沉降分离例题
环境工程原理《沉降》习题及答案
环境工程原理《沉降》习题及答案1、 直径60μm 的石英颗粒，密度为2600kg/m 3，求在常压下，其在20℃的水中和20℃的空气中的沉降速度（已知该条件下，水的密度为998.2kg/m 3，黏度为1.005×10-3Pa·s ；空气的密度为1.205kg/m 3，黏度为1.81×10-5Pa·s ）。
解：（1）在水中假设颗粒的沉降处于层流区，由式（6.2.6）得：()()()262332600998.29.8160103.13101818 1.00510P Pt gd u ρρμ----⨯⨯⨯-===⨯⨯⨯m/s检验：6336010 3.1310998.20.18621.00510P t eP d u R ρμ---⨯⨯⨯⨯===<⨯位于在层流区，与假设相符，计算正确。
（2）在空气中 应用K 判据法，得()()()36322560109.81 1.205260020.3361.8110P P d g K ρρρμ--⨯⨯⨯⨯-=≈=<⨯所以可判断沉降位于层流区，由斯托克斯公式，可得：()()262526009.8160100.281818 1.8110P Pt gd u ρρμ--⨯⨯⨯-=≈=⨯⨯m/s2、 密度为2650kg/m 3的球形颗粒在20℃的空气中自由沉降，计算符合斯托克斯公式的最大颗粒直径和服从牛顿公式的最小颗粒直径（已知空气的密度为1.205kg/m 3，黏度为1.81×10-5Pa·s ）。
解：如果颗粒沉降位于斯托克斯区，则颗粒直径最大时，2P t eP d u R ρμ==所以2t P u d μρ=，同时()218P P t gd u ρρμ-=所以p d =57.2210p d -=⨯m同理，如果颗粒沉降位于牛顿区，则颗粒直径最小时，1000P t eP d u R ρμ==所以1000t P u d μρ=，同时t u =所以p d =31.5110p d -=⨯m3、 粒径为76μm 的油珠（不挥发，可视为刚性）在20℃的常压空气中自由沉降，恒速阶段测得20s 内沉降高度为 2.7m 。
沉降例题
一、选择选题（单选）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．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)1/35．以下说法是正确的（）。
A(A)过滤速率与A(过滤面积)成正比(B)过滤速率与A2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6．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) l7．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8．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2倍(D)增大至原来的1.5倍9．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10．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11．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)四分之一12．助滤剂应具有以下性质（）。
化工原理：(含答案)第三章 非均相物系的分离
第三章 非均相物系的分离一、填空题：1．⑴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°C 升至50°C ，则其沉降速度将 。
⑵降尘室的生产能力只与降尘室的 和 有关，而与 无关。
解⑴下降 ⑵长度 宽度 高度2．①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 ，气流速度 ，生产能力 。
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；在湍流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比。
解①增加一倍 ， 减少一倍 ， 不变 ②2 ， 1/2沉降操作是指在某种 中利用分散相和连续相之间的 差异，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。
沉降过程有 沉降和 沉降两种方式。
答案：力场；密度；重力；离心3．已知q 为单位过滤面积所得滤液体积V/S ，e e e S V q V /，为为过滤介质的当量滤液体积（滤液体积为e V 时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力），在恒定过滤时，测得2003740/+=∆∆q q τ，过滤常数K ＝ ，e q = 。
