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沉降与过滤知识题库
沉降与过滤一章习题及答案
一、选择题
1、一密度为7800kg/m3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
20C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
A4000mPas;B40mPas;C33.82Pas;D3382mPa•
2、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30诃的粒子,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。
D
A.230m;B。
1/23m;C。
30m;D。
、.230m
3、降尘室的生产能力取决于。
B
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。
D
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。
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。
C
A.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。
D
A.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。
C
A•尺寸大,则处理量大,但压降也大;B•尺寸大,则分离效率高,且压降小;
C.尺寸小,则处理量小,分离效率高;D.尺寸小,则分离效率差,且压降大。
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。
B
A.1倍;B.2倍;—2倍;D.1/2倍
10、助滤剂应具有以下性质。
B
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
11、助滤剂的作用是。
B
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
12、下面哪一个是转筒真空过滤机的特点。
B
A•面积大,处理量大;B•面积小,处理量大;C•压差小,处理量小;D•压差大,
面积小
13、以下说法是正确的。
B
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
14、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「倍;D•增大至原来
的1.5倍
15、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
1、一球形石英颗粒,分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降,若系统温度升高,则其在水
中的沉降速度将,在空气中的沉降速度将。
下降,增大
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。
2
3、降尘室的生产能力与降尘室的和()有关。
长度宽度
4、已知某沉降室在操作条件下的气体流率为3600m3/h,沉降室长、宽、高尺寸为
LbH=532,则其沉降速度为m/s。
0.067
5、在除去某粒径的颗粒时,若降尘室的高度增加一倍,气流速度。
减少一倍
6、若降尘室的高度增加,则沉降时间,气流速度,生产能力_。
增加;
下降;不变
7、一降尘室长8m,宽4m,高1.5m,中间装有14块隔板,隔板间距为0.1m。
现颗粒最
小直径为12m,其沉降速度为0.02m/s,欲将最小直径的颗粒全部沉降下来,则含尘
气体的最大流速不能超过m/s。
1.6
8、在旋风分离器中,某球形颗粒的旋转半径为0.4m,切向速度为15m/s。
当颗粒与流体
的相对运动属层流时,其分离因数Kc为。
57
9、选择旋风分离器型式及决定其主要尺寸的根据是;;。
气体
处理量,分离效率,允许压降
10、通常,非均相物系的离心沉降是在旋风分离器中进行,
悬浮物系一般可在旋液分离器或沉降离心机中进行。
气固;液固
11、已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/A,qe为Ve/A,Ve为过滤介质的当量滤液体
积(滤液体积为Ve时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力),在恒压过滤时,测得
惯性离心力
13、在饼层过滤中,真正发挥拦截颗粒作用的主要是而不是。
滤饼层;
过滤介质
14、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
倍。
四
15、用板框式过滤机进行恒压过滤操作,随着过滤时间的增加,滤液量,生产能
力。
增加;不变
16、对恒压过滤,介质阻力可以忽略时,过滤量增大一倍,则过滤速率为原来的。
二分之一
三、计算题
1、用降尘室除去矿石焙烧炉炉气中的氧化铁粉尘(密度4500kg/m3),操作条件下的气体
体积流量为6m3/s,密度为0.6kg/m3,粘度为0.03cP,降尘室高2m,宽2m,长5m。
试求能100%除去的最小尘粒直径。
若将该降尘室用隔板分成10层(不计隔板厚度),而需完全除去的最小颗粒要求不变,
则能100%除去的最小尘粒直径为多
则降尘室的气体处理量为多大?
若生产能力不变,大?
解
(1)能100%除去的最小颗粒直径
i'18qy
■.g()A
(1)
假设沉降服从斯托克斯公式,则:
d世.
=0.6kg/m3,A=
将=0.03cP=310-5Pas,qs=6m3/s,p=4500kg/m25=10m2代入得:
5
8.571085.7m
d洱1831056
¥9.81(45000.6)10
5
8.5710「0.60.6
f1.032
3105
检验雷诺数:
q歼6
u0.6m/s
_A10
可见假设正确。
(2)若将该降尘室用隔板分成10层,且需完全除去的最小颗粒要求不变,即dpmin
不变,uomin也不变,于是,每一小室的气体处理能力qv=Auo不变,仍为6m3/s,故降
尘室总的生产能力为:
qv'=10qv=106=60m3/s
则能100%除去的最小尘粒直径为:
(3)将降尘室用隔板分成10层,而生产能力不变,
式中qv为每一小室的气体处理能力,qv=qv/10=0.6m3/s
将式
(1)与式
(2)相比,得:
dpc=0.316dpc'=0.31685.7=27.1
2、现有密度为1080kg/m3、直径为0.16mm
盛放液体的玻璃管的内径D为20mm。
测得小球的沉降速度为
Uo
U0d
12.104-
D
液体的粘度。
当d/D<0.1时,器壁对沉降速度的影响可用下式校正:
d
D
3
0.1610cccc
20
103
解:
校核雷诺数
3、直径为30m的球形颗粒,于大气压及20C下在某气体中的沉降速度为在水中沉降速度
的88倍,又知此颗粒在此气体中的有效重量为水中有效重量的1.6倍。
试求此颗粒在此气
体中的沉降速度•
3
20C的水:
1CP,1000kg/m
气体的密度为1.2kg/m3(有效重量指重力减浮力)
3
解得:
s2665kg/m
设球形颗粒在水中的沉降为层流,则在水中沉降速度
假设正确.
