化工原理沉降与过滤课后答案

一、判断题

1.物料在离心机内进行分离时，其离心加速度与重力加速度的比值，称为离心分离因数。 （√ ） 2.旋风分离器是利用惯性离心力作用来净制气体的设备。 (√ )

3.恒压过滤时过滤速度随过程的进行不断下降。 （√ ）

4.降尘室的生产能力与其沉降面积和粒子的沉降速度，以及降尘室的高度有关。 （ × ）

5.非均相物系分离按操作原理主要有沉降、过滤、压榨、离心分离、吸收和萃取。 （ × ）

6.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提高，其压降上升。 （ √ ） 二、填空题

1.除去液体中混杂的固体颗粒一般可采用（ ）、（ ）、（ ）。 重力沉降；过滤；离心分离等

2. 混合物内部均匀且没有相界面者称为（ ），若混合物内部存在一个以上的相，且向界面两侧的物料性质有差别者为（ ）。 均相混合物（均相物系）；非均相混合物（非均相物系）

3.按照固体颗粒在介质中的沉降速度不同，把固体颗粒分成大小不同的几部分的分离方法称为（ ）。 分级沉降法

4.含尘气体通过沉降室所经历的时间（ ）尘粒从室顶沉降到室底所需时间，尘粒便可分离出来。 大于或等

沉降与过滤一章习题及答案

一、选择题

1、 一密度为7800 kg/m3 的小钢球在相对密度为1.2的某液体中的自由沉降速度为在20℃水中沉降速度的1/4000，则此溶液的粘度为 （设沉降区为层流20℃水密度998.2

3-5

kg/m粘度为100.5×10 Pa·s）。A A? 4000 mPa·s； B? 40 mPa·s； C? 33.82 Pa·s； D? 3382 mPa·s 2、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30μm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?30?m； B。1/2?3?m；C。30?m； D。2?30?m 3、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。

4、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

沉降与过滤一章习题及答案

一、选择题

1、 一密度为7800 kg/m3 的小钢球在相对密度为1.2的某液体中的自由沉降速度为在20℃水中沉降速度的1/4000，则此溶液的粘度为 （设沉降区为层流20℃水密度998.2

3-5

kg/m粘度为100.5×10 Pa·s）。A A? 4000 mPa·s； B? 40 mPa·s； C? 33.82 Pa·s； D? 3382 mPa·s 2、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30μm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?30?m； B。1/2?3?m；C。30?m； D。2?30?m 3、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。

4、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

化工原理天津大学第二版

沉降与过滤一章习题及答案

一、选择题

1、 一密度为7800 kg/m3 的小钢球在相对密度为1.2的某液体中的自由沉降速度为在20℃水中沉降速度的1/4000，则此溶液的粘度为 （设沉降区为层流20℃水密度998.2

3-5

kg/m粘度为100.5×10 Pa·s）。A A 4000 mPa·s； B 40 mPa·s； C 33.82 Pa·s； D 3382 mPa·s 2、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30μm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 30 m； B。1/2 3 m；C。30 m； D。2 30 m 3、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。

4、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，

第三章 沉降与过滤

沉 降

【3-1】 密度为1030kg/m3、直径为400?m的球形颗粒在150℃的热空气中降落，求其沉降速度。

?5解 150℃时，空气密度??0.835kg/m3，黏度??2.41?10Pa?s

颗粒密度?p?1030kg/m3，直径dp?4?10?4m 假设为过渡区，沉降速度为

?4g(?p??)ut????225??22??4?(9.81)2(1030)2?3?4?dp????4?10?1.79m/s ?5??225?2.41?10?0.835??131验算 Re?为过渡区

dput??44?1?0?.1?7．98350=?248. ?52.41?10【3-2】密度为2500kg/m3的玻璃球在20℃的水中和空气中以相同的速度沉降。试求在这两种介质中沉降的颗粒直径的比值，假设沉降处于斯托克斯定律区。

解 在斯托克斯区，沉降速度计算式为

2ut?dp??p???g/18?