解0.000535 ， 0.05354．⑴间歇过滤机的生产能力可写为Q ＝V/∑τ，此外V 为 ，∑τ表示一个操作循环所需的 ，∑τ等于一个操作循环中 ， 和 三项之和。
一个操作循环中得到的滤液体积 ，总时间 ，过滤时间τ ，洗涤时间τw ， 辅助时间τD⑵．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 ，“过滤时间越短，生产能力越大”的看法是 。
过滤时间有一个 值，此时过滤机生产能力为 。
不正确的 ，不正确的 ， 最适宜 ， 最大⑶．过滤机操作循环中，如辅助时间τ越长则最宜的过滤时间将 。
⑶ 越长(4). 实现过滤操作的外力可以是 、 或 。
答案：重力；压强差；惯性离心力5．⑴在过滤的大部分时间中， 起到了主要过滤介质的作用。
⑵最常见的间歇式过滤机有 和 连续式过滤机有 。
⑶在一套板框过滤机中，板有 种构造，框有 种构造。
化工原理颗粒的沉降和流态化典型例题题解
第5章颗粒的沉降和流态化【例1】落球粘度计。
使用光滑小球在粘性液体中的自由沉降测定液体的粘度。
现有密度为8010kg/m 3、直径0.16mm 的钢球置于密度为980kg/m 3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：—0.16x 10-3解：D ―2x 10-2=1.70x 10-31+2.104x 8x 10-3]=1.73X 10-3m/s可得d 2（p -p ）g G.16x 10-3）（8010-980）x 9.81ILl=s =18u 18x 1.73x 10-3t=0.0567Pa •s校核颗粒雷诺数du 'p0.16x10-3x1.70x10-3x980tRet l 0.0567上述计算有效。
【例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 2,宽和高均为2m 。
操作条件下，气体的密度为0.75kg/m 3,粘度为 2.6X 10-5Pa •s ；固体的密度为3000kg/m 3；降尘室的生产能力为3m 3/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40u m 的颗粒的回收百分率；3）如欲完全回收直径为10u m 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V 3u =—r=——0.3t bl 10m/s由于粒径为待求参数，沉降雷诺准数Re t 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-18l u 18x 2.6x 10-5x 0.3d =t ==6.91x 10-5m =69.1|i mmin '.Ap -p ）g\3000x 9.81s核算沉降流型u 1+2.104-I D J式中u't 为颗粒的实际沉降速度; u t 为斯托克斯定律区的计算值。
沉降计算例题(试题学习)
地基沉降量计算地基变形在其表面形成的垂直变形量称为建筑物的沉降量。
在外荷载作用下地基土层被压缩达到稳定时基础底面的沉降量称为地基最终沉降量。
一、分层总和法计算地基最终沉降量计算地基的最终沉降量，目前最常用的就是分层总和法。
（一）基本原理该方法只考虑地基的垂向变形，没有考虑侧向变形，地基的变形同室内侧限压缩试验中的情况基本一致，属一维压缩问题。
地基的最终沉降量可用室内压缩试验确定的参数（e i、E s、a）进行计算，有：变换后得：或式中：S--地基最终沉降量（mm）；e--地基受荷前（自重应力作用下）的孔隙比；1e--地基受荷（自重与附加应力作用下）沉降稳定后的孔隙比；2H--土层的厚度。
计算沉降量时，在地基可能受荷变形的压缩层范围内，根据土的特性、应力状态以及地下水位进行分层。
然后按式（4-9）或（4-10）计算各分层的沉降量S。
最后将各分层的沉降量总和起来即为地基的最终沉降量：i（二）计算步骤1）划分土层如图4-7所示，各天然土层界面和地下水位必须作为分层界面；各分层厚度必须满足H i≤0.4B（B为基底宽度）。
2）计算基底附加压力p03）计算各分层界面的自重应力σsz和附加应力σz；并绘制应力分布曲线。
4）确定压缩层厚度满足σz=0.2σsz的深度点可作为压缩层的下限；对于软土则应满足σz=0.1σsz；对一般建筑物可按下式计算z n=B(2.5-0.4ln B)。
5）计算各分层加载前后的平均垂直应力p=σsz； p2=σsz+σz16）按各分层的p1和p2在e-p曲线上查取相应的孔隙比或确定a、E s等其它压缩性指标7）根据不同的压缩性指标，选用公式（4-9）、（4-10）计算各分层的沉降量Si8）按公式（4-11）计算总沉降量S。
分层总和法的具体计算过程可参例题4-1。
例题4－1已知柱下单独方形基础，基础底面尺寸为2.5×2.5m，埋深2m，作用于基础上（设计地面标高处）的轴向荷载N=1250kN，有关地基勘察资料与基础剖面详见下图。
化工原理第一章沉降与过滤习题..
