第三章 机械分离与固体流态化自测

第三章机械分离

一．填空或选择

1．固体粒子的沉降过程分____阶段和____阶段。沉降速度是指____阶段颗粒相对于____的速度。

2．在重力场中，固粒的自由沉降速度与下列因素无关（）

A）粒子几何形状B）粒子几何尺寸

C）粒子及流体密度D）流体的流速

3．在降尘室中除去某粒径的颗粒时，若降尘室高度增加一倍，则颗粒的沉降时间____，气流速度____，生产能力____。

4．在斯托克斯区，颗粒的沉降速度与其直径的____次方成正比，而在牛顿区，与其直径的次方成正比。

5．沉降雷诺准数Ret越大，流体粘性对沉降速度的影响____。

6．一球形石英粒子在空气中作滞流自由沉降。若空气温度由20℃提高至50℃，则其沉降速度将____。

7．降尘室操作时，气体的流动应控制在____区。

8．含尘气体通过长4m、宽3m、高1m的降尘室，颗粒的沉降速度为0.03m/s，则降尘室的最大生产能力为____m3/s。

9．降尘室内，固粒可被分离的条件是____。

10．理论上降尘室的生产能力与____和____有关，而与____无关。

11．在降尘室内，粒径为60μm的颗粒理论上能全部除去，则粒径为42μm的颗粒能被除去的分率为____。（沉降在滞流区）

12．在离心分离操作中，分离因数是指____。某颗粒所在旋风分离器位置上的旋转半径R ＝0.2m，切向速度uT=20m/s，则分离因数为____。

13．选择旋风分离器的依据是：____、____、____。

14．化工生产中，除去气体中尘粒的设备有____、____、____、____等。

15．旋风分离器的分离效率随器身____的增大而减小。

16．根据分离目的，离心机可分为____、____、____三大类。

17．饼层过滤是指____；深床过滤是指____。

18．工业上应用最广泛的间歇压滤机有____和____，连续吸滤型过滤机为____。

19．用板框压滤机恒压过滤某种悬浮液，其过滤方程式为q2+0.062q=5×10-5θ，式中q的单位为m3/m2，θ的单位为s，则过滤常数值及其单位为：K＝____，qe＝____，θe＝____。

若该过滤机由635×635×2mm的10个框组成，则其过滤面积A＝____m2，介质的虚拟滤液体积Ve＝____m3。

20．根据过滤基本方程式（）说明提高过滤机生产能力的措施是（最少写出三条）____、____、____。

21．以下说法中正确的是（）

A）B）

C）D）

22．在板框压滤机中，若过滤压力差增加一倍，则过滤速率变为原来的倍，生产能力为倍。

A）B）2

C）1 D）4

（过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩）

23．板框压滤机中横穿洗涤法的洗涤速率与最终过滤速率之比为；叶滤机置换洗涤法的洗涤速率与最终过滤速率之比为( )。

（Δp、μ在过滤最终与洗涤相同）

A）1/4 B）1/2

C）4 D）1

24．恒压过滤某种悬浮液（介质阻力可忽略，滤饼不可压缩），已知10min单位过滤面积上得滤液0.1m3。若1h得滤液2m3,则所需过滤面积为____m。

25．连续真空过滤机的生产能力为Q∝A a n bΔp c（A为过滤面积，m2；n为转筒转速，r/min；Δp为过滤压力差，Pa；介质阻力可忽略，滤饼不可压缩），则式中的a=____，b=____，c=____。

26．要使固粒在流态化操作，通常要使气速高于____而低于____。

27．实际流化床可能有两种不同的流化形式，即____和____。流化床的不正常现象有____和____。

28．按固气比R，气力输送分为____和____两类。

二．计算题

1．体积流量为0.95m3/s，温度为20℃，压力为9.81×104Pa的含尘气体，在进入反应器之前需除尘并升温至400℃。尘粒密度ρS=1800kg/m3，降尘室的底面积为60m2，试求：

（1）若先预热后除尘，理论上可全部除去的最小颗粒直径；

（2）若先除尘后预热，为保持除去的最小颗粒直径不变，则空气的流量为若干m3/s。20℃时，μ＝1.81×10-5Pa·s；400℃时，μ＝3.31×10-5Pa·s。

[答：（1）d＝35μm，（2）VS＝3.99m3/s]

2．在实验室中用一个每边长0.162m的小型滤框对CaCO3固体的质量分率为0.0723。测得每1m3滤饼烘干后的质量为1602kg。在过滤压力差为275800Pa时所得的数据列于本题附表中。

习题2附表

试求过滤介质的当量滤液体积Ve，滤饼的比阻r，滤饼的空隙率ε及滤饼的比表面积a。已知CaCO3颗粒的密度为2930kg/m3，其形状可视为圆球。

[答：VE=3.23×10-4m3，r=2.71×1014l/m2，ε=0.4532，a=4.11×106m2/m3]

3．用BMS50/810-25（38个框）板框压滤机过滤含CaCO3的水悬浮液。已知条件为：料浆中固相质量分率为13.9%，滤饼中水的质量分率为32％，且每m3滤饼含固相1180kg。在200KPa 下测得恒压过滤方程式为（q＋3.45×10-3）2=2.72×10-5(θ+0.439)式中θ的单位为s。试计算：（1）滤饼充满滤框所需时间

（2）滤毕，用1m3清水于过滤终了相同条件下洗涤，所需洗涤时间；

（3）每批操作的辅助时间30min，生产能力Q（m3滤液/h）。

[答：（1）277s；（2）515s；（3）5.77m3/h]