由此式得（下标w表示水，a表示空气）

218ut??p??w?dpw(?p??a)dpa=? g?w?a2dpwdpa?(?p??a)?w(?p??w)?a 查得20℃时水与空气的密度及黏度分别为

?w?998.2 kg/m3,?w

沉降与过滤复习题

一、填空题

1. 降尘室与沉降槽均为流固分离设备，它们的生产能力与该设备的_____________有关，而与_________无关。

2. 某降尘室高2m，宽2m，长5m，用于矿石焙烧炉的炉气除尘。矿尘密度为4500千克每立方米，其形状近于圆球，操作条件下气体流量为25 000立方米每小时，气体密度

?5为0.6千克每立方米，粘度为3?10Pa?s。则理论上能除去矿尘颗粒的最小直径为_______μｍ。

3. 直径60μｍ，密度2600kg/m的颗粒在ρ=998kg/m33，粘度为1厘泊的液体中的沉降

速度为_____________________。

4. 降尘室做成多层的目的是___________。 5. 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qV的气体颗粒直径dp≥50μm的颗粒100%的除去，现要求将同样气量中的dp≥35μm的颗粒

100%的除去，则降尘室的底面积应为原来的_________倍。

6. 颗粒在沉降过程中不受周围颗粒和器壁的影响，称为_________沉降。

7. 直径为1mm的球形颗粒与边长为1mm相同物料正方形颗粒在20℃的水中的沉降速度相比 ________

过滤、沉降试题

一、填空题

1．非均相物系一般有两相组成，其中一相称为__________另一相称为_________。 2．离心分离设备的分离因数定义式为Kc= ，旋风分离器的 越小，说明其分离性能越好。

3．悬浮液是指由__________和_________组成的混合物。（填液相、气相或固相） 4．乳浊液是指由__________和_________组成的混合物。（填液相、气相或固相） 5．沉降分离是依据分散介质与分散物质间的________ 差来分离的。

6．沉降器的生产能力与__________和________________正比，与__________无关。

7．沉降分离的必要条件是_____________________________________________ 。 8．旋风分离器的操作是混合气体从筒体上部的________方向进入（径向或切向），________排出净化气体，_________间歇排灰（顶部或底部）。 9．过滤方法有______________和________________。 10．过滤阻力包括______________和______________两部分。

11

化工原理课后习题解答

（夏清、陈常贵主编

.化工原理.天津大学出版社.）

东哥整理 2012.6.24

第一章 流体流动

1. 某设备上真空表的读数为 13.3×103 Pa,试计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地区大气压强为 98.7×10 Pa。

解：由 绝对压强 = 大气压强 – 真空度 得到：

设备内的绝对压强P绝 = 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa

=8.54×103 Pa

设备内的表压强 P表 = -真空度 = - 13.3×10 Pa

2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/? 的油品，油面高于罐底 6.9 m，油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距罐底 800 mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa ，

问至少需要几个螺钉？

分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力 即 P油 ≤ ζ螺

解：P螺 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762 150.307×103 N

ζ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×

第二章 吸收习题解答

1从手册中查得101.33KPa、25℃时,若100g水中含氨1g,则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987KPa。已知在此组成范围内溶液服从亨利定律,试求溶解度系数H(kmol/ (m3·kPa))及相平衡常数m。 解: (1) 求H 由PNH3??CNH3H.求算.

已知:PNH3??0.987kPa.相应的溶液浓度CNH3可用如下方法算出:

以100g水为基准,因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为

1000kg/m3.则:

1CNH3?17?0.582kmol/m3100?1 1000CNH30.5823?H???0.590kmol/(m?kPa)?PNH30.987yNH3??mNH3xNH3P1(2).求m.由17xNH3??0.01051100?1718yNH3?0.00974m???0.928xNH30.0105yNH3??PNH3??0.987?0.00974101.33

2: 101.33kpa、1O℃时,氧气在水中的溶解度可用po2=3.31×106x表示。式中:Po2为氧在气相中的分压,kPa、x为氧在液相中的摩尔分数。试求在此温度及压强下与空气充分接触后的水中,每立方米溶有多少克氧.

容器A 中的气体表压为60kPa ，容器B中的气体真空度为1.2×I0Pa ,试分别求出A 、B二容器中气体的绝对压力为若干帕，该处环境的大气压力等于标准大气压力

解：标准大气压力为101.325kPa

容器A 的绝对压力PA = 101.325 +60=161.325 kPa 容器B 的绝对压力PB=101.325-12=89.325 kPa

[1-2] 某设备进、出口的表压分别为-12kPa 和157kPa，当地大气压力为101.3kPa。试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。 解:进口绝对压力

出口绝对压力P出=101.3+157 = 258.3 kPa

进、出口的压力差△P=157-(-12) =157+12=169kPa或△P=258.3-89.3=169 kPa

[1-8] 如图所示，容器内贮有密度为1250kg/m的液体，液面高度为3.2m。容器侧壁上有两根测压管线，距容器底的高度分别为2m及1m ，容器上部空间的压力(表压)为29.4kPa。试求: (1)压差计读数(指示

液密度为1400kg/m); (2) A 、B 两个弹簧压力表的读数。 解：容器上部空间的压力P=29.4kPa (表压) 液体密度