则此颗粒在气体中的沉降速度为
U0288U01880.02452.16m/s
4、有一降尘室,长6m,宽3m,共20层,每层100mm,用以除去炉气中的矿尘,
矿尘密度s3000kg/m3,炉气密度0.5kg/m3,粘度0.035mPas,现要除去炉气中
10m以上的颗粒,试求:
(2)每小时最多可送入炉气若干?
(3)若取消隔板,为完成任务该降尘室的最大处理量为多少?
因为
由降尘室的分离条件,有
(2)V20A%20634.671033600=6052.3m3/h
33
(3)VAu0634.67103600302.6m/h
可见加隔板可提高生产能力,但隔板间距不能过小,过小会影响出灰和干扰沉降。
降尘室,长5m,宽3m,高4m,内部用隔板分成20层,用来除去烟气中75m
3
以上的颗粒。
已知烟气密度为0.6kg/m,粘度为0.03mPas,尘粒密度为
3
4300kg/m,试求可处理的烟气量。
设沉降区为层流,则
总处理量为
3
qynuqA200.4453132m/s
6、一降尘室长5m,宽3m,高4m,内部用隔板分成20层,用来回收含尘气体中的
33
球形固体颗粒,操作条件下含尘气体的流量为36000m/h,气体密度0.9kg/m,
粘度0.03mPas。
尘粒密度s4300kg/m3,试求理论上能100%除去的最小
颗粒直径。
生产能力的计算式为q「Au,】
注意式中U0为能100%除去的最小颗粒的沉降速度,而A应为总沉降面积。
设沉降区为层流,则有
2
d(5)g
1818u0
1()g
5
2.0610m
180.031030.033
二:
(43000.9)9.81
故假设正确
滤1.5h,滤饼不需洗涤。
已知每获1m3滤液得滤饼0.05m3,操作条件下过滤常数
52
3.310m/s,介质阻力可忽略,滤饼不可压缩。
试计算:
框长宽的规格为1m1m,则框数及框厚分别为多少?
解:
(1)V竺12m3Ve0
0.05
所以V2KA2
⑵A=n211
应注意每个框的两侧都有滤布,故计算面积时要在n个框面积的基础上再乘以2。
8、一小型板框压滤机有5个框,长宽各为0.2m,在300kPa(表压)下恒压过滤2h,
滤饼充满滤框,且得滤液80L,每次洗涤与装卸时间各为0.5h。
若滤饼不可压缩,且过
滤介质阻力可忽略不计。
求:
(1)洗涤速率为多少m3/(m2.h)?
(2)若操作压强增加一
倍,其它条件不变,过滤机的生产能力为多少?
解:
(1)洗涤速率
因过滤介质阻力可忽略不计,即
q2=Kt
过滤面积A=5X0.22X2=0.4m2
过滤常数K=q2/t0.22/2=0.02m2/h
过滤终了时的速率(dq/dTe=K/2q=0.02/(2X0.2)=0.05m/h
洗涤速率(dq/dTw=0.5(dq/dTe=0.5x0.05=0.025m/h
(2)仲'=2Ap时的生产能力
因滤饼不可压缩所以K'=KAp'/Ap=2K=2X0.02=0.04m2/h
因在原板框压滤机过滤,悬浮液浓度未变,则当5个板框充满滤饼时所得滤液量仍为V'
=0.08m3,故此时所用的过滤时间为
tq'2/K'=q2/K=0.22/0.04=1h
生产能力Q=V'/(t+t+t)=0.08心+0.5+0.5)=0.04m3滤液/h
9、在一板框过滤机上过滤某种悬浮液,在1atm表压下20分钟在每1m2过滤面积上
得到0.197m3的滤液,再过滤20分钟又得滤液0.09m3。
试求共过滤1小时可得总滤液量为若干m3.
解:
当120min时,q1=0.197m3/m2
240min时,q2=0.197+0.09=0.287m3/m2
代入恒压过滤方程时可得
2
0.1972qF0.197K20
2
0.2872qf0.287K40
3232
联立解得:
qe0.0222m3/m2,K2.3810m2/min
22
由此
q?
(0.0222)
30.207min
K2.3810
0.207)
当过滤1小时后,可得滤液量:
(q0.0222)22.38103(60
解得:
q=0.356m3/m2即每m2过滤面积过滤1小时后可得滤液为0.356m
10、一转筒真空过滤机,其直径和长度均为1m,用来过滤某悬浮液。
原工况下每转一
3
周需时1min,操作真空度为4.9KPa(500mmHg),每小时可得滤液60m3,滤饼厚度为
12mm,新工况下要求生产能力提高1倍,操作真空度提高至6.37kPa(650mmHg),已
知滤饼不可压缩,介质阻力可忽略。
试求:
(1)新工况过滤机的转速应为多少?
(2)新工况所生成的滤饼厚度为多少?
解:
(1)Ve=0所以V2KA2
设浸没度为,转速为n(r/min)
则转筒旋转一周所需时间为¥(s),其中转筒整个面积浸入滤槽即过滤时间为罟(S)
所以VAK60
故Q=60nV=60A
..,60Knm3
/h
K2n2
由题知S=0及K
n2
円储)2
1爲(勺23-1r/min
(2)设滤饼的厚度为
,则有
n260A22n〔60An〔
m3饼/h
所以
2n2
2n112±^7.7mm
3.1
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