第三章机械分离与固体流态化 【学生自测】 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 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 流速度 生产能力_ 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m/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
第三章 机械分离与固体流态化 【学生自测】 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____m 3 /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 =0.2m,切向速度u7=20m/s,则分离因数 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 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q+0.062q=5×10°0,式中q的 单位为m/m2,O的单位为s,则过滤常数值及其单位为:F 若该过滤机由635×635×2mm的10个框组成,则其过滤面积A 2,介质的虚拟滤液 体积Ve=m3。 A 20.根据过滤基本方程式(dmw+e))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() dv A b) de d C) d日v
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 q 2 +0.062q=5×10-5θ，式中 q 的 单位为 m 3 /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＝____m 2，介质的虚拟滤液 体积 Ve＝____m 3。 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 √2 B)2 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() (△p、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0.1m。若1h得滤液2m,则所需过滤面积为_m。 25.连续真空过滤机的生产能力为Q∞An4p(A为过滤面积,m;n为转筒转速,r/min △p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= 26.叶滤机过滤某种悬浮液,介质阻力可忽略,滤饼不可压缩,K=2.5×107m/s。若过滤 终了时,q=2.5m/m2,每m2过滤面积上用0.5m3清水洗涤(Ap、与过滤终了相同),则所需 过滤时间 洗涤时间 27.在空床气速u增加时,气体通过流化床的压强降 A)4 B)4 D)4p不变 28.要使固粒在流态化操作,通常要使气速高于_而低于_
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 b Δp c （A 为过滤面积，m 2；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．叶滤机过滤某种悬浮液，介质阻力可忽略，滤饼不可压缩，K＝2.5×10-3 m 2 /s。若过滤 终了时，q＝2.5m3 /m2，每 m 2 过滤面积上用 0.5m3 清水洗涤（Δp、μ 与过滤终了相同），则所需 过滤时间 θ＝____s，洗涤时间 θw=____s。 27．在空床气速 u 增加时，气体通过流化床的压强降。 A）Δp∝u’ C）Δp∝u 1.75 B）Δp∝u 2 D）Δp 不变 28．要使固粒在流态化操作，通常要使气速高于____而低于____
29.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 30.按固气比R,气力输送分为和两类 计算题 1.体积流量为0.95m/s,温度为20℃,压力为9.81×10Pa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60m,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m/s 20℃时,=1.81×10°Pa·s;400℃时,u=3.31×10Pa·s。 [答:(1)d=35μm,(2)S=3.99m/s] 2.在实验室中用一个每边长0.162m的小型滤框对CaC03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 过滤时间 1.84.27.511.215.420.526.733.441.048.857.767.277.388.7 0/s 滤液体积 上上F 2.42.62.8 V/m 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CaC03颗粒的密度为2930kg/m,其形状可视为圆球。 [答:E=3.23×10m3,r=2.71×101/m,=0.4532,a=4.11×10°m2/m3
29．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____。 30．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 9.81×104 Pa 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 m 3 /s。 20℃时，μ＝1.81×10-5 Pa·s；400℃时，μ＝3.31×10-5 Pa·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 过滤时间 θ/s 1.8 4.2 7.5 11.2 15.4 20.5 26.7 33.4 41.0 48.8 57.7 67.2 77.3 88.7 滤液体积 V/m3 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 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=3.23×10-4 m 3，r=2.71×1014l/m2，ε=0.4532，a=4.11×106 m 2 /m3 ]
3.用BMS50/810-25(38个框)板框压滤机过滤含CaC03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m滤饼含固相1180kg。在200KPa 下测得恒压过滤方程式为(q+3.45×10)=2.72×10°(0+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)515:(3)5.77m3/h] 4.用叶滤机处理某种悬浮液,先以等速过滤20min,得滤液2m3。随即保持当时的压力差 再过滤40min,问共得滤液多少皿3?若该叶滤机每次卸渣、重装等全部辅助共需20min,求滤液 日产量。滤布阻力可以忽略 [答:≠4.472m,日产滤液80.5m
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 m 3 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 1m 3 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（m 3 滤液/h）。 [答：（1）277s；（2）515s；（3）5.77m3 /h] 4．用叶滤机处理某种悬浮液，先以等速过滤 20min，得滤液 2m3。随即保持当时的压力差 再过滤 40min，问共得滤液多少 m 3？若该叶滤机每次卸渣、重装等全部辅助共需 20min，求滤液 日产量。滤布阻力可以忽略。 [答：V=4.472m3，日产滤液 80.5m3 ]