沉降與過濾一章習(xí)題及答案一、選擇題1、一密度為7800kg/m3的小鋼球在相對密度為1.2的某液體中的自由沉降速度為在20℃水中沉降速度的1/4000,則此溶液的粘度為（設(shè)沉降區(qū)為層流）。DA4000mPa^s；B40mPa^s；C33.82Pa^s；D3382mPa^s? ? ? ?2、含塵氣體在降塵室按斯托克斯定律進(jìn)行沉降。理論上能完全除去30以川的粒子，現(xiàn)氣體處理量增大1倍，則該降塵室理論上能完全除去的最小粒徑為。DA.2x30口m；B。1/2義3口m；C。30口m；D。22義30旦m3、降塵室的生產(chǎn)能力取決于。BA.沉降面積和降塵室高度；B.沉降面積和能100%除去的最小顆粒的沉降速度；C.降塵室長度和能100%除去的最小顆粒的沉降速度；D.降塵室的寬度和高度。4、降塵室的特點是。DA.結(jié)構(gòu)簡單，流體阻力小，分離效率高，但體積龐大；B．結(jié)構(gòu)簡單,分離效率高,但流體阻力大,體積龐大；C．結(jié)構(gòu)簡單,分離效率高,體積小,但流體阻力大；D．結(jié)構(gòu)簡單,流體阻力小,但體積龐大,分離效率低5、在降塵室中，塵粒的沉降速度與下列因素?zé)o關(guān)。CA.顆粒的幾何尺寸 B.顆粒與流體的密度C.流體的水平流速；D.顆粒的形狀6、在討論旋風(fēng)分離器分離性能時，臨界粒徑這一術(shù)語是指°CA.旋風(fēng)分離器效率最高時的旋風(fēng)分離器的直徑;B.旋風(fēng)分離器允許的最小直徑;C.旋風(fēng)分離器能夠全部分離出來的最小顆粒的直徑;D.能保持滯流流型時的最大顆粒直徑7、旋風(fēng)分離器的總的分離效率是指。DA.顆粒群中具有平均直徑的粒子的分離效率;B.顆粒群中最小粒子的分離效率;C.不同粒級（直徑圍）粒子分離效率之和;D.全部顆粒中被分離下來的部分所占的質(zhì)量分率8、對標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器系列，下述說法哪一個是正確的°CA.尺寸大，則處理量大，但壓降也大；B.尺寸大，則分離效率高，且壓降小；C.尺寸小，則處理量小，分離效率高；D.尺寸小，則分離效率差，且壓降大。9、恒壓過濾時,如濾餅不可壓縮,介質(zhì)阻力可忽略,當(dāng)操作壓差增加1倍,則過濾速率為原來的。BA.1倍；B.2倍；C.-22倍；D.1/2倍10、助濾劑應(yīng)具有以下性質(zhì)。BA.顆粒均勻、柔軟、可壓縮;B.顆粒均勻、堅硬、不可壓縮;C.粒度分布廣、堅硬、不可壓縮;D.顆粒均勻、可壓縮、易變形11、助濾劑的作用是oBA.降低濾液粘度，減少流動阻力；B．形成疏松餅層，使濾液得以暢流；C．幫助介質(zhì)攔截固體顆粒；D．使得濾餅密實并具有一定的剛性12、下面哪一個是轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)的特點oBA.面積大，處理量大；B.面積小，處理量大；C.壓差小，處理量小；D.壓差大，面積小13、以下說法是正確的oBA.過濾速率與A（過濾面積）成正比；B.過濾速率與A2成正比；C.過濾速率與濾液體積成正比;D.過濾速率與濾布阻力成反比14、恒壓過濾，如介質(zhì)阻力不計，過濾壓差增大一倍時，同一過濾時刻所得濾液量oCA.增大至原來的2倍;B.增大至原來的4倍;C.增大至原來的倍;D.增大至原來的1.5倍15、過濾推動力一般是指oBA.過濾介質(zhì)兩邊的壓差；B.過濾介質(zhì)與濾餅構(gòu)成的過濾層兩邊的壓差；C.濾餅兩面的壓差;D.液體進(jìn)出過濾機(jī)的壓差16、恒壓板框過濾機(jī)，當(dāng)操作壓差增大1倍時，則在同樣的時間里所得濾液量將（忽略介質(zhì)阻力）oAA.增大至原來的、篤倍； B.增大至原來的2倍；C.增大至原來的4倍； D.不變二、填空題1、一球形石英顆粒，分別在空氣和水中按斯托克斯定律沉降，若系統(tǒng)溫度升高，則其在水中的沉降速度將，在空氣中的沉降速度將。下降，增大2、在滯流（層流）區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的次方成正比。23、降塵室的生產(chǎn)能力與降塵室的和（ ）有關(guān)。長度寬度4、已知某沉降室在操作條件下的氣體流率為3600m3/h,沉降室長、寬、高尺寸為L*b*H=5*3x2，則其沉降速度為m/s00.0675、在除去某粒徑的顆粒時，若降塵室的高度增加一倍，氣流速度。減少一倍6、若降塵室的高度增加，則沉降時間,氣流速度,生產(chǎn)能力0增加；下降；不變7、一降塵室長8m,寬4m,高1.5m,中間裝有14塊隔板，隔板間距為0.1m°現(xiàn)顆粒最小直徑為12Nm,其沉降速度為0.02m/s,欲將最小直徑的顆粒全部沉降下來，則含塵氣體的最大流速不能超過m/so1.68、在旋風(fēng)分離器中，某球形顆粒的旋轉(zhuǎn)半徑為0.4m,切向速度為15m/s。當(dāng)顆粒與流體的相對運(yùn)動屬層流時，其分離因數(shù)￡為——。579、選擇旋風(fēng)分離器型式及決定其主要尺寸的根據(jù)是；；。氣體處理量，分離效率，允許壓降10、通常，非均相物系的離心沉降是在旋風(fēng)分離器中進(jìn)行，懸浮物系一般可在旋液分離器或沉降離心機(jī)中進(jìn)行。氣固；液固11、已知4為單位過濾面積所得濾液體積V/A，qe為Ve/A，Ve為過濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液體積（濾液體積為ve時所形成的濾餅層的阻力等于過濾介質(zhì)的阻力）：在恒壓過濾時，測得A/Aq=3740q+200則過濾常數(shù)K=（ ）。 0.00053512、實現(xiàn)過濾操作的外力可以是、或。重力；壓強(qiáng)差；慣性離心力13、在餅層過濾中，真正發(fā)揮攔截顆粒作用的主要是而不是。濾餅層；過濾介質(zhì)14、對恒壓過濾，當(dāng)過濾面積增大一倍時，如濾餅可壓縮，則過濾速率增大為原來的倍。四15、用板框式過濾機(jī)進(jìn)行恒壓過濾操作，隨著過濾時間的增加，濾液量,生產(chǎn)能力。增加；不變16、對恒壓過濾，介質(zhì)阻力可以忽略時，過濾量增大一倍，則過濾速率為原來的。二分之一三、計算題1、用降塵室除去礦石焙燒爐爐氣中的氧化鐵粉塵（密度4500kg/m3）,操作條件下的氣體體積流量為6m3/s,密度為0.6kg/m3,粘度為0.03cP,降塵室高2m,寬2m,長5m。試求能100%除去的最小塵粒直徑。若將該降塵室用隔板分成10層（不計隔板厚度），而需完全除去的最小顆粒要求不變，則降塵室的氣體處理量為多大？若生產(chǎn)能力不變，則能100%除去的最小塵粒直徑為多大？解（1）能100%除去的最小顆粒直徑假設(shè)沉降服從斯托克斯公式，則：ii8^q__=I ￡ gg(P_P)Avc'將=0.03cP=310-5Pas,q=6m3/s, =4500kg/m3, =0.6kg/m3,A=25=10m2代入得：=8.57X10-5=85.7)!m1 18=8.57X10-5=85.7)!m=? I9.81x(4500-0.6)x10PC檢驗雷諾數(shù):u=q~^=~=0.6m/s口A10=1.03<2Re=u=q~^=~=0.6m/s口A10=1.03<2N 3*10-5可見假設(shè)正確。（2）若將該降塵室用隔板分成10層，且需完全除去的最小顆粒要求不變，即d不變，pminu0min也不變，于是，每一小室的氣體處理能力qv=Au0不變，仍為6m3/s,故降塵室總的生產(chǎn)

