过滤习题

一、单选题

1．在滞流区颗粒的沉降速度正比于（）。D (A)（ρs-ρ）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 2．自由沉降的意思是（）。D

(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 (D)颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程 3．颗粒的沉降速度不是指（）。B (A)等速运动段的颗粒降落的速度

(B)加速运动段任一时刻颗粒的降落速度 (C)加速运动段结束时颗粒的降落速度

(D)净重力(重力减去浮力)与流体阻力平衡时颗粒的降落速度 4．对于恒压过滤（）。D

(A)滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的 倍 (B)滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍 (C)滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍

(D)当介质阻力不计时，滤液体积增大一倍，则过滤时间增大至原来的 倍 5．回转真空过滤机洗涤速率与最终过滤速率之比为（）。A (A) l (B)1/2 (C) 1/4 (D)1/3 6．以下说法是正确的（）。B

(A)过滤速率与S(过滤面积)成正比

2

(B)过滤速率与S成正比

(C)过滤速率与滤液体积成正比 (D)过滤速率与滤布阻力成反比

7．叶滤机洗涤速率与最终过滤速率的比值为（）。D (A) 1/2 (B)1/4 (C) 1/3 (D) l

8．过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩进行恒速过滤，如滤液量增大一倍，则（）。C (A)操作压差增大至原来的 倍(B)操作压差增大至原来的4倍 (C)操作压差增大至原来的2倍(D)操作压差保持不变

9．恒压过滤，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时，同一过滤时刻所得滤液量（）。C (A)增大至原来的2倍(B)增大至原来的4倍 (C)增大至原来的 倍(D)增大至原来的1.5倍 10．以下过滤机是连续式过滤机（）。C (A)箱式叶滤机(B)真空叶滤机 (C)回转真空过滤机(D)板框压滤机 11．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

12．板框压滤机中，最终的过滤速率是洗涤速率的（）。C (A)一倍(B)一半(C)四倍(D)四分之一 13．板框压滤机中（）。B

(A)框有两种不同的构造(B)板有两种不同的构造

(C)框和板都有两种不同的构造(D)板和框都只有一种构造

14．非球形颗粒的当量直径的一种是等体积球径，它的表达式为（）。B (A)dp=6V/A 此处V为非球形颗粒的体积，A为非球形颗粒的表面积

1/3l/2

(B)dp=(6V/p) (C)dp=(4V/n)

1/3

(D)dp=(kV/) k为系数，与非球形颗粒的形状有关

15．球形度(形状系数)恒小于或等于1，此值越小，颗粒的形状离球形越远，球形度的定义式可写为（）。B

(A)js=Vp/V V为非球形粒子的体积，Vp为球形粒子的体积 (B) js=Ap/A A为非球形粒子的表面积

Ap为与非球形粒子体积相同的球形粒子的表面积 (C) js =ap/aa为非球形粒子的比表面积 ap 为球形粒子的比表面积 (D) js =6 ap / (pd) 16．“在一般过滤操作中，实际上起到主要介质作用的是滤饼层而不是过滤介质本身”，“滤渣就是滤饼”，则（）。C

(A)这两种说法都对(B)两种说法都不对

(C)只有第一种说法正确(D)只有第二种说法正确 17．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

18．“颗粒的粒度分布愈不均匀，则所形成的床层空隙率越大”，“壁附近床层空隙率较床层中心的空隙率大” （）。D

(A)两种说法都对(B)两种说法都不对

(C)只有第一种说法对(D)只有第二种说法对

19．床层的平均空隙率与床层的平均自由截面积在以下条件下相等（）。C (A)颗粒粒度均匀(B)沿整个横截面上自由截面均匀

(C)沿整个床层高度各截面的自由截面均匀(D)颗粒的比表面积均匀 20．流化的类型有（）。B

(A)散式流化和均匀流化(B)聚式流化和散式流化 (C)聚式流化和鼓泡流化(D)浓相流化和稀相流化 21．流化床的压降随气速变化的大致规律是（）。D

(A)起始随气速增大而直线地增大(B)基本上不随气速变化

2

(C)ΔPμ (D)ΔPμu

22．在讨论旋风分离器分离性能时，临界直径这一术语是指（）。C (A)旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径 (B)旋风分离器允许的最小直径