沉降与过滤一章习题一、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20℃水密度998.2kg/m 3粘度为100.5×10-5 Pa ·s ）。
⋅A 4000 mPa ·s ； ⋅B 40 mPa ·s ； ⋅C 33.82 Pa ·s ； ⋅D 3382 mPa ·s2、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 。
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 。
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 。
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；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。
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、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 。
A. 1 倍；B. 2 倍；C.2倍；D.1/2倍7、助滤剂应具有以下性质 。
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8、助滤剂的作用是 。
A ． 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9、以下说法是正确的 。
化工原理沉降与过滤习题及答案
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20℃水密度998.2 kg/m 3粘度为100.5×10-5Pa ·s ）。
A⋅A 4000 mPa ·s ； ⋅B 40 mPa ·s ； ⋅C 33.82 Pa ·s ； ⋅D 3382 mPa ·s2、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 。
DA ．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 。
化工原理 第三章 沉降与过滤-例题
18×1.005×10
−3
= 9.797×10−3m/ s
核算流型
Rt= e dut ρ 95×10−6 ×9.797×10−3 05×10
−3
=0.9244 1 ＜
原假设滞流区正确，求得的沉降速度有效。
例 ： 拟采用降尘室除去常压炉气中的球形尘粒。降尘室 的宽和长分别为2m和6m,气体处理量为1标m3/s，炉气温度为 427℃，相应的密度ρ=0.5kg/m3 ，粘度µ=3.4×10-5Pa.s，固体 密度ρS=400kg/m3 操作条件下，规定气体速度不大于0.5m/s， 试求： 1．降尘室的总高度H，m； 2．理论上能完全分离下来的最小颗粒尺寸； 3. 粒径为40µm的颗粒的回收百分率； 4. 欲使粒径为10µm的颗粒完全分离下来，需在降降尘室内设 置几层水平隔板？
解：1）降尘室的总高度H
273+t 273+427 V =V =1× = 2.564m3 / s S 0 273 273 V 2.564 H= S = . m bu 2×0.5 = 2 564
2）理论上能完全出去的最小颗粒尺寸
Vs 2.564 ut = = = 0.214m/ s bl 2×6
用试差法由ut求dmin。 假设沉降在斯托克斯区
例 ： 试计算直径为95µm，密度为3000kg/m3 的固体颗粒在 20℃的水中的自由沉降速度。 解：1）在20℃水中的沉降。 用试差法计算 先假设颗粒在滞流区内沉降 ，
d2(ρs − ρ)g ut = 18µ
附录查得，20℃时水的密度为998.2kg/m3,µ=1.005×10-3Pa.s
(95×10 ) (3000−998.2)×9.81 u=
18µut 18×3.4×10−5 ×0.214 dmin = = = 5.78×10−5m (ρs −ρ)g (4000−0.5) ×9.807
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3.3 沉降分离
3.3.1 重力沉降
2.检验 Ret ： Ret
d ut
2.02 104 0.01 997 2.25 2 3 0.8937 10
3.重设：与原假设不符，故重设在过渡区沉降，
.6 用阿伦公式求解： ut 0.27 d ( s ) g Re0 P
3.3 沉降分离
3.3.1 重力沉降 1. 求dmin 解：设在斯区：
d min Vs 18 9.21 10 5 m 92 .1m g s A底
dut 9.21 105 0.694 0.6 ＝0.96 1 5 4 10
验Ret:
将已知值代入得： 0.01 0.27 d (1400 997) 9.81 (2.25)0.6
997
解出： d 2.13 104 m
4.再检验 Ret
Ret
dut
计算结果表明，重设正确（即属于过渡区沉降），故粒子 直径为 。 2.13 104 m
2.13 104 0.01 997 2.37 3 0.891 重力沉降
例3： （难）
有一温度为25℃的水悬浮液，其中固 体颗粒的密度为1400kg/m3 ，现测得其沉 降速度为0.01m/s ，求固体颗粒的直径。
3.3 沉降分离
3.3.1 重力沉降
. 解：1.假设：
假设粒子在滞流区沉降，故可以用斯式求出其直径
即：
18ut d ( ) g S
3.3 沉降分离
3.3.1 重力沉降
例: 某除尘室高2m,宽2m,长5m，用于矿石焙烧炉
的炉气除尘。矿尘的密度为4500kg/m3，其形状近 于圆球。操作条件下气体流量为6.94m3/s，密度为 0.6kg/m3 ，粘度 3 105 Pa s。试求： 1.理论上能完全除去的最小矿粒直径。 2.分10层，除去的粒径不变，处理量为多少？ 3.分10层，处理量不变,可除去的最小粒径为多少？
1 2
1 u 0 . 01 m s , 又已知： t
P 1400 kg m3
1 2
997kg m3 0.8937 103 Pa s 查出25℃水：
18 0.8937 10 0.01 4 将各值代入上式得： dP 2 . 02 10 m (1400 997) 9.807
Ret
正确
3.3 沉降分离
3.3.1 重力沉降
2.A底’=10A底
VS变化
3 Vs A底ut 10A底ut 10VS 69.4m / s
3.A底’=10A底
d min Vs 18 2.91 10 5 m 29.1m g P 10A