化原第三章机械分离习题答案
化工原理(少学时)思考题答案
因为容器内壁给了流体向下的力，使内部压强大于外部压强。 问题 5. 图示两密闭容器内盛有同种液体，各接一 U 形压差计，读数分别为 R1、R2，两压差计间 用一橡皮管相连接，现将容器 A 连同 U 形压差计一起向下移动一段距离，试问读数 R1 与 R2有何 变化？(说明理由)
答 5．容器 A 的液体势能下降，使它与容器 B 的液体势能差减小，从而 R2 减小。R1 不变，因 为该 U 形管两边同时降低，势能差不变。 问题 6. 伯努利方程的应用条件有哪些?
问题 13. 图示的管路系统中，原 1, 2 ,3 阀全部全开，现关小 1 阀开度，则总流量 V 和各支管
流量 V1, V2, V3 将如何变化？ 答 13．qV、qV1 下降，qV2、qV3 上升。 问题 14. 什么是液体输送机械的压头或扬程?
答 14．流体输送机械向单位重量流体所提供的能量(J/N)。
答 24．通风机施给每立方米气体的能量称为全压，其中动能部分称为动风压。离心泵 的丫头单位是 J/N（米液柱），全风压的单位是为 N/m2，两者单位不同，若按ΔP=ρｇｈ表 示，可知高度ｈ与密度ρ无关时，压差ΔP 与密度ρ成正比。
第二章 传热
问题 1. 传热过程有哪三种基本方式? 答 1．直接接触式、间壁式、蓄热式。 问题 2. 传热按机理分为哪几种? 答 2．传导、对流、热辐射。 问题 3. 物体的导热系数与哪些主要因素有关? 答 3．与物质聚集状态、温度有关。
化工原理（少学时）思考题答案
第一章 流体流动与输送机械
问题 1. 什么是连续性假定? 质点的含义是什么? 有什么条件? 答 1．假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。
质点是含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比起分子自由程却要大得 多。 问题 2 粘性的物理本质是什么? 为什么温度上升, 气体粘度上升, 而液体粘度下降? 答 2．分子间的引力和分子的热运动。
【免费下载】化工原理第3章 课后习题参考答案
根据 d50 = 0.27[μD/u t（ρs- ρ）]1/2计算颗粒的分割粒径∴ d50 = 0.27[3.6×10-5×0.4/(13.889×2300)]1/2= 0.00573×10-3m = 5.73μm（3）压强降根据△P = ξ·ρu i2/2 计算压强降∴△P = 8.0×0.674×13.8892/2 = 520 Pa7、实验室用一片过滤面积为0.1m2的滤叶对某种颗粒在水中的悬浮液进行实验，滤叶内部真空读为500mmHg，过滤5min的滤液1L，又过滤5min的滤液0.6L，若再过滤5min得滤液多少？已知：恒压过滤，△P =500mmHg ，A=0.1m，θ1=5min时，V1=1L；θ2=5min+5min=10min时，V2=1L+0.6L=1.6L求：△θ3=5min时，△V3=？解：分析：此题关键是要得到虚拟滤液体积，这就需要充分利用已知条件，列方程求解思路：V2 + 2VV e= KA2θ（式中V和θ是累计滤液体积和累计过滤时间），要求△V3，需求θ3=15min时的累计滤液体积 V3=？则需先求Ve和K。
⑴虚拟滤液体积Ve由过滤方程式 V2 + 2VV e= KA2θ过滤5min得滤液1L（1×10-3）2 + 2×10-3 V e= KA2×5 ①过滤10min得滤液1.6L（1.6×10-3）2 + 2×1.6×10-3 V e= KA2×10 ②由①②式可以得到虚拟滤液体积V e= 0.7×10-3 KA2= 0.396⑵过滤15分钟假设过滤15分钟得滤液V'V'2 + 2V'V e= KA2θ'V'2 + 2×0.7×10-3V'= 5×0.396V' = 2.073×10-3∴再过滤5min得滤液△V = 2.073×10-3 -1.6×10-3 = 0.473×10-3 m3=0.473L8.以小型板框压滤机对碳酸钙颗粒在水中的悬浮液进行过滤实验，测得数据列于本题附表。
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：______。
化工原理第二版答案解析
第三章 机械分离和固体流态化2. 密度为2650 kg/m 3的球形石英颗粒在20℃空气中自由沉降，计算服从斯托克斯公式的最大颗粒直径及服从牛顿公式的最小颗粒直径。
