化工原理单元练习（三）
（第三章机械分离与固体流态化）
班级学号姓名
一、填空题
1、描述单个非球形颗粒的形状和大小的主要参数为、。
2、固体颗粒在气体中自由沉降时所受的力有力、力和
力。
固体颗粒的自由沉降分为阶段和阶段。
3、沉降速度是指，此速度亦称为速度。
4、在斯托克斯定律区，颗粒的沉降速度与流体黏度的次方成反比，在牛顿定律区，颗粒的沉降速度与流体黏度的次方成反比。
5、降尘室的设计原则是时间大于等于时间。
6、理论上降尘室的生产能力与和有关，而与无关。
7、分离因数的定义式为。
如果颗粒在离心力场内作圆周运动，其旋转半径为0.2m，切线速度为20m/s，则其分离因数为。
8、选用旋风分离器时主要依据是、、。
9、旋风分离器的分割粒径d50是。
10、描述固体颗粒床层特性的主要参数有、、
和。
11、过滤方式主要有、和。
12、板框过滤机由810m m×810m m×25mm的20个框组成，则其过滤面积为。
13、板框过滤机处理某悬浮液，已知过滤终了时的过滤速率
E
d
dV
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
θ
为0.04m3/s，现采用横穿洗涤法洗涤10min，洗涤时操作压力差与过滤时相同，洗水和滤液为相同温度的水，则洗涤速率
W
d
dV
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
θ
为，所消耗的洗水体积为。
14、用38个635m m×635m m×25mm的框构成的板框过滤机过滤某悬浮液，操作条件下的恒压过滤方程为：θ4
210
3
06
.0-
⨯
=
+q
q，式中q的单位为m3/m2，θ的单位为s。
则过滤常数K= ，V e= 。
15、用叶滤机过滤固含量10%（体积分数）的某悬浮液，已知形成的滤饼的空隙率为50%，则滤饼体积与滤液体积之比υ= 。
16、根据分离因数可将离心机分为、和。
17、流体通过固体颗粒床层时，当气速大于速度、小于速度时，固体颗粒床层为流化床。
18、流化床的两种流化形式为和。
19、流化床的不正常现象有和。
20、气力输送按气流压力分类，可分为和。
按气流中固相浓度分类，可分为和。
二、选择题
1、颗粒的球形度越（），说明颗粒越接近于球形。
A．接近0 B．接近1 C．大D．小
2、在重力场中，微小颗粒沉降速度与（）无关。
A．颗粒几何形状B．粒子几何尺寸
C．流体与粒子的密度D．流体流速
3、一球形固体颗粒在空气中作自由沉降，若沉降在斯托克斯定律区，空气的温度提高时，颗粒的沉降速度将（）。
若沉降在牛顿定律区，空气的温度提高时，颗粒的沉降速度将（）。
忽略温度变化对空气密度的影响。
A．不变B．增加C．减小D．不确定
4、在斯托克斯定律区，颗粒的沉降速度与其直径的（）次方成正比。
牛顿定律区，颗粒的沉降速度与其直径的（）次方成正比。
A．1 B．2 C．0.5 D．0.25
5、一球形固体颗粒在水中作自身沉降，若沉降在斯托克斯定律区，则随着水温升高，颗粒的沉降速度将（）。
若沉降在牛顿定律区，则随着水温升高，颗粒的沉降速度将（）。
忽略温度变化对水密度的影响。
A．不变B．增加C．减小D．不确定
6、颗粒在静止的流体中沉降时，在相同的Re t下，颗粒的球形度越小，阻力系数（）。
A．越大B．越小C．不变D．不确定
7、降尘室的设计中，应保证气体在降尘室内的流动处于（）。
A．层流B．过渡流C．湍流D．无限制
8、含尘气体通过边长为4m，宽为2m，高为1m的降尘室，若颗粒的沉降速度为0.2m/s，则降尘室的生产能力为（）。
A．4m3/s B．2.4m3/s C．6m3/s D．1.6m3/s