能力為:q'=10q=106=60m3/s（3）將降塵室用隔板分成10層，而生產(chǎn)能力不變，則能100%除去的最小塵粒直徑為:⑵=q/10=0.6m3/s■18出'd'⑵=q/10=0.6m3/sg（P—e）APC,式中q為每一小室的氣體處理能力，q將式（1）與式（2）相比，得：vdpcdpc=0.316dpc'=0.31685.7=27.1m由計算可見，將該降塵室用隔板分成10層后，若需完全除去的最小顆粒要求不變，則降塵室的氣體處理量將變?yōu)樵瓉淼?0倍。若生產(chǎn)能力不變，則能100%除去的最小塵粒直徑變?yōu)樵瓉淼模莨ぁ＃?02、現(xiàn)有密度為1080kg/m3、直徑為0.16mm的鋼球置于密度980kg/m3的某液體中，盛放液體的玻璃管的徑D為20mm。測得小球的沉降速度為1.70mm/s,試計算此時液體的粘度。當(dāng)d/D<0.1時，器壁對沉降速度的影響可用下式校正：u 0 1+2.104—D解：0.160.16*10一3)0,008D20義10-3u=u'11+2.104—1=1.70*10一31+2.104義0.0081=1.73*10一30 0ID)d2(p_p)gU= s 18u

