，u t =7.18×10-2m/s 为所求。 2、密度为2150kg/ m 3的烟灰球形颗粒在20℃空气中在层流沉降的最大颗粒直径是多少？ 解：已知ρs =2150kg/m 3 查20℃空气 μ=1.81×10-5Pa.s ρ=1.21kg/m 3 当2==μρ t t du Re 时是颗粒在空气中滞流沉降的最大粒径，根据式（2-15）并整理 218)(23==-μρμ ρρρt s du g d 所以

化工原理非均相分离试题及答案

化工原理考试题及答案 第三章非均相分离 ____________班级____________学号_____________成绩______________ 一、填空题： 1.（2分）悬浮液属液态非均相物系，其中分散内相是指_____________；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，若粒子沉降的Rep相同时，球形度越大的微粒，介质阻力系数越________ 。球形粒子的球形度为_________ 。 ***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___________ ，从而与流体分离的过程。 ***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_____________________________________ ___________________.旋风分离器属_________________ 。 ***答案*** 重力沉降、离心沉降、过滤离心沉降 9.（2分）过滤是一种分离悬浮在____________________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进行而逐渐__________ 。 ***答案*** 单位时间内通过单位面积的滤液体积变慢 11.（2分）悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是___________________________ ___________________________________________________。 ***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*** μ γL 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

非均相物系的分离习题

非均相物系的分离 一、填空题： ⒈ 除去液体中混杂的固体颗粒，在化工生产中可以采用重力沉降、 离心沉降、过滤等方法（列举三种方法）。 ⒉ 粒子沉降过程分 加速阶段和 恒速 阶段。沉降速度是 指加速阶段终了时，粒子相对于流体的速度。 ⒊ 在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，则沉降 时间增大一倍、气流速度减小一倍，生产能力_不变。 ⒋ 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 ，则该除尘室的最大生产能力为0.36 m 3 /s 。 ⒌ 选择旋风分离器形式及决定其主要尺寸的依据是含尘气体流量、 要求达到的分离效率和允许压降。 ⒍ 评价旋风分离器性能好坏有两个主要指标，一是分离效率， 一是气体经过旋风分离器的压降。 ⒎ 对恒压过滤，当过滤面积A 增大一倍时，如滤饼不可压缩得到 相同滤液量时，则过滤速率)d d (τ V 增大为原来的 四 倍，如滤饼可压缩， 过滤速率)d d (τ V 增大为原来的 四 倍。 t v Au q =u L LBH ＝ ＝v v r q q AH =τt t u H = τs o P r r ?=) (2d d e 2 V V KA V +=τφμ r P K ?=2

⒏ 回转真空过滤机，整个转鼓回转操作时大致可分为过滤区、洗涤脱水区 和_卸渣区三个区域。 9. 回转真空过滤机，回转一周所需时间为T ，转鼓的表面积为A ， 转鼓的沉浸度为φ，则一个过滤周期中，过滤时间为ΨT ，过滤面积为A 。 ⒑ 间歇过滤机的生产能力可写为Ｑ＝Ｖ／∑τ，此处Ｖ为一个操作循环中 得到的滤液体积，∑τ表示一个操作循环所需的总时间，∑τ等于 一个操作循环中过滤时间τ，洗涤时间τW 和辅助时间τ D 三项之和。 ⒒ 临界粒径是指在理论上能被完全分离下来的最小颗粒直径。 二、选择题： ⒈ 密度相同而直径不同的两球形颗粒在水中自由沉降。沉降处于层流区， 大颗粒直径d 1是小颗粒直径d 2的两倍，则沉降速度D 。 A) u t1 = u t2 ； B) u t1 = 2u t2 ； C) u t1 =2u t2 ； D) u t1 = 4u t2 。 ⒉ 降尘室的生产能力A 。 A) 只与沉降面积A 和颗粒沉降速度t u 有关； B)与A ，t u 及降尘室高度H 有关； C) 只与沉降面积A 有关； D) 只与t u 和H 有关。 ()μ ρρ182 -=P P t gd u t v Au q =