(C)旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径 (D)能保持滞流流型时的最大颗粒直径 23．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 24．在离心沉降中球形颗粒的沉降速度（）。A

(A)只与d，rs，r，uT，R有关(B)只与d，r，uT，R有关 (C)只与d，r，uT，R，g有关(D)只与d，r，uT，R，Kc有关 (题中uT气体的切向速度，R旋转半径，Kc分离因数) 25．降尘室没有以下优点（）。A (A)分离效率高(B)阻力小 (C)结构简单(D)易于操作 26．降尘室的生产能力（）。A

(A)只与沉降面积A和颗粒沉降速度ut有关 (B)与A、ut及降尘室高度H有关 (C)只与沉降面积A有关(D)只与ut和H有关

二、填空题

1．一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降，若空气温度由20℃升至50℃，则其沉降速度将（）。下降

2．降尘室的生产能力与降尘室的（）和（）有关。长度宽度 3．降尘室的生产能力与降尘室的（）无关。高度

4．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（）。增加一倍 5．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 6．在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，生产能力（）。不变 7．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 8．在湍流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的（）次方成正比。1/2 9．降尘室的高度由式（）决定，式中符号的意义是（）。

L/U>H/Ut L：降尘室长度H：降尘室高度U：气体通过降尘室时的水平流速 Ut：降尘速度

10．在过滤的大部分时间中，（）起到了主要过滤介质的作用。滤饼

11．过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩，则恒速过滤过程中滤液体积由Vl增多至V2=2Vl时，则操作压差由ΔPl增大至ΔP2=（）。2ΔPl

12．已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S，qe为Ve/S，Ve为过滤介质的当量滤液体积(滤液体积为Ve时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力)，在恒压过滤时，测得 Δt/Δq=3740q+200 则过滤常数K=（）。0.000535

13．已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S，qe为Ve/S，Ve为过滤介质的当量滤液体积(滤液体积为Ve时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力)，在恒压过滤时，测得 Δt/Δq=3740q+200 则过滤常数qe=（）。0.0535 14．最常见的间歇式过滤机有（）和（）。板框过滤机叶滤机

15．在一套板框过滤机中，板有（）种构造，框有（）种构造。 2 1

16．板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，则在每一框中，滤液穿过厚度为 （）的滤饼。框的厚度

17．板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，在洗涤时，洗涤液穿过厚度为 （）的滤饼。框厚度之半

18．板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，在洗涤时，洗涤液穿过的滤布面积等于（）。框的内面积

