化工原理分章试题与解答 第三章
化工原理考试题及答案
第三章沉降与过滤一、填空题或选择1. 悬浮液属液态非均相物系，此中分别内相是指_____________ ；分别外相是指______________________________。
*** 答案 ***固体微粒，包围在微粒四周的液体2. 含尘气体中的尘粒称为（）。
A.连续相；B.分别相；C.非均相。
***答案 *** B3. 悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会遇到_____________ 三个力的作用。
当此三个力的______________ 时，微粒即作匀速沉降运动。
此时微粒相关于流体的运动速度，称为____________。
*** 答案 ***重力、阻力、浮力代数和为零沉降速度4.自由沉降是 ___________________________________ 。
***答案 ***沉降过程颗粒互不扰乱的沉降5. 当微粒在介质中作自由沉降时，若粒子沉降的Rep 相同时，球形度越大的微粒，介质阻力系数越________。
球形粒子的球形度为_________。
*** 答案***小 16. 沉降操作是使悬浮在流体中的固体微粒，在_________ 力或 __________ 力的作用下，沿受力方向发生运动而___________，进而与流体分别的过程。
*** 答案 ***重离心堆积7. 球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_______________。
滞流沉降时，其阻力系数=____________.*** 答案 ***粒子所受协力的代数和为零24/ Rep8.降尘宝做成多层的目 ____________________________________ 。
***答案 ***增大沉降面积，提升生产能力。
9.气体的净制按操作原理可分为________________________________________________________. 旋风分别器属 _________________ 。
化工原理第三章习题与答案
化⼯原理第三章习题与答案第三章机械分离⼀、名词解释（每题2分）1. ⾮均相混合物物系组成不同，分布不均匀，组分之间有相界⾯2. 斯托克斯式r u d u ts r 2218)(?-=µρρ3. 球形度s ?⾮球形粒⼦体积相同的球形颗粒的⾯积与球形颗粒总⾯积的⽐值4. 离⼼分离因数离⼼加速度与重⼒加速度的⽐值5. 临界直径dc离⼼分离器分离颗粒最⼩直径6．过滤利⽤多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作7. 过滤速率单位时间所产⽣的滤液量8. 过滤周期间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成⼀次过滤所⽤时间9. 过滤机⽣产能⼒过滤机单位时间产⽣滤液体积10. 浸没度转筒过滤机浸没⾓度与圆周⾓⽐值⼆、单选择题（每题2分）1、⾃由沉降的意思是_______。
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D 2、颗粒的沉降速度不是指_______。
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B3、对于恒压过滤_______。
A 滤液体积增⼤⼀倍则过滤时间增⼤为原来的2倍B 滤液体积增⼤⼀倍则过滤时间增⼤⾄原来的2倍C 滤液体积增⼤⼀倍则过滤时间增⼤⾄原来的4倍D 当介质阻⼒不计时,滤液体积增⼤⼀倍,则过滤时间增⼤⾄原来的4倍D4、恒压过滤时，如介质阻⼒不计，滤饼不可压缩，过滤压差增⼤⼀倍时同⼀过滤时刻所得滤液量___ 。
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C5、以下过滤机是连续式过滤机_______。
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 C6、过滤推动⼒⼀般是指______。
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B7、回转真空过滤机中是以下部件使过滤室在不同部位时，能⾃动地进⾏相应的不同操作：______。
化工原理分章试题与解答 第三章
第三章一、填空题1．某颗粒的重力沉降服从斯托克斯定律，若在水中的沉降速度为u 1,在空气中为u 2，则u 1 u 2；若在热空气中的沉降速度为u 3，冷空气中为u 4，则u 3 u 4。
(＞，＜，＝) 答：μρρ18)(2-=s t g d u ，因为水的粘度大于空气的粘度，所以21u u <热空气的粘度大于冷空气的粘度，所以43u u <2．用降尘室除去烟气中的尘粒，因某种原因使进入降尘室的烟气温度上升，若气体质量流量不变，含尘情况不变，降尘室出口气体含尘量将 （上升、下降、不变），导致此变化的原因是1） ；2） 。