解：20C 时，351.205/, 1.8110kg m Pa s ρμ-==⨯⋅空气对应牛顿公式，K 的下限为69.1，斯脱克斯区K 的上限为2.62那么，斯托克斯区：max 57.4d m μ===min 69.11513d m μ==3. 在底面积为40 m 2的除尘室内回收气体中的球形固体颗粒。
气体的处理量为3600 m 3/h ，固体的密度3/3000m kg =ρ，操作条件下气体的密度3/06.1m kg =ρ，黏度为2×10-5P a·s。
试求理论上能完全除去的最小颗粒直径。
解：在降尘室中能被完全分离除去的最小颗粒的沉降速度u t ，则 36000.025/4003600s t V u m s bl ===⨯ 假设沉降在滞流区，用斯托克斯公式求算最小颗粒直径。
min 17.5d um === 核算沉降流型：6min 517.5100.025 1.06R 0.0231210t et d u ρμ--⨯⨯⨯===<⨯ 假设合理。
求得的最小粒径有效。
4. 用一多层降尘室除去炉气中的矿尘。
矿尘最小粒径为8m μ，密度为4000kg/m 3。
除尘室长 4.1 m 、宽 1.8 m 、高4.2 m ，气体温度为427℃，黏度为3.4×10-5 P a·s，密度为0.5 kg/m 3。
若每小时的炉气量为2160标准m 3，试确定降尘室内隔板的间距及层数。
解：由气体的状态方程PV nRT = 得''s s T V V T =，则气体的流量为： '34272732160 1.54/2733600s V m s +=⨯= 1.540.2034/1.8 4.2s t V u m s bH ===⨯ 假设沉降发生在滞流区，用斯托克斯公式求最小粒径。
3机械分离答案
机械分离试题库一、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 ·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。
CA ．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 。
化工原理(管国锋主编_第三版)课后习题答案3_颗粒流体力学基础与机械分离
第3章 颗粒流体力学基础与机械分离1）有两种固体颗粒，一种是边长为a 的正立方体，另一种是正圆柱体，其高度为h ，圆柱直径为d 。
试分别写出其等体积当量直径和形状系数的计算式。
d h dh dhd d h d h d d h d db aa ad ad a da v e v e ve v e ve +=⋅+==∴==⋅=⋅=⋅=∴=2)18()/(2])2/3[(])2/3[()4/)6/()()6/(6/6(6)/6()6/()(][3122322312,23,31223222,31,33,πππψππππππψππ（）解2）某内径为0.10m 的圆筒形容器堆积着某固体颗粒，颗粒是高度h=5mm ，直径d=3mm 的正圆柱，床层高度为0.80m ，床层空隙率、若以1atm ，25℃的空气以0.25空速通过床层，试估算气体压降。
[解] 圆柱体：Pad u d u L P s Pa m kg C atm m m d h dh d d h dh h d d ve v e m v e v e 7.177]1046.325.0185.152.052.0175.1)1046.3(25.010835.152.0)52.01(150[80.0])1(75.1)(1(150[10835.1,/185.1:)25,146.3)352/(533)2/(3)2()18(,])2/3[(32323532,222,32530,32312,=⨯⨯⨯-⨯+⨯⨯⨯⨯-⨯=⋅⋅⋅-⨯+⋅⋅-⨯=∆⋅⨯===+⨯⨯⨯=+=⋅∴+==----ψρεεψεμεμρψψ）按欧根公式计算压降：空气（3）拟用分子筛固体床吸附氯气中微量水份。
现以常压下20℃空气测定床层水力特性，得两组数据如下：空塔气速 0.2，床层压降 14.28mmH 2O0.693.94mmH 2O试估计25℃、绝对压强1.35atm 的氯气以空塔气速0.40通过此床层的压降。
第三章-机械分离(习题课)
解： （1）过滤时间：
过滤面积：A = 38×2×0.812 = 49.86 m2
框内全部充满滤渣，滤饼体积：
?