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一、填空题 1．某颗粒的重力沉降服从斯托克斯定律，若在水中的沉降速度为u 1,在空气中为u 2，则u 1 u 2；若在热空气中的沉降速度为u 3，冷空气中为u 4，则u 3 u 4。(＞，＜，＝) 答：μρρ18) (2-= s t g d u ，因为水的粘度大于空气的粘度，所以21u u < 热空气的粘度大于冷空气的粘度，所以43u u < 2．用降尘室除去烟气中的尘粒，因某种原因使进入降尘室的烟气温度上升，若气体质量流量不变，含尘情况不变，降尘室出口气体含尘量将 （上升、下降、不变），导致此变化的原因是1） ；2） 。 答：上升， 原因：粘度上升，尘降速度下降； 体积流量上升，停留时间减少。 3．含尘气体在降尘室中除尘，当气体压强增加，而气体温度、质量流量均不变时，颗粒的沉降速度 ，气体的体积流量 ，气体停留时间 ，可100%除去的最小粒径min d 。（增大、减小、不变） 答：减小、减小、增大，减小。 ρξρρ3)(4-= s t dg u ，压强增加，气体的密度增大，故沉降速度减小， 压强增加， p nRT V = ，所以气体的体积流量减小， 气体的停留时间 A V L u L t s /= = ，气体体积流量减小，故停留时间变大。

最小粒径在斯托克斯区 )(18min ρρμ-= s t g u d ，沉降速度下降，故最小粒径减小。 4．一般而言，同一含尘气以同样气速进入短粗型旋风分离器时压降为P 1，总效率为1η，通过细长型旋风分离器时压降为P 2，总效率为2η，则：P 1 P 2， 1η 2η。 答：小于，小于 5．某板框过滤机恒压操作过滤某悬浮液，滤框充满滤饼所需过滤时间为τ，试推算下列情况下的过滤时间τ'为原来过滤时间τ的倍数： 1）0=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ； 2）5.0=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ； 3）1=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ； 1）0. 5；2）0.707；3）1 s p -?∝1)/(1τ，可得上述结果。 6．某旋风分离器的分离因数k=100，旋转半径R=0.3m ，则切向速度u t = m/s 。 答：17.1m/s 7．对板框式过滤机，洗涤面积W A 和过滤面积A 的定量关系为 ，洗水走过的 距离w L 和滤液在过滤终了时走过的距离L 的定量关系为 ，洗涤速率（W d dV )θ和终了时的过滤速率E d dV )( θ的定量关系为 。 答案： A A w 21= ；L L w 2=; (W d dV )θ=E d dV )(41θ 8．转筒真空过滤机，转速越大，则生产能力就越 ，每转一周所获得的滤

第三章非均相物系分离习题..

第三章非均相物系分离习题 习题1： 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。 答案与评分标准 加速运动等速运动等速运动 （每个空1分，共3分） 习题2： u与其直径的______次方成正比；而在湍流在滞留区，球形颗粒的沉降速度 t u与其直径的______次方成正比。 区， t 答案与评分标准 2 1/2 （每个空1分，共2分） 习题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。 答案与评分标准 θ。(2分) 气体在室内的停留时间θ应≥颗粒的沉降时间 t 滞流（1分） （共3分） 习题4： u条件下，降尘室的生产能力只取决于_____________而在规定的沉降速度 t 与其__________________无关。

答案与评分标准 降尘室底面积 (2分) 高度 （1分） （共3分） 习题5： 除去气流中尘粒的设备类型有__________、___________、__________等。 答案与评分标准 降尘室 惯性除尘 旋风分离器 （每个空1分，共3分） 习题6： 过滤常数K 是由__________及___________决定的常数；而介质常数e q 与e 是反映________________的常数。 答案与评分标准 物料特定 过滤压强差 过滤介质阻力大小 （每个空1分，共3分） 习题7： 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________________。 答案与评分标准 板框压滤机 加压叶滤机 转筒真空过滤机