0(0.16xd2(p_p)gU= s 18u

0 =0.0567P-s18x1.73x10-3 a校核雷諾數(shù)etdup——0—0.16x10-3x1.70x10-3etdup——0— =4.78x10-3<10.05673、直徑為30Um的球形顆粒，于大氣壓及20℃下在某氣體中的沉降速度為在水中沉降速度的88倍，又知此顆粒在此氣體中的有效重量為水中有效重量的1.6倍。試求此顆粒在此氣體中的沉降速度.20℃的水：U=1cp,p=1000kg/m3氣體的密度為1.2kg/m3（有效重量指重力減浮力）

解:（p-p解:（p-p水鹿(p—p氣)g$1.6J(p-1.2)g(P-1000)g=入超.6解得：P=2665kg/m3s設(shè)球形顆粒在水中的沉降為層流,則在水中沉降速度:d2(P-P)g (30x10-6)2(2665-1000)x9.81u= s 1—= =8.17x10-4m/s01 18旦 18x10-31校核：Re1校核：Re1duP30x10-6x8.17x10-4x1000——01—二 從 10-3=0.0245假設(shè)正確.則此顆粒在氣體中的沉降速度為u=88u=88x0.0245=2.16m/s02 014、有一降塵室，長6m,寬3口，共20層，每層100mm，用以除去爐氣中的礦塵，礦塵密度p=3000kg/m3，爐氣密度0.5kg/m3，粘度0.035mPa?s，現(xiàn)要除去爐氣中10日ms以上的顆粒，試求：（1）為完成上述任務(wù)，可允許的最大氣流速度為多少？（2）每小時最多可送入爐氣若干？（3）若取消隔板，為完成任務(wù)該降塵室的最大處理量為多少？解：（1）設(shè)沉降區(qū)為滯流，則=d2(P-P)g“「解：（1）設(shè)沉降區(qū)為滯流，則=d2(P-P)g“「 1%因為u0(10x10-6)2x3000x9.81=4-67mm/s18x0.035x10-3Re0二小￡二10x10-6x4仞710-3x8=6.67x10-4<1假設(shè)正確N 0.035x10-3由降塵室的分離條件，有_ L_4,6x10-3x6=u0H~= 01=0.28m/s(2)y=20Au=20x6x3x4,67x10-3x3600=6052.3m3/ho（3）y=Au0=6x3x4.67x10-3x3600=302.6m3/h可見加隔板可提高生產(chǎn)能力，但隔板間距不能過小，過小會影響出灰和干擾沉降。5、一降塵室，長5m，寬3m，高4m，部用隔板分成20層，用來除去煙氣中75日m以上的顆粒。已知煙氣密度為0.6kg/m3,粘度為0.03mPa?s,塵粒密度為4300kg/m3，試求可處理的煙氣量。解：d=75x10-6mp=4300kg/m3sp=0.6kg/m解：d=75x10-6mp=4300kg/m3sp=0.6kg/m3從=0.03義10-3Pa?s設(shè)沉降區(qū)為層流，二d2(P-P)gu?！?18N(75x10-6)2(4300-0.6)x9.8118x0.03x10-3=0.44m/sRe驗算口duP-e—N75x10-6x0.44x0.6 =0.66<10.03x10-3 故假設(shè)正確總處理量為A=20x0,44x5x3=132m3/s6、一降塵室長5m，寬3m，高4m，部用隔板分成20層，用來回收含塵氣體中的球形固體顆粒，操作條件下含塵氣體的流量為36000m3/h，氣體密度P=0.9kg/m3，粘度N=0.03mPa?s。塵粒密度p=4300kg/m3，試求理論上能100%除去的最小顆粒直s徑。解：降塵室總面積A=20x5x3=300m2生產(chǎn)能力的計算式為q=Au注意式中u0為能100%除去的最小顆粒的沉降速度，而A應(yīng)為總沉降面積。解出36000/3600-0.033m/s300設(shè)沉降區(qū)為層流，則有u0u0dmind2P-P)gTTTTT11即，:18即0