Vc A 0.025 49.86 0.025 1.2465(m2 )
Vc 0.812 0.025 38 0.6233(m3)
q Vc 0.1563(m3 / m2 ) vA
Ve 0.625(m3)
V 2 2V Ve KA2
1.52
21.5 0.625 5103 12
825(s)
525(s)
2020/7/11
7、一小型板框压滤机有框10块，长宽各为0.2 m，在2at（表 压）下作恒压过滤共二小时滤框充满共得滤液160 l，每次洗 涤与装卸时间为1 hr，若介质阻力可忽略不计。求：
则过滤速率为原来的
1/2
。
28、对恒压过滤，当过滤面积增大一倍时，如滤饼不可压缩
，则过滤速率增大为原来的 4
倍。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 4 倍。
29、转鼓沉浸度是
与
的比值。
转鼓浸沉的表面积 转鼓的总表面积
2020/7/11
30、按Ф＝Ap/A定义的球形度（此处下标p代表球形粒子），最 大值为 1。 Ф越小则颗粒形状与球形相差越 。大
24、一个过滤操作周期中，过滤时间有一个 最适宜值。
25、一个过滤操作周期中，最适宜的过滤时间指的是此时过
滤机生产能力 最大
。
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26、对不可压缩性滤饼dV/d正比于ΔP的
1 次方，对
可压缩滤饼dV/d正比于ΔP的 1－s 次方。
27、对恒压过滤，介质阻力可以忽略时，过滤量增大一倍，
化工原理机械分离习题答案
化工原理机械分离习题答案化工原理机械分离习题答案在化工工程中，机械分离是一种常用的方法，用于将物料中的不同组分分离出来。
这种分离方法广泛应用于石油化工、化学工程、生物工程等领域。
本文将针对一些常见的机械分离习题进行解答，帮助读者更好地理解和掌握这一知识点。
1. 问题：一台离心机的转速为1500 rpm，离心机的半径为0.3 m。
求离心加速度是多少？解答：离心加速度的计算公式为a = ω^2 * r，其中 a 表示离心加速度，ω 表示角速度，r 表示半径。
将已知数据代入公式中，得到 a = (1500 rpm)^2 * 0.3 m = 1.41 * 10^5 m/s^2。
2. 问题：一台离心机的离心加速度为1.2 * 10^5 m/s^2，离心机的半径为0.25 m。
求离心机的转速是多少？解答：离心加速度的计算公式为a = ω^2 * r，将已知数据代入公式中，得到1.2 * 10^5 = ω^2 * 0.25，解得ω = 245.1 rpm。
3. 问题：一台离心机的分离因子为1000，离心机的半径为0.4 m。
求离心机的转速是多少？解答：分离因子的计算公式为R = ω^2 * r / g，其中 R 表示分离因子，ω 表示角速度，r 表示半径，g 表示重力加速度。
将已知数据代入公式中，得到 1000 = ω^2 * 0.4 / 9.8，解得ω = 14.14 rad/s。
将角速度转换为转速，得到 14.14 * 60 / (2π) = 135.4 rpm。
4. 问题：一台离心机的转速为1200 rpm，离心机的半径为0.35 m。
求离心机的分离因子是多少？解答：分离因子的计算公式为R = ω^2 * r / g，将已知数据代入公式中，得到R = (1200 rpm)^2 * 0.35 / 9.8 = 1.71 * 10^4。
除了以上习题的解答，我们还可以进一步探讨机械分离的应用。
机械分离在化工工程中有着广泛的应用，其中一个重要的应用领域是固液分离。
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1.一填充床由直径为20mm，高30mm的圆柱形颗粒堆成，已知床层表观密 度980kg/m3，固体颗粒密度1500kg/m3。求：(1)颗粒的球形度、等体积当 量直径和等比表面积当量直径，比表面积；(2)床层空隙率；
解：(1)