非均相物系分离习题及答案

非均相物系分离习题及答案 1、试计算直径为30μm 的球形石英颗粒（其密度为2650kg/ m 3 ），在20℃水中和20℃常压空气中的自由沉降速度。 解：已知d =30μm 、ρs =2650kg/m 3 （1）20℃水 μ=1.01×10-3Pa ·s ρ=998kg/m 3 设沉降在滞流区，根据式（2-15） m/s 1002.810 01.11881.9)9982650()1030(18)(43262---?=???-??=-=μρρg d u s t 校核流型 )2~10(1038.210 01.19981002.8103042346-----∈?=?????==μρ t t du Re 假设成立， u t =8.02×10-4m/s 为所求 （2）20℃常压空气 μ=1.81×10-5Pa ·s ρ=1.21kg/m 3 设沉降在滞流区 m/s 1018.710 81.11881.9)21.12650()1030(18)(25262---?=???-??=-=μρρg d u s t 校核流型： )2~10(144.010 81.121.11018.710304526----∈=?????==μρ t t du Re 假设成立，u t =7.18×10-2m/s 为所求。 2、密度为2150kg/ m 3的烟灰球形颗粒在20℃空气中在滞流沉降的最大颗粒直径是多少？ 解：已知ρs =2150kg/m 3 查20℃空气 μ=1.81×10-5Pa.s ρ=1.21kg/m 3 当2==μρ t t du Re 时是颗粒在空气中滞流沉降的最大粒径，根据式（2-15）并整理 218)(23==-μρμ ρρρt s du g d 所以

非均相物系分离自测题及答案

非均相物系分离一、填空题两个阶段。沉降速度是指和________ 球形颗粒从静止开始降落，经历________1. ________阶段颗粒相对于流体的运动速度。而在牛顿区，________次方成正比；．在斯托克斯沉降区，颗粒的沉降速度与其直径的2 ________次方成正比。与其直径的________。3．沉降雷诺准数越大，流体粘度对沉降速度的影响________。4. 降尘室内，颗粒 可被分离的必要条件是________流型。5. 降尘室操作时，气体的流动应控制在 u________________在规定的沉降速度而与其条件下，降尘室的生产能力只取决于6. t无关。。________；(3) ________）________；（2）7．选择旋风分离器的主要依据是：（1 等。________，________ 8．除去气流中尘粒的设备类型有________，。________；深床过滤是指________9. 饼层过滤是指洗涤速率与最终过滤在流体粘度与推动力相同条件下，10. 板框压滤机中横穿洗涤法，。________；叶滤机中置换洗涤法，洗涤速率与过滤速率之比为________速率之比为吸滤型连续操作过滤；________与________11. 工业上应用较多的压滤型间歇过滤机有________ 机有三种________、________和12. 根据操作目的（或离心机功能），离心机分为________ 类型。。和________. 根据分离因数大小，离心机分为________、________13二、选择题。）1．在重力场中，固体颗粒的沉降速度与下列因素无关的是（ ．流体的流速DC．粒子与流体密度A．粒子几何形状B. 粒子几何尺寸 ，m/s的降尘室，己知颗粒的沉降速度为0.25 3m、高l m2．含尘气体通过长4m、宽。）则除尘室的生产能力为（ 3333 /s 6 mD. 0.75 m /s . B 1m /s C. A. 3 m /s ．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3 ）。将（不确定 D. C. 不变为原来 B. 1/2 增加一倍 A. 的两种颗粒在同一旋风分离器中沉降，则两种颗粒的离心8μm粒径分别为16μm及4. 。）（沉降在斯托克斯区）沉降速度之比为（ 1/2 ．D 4 B．C．1 2 A ． ）。5．以下表达式中正确的是（ 2 A成正比B. A过滤速率与过滤面积成正比；过滤速率与过滤面积平方 A. 成反比. 过滤速率与虚拟滤液体积VV成正比； D C. 过滤速率与所得滤液体积e其他条件保持不变，提高一倍，将转筒转速n6．在转筒真空过滤机上过滤某种悬浮液，。）则生产能 力将为原来的（ 2倍 C. . 4倍 D. 1/2 B 2. A 倍 三、计算题 3的颗粒分别在20℃的空气和水中作自由沉降，1800kg/m粒径为. 60μm、密度为试计1算在空 气中的沉降速度是水中沉降速度的多少倍（沉降在斯托克斯区）。

