第三章 非均相物系分离

第三章非均相物系分离

一填空题

1．直径为d的颗粒在水中的沉降速度为；在空气中的沉降速度为。2．某降尘室在斯托克斯区能完全除去50mm的颗粒；当流量增大一倍时，能完全除去的颗粒直径为

3．在某降尘室中插入一块隔板，生产能力不变，d′min =dmin；dmin不变，V′=V。4．某旋风分离器，直径为1000 mm，现拟用两个直径相同的旋风分离器操作，要求生产能力不变，进口速度也不变，应选用分离器并联，其分离效果单个大直径的分离器。5．含尘气体通过一长4m、高0.4m的降尘室，要求全部除去的颗粒的沉降速度为0.05 m/s，生产能力为0.4 m3/s；降尘室宽度，气流速度最大为。

6．当进口气速一定时，旋风分离器的直径愈大，其分离因数；转速一定的离心机随直径增大,分离因数。

7．选择旋风分离器主要尺寸的根据是、、。

8．旋液分离器用于分离物系；和旋风分离器相比，其特点为直径，长度。9．气力输送中气体速度必须颗粒的沉降速度；气速过大造成；气速过小易造成。

10．降尘室的生产能力只与和有关，而与无关。

11．分离因素的定义式为。

12．已知旋风分离器的平均旋转半径为0.5m，气体的切向进口速度为20m/s，则该分离器的分离因数为。

13．板框过滤机的洗涤速率为最终过滤速率的。

14．在滞流区，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。

15．若小雨滴在下降过程中与其他雨滴发生合并，雨滴直径增大了20%，则雨滴合并前后的自由沉降速度比为（假设雨滴在下降过程中始终处于层流区）。

16．板框过滤机的洗涤方法称为法; 叶滤机的洗涤方法是___________洗涤法。17．沉降雷诺准数Re越大，流体粘性对沉降速度的影响___ _。

18．大小相同的一小球形金属颗粒和一小水滴同在空气中按斯托克斯定律沉降，则金属颗粒的沉降速度相对。

19．除去液体中混杂的固体颗粒，在化工生产中可以采用__ 、__ 、__ 等方法（列举三种方法）

20．横穿洗涤时，洗液流经的距离为滤液流经距离的_______倍。

21．一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____。

22．改变旋风分离器的操作条件，使其临界半径减小，则其分离总效率。

二选择题

1. 当沉降室的高度增加2倍，则其生产能力。

A. 基本不变

B. 减小

C. 增大

D.无法判断

2. 降尘室宽度增加1倍，则其生产能力。

A. 增加1倍；

B. 增加2倍；

C. 不变；

D. 无法判断

3. 对于非球形颗粒，其球形度1。

A. 等于

B. 大于

C. 小于

D. 无法判断

4. 气体在旋风分离器中的运行圈数减少，则旋风分离器的临界半径。

A. 不变

B. 增大

C. 减小

D. 无法判断

5. 对于非球形颗粒，其等体积当量直径其等比表面积当量直径。

A. 等于

B. 大于

C. 小于

D. 无法判断

6. 回转真空过滤机的转速提高一倍，则在其它条件不变时，其生产能力变为原来的倍。

A.1.41 B．2 C．1 D. 1.5

7. 一小圆铁球，在空气中按斯托克斯定律沉降，若空气温度由30℃降至10℃，则其沉降

速度将___________。

A．增大B．减小C．不变D．不确定

8. 对于不可压缩性滤饼，当过滤压差增大时，滤饼的比阻。

A．增大，B．减小，C．不变，D．不确定

9. 旋风分离器的器身直径减小时，其分离效率。

A．增大；B．减小；C．保持不变；D．无法判断

10. 旋风分离器的总的分离效率是指。

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

D.全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率

11. 过滤基本方程式是基于＿＿＿推导出来的。

A. 滤液在介质中呈湍流流动

B. 滤液在滤渣中呈湍流流动

C. 滤液在介质中呈层流流动

D. 滤液在滤渣中呈层流流动

12. 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

13. 压滤机洗涤速率与最终过滤速率的比值为＿＿。

A 1/2

B 1/4

C 1/3

D 1

14. 在讨论旋风分离器分离性能时，临界直径这一术语是指＿＿。

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

15. 在恒压过滤时，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时同一时刻所得滤液量________。