答：上升，原因：粘度上升，尘降速度下降；体积流量上升，停留时间减少。
3．含尘气体在降尘室中除尘，当气体压强增加，而气体温度、质量流量均不变时，颗粒的沉降速度 ，气体的体积流量 ，气体停留时间 ，可100%除去的最小粒径min d 。
（增大、减小、不变）答：减小、减小、增大，减小。
ρξρρ3)(4-=s t dg u ，压强增加，气体的密度增大，故沉降速度减小， 压强增加，p nRTV =，所以气体的体积流量减小，气体的停留时间A V L u L t s /==，气体体积流量减小，故停留时间变大。
最小粒径在斯托克斯区)(18min ρρμ-=s t g u d ，沉降速度下降，故最小粒径减小。
4．一般而言，同一含尘气以同样气速进入短粗型旋风分离器时压降为P 1，总效率为1η，通过细长型旋风分离器时压降为P 2，总效率为2η，则：P 1 P 2，1η 2η。
答：小于，小于5．某板框过滤机恒压操作过滤某悬浮液，滤框充满滤饼所需过滤时间为τ，试推算下列情况下的过滤时间τ'为原来过滤时间τ的倍数：1）0=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ；2）5.0=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ；3）1=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ；1）0. 5；2）0.707；3）1s p -∆∝1)/(1τ，可得上述结果。
经典化工原理考试题及答案
化工原理考试题及答案第三章非均相分离姓名____________班级____________学号_____________成绩______________一、填空题：1.（2分）悬浮液属液态非均相物系，其中分散内相是指_____________；分散外相是指 ______________________________。
***答案*** 固体微粒，包围在微粒周围的液体2.（3分）悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到_____________三个力的作用。
当此三个力的______________时，微粒即作匀速沉降运动。
此时微粒相对于流体的运动速度，称为____________ 。
***答案*** 重力、阻力、浮力代数和为零沉降速度3.（2分）自由沉降是 ___________________________________ 。
***答案*** 沉降过程颗粒互不干扰的沉降4.（2分）当微粒在介质中作自由沉降时，若粒子沉降的Rep相同时，球形度越大的微粒，介质阻力系数越________ 。
球形粒子的球形度为_________ 。
***答案*** 小 15.（2分）沉降操作是使悬浮在流体中的固体微粒，在 _________力或__________力的作用下，沿受力方向发生运动而___________ ，从而与流体分离的过程。
***答案*** 重离心沉积6.（3分）球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_______________ 。
滞流沉降时，其阻力系数=____________.***答案*** 粒子所受合力的代数和为零 24/ Rep7.（2分）降尘宝做成多层的目的是____________________________________ 。
***答案*** 增大沉降面积，提高生产能力。
8.（3分）气体的净制按操作原理可分为_____________________________________ ___________________.旋风分离器属_________________ 。
化工原理习题——第三章
Re t
du t
6.35 10 3 0.02732 1300 0.04248 1 5.309
故假设成立，求出的 有效。 （2 分） 35. 试题： 密度为 1850 kg / m 3 的固体颗粒，在 50℃和 20℃水中，按斯托克斯定律作 自由沉降时， （1）它们沉降速度的比值是多少？（2）若微粒直径增加一倍在同 温度水中作自由沉降时，此时沉降速度的比值又为多少？
答案与评分标准
答：影响旋风分离器性能的因素是多方面的，其中最主要的因素可归纳为物系性 质与操作条件两大类。 （2 分） 因为对于同一结构型式的旋风分离器来说，减少尺寸有利于分离，所以当气 体处理量很大，又要求较高的分离效果时，常采用旋风分离器组操作。 （3 分） （共 5 分） 28. 试题： 简述选择旋风分离器的主要依据。
答案与评分标准
降尘室底面积 (2 分) 5. 试题： 除去气流中尘粒的设备类型有__________、___________、__________等。 高度 （1 分） （共 3 分）
答案与评分标准
降尘室 6. 试题： 惯性除尘 旋风分离器 （每个空 1 分，共 3 分）
1 — 19
1
第三章
过滤常数 K 是由__________及___________决定的常数；而介质常数 q e 与 e 是反映________________的常数。