(03)第三章 非均相混合物分离及固体流态化习题答案演示教学

(03)第三章非均相混合物分离及固体流态化习题答案

第三章 非均相混合物分离及固体流态化 1．颗粒在流体中做自由沉降，试计算（1）密度为2 650 kg/m 3，直径为 0.04 mm 的球形石英颗粒在20 ℃空气中自由沉降，沉降速度是多少？（2）密度为2 650 kg/m 3，球形度6.0=φ的非球形颗粒在20 ℃清水中的沉降速度为0.1 m/ s ，颗粒的等体积当量直径是多少？（3）密度为7 900 kg/m 3，直径为6.35 mm 的钢球在密度为1 600 kg/m 3的液体中沉降150 mm 所需的时间为7.32 s ，液体的黏度是多少？ 解：（1）假设为滞流沉降，则： 2s t ()18d u ρρμ -= 查附录20 ℃空气31.205kg/m ρ=，s Pa 1081.15??=-μ，所以， ()()()m 1276.0s m 1081.11881.9205.126501004.01852 3s 2t =???-??=-=--μρρg d u 核算流型： 3t 51.2050.12760.04100.3411.8110 du Re ρμ--???===

第三章非均相物系分离(答案)

第三章非均相物系分离 一、选择题 1含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。理论上能完全除去30卩m的粒子，现气体处理量增大1倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为_____________ 。 D A 2＞：30Mm ；B。1/2x3Mm ；c。30Am ；D。J 2汉30卩口 2、降尘室的生产能力取决于__________ 。B A. 沉降面积和降尘室高度； B.沉降面积和能100%除去的最 小颗粒的沉降速度； C.降尘室长度和能100%除去的最小颗粒的沉降速度； D.降尘室的宽度和高度。 3、降尘室的特点是________ 。D A. 结构简单，流体阻力小，分离效率高，但体积庞大； B. 结构简单，分离效率高，但流体阻力大，体积庞大； C. 结构简单，分离效率高，体积小，但流体阻力大； D. 结构简单，流体阻力小，但体积庞大，分离效率低 4、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素_____ 无关。C A ?颗粒的几何尺寸 B .颗粒与流体的密度 .流体的水平流速; D ?颗粒的形状 5、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.粒度分布广、坚硬、不 可压缩；D.颗粒均匀、可压缩、易变形 6、助滤剂的作用是____________ 。B A. 降低滤液粘度，减少流动阻力； B. 形成疏松饼层，使滤液得以畅流; C. 帮助介质拦截固体颗粒； D. 使得滤饼密实并具有一定的刚性 7、过滤推动力一般是指________ 。B A.过滤介质两边的压差； B.过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差； C.滤饼两面 的压差；D.液体进出过滤机的压差二、填空题 1、在滞流（层流）区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的________ 次方成正比。2 2、降尘室的生产能力与降尘室的________ 和（）___________ 有关。长度宽度 3、已知某沉降室在操作条件下的气体流率为3600n i/h，沉降室长、宽、高尺寸为 L b H =5 3 2,则其沉降速度为________________________ m/s。0.067 4、在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，气流速度 ______ 。减少一倍 5、若降尘室的高度增加，则沉降时间___________ ，气流速度______ ，生产能力—。增加; 下降；不变

