沉降与过滤一章习题及答案一、选择题1、 一密度为7800 kg/m 3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）。
D ⋅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 ．m μ302⨯； B 。
m μ32/1⨯；C 。
m μ30； D 。
m μ302⨯3、降尘室的生产能力取决于 。
BA ．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 。
DA ． 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5、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 C ．流体的水平流速； D ．颗粒的形状6、在讨论旋风分离器分离性能时，临界粒径这一术语是指 。
CA. 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 7、旋风分离器的总的分离效率是指 。
DA. 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 8、对标准旋风分离器系列，下述说法哪一个是正确的 。
CA ．尺寸大，则处理量大，但压降也大；B ．尺寸大，则分离效率高，且压降小；C ．尺寸小，则处理量小，分离效率高；D ．尺寸小，则分离效率差，且压降大。
9、恒压过滤时， 如滤饼不可压缩，介质阻力可忽略，当操作压差增加1倍，则过滤速率为原来的 。
BA. 1 倍；B. 2 倍；C.2倍；D.1/2倍 10、助滤剂应具有以下性质 。
BA. 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11、助滤剂的作用是 。
BA ． 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12、下面哪一个是转筒真空过滤机的特点 。
BA ．面积大，处理量大；B ．面积小，处理量大；C ．压差小，处理量小；D ．压差大，面积小 13、以下说法是正确的 。
BA. 过滤速率与A(过滤面积)成正比;B. 过滤速率与A 2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14、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 。
CA. 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15、过滤推动力一般是指 。
BA ．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16、恒压板框过滤机，当操作压差增大1倍时，则在同样的时间里所得滤液量将 （忽略介质阻力） 。
A A ．增大至原来的2倍；B ．增大至原来的 2倍 ；Ｃ．增大至原来的 4 倍； D ．不变 二、填空题1、一球形石英颗粒，分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水中的沉降速度将 ，在空气中的沉降速度将 。
下降，增大2、在滞流(层流)区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比。
23、降尘室的生产能力与降尘室的 和（ ） 有关。
长度 宽度4、已知某沉降室在操作条件下的气体流率为3600m 3/h ，沉降室长、宽、高尺寸为L H b ⨯⨯=523⨯⨯,则其沉降速度为 s m /。
0.0675、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、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7、一降尘室长8m ，宽4m ，高1.5m ，中间装有14块隔板，隔板间距为0.1m 。
现颗粒最小直径为12μm ，其沉降速度为0.02 m/s ，欲将最小直径的颗粒全部沉降下来， 则含尘气体的最大流速不能超过 m/s 。
1.68、在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4 m, 切向速度为15 m/s 。
当颗粒与流体的相对运动属层流时，其分离因数C K 为 。
579、选择旋风分离器型式及决定其主要尺寸的根据是 ； ； 。
气体处理量，分离效率，允许压降10、通常， 非均相物系的离心沉降是在旋风分离器中进行， 悬浮物系一般可在旋液分离器或沉降离心机中进行。
气固；液固11、已知q 为单位过滤面积所得滤液体积V/A ，q e 为V e /A ，V e 为过滤介质的当量滤液体积(滤液体积为V e 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 Δτ/Δq=3740q+200 则过滤常数K = （ ）。
0.00053512、实现过滤操作的外力可以是 、 或 。
重力；压强差；惯性离心力13、在饼层过滤中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是 而不是 。
滤饼层；过滤介质14、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。