答案与评分标准
(A) 17. 试题： 球形颗粒在静止流体中作自由沉降时，其沉降速度 u t 可用斯托克斯公式计算。 （ ） （2 分）
答案与评分标准
(×) 18. 试题： 过滤操作属于定态操作。 （ ） （1 分）
答案与评分标准
经典化工原理考试题及答案
化工原理考试题及答案第三章非均相分离姓名____________班级____________学号_____________成绩______________一、填空题：1.（2分）悬浮液属液态非均相物系，其中分散内相是指_____________；分散外相是指______________________________。
***答案*** 固体微粒，包围在微粒周围的液体2.（3分）悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到_____________三个力的作用。
当此三个力的______________时，微粒即作匀速沉降运动。
此时微粒相对于流体的运动速度，称为____________ 。
***答案*** 重力、阻力、浮力代数和为零沉降速度3.（2分）自由沉降是 ___________________________________ 。
***答案*** 沉降过程颗粒互不干扰的沉降4.（2分）当微粒在介质中作自由沉降时，若粒子沉降的Rep相同时，球形度越大的微粒，介质阻力系数越________ 。
球形粒子的球形度为_________ 。
***答案*** 小 15.（2分）沉降操作是使悬浮在流体中的固体微粒，在 _________力或__________力的作用下，沿受力方向发生运动而___________ ，从而与流体分离的过程。
***答案*** 重离心沉积6.（3分）球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_______________ 。
滞流沉降时，其阻力系数=____________.***答案*** 粒子所受合力的代数和为零 24/ Rep7.（2分）降尘宝做成多层的目的是____________________________________ 。
***答案*** 增大沉降面积，提高生产能力。
8.（3分）气体的净制按操作原理可分为________________________________________________________.旋风分离器属_________________ 。
化工原理第三章习题及参考答案
第三章机械分离一、名词解释（每题2分）1.非均相混合物物系组成不同，分布不均匀，组分之间有相界面2.斯托克斯式ϕ3.球形度s非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值4.离心分离因数离心加速度与重力加速度的比值5.临界直径dc离心分离器分离颗粒最小直径6．过滤利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作7.过滤速率单位时间所产生的滤液量8.过滤周期间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间9.过滤机生产能力过滤机单位时间产生滤液体积10.浸没度转筒过滤机浸没角度与圆周角比值二、单选择题（每题2分）1、自由沉降的意思是_______。
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D2、颗粒的沉降速度不是指_______。
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B3、对于恒压过滤_______。
A滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的?2倍B滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍C滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍D当介质阻力不计时,滤液体积增大一倍,则过滤时间增大至原来的4倍D4、恒压过滤时，如介质阻力不计，滤饼不可压缩，过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量___。
Ａ增大至原来的2倍Ｂ增大至原来的4倍倍Ｄ增大至原来的1.5倍C5、以下过滤机是连续式过滤机_______。
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C6、过滤推动力一般是指______。
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B7、回转真空过滤机中是以下部件使过滤室在不同部位时，能自动地进行相应的不同操作：______。
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。