第三章非均相物系的分离

第三章非均相物系的分离 【学习目的】 通过本章学习能够利用流体力学原理实现非均相物系分离（包括沉降分离和过滤分离），掌握过程的基本原理、过程和设备的计算及分离设备的选型。 建立固体流态化的基本概念。 【基本要求】 掌握单个颗粒、颗粒群、颗粒床层特性的表示方法； 掌握重力沉降和离心沉降的基本原理、沉降速度的定义和基本表示方法； 了解并熟悉降尘室、旋风分离器的结构特点、工作原理及其性能参数； 掌握过滤的基本操作过程、典型的设备，熟练掌握恒压过滤的操作及计算； 了解流化床的主要特征和操作范围； 掌握数学模型法。 【本章学习中应注意的问题】 本章从理论上讨论颗粒与流体间相对运动问题，其中包括颗粒相对于流体的运动（沉降和流态化）、流体通过颗粒床层的流动（过滤），并借此实现非均相物系分离、固体流态化技术及固体颗粒的气力输送等工业过程。学习过程中要能够将流体力学的基本原理用于处理绕流和流体通过颗粒床层流动等复杂工程问题，即注意学习对复杂的工程问题进行简化处理的思路和方法。 3.1 概述 一、混合物的分类 1、均相混合物：若物系内各处组成均匀且不存在相界面，则称为均相混合物。如溶液及混合气体属于此类。均相混合物组分的分离采用传质分离方法。 2、非均相混合物（非均相混合物） 物系内部存在相界面且界面两侧的物理性质完全不同。 根据连续相的状态，非均相混合物又分为： （1）气态非均相混合物，如含尘气体、含雾气体 （2）液态非均相混合物，如悬浮液、乳浊液、泡沫液等。 （二）非均相混合物分离的方法

（三）非均相混合物分离的目的 1、回收分散质，如从气固催化反应器的尾气中收集催化剂颗粒； 2、净化分散介质，如原料气中颗粒杂质的去除以净化反应原料，环保方面烟道气中煤炭粉粒的除去。 3、环境保护与安全生产。

第三章非均相物系的分离

化工原理教案授课人：

教学内容 重力沉降：利用分散物质本身的重力，使其分散在分散介质中沉降而获分离的操作。 前提：分散相和连续相之间存在密度差。 粒径：适合于分离较大的固体颗粒 3.2.1重力沉降速度 1. 球形颗粒的自由沉降 自由沉降：单一颗粒或者经过充分分散的颗粒群，在流体中沉降时颗粒间不相互碰撞或接触的沉降过程，称为自由沉降。 单个球形颗粒在重力沉降过程中受三个力作用：重力，浮力和阻力，当其加速度a=0时，颗粒作匀速沉降运动，此时颗粒（分散相）相对于连续相的运动速度叫沉降速度或终端速度。 此时：重力－浮力=阻力 （a ＝0时，F ＝ma ＝0） 公式推导：球形颗粒直径d ，密度ρS ，连续相密度ρ，阻力系数ξ， 沉降速度u 0 则 F g =g d s ??ρπ3 6 1 图3-1 颗粒在静止介质中 降落时所受的作用力 F b =g d ??ρπ3 6 1 （由连续相引起） 颗粒在静止流体中以一定的速度运动和流体以一定的速度流过静止颗粒，都是流体与固体之间的相对运动，其阻力性质相同。所以，颗粒沉降的阻力可以采用与第一章中流体流动阻力相类似的公式来表示。u 0为沉降速度，A 为颗粒在垂直于沉降方向的平面上的投影面积，A ＝42d π，则： F d =??? ? ???2412 02u d ρπξ 达到恒定速度时，阻力的大小等于重力与浮力之差，即 ??? ? ???=-24 161612 02 33u d g d g d s ρπξρπρπ 整理ξρ ρρ3) (40-= s gd u （3-12） 说明：①适用于光滑的球形颗粒的自由沉降，称为自由沉降速度公式。 ②所计算速度为匀速速度（a ＝0） ③ξ为阻力沉降系数 2、阻力系数ξ ξ为颗粒与流体相对运动的阻力系数。也是颗粒与流体相对运动时的雷诺准数Re 的函数。