四15、用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，滤液量 ，生产能力 。
增加；不变16、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 三、计算题1、用降尘室除去矿石焙烧炉炉气中的氧化铁粉尘（密度4500kg/m 3），操作条件下的气体体积流量为6 m 3/s ，密度为0.6 kg/m 3，粘度为0.03 cP ，降尘室高2m ，宽2m ，长5m 。
试求能100% 除去的最小尘粒直径。
若将该降尘室用隔板分成10层（不计隔板厚度），而需完全除去的最小颗粒要求不变，则降尘室的气体处理量为多大？若生产能力不变，则能100% 除去的最小尘粒直径为多大？ 解 （1）能100%除去的最小颗粒直径 假设沉降服从斯托克斯公式，则：(1)将μ = 0.03cP = 3⨯10-5 Pa ⋅s ，q s = 6m 3/s ，ρp = 4500kg/m 3， ρ = 0.6kg/m 3，A = 2⨯5 = 10m 2代入得：检验雷诺数：s m A q u /6.0106=== 203.11036.06.01057.8Re <=⨯⨯⨯⨯==--μρdu 可见假设正确。
（2）若将该降尘室用隔板分成10层，且需完全除去的最小颗粒要求不变，即d p min 不变， u 0min 也不变，于是，每一小室的气体处理能力q v = Au 0不变，仍为6m 3/s ，故降尘室总Ag q d )(18ρρμ-=m d μ85.7108.57100.6)(45009.8161031855=⨯=⨯-⨯⨯⨯⨯=--的生产能力为：q v ’ = 10q v =10⨯6 = 60 m 3/s(3) 将降尘室用隔板分成10层，而生产能力不变，则能100%除去的最小尘粒直径为： (2)式中q v '为每一小室的气体处理能力，q v ' = q v /10 = 0.6 m 3/s 将式（1）与式（2）相比，得：d pc = 0.316 d pc ’ = 0.316⨯85.7 = 27.1μm由计算可见，将该降尘室用隔板分成10层后，若需完全除去的最小颗粒要求不变，则降尘室的气体处理量将变为原来的10倍。
若生产能力不变，则能100% 除去的最小尘粒直径变为原来的101。
2、现有密度为 1080kg/m3、直径为 0.16mm 的钢球置于密度980 kg/m 3的某液体中，盛放液体的玻璃管的内径D 为 20mm 。
测得小球的沉降速度为 1.70mm/s ，试计算此时液体的粘度。
当d/D<0.1时，器壁对沉降速度的影响可用下式校正：解：校核雷诺数3、直径为30m μ的球形颗粒,于大气压及20℃下在某气体中的沉降速度为在水中沉降速度的88倍, 又知此颗粒在此气体中的有效重量为水中有效重量的1.6倍。
试求此颗粒在此气体中的沉降速度.20℃的水:CP 1=μ,3/1000m kg =ρ气体的密度为1.2kg/m 3(有效重量指重力减浮力)Dd u u 104.2100+='008.010201016.033=⨯⨯=--D d []33001073.1008.0104.211070.1104.21--⨯=⨯+⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+'=D d u u ()()()s P u g d a s ⋅=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=--0567.01073.11881.998080101016.01832302ρρμ11078.40567.09801070.11016.03330<⨯=⨯⨯⨯⨯='=---μρdu R et A g q d )(18ρρμ-=''解: ∵1.6)g()(气水ρρρρ-=-g∴1.61.2)g(1000)(-=-g ρρ解得：3/2665m kg s =ρ设球形颗粒在水中的沉降为层流, 则在水中沉降速度:s m g d u s /1017.8101881.9)10002665()1030(18)(432611201---⨯=⨯⨯-⨯=-=μρρ 校核：0245.01010001017.81030346011=⨯⨯⨯⨯==---μρdu R e 假设正确.则此颗粒在气体中的沉降速度为 sm u u /16.20245.088880102=⨯==4、有一降尘室，长6m ，宽3m ，共20层，每层100mm ，用以除去炉气中的矿尘，矿尘密度3/3000m kg s =ρ，炉气密度3/5.0m kg ，粘度0.035m s Pa ⋅，现要除去炉气中10mμ以上的颗粒，试求：（1）为完成上述任务，可允许的最大气流速度为多少？ （2）每小时最多可送入炉气若干？（3）若取消隔板，为完成任务该降尘室的最大处理量为多少？解：（1）设沉降区为滞流，则 μρρ18)(2gdu -=因为 ρρ>>s 则s m m u /4.67100.035189.813000)10(103260=⨯⨯⨯⨯⨯=--1106.67100.0350.5104.671010433600<⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==----μρdu Re 假设正确由降尘室的分离条件，有 s m HL u u /0.280.16104.630=⨯⨯==-（2）3600104.673620203⨯⨯⨯⨯⨯==-A u V =6052.3h m /3（3） h m A u V /302.63600104.6736330=⨯⨯⨯⨯==-可见加隔板可提高生产能力，但隔板间距不能过小，过小会影响出灰和干扰沉降。