19．旋风分离器性能的好坏，主要以（）来衡量。临界粒径的大小 20．旋风分离器的越小，说明其分离性能越好。临界粒径

2

21．离心分离设备的分离因数定义式为Kc=（）。uT/gR（或ur/ut）

22．回转真空过滤机，回转一周所需时间为T，转鼓的表面积为S，转鼓的浸没度为y，则

一个过滤周期中，过滤时间为（）。y T 23．回转真空过滤机，回转一周所需时间为T，转鼓的表面积为S，转鼓的浸没度为y，则一个过滤周期中，过滤面积为（）。S 24．回转真空过滤机的转鼓浸没度是（）与（）的比值。转鼓浸没的表面积转鼓的总表面积 25．当介质阻力不计时，回转真空过滤机的生产能力与转速的（）次方成正比。1/2 26．间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/tS，此处V为（）。一个操作循环中得到的滤液体积 27．间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/tS，此处tS表示一个操作循环所需的（）。总时间 28．间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/tS，tS等于一个操作循环中（）、（） 和（）三项之和。过滤时间洗涤时间辅助时间 29．一个过滤操作周期中，“过滤时间越长，生产能力越大”的看法是否正确？（） 不正确的 30．一个过滤操作周期中，“过滤时间越短，生产能力越大”的看法是否正确？（） 不正确的 31．一个过滤操作周期中，过滤时间有一个（）值。最适宜 32．一个过滤操作周期中，最适宜的过滤时间指的是此时过滤机生产能力（）。最大 33．过滤机操作循环中，如果辅助时间越长，则最宜的过滤时间将（）。越长 34．对不可压缩性滤饼dV/dt正比于ΔP的（）次方。1 35．对可压缩滤饼dV/dt正比于ΔP的（）次方。1-s 36．对恒压过滤，介质阻力可以忽略时，过滤量增大一倍，则过滤速率为原来的（）。 二分之一 37．对恒压过滤，当过滤面积增大一倍时，如滤饼不可压缩，则过滤速率增大为原来的（）倍。四 38．对恒压过滤，当过滤面积增大一倍时，如滤饼可压缩，则过滤速率增大为原来的（）倍。四 39．叶滤机过滤时，固体颗粒流在滤叶的（）部。内 40．叶滤机过滤时，滤液穿过滤布由滤叶（）部抽出。【例3－1】落球粘度计。使用光滑小球在粘性液体中的自由沉降可以测定液体的粘度。 现有密度为8010kg/m、直径0.16mm的钢球置于密度为980 kg/m的某液体中，盛放液体的玻璃管内径为20mm。测得小球的沉降速度为1.70mm/s，试验温度为20℃，试计算此时液体的粘度。 测量是在距液面高度1/3的中段内进行的，从而免除小球初期的加速及管底对沉降的影响。当颗粒直径d与容器直径D之比d/D＜0.1，雷诺数在斯托克斯定律区内时，器壁对沉降速度的影响可用下式修正： 33 式中u't为颗粒的实际沉降速度；ut为斯托克斯定律区的计算值。 ＜解： =1.73×10m/s －3按式3-12可得 =0.0567Pa·s 校核颗粒雷诺数 ＜2 Ret上述计算有效。 【例3-2】拟采用降尘室回收常压炉气中所含的球形固体颗粒。降尘室底面积为10m，宽和高均为2m。操作条件下，气体的密度为0.75kg/m，粘度为2.6×10Pa·s；固体的密度为3000 kg/m；降尘室的生产能力为3 m/s。试求：1）理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径；2）粒径为40μm的颗粒的回收百分率；3）如欲完全回收直径为10μm的尘粒，在原降尘室内需设置多少层水平隔板？ 解：1）理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径由式3-20可知，在降尘室中能够完全被分离出来的最小颗粒的沉降速度为 m/s 由于粒径为待求参数，沉降雷诺准数Ret和判断因子K都无法计算，故需采用试差法。假设沉降在滞流区，则可用斯托克斯公式求最小颗粒直径，即 333－52 核算沉降流型 ＜ Ret原设在滞流区沉降正确，求得的最小粒径有效。 2）40μm颗粒的回收百分率假设颗粒在炉气中的分布是均匀的，则在气体的停留时间内颗粒的沉降高度与降尘室高度之比即为该尺寸颗粒被分离下来的分率。 由于各种尺寸颗粒在降尘室内的停留时间均相同，故40μm颗粒的回收率也可用其沉降速度u't与69.1μm颗粒的沉降速度ut之比来确定，在斯托克斯定律区则为 回收率= u't/ ut=(d'/dmin)=(40/69.1)=0.335 即回收率为33.5%。 3）需设置的水平隔板层数多层降尘室中需设置的水平隔板层数用式3-20a计算。 由上面计算可知，10μm颗粒的沉降必在滞流区，可用斯托克斯公式计算沉降速度，即 22m/s

解得x=518kg

故知1m滤饼中的固相质量为1930－518=1412kg

生成1m滤饼所需的滤浆质量为 1412×

3

3

3

kg

则1m滤饼所对应的滤液质量为57892－1930=55962kg

1m滤饼所对应的滤液体积为

由此可知，滤框全部充满时的滤液体积为

3

m

3

V=55.96×0.262=14.66m3

则过滤终了时的单位面积滤液量为

m/m

根据例3-6中过滤实验结果写出Δp=3.39×10Pa时的恒压过滤方程式为 （q+0.0217）=1.678×10(θ+2.81) 将q=0.6982 m/m代入上式，得