9、旋风分离器的切向进口气速不变，当其圆筒直径减小时，旋风分离器的临界粒径（），离心分离因数（）。
A．增加B．减小C．不变D．不确定
10、若过滤和洗涤时操作压力差相同，洗水黏度和滤液黏度相同。
板框过滤机，采用横穿洗涤法洗涤滤饼，洗涤速率等于（）倍过滤终了时速率。
叶滤机采用置换洗涤法，洗涤速率等于（）倍过滤终了时速率。
A．1 B．2 C．0.5 D．0.25
11、叶滤机在1.2×105Pa表压下操作时，过滤常数K=2×10-5m2/s；若把操作压力加大到2.4×105Pa表压，此时的过滤常数K为（）m2/s。
假设滤饼不可压缩。
12、理想流化床，随着气速的增大，床层高度（），床层压降（）。
A．增加B．减小C．不变D．不确定
三、计算题
1、采用降尘室回收常压炉气中所含的密度的3500kg/m3球形固体颗粒。
降尘室度面积为10m2。
进入降尘室的炉气温度为200℃，200℃下气体密度为0.75kg/m3，黏度为2.6×10-5Pa·s；降尘室的生产能力为3m3/s。
试求：
（1）理论上能完全捕集的最小颗粒直径；
（2）若将气体降温至50℃后再进入降尘室分离，50℃时气体密度为1.093kg/m3，黏度为1.96×10-5Pa·s；此时若还保持原有的分离程度，即能完全捕集的最小颗粒直径不变，降尘室的处理能力可以提高多少？
2、利用双锥分级器分离球形方铅矿和石英颗粒。
已知：方铅矿密度ρs1
=7500kg/m3，石英矿密度ρ
s2
=2650kg/m3，两种颗粒的直径范围均为0.1～0.8mm。
假设粒子在上升水流中作自身沉降，操作条件下水温25℃，试求：
（1）水的上升流速控制在多少时可将石英颗粒全部带走？
（2）此时底流中得到的纯方铅矿粒的尺寸范围。
3、一板框过滤机有12个尺寸为635mm×635mm×25mm的框，在1.3×105Pa 压力差下过滤120min，得滤液30m3，假设介质阻力可忽略。
（1）增加滤框至20个，得30m3滤液需要多少时间？
（2）提高操作压力差至2.0×105Pa，仍为12个滤框，得30m3滤液需要85min，求此时的过滤常数K和滤饼的压缩性指数。
4、采用板框压滤机过滤某种水悬浮液，压滤机有10个尺寸为810mm×810mm×42mm的框，在过滤过程中，过滤10min，得滤液1.3m3，再过滤10min，又得滤液量为0.7m3，已知滤浆中固相体积分为5%，过滤所形成的滤饼的空隙率为45%，试求：
（1）该条件下的恒压过滤方程式；
（2）滤框充满滤饼时所需过滤时间；
（3）若过滤后用总滤液量10%的清水洗涤滤饼，每批操作的辅助时间为20min，求该过滤机的生产能力。
5、用板框过滤机处理某悬浮液，已知过滤机有38个尺寸为635mm×635mm ×25mm的框，操作压力差200kPa，ν=0.1。
操作条件下滤饼不可压缩，介质阻力可忽略，滤饼不需洗涤。
过滤15min后，得滤液3m3。
（1）若过滤机的生产能力为5m3/h，求每个生产周期所需的辅助时间是多少？
（2）若操作压力差降为100kPa，每个生产周期所需的辅助时间不变，需将过滤面积增加到多少才能维持生产能力不变？
6、一台过滤面积30m2的板框过滤机在200kPa表压下进行恒压过滤，60min 后滤框全部充满滤饼，得到滤液5.5m3；过滤后需用0.2m3的清水洗涤，洗涤时的Δp,μ与过滤时相同；过滤机一个操作周期的辅助操作时间为15min。
现在想用一台直径2m，长2.2m，浸没度25%的转筒真空过滤机替代上面的板框过滤机，转筒真空过滤机操作真空度为400mmHg，试求，为使转筒真空过滤机与板框过滤机的生产能力相同，转筒真空过滤机的转速应为多少？假设滤饼不可压缩，过滤介质阻力可忽略。