( d 2h 6 )2/3 / (dh d 2 / 2) 0.858 4
q2 210 (q 20.5) 20.52 250(20 5)
q2 20q 4580 0 q 58.4L / m2
18.某恒压板框过滤机，3h得到了4 m3滤液。过滤常数 K=1.48 ×10-3m2/h ， 滤布阻力忽略不计，求：
(1) 虑框1000mm ×1000mm ×30mm时，需要滤板和虑框各为多少？ (2) 用水洗涤，洗涤水量为0.4 m3时，洗涤时间是多少？ (3) 辅助时间为1h，求压滤机的生产能力。
d
V
(
4
d 2h 6 )1/3
( 3 202 2
30)1/3
26.2mm
d a dV 0.858 26.2 22.5mm
aS
A V
dh d 2 / 2
d2h
0.002512 9.62 106
267m2
/ m3
4
(2) m (1 )S 980 /1500 (1 ) 0.653 0.347
解： 由过滤方程可得：qe 10L / m2 K 250L2 / (m4.min)
过滤速率方程： dq 250
d 2q 20
恒速： dq 常数= q1 250
d
1 2q1 20
1 5min 2q12 20q1 1250 q1 20.5L / m2
恒压：q2 2qe (q q1) q12 K( 1)
9.8dS S .( dSut )0.6
d 1.6 s
u 1.4 t
0.4
0.6
0.07299.8 (s
)
0.6941.4 0.60.4 (3105 )0.6 0.07299.8 4500
2.93107
ds 82.7106 m
校核：Rep
dsut
82.7 106 0.694 0.6 3105
0.282 m /
s
校核： Re 1.13 1 过渡区
重算空气：ut 0.27
gdS (S ) Re p0.5 0.27
9.8dS S .( dSut )0.6
ut 0.27
9.8 60106 (2600 1.2) 1.130.6 0.329 m / s 1.2
10.某降尘室高2m，宽2m，长5m，用于矿石焙烧炉的炉气除尘。矿尘密
解： (1) V 2 KA2 A V
4
60m2
K 1.48103 3
n A / (2ab) 60 / (211) 30个框 板：n 1 31块
(2)洗涤时间： W 8aW 8(0.4 / 4)3 2.4h
(3)生产能力：
Vh
V
W D
4 0.625m3(滤液) / h 3 2.4 1
度4500 kg/m3，形状近似球形。操作条件下气体流量25000 m3/h，气体
密度0.6 kg/m3，黏度为3.6×10-5 N.s/m2。求能分离颗粒的最小粒径。
解：
ut
Hu L
V A
25000 / 3600 52
0.694 m
/
s
过渡区：ut 0.27
gdS (S
)
Re
0.5 p
0.27
k K
1105
7.51011 m4 / (min .N )
2 p 250013.69.8
15.有一过滤机，在恒压过滤某种水悬浮液实验时，得到如下过滤方程： q2 20q 250
式中：q单位为L/m2，τ单位为min。 在实验中，先在5min时间内作恒速过滤，后恒压过滤，全部过滤时间 20min，求单位过滤面积的滤液量。
5.求直径为60μm的石英颗粒，密度为2600 kg/m3，在20℃水 中的沉降速度，又求它在20℃空气中的沉降速度。
解：水：ut
dS2 (S 18
)g
(60106 )2 (2600 998) 9.8 18 1103
0.003
m/s
校核： Re 0.168 1 层流区
空气：ut
(60106 )2 (2600 1.2) 9.8 18 1103
1.15
过渡流
14.某悬浮液在一过滤面积为500cm2的过滤机内进行实验，所用真空度为 500mmHg，在10分钟内获得滤液为500mL，求过滤常数K及k 。(滤饼不 可压缩，滤布阻力忽略不计)
解：
K
V2
A2
(500106 )2 (500104 )2 10
1105 m2
/ min
滤饼不可压缩：