（0.6981+0.0217）=1.678×10(θ+2.81) 解得过滤时间为：θ=3085s。

2

－4

3

22

－4

5

3

2

由式3-58及式3-60可知：

对恒压过滤方程式3-51a进行微分，得

2（q+qe）dq=Kdθ，即

3

2

已求得过滤终了时q=0.6982 m/m,代入上式可得过滤终了时的过滤速率为

m/s

已知VW=0.08V=0.08×14.66=1.173 m

3

3

则

又知θD=15×60=900s 则生产能力为

s

m/h

3

习题

1．计算直径为50μm及3mm的水滴在30℃常压空气中的自由沉降速度。

2．试求直径30μm的球形石英粒子在20℃水中与20℃空气中的沉降速度各为多少？已知石英密度ρs=2600kg/m。

3．若石英砂粒在20℃的水和空气中以同一速度沉降，并假定沉降处于斯托克斯区，试问此两种介质中沉降颗粒的直径比例是多少？已知石英密度ρs=2600kg/m。

4．将含有球形染料微粒的水溶液于20℃下静置于量筒中1h，然后用吸液管在液面下5cm处吸取少量试样。已知染料密度为3000kg/m，问可能存在于试样中的最大颗粒为多少μm？

5．气流中悬浮密度4000kg/m的球形微粒，需除掉的最小微粒直径为10μm，沉降处于斯托克斯区。今用一多层隔板降尘室以分离此气体悬浮物。已知降尘室长10m，宽5m，共21层，每层高100mm，气体密度为1.1 kg/m，粘度为0.0218mPa·s。问

1）为保证10μm微粒的沉降，可允许最大气流速度为多少？ 2）降尘室的最大生产能力（m/h）为多少？

3）若取消室内隔板，又保证10μm微粒的沉降，其最大生产能力为多少？

6．试求密度为2000kg/m的球形粒子在15℃空气中自由沉降时服从斯托克斯定律的最大粒径及服从牛顿定律的最小粒径。

7．使用图3-9所示标准式旋风分离器收集流化床锻烧器出口的碳酸钾粉尘，在旋风分离器入口处，空气的温度为200℃，流量为3800 m/h（200℃）。粉尘密度为2290 kg/m，旋风分离器直径D为650mm。求此设备能分离粉尘的临界直径dc。

8．速溶咖啡粉的直径为60μm，密度为1050kg/m，由500℃的热空气带入旋风分离器中，进入时的切线速度为20m/s。在器内的旋转半径为0.5m。求其径向沉降速度。又若在静止空气中沉降时，其沉降速度应为多少？

9．某淀粉厂的气流干燥器每小时送出10000m带有淀粉颗粒的气流。气流温度为80℃，此时热空气的密度为1.0 kg/m，粘度为0.02mPa·s。颗粒密度为1500 kg/m。采用图3-9所示标准型旋风分离器，器身直径D=1000mm。试估算理论上可分离的最小直径，及设备的流体阻力。

10．某板框压滤机恒压过滤1h，共送出滤液11m，停止过滤后用3m清水（其粘度与滤液相同）在同样压力下进行滤饼的横穿洗涤。设忽略滤布阻力，求洗涤时间。

11．板框过滤机的过滤面积为0.4m，在表压150kPa恒压下，过滤某种悬浮液。4h后得滤液80m。过滤介质阻力忽略不计。试求：

1）当其它情况不变，过滤面积加倍，可得滤液多少？ 2）当其它情况不变，操作时间缩短为2h，可得滤液多少？

3）若过滤4h后，再用5m性质与滤液相近的水洗涤滤饼，问需多少洗涤时间？ 4）当表压加倍，滤饼压缩指数为0.3时，4h后可得滤液多少？

12．以总过滤面积为0.1m，滤框厚25mm的板框压滤机过滤20℃下的CaCO3悬浮液。悬浮液含CaCO3质量分率为13.9%，滤饼中含水的质量分率为50%，纯CaCO3密度为2710kg/m。若恒压下测得其过滤常数K=1.57×10m/s，qe=0.00378m/m。试求该板框压滤机每次过滤（滤饼充满滤框）所需的时间。

13．有一叶滤机，自始至终在恒压下过滤某种悬浮液时，得出过滤方程式为：

－52

3

2

3

23

3

2

3

3

3

3

3

33

3

3

3

3

3

3

3

3

q2+20q=250θ

式中q——L/m； θ——min。

在实际操作中，先用5min作恒速过滤，此时压强由零升至上述试验压强，以后维持此压强不变进行恒压过滤，全部过滤时间为20min。试求： 1）每一循环中每平方米过滤面积可得滤液量；

2）过滤后用滤液总量1/5的水进行滤饼洗涤，问洗涤时间为多少？

2

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