化工原理《非均相物系的分离》单元测试题

化工原理《非均相物系的分离》单元测试题 出题人：昌永进 姓名：学号：成绩： 总分：105分考试时间：60分钟 一、填空题：（26*1 =26） 1.悬浮液属液态非均相物系，其中分散内相是指_____________；分散外相是指______________________________。 2.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____________ 。 3.自由沉降是 ___________________________________ 。 4.当微粒在介质中作自由沉降时，若粒子沉降的Rep相同时，球形度越大的微粒，介质阻力系数越________ 。球形粒子的球形度为_________ 。 5.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___________ ，从而与流体分离的过程。 6.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=____________. 7.降尘宝做成多层的目的是____________________________________ 。 8.气体的净制按操作原理可分为_____________________________________ ___________________.旋风分离器属_________________ 。 9.过滤是一种分离悬浮在____________________的操作。 10.过滤速率是指___________________________ 。在恒压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐渐__________ 。 11.悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是___________________________ ___________________________________________________。 12.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_______ 。 13.板框压滤机每个操作循环由______________________________________五个阶段组成。 14.板框压滤机主要由____________________________________________，三种板按 ________________的顺序排列组成。 二、选择题：（15*3=45）

第三章 非均相分离

第三章非均相分离 §1 概述 3-1 非均相分离的分类 在日常生活中，水泥厂上空总是粉尘飞扬，火力发电厂的烟囱时不时也是黑烟滚滚，这些就是污染环境的含粉尘气体。如何去除排放气体中的粉尘呢？这就是本章要解决的非均相物系分离的问题。 关于分离的操作有均相物系——传质操作（如蒸馏、吸收、萃取、干燥等）和非均相物系——机械操作（如沉降、过滤等）。 1.非均相物系：存在相界面。对悬浮物有分分散相与连续相。 2.常见非均相物系分离操作有： 1）沉降物系置于力场，两相沿受力方向产生相对运动而分离，即沉降。包括重力沉降——重力场，颗粒自上而下运动。离心沉降——离心力场，颗粒自旋转中 心向外沿运动。 2）过滤：利用多孔的介质，将颗粒截留于介质上方达到液体与固体分离 3）湿法净制：“洗涤”气体 4）静电除尘：高压直流电场中，带电粒子定向运动，聚集分离。 非均相物系分离的目的有：①回收分散物质，例如从结晶器排出的母液中分离出晶粒； ②净制分散介质，例如除去含尘气体中的尘粒；③劳动保护和环境卫生等。因此，非均相物系的分离，在工业生产中具有重要的意义。 本章讨论：重力沉降，离心沉降及过滤三个单元操作。 §2 重力沉降 3-2 重力沉降速度 u t 自由沉降：单一颗粒或充分分散的颗粒群（颗粒间不接触）在粘性流体中沉降。 重力沉降速度——指自由沉降达匀速沉降时的速度。 一．球形颗粒沉降速度计算式推导： 球形颗粒在自由沉降中所受三力，如图3-1所示： 图3-1 颗粒在流体中的受力情况

（1） 重力：g d mg F s g ρπ 36 ==， N ； （2） 浮力：g d F b ρπ 36 = , N ； （3） 阻力：颗粒阻力可仿照管内流动阻力的计算式，即参考局部阻力计算 式，得：ρ ζρρζA F u A F p h u h d t d f t f =??=?=?=222 2 2 422 22 t t d u d u A F ??=???=∴ρπ ζρζ 由于是匀速运动，合力为零：d b g F F F =- 2 4 6 6 2 2 3 3 t s u d g d g d ρπ ξ ρπ ρπ =- ξρ ρρ3)(4g d u s t -= ∴ (Ⅰ) 式中， d ——球形颗粒直径，m ； ξ——阻力系数 ； s ρ，ρ——颗粒与流体密度，3-?m kg ； A ——颗粒在沉降方向上投影面积， 2 m ； 下面的关键是求阻力系数 ξ 。 二. 阻力系数： 通过因次分析可知，阻力系数ξ应是颗粒与流体相对运动时的雷诺准数e R 和颗粒球形度s ?的函数，即：μ ρ ?ζt et s et du R R f = =，),(（式中μ——流体粘度，Pa*s, s ?—— 颗粒球形度，对球形颗粒s ?=1）。实验测取的结果如图3-2所示：