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第三
章
一、填空题
1．某颗粒的重力沉降服从斯托克斯定律，若在水中的沉降速度为u 1,在空气中为u 2，则u 1 u 2；
若在热空气中的沉降速度为u 3，冷空气中为u 4，则u 3 u 4。
(＞，＜，＝) 答：μρρ18)(2-=s t g d u ，因为水的粘度大于空气的粘度，所以21u u <
2．3压强增加，
p nRT
V =，所以气体的体积流量减小， 气体的停留时间A V L u L t s /==
，气体体积流量减小，故停留时间变大。
最小粒径在斯托克斯区)(18min ρρμ-=
s t g u d ，沉降速度下降，故最小粒径减小。
4．一般而言，同一含尘气以同样气速进入短粗型旋风分离器时压降为P 1，总效率为1η，通过细长
型旋风分离器时压降为P 2，总效率为2η，则：P 1 P 2，
1η 2η。
56
7．滤终了时走过的距离L 的定量关系为 ，洗涤速率（和终了时的过滤速率E 的定量关
系为 。
答案：
A A w 21=；L L w 2=; (W d dV θ=E d dV (41θ 8．转筒真空过滤机，转速越大，则生产能力就越 ，每转一周所获得的滤液量就越 ，
形成的滤饼厚度越 ，过滤阻力越 。
答案：大；少；薄；小
分析：由转筒真空过滤机的生产能力
=( 忽略介质阻力)
465
K
Qϕ
n
μ, 9．一降尘室长5M,宽2.5M,高1.1M,中间装有10块隔板,隔板间距为0.1M,现颗粒最小直径10m
其沉降速度为0.01m/s,欲将最小直径的颗粒全部沉降下来,含尘气体的最大流速不能超过10．恒压过滤时，过滤面积不变，当滤液粘度增加时，在相同过滤时间内，过滤常数Ｋ将变，
１．以下说法正确的是。
Ａ过滤速率与过滤面积成正比Ｂ过滤速率与过滤面积的平方成正比
Ｃ过滤速率与滤液体积成正比Ｄ过滤速率与滤布阻力成正比
答案：B
２．用板框过滤机进行恒压过滤，若介质阻力可忽略不计，过滤20min 可得滤液8m 3，若再过滤
20min 可再得滤液 。
Ａ 8m 3 Ｂ 4m 3 Ｃ 3.3m 3 Ｄ 11.3m 3
答案:C
分析:由恒压过滤方程
由题知 ,0=Ve 则有 θ22KA V = m ，
由 μ18s t
故 s s s V A V g d ∝-=)(18min ρρμ
４．下面哪个是过滤的推动力 。
Ａ 液体经过过滤机的压强降； Ｂ 滤饼两侧的压差；
Ｃ 介质两侧的压差； Ｄ 介质两侧的压差加上滤饼两侧的压差
答：D
５．恒压过滤时，当过滤时间增加１倍则过滤速率为原来的 。
（介质阻力可忽略，滤饼不可
压缩）
A 21/2倍
B 2-1/2 倍
C 2倍
D 1/2倍
答案：B
分析：恒压过滤方程为：
θK qq q e =+22
C 尺寸小，则处理量小，但分离效率高；
D 尺寸小，则分离效率差，但压降大
答：C
8．设降尘室的长、宽、高分别为L 、S 、H （单位均为m ），颗粒的沉降速度为u t （m/s ），气体的
体积流量为Vs ，则颗粒能在降尘室分离的条件是 。
A H/u t≥LbH/Vs；
B H/u t≤LbH/Vs；
C L/u t≤LbH/Vs；
D L/u t≥LbH/Vs
答：B
9．下列说法中正确的是。
为决定
10
D 不用旋风分离器，该用其它分离设备
答：C
三、计算题
１．用板框压滤机在恒压强差下过滤某种悬浮液，测得过滤方程式为：
V2+V=5×10-5A2θ
试求：
⑴欲在30min 内获得5m 3滤液，需要边框尺寸为635mm ×635mm ×25mm 的滤框若干个；
⑵过滤常数K 、q e 、θe 。
解：1、所需滤框数
由已知的过滤时间和相应的滤液体积，利用恒压过滤方程求过滤面积。
再由滤框尺寸确定所需的滤
框数
24Pa ，测出q e ⑴ 滤框完全充满滤饼所需的过滤时间；
⑵ 若滤饼洗涤与装卸时间为0.5h ，求以滤液体积计的生产能力。
解：1）滤框完全充满滤饼所需的过滤时间θ
过滤面积：22224.262081.022m n l A =⨯⨯==
滤饼体积：222551.020042.081.0m bn l V c =⨯⨯==
滤液体积 3
51.51.0551.0m V V c
===ν
真空度为Pa 4108⨯，即Pa p 4108⨯=∆ 过滤时间：h s K q q e e 67.021455102)01.021.0()(52
2==-⨯+='-''+=-θθ
3⑷
2）θθ21
='
解得：343.42m V =''
3、p p ∆='∆2
解得：3
85.84m V ='''
4、洗涤时间：
4．用小型板框压滤机对某悬浮液进行恒压过滤试验，过滤压强差为150kPa，测得过滤常数k=2.5×10-4m2/s，q e=0.02m3/m2。
今拟用一转筒真空过滤机过滤该悬浮液，过滤介质与试验时相同，操作真空度为60kPa，转速为0.5r/min，转筒的浸没度为1/3。
若要求转筒真空过滤机的生产能力为5m3滤液/h，试求转筒真空过滤机的过滤面积。
已知滤饼不可压缩。
∝
K∆
p。