l'(P-P)g.18x0.03x10-3x0.033 =2.06x10-5m= (4300-0.9)x9.81

驗算Re0驗算Re0=d 2.06x10-5x0.033x0.90.03x10-3=0.02<1故假設(shè)正確O7、在202.7kPa(2atm)操作壓力下用板框過濾機(jī)處理某物料，操作周期為3h,其中過

濾1.5h，濾餅不需洗滌。已知每獲1m3濾液得濾餅0.05m3,操作條件下過濾常數(shù)K=3.3x10-5m2/s，介質(zhì)阻力可忽略，濾餅不可壓縮。試計算：(1)若要求每周期獲0.6m3的濾餅，需多大過濾面積？(2)若選用板框長寬的規(guī)格為1mx1m，則框數(shù)及框厚分別為多少？解：(1)V="6=12m3 Ve=0( 0.0512=28.43m2所以V2=KA212=28.43m2A=~'八=~ 二KK0 v3.3x10-5x1.5x3600(2)A=n(2)A=nx2x1x1A28.43所以所以n=—=---=14.2取15個q-nx1x1x3『 0.6S=q—=--=0.04mn 15應(yīng)注意每個框的兩側(cè)都有濾布，故計算面積時要在n個框面積的基礎(chǔ)上再乘以2。8、一小型板框壓濾機(jī)有5個框，長寬各為0.2m,在300kPa(表壓)下恒壓過濾2h，濾餅充滿濾框，且得濾液80L,每次洗滌與裝卸時間各為0.5h。若濾餅不可壓縮，且過濾介質(zhì)阻力可忽略不計。求：(1)洗滌速率為多少川3/(m2.h)?(2)若操作壓強(qiáng)增加一倍，其它條件不變，過濾機(jī)的生產(chǎn)能力為多少？解：(1)洗滌速率因過濾介質(zhì)阻力可忽略不計，即q2=Kt過濾面積 A=5X0.22X2=0.4m2單位過濾面積上的濾液量q=V/A=80X10-3/0.4=0.2m3/m2過濾常數(shù)K=q2/t=0.22/2=0.02m2/h過濾終了時的速率(dq/dt)E=K/2q=0.02/(2X0.2)=0.05m/h洗滌速率 (dq/dT)W=0.5(dq/dT)E=0.5X0.05=0.025m/h(2)Ap'=2Ap時的生產(chǎn)能力 "因濾餅不可壓縮，所以K,=KAp,/Ap=2K=2X0.02=0.04m2/h因在原板框壓濾機(jī)過濾，懸浮液濃度未變，則當(dāng)5個板框充滿濾餅時所得濾液量仍為V,=0.08m3,故此時所用的過濾時間為t=q,2/K'=q2/K=0.22/0.04=1h生產(chǎn)能力Q=V'/(T+Tw+TD)=0.08/(1+0.5+0.5)=0.04m3濾液/h9、在一板框過濾機(jī)上過濾某種懸浮液，在1atm表壓下20分鐘在每1m2過濾面積上得到0.197m3的濾液，再過濾20分鐘又得濾液0.09m3。試求共過濾1小時可得總濾液量為若干m3.解：當(dāng)T1=20min時， q1=0.197m3/m2t2=40min時，q2=0.197+0.09=0.287m3/m