常见非均相物系的分离简易版

In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编订：XXXXXXXX 20XX年XX月XX日 常见非均相物系的分离简 易版

常见非均相物系的分离简易版 温馨提示：本安全管理文件应用在平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。文档下载完成后可以直接编辑，请根据自己的需求进行套用。 由于非均相物系中分散相和连续相具有不 同的物理性质，故工业生产中多采用机械方法 对两相进行分离。其方法是设法造成分散相和 连续相之间的相对运动其分离规律遵循流体力 学基本规律。常见有如下几种。 (1)沉降分离沉降分离是利用连续相与分 散相的密度差异，借助某机械力 的作用，使颗粒和流体发生相对运动而得 以分离。根据机械力的不同，可分为重力沉 降、离心沉降和惯性沉降。 (2)过滤分离过滤分离是利用两相对多孔 介质穿透性的差异，在某种推动力的作用下，

使非均相物系得以分离。根据推动力的不同，可分为重力过滤、加压(或真空)过滤和离心过滤。 (3)静电分离静电分离是利用两相带电性的差异，借助于电场的作用，使两相得以分离。属于此类的操作有电除尘、电除雾等。 (4)湿洗分离湿洗分离是使气固混合物穿过液体、固体颗粒粘附于液体而被分离出来。工业上常用的此类分离设备有泡沫除尘器、湍球塔、文氏管洗涤器等。 此外，还有音波除尘和热除尘等方法。音波除尘法是利用音波使含尘气流产生振动，细小的颗粒相互碰撞而团聚变大，再由离心分离等方法加以分离。热除尘是使含尘气体处于一个温度场(其中存在温度差)中，颗粒在热致迁

第三章 非均相物系的分离和过滤

第3章 非均相物系分离和固体流态化 1.取颗粒试样500g,作筛分分析,所用筛号及筛孔尺寸见本题附表中第1、2列,筛析后称取各号筛面上的颗粒截留量列于本题附表中第3列,试求颗粒群的平均直径。 〔答:d a =0.344mm 〕 习题1附表 2.密度为2650kg/3 的球形石英颗粒在20℃空气中自由沉降,计算服从斯托克斯公式的最大颗粒直径及服从牛顿公式的最小颗粒直径。 〔答:dmax=57.4μm, dmin=15.13μm 〕 3.在底面积为402 的除尘室内回收气体中的球形固体颗粒。气体的处理量为3600m 3 /h,固体的密度 3/3000m kg =ρ,操作条件下气体的密度3/06.1m kg =ρ,黏度为2×10-5 Pa ·s 。试求理论上能完全除去的 最小颗粒直径。 〔答:d=17.5m μ〕 4.用一多层降尘室除去炉气中的矿尘。矿尘最小粒径为8m μ阳,密度为4000kg/m 3 。除尘室长4.1m 、宽1.8m 、高4.2m,气体温度为427℃,黏度为3.4x1O -5 Pa ·s,密度为0.5kg/m 3 。若每小时的炉气量为2160标准m 3 ,试确定降尘室内隔板的间距及层数。 〔答:h=82.7mm,n=51〕 5.已知含尘气体中尘粒的密度为2300kg/m 3 ,气体流量为1000m 3 /h 、密度为3.6×10-5 Pa ·s 、密度为0.674kg/m 3 ,采用如图3-7所示的标准型旋风分离器进行除尘。若分离器圆筒直径为0.4m,试估算其临界粒径、分割粒径及压强降。 〔答:d c =8.04m μ,m d μ73.550=，Pa p 520=?〕 6.某旋风分离器出口气体含尘量为0.7×10-3 kg/标准m 3 ,气体流量为5000标准m 3 /h,每小时捕集下来的灰尘量为21.5kg 。出口气体中的灰尘粒度分布及捕集下来的灰尘粒度分布测定结果列于本题附表中。