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

三 简答题

1. 什么是颗粒的沉降速度或终端速度？

2. 什么是自由沉降？什么是干扰沉降？

3. 对一定物系，降沉室的处理能力与什么因素有关？与什么无关？

4. 什么是离心分离因素？其数值的大小反映了什么？

5. 能准确反映旋风分离器分离性能的总效率还是粒级效率？

6. 为满足除尘要求，气体的停留时间与颗粒的沉降时间应满足什么关系？

7. 过滤常数K 的值与什么有关？

8. 滤饼的比阻r 反映了什么？不可压缩滤饼的r 取决于什么？可压缩滤饼的r 取决于什 么？

9. 过滤为什么常采用先恒速后恒压的复合操作方式？

10. 洗涤滤饼的目的是什么？

11.使用同样体积的洗涤液，板框压滤机上的洗涤速率为过滤终了时过滤速率的多少倍？而洗涤时间约为叶滤机上的多少倍？

12. 对恒压过滤，通过延长过滤时间τ来提高间歇过滤机的生产能力是否可行？为什么？

四 计算题

【3-1】现有密度为8010kg/m 3、直径0.16mm 的钢球置于密度为980 kg/m 3的某液体中，盛放液体的玻璃管内径为20mm 。测得小球的沉降速度为1.70mm/s ，试验温度为20℃，试计算此时液体的粘度。

测量是在距液面高度1/3的中段内进行的，从而免除小球初期的加速及管底对沉降的影响。当颗粒直径d 与容器直径D 之比d/D ＜0.1，雷诺数在斯托克斯定律区内时，器壁对沉降速度的影响可用下式修正：

??? ??+=D d u u t

t 104.21'

式中u't 为颗粒的实际沉降速度；u t 为斯托克斯定律区的计算值。 解：

2310810

21016.0---?=??=D d []33108104.211070.1104.21'--??+?=??

??????? ??+=D d u u t t =1.73×10－

3m/s 按式3-12可得

()()()32

321073.11881.9980

80101016.018--???-?=-=t s u g d ρρμ =0.0567Pa·s

校核颗粒雷诺数

Re t

331070.40567

.09801070.11016.0'---?=????==μρt du 上述计算有效。

【3-2】颗粒在流体中做自由沉降，试计算（1）密度为2 650 kg/m 3，直径为0.04 mm 的球形石英颗粒在20 ℃空气中自由沉降，沉降速度是多少？（2）密度为7 900 kg/m 3，直径为

6.35 mm 的钢球在密度为1 600 kg/m 3的液体中沉降150 mm 所需的时间为

7.32 s ，液体的黏度是多少？

解：（1）假设为滞流沉降，则：

2s t ()18d u ρρμ

-= 查附录20 ℃空气31.205kg/m ρ=，s Pa 1081.15??=-μ，所以，

()()()s m 1276.0m 1081.11881.9205.126501004.01852

3s 2t =???-??=-=--μρρg d u 核算流型：

3t 51.2050.12760.04100.3411.8110

du Re ρμ--???===

（2）假设为滞流沉降，得：

2s t

()18d g u ρρμ-= 其中 s m 02049.0s m 32.15.0t ===θh u

将已知数据代入上式得：

()s Pa 757.6s Pa 02049

.01881.91600790000635.02?=???-=μ 核算流型

t 0.006350.020*******.0308116.757

du Re ρμ??===< 【3-3】用降尘室除去气体中的固体杂质，降尘室长5 m ，宽5 m ，高4.2 m ，固体杂质为球形颗粒，密度为3000 kg/m 3。气体的处理量为3000（标准）m 3/h 。试求理论上能完全除去的最小颗粒直径。

（1）若操作在20 ℃下进行，操作条件下的气体密度为1.06 kg/m 3，黏度为1.8×10-5 Pa.s 。

（2）若操作在420 ℃下进行，操作条件下的气体密度为0.5 kg/m 3，黏度为3.3×10-5 Pa.s 。 解：（1）在降尘室内能够完全沉降下来的最小颗粒的沉降速度为：

s m 03577.0s m 5

53600273202733000s v,t =??+?==bl q u 设沉降在斯托克斯区，则：

2t ()0.0357718s d g u ρρμ

-==

51.98510m 19.85μm d -=?= 核算流型：

5t t 51.985100.03577 1.060.041811.810

du Re ρ

μ--???===

（2）计算过程与（1）相同。完全能够沉降下来的最小颗粒的沉降速度为： m 0846.0s m 5

536002734202733000s v,t =??+?==bl q u 设沉降在斯托克斯区，则：

54.13210m 41.32μm d -==?= 核算流型：

5t t 54.132100.08460.50.052913.310

du Re ρ

μ--???===

【3-4】拟采用降尘室回收常压炉气中所含的球形固体颗粒。降尘室底面积为10m 2，宽和高均为2m 。操作条件下，气体的密度为0.75kg/m 3，粘度为2.6×10－5Pa·s ；固体的密度为3000 kg/m 3；降尘室的生产能力为3 m 3/s 。试求：1）理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径；2）粒径为40μm 的颗粒的回收百分率；3）如欲完全回收直径为10μm 的尘粒，在原降尘室内需设置多少层水平隔板？

解：1）理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径 由式3-20可知，在降尘室中能够完全被分离出来的最小颗粒的沉降速度为

3.010

3===bl V u s t m/s 由于粒径为待求参数，沉降雷诺准数Re t 和判断因子K 都无法计算，故需采用试差法。假设沉降在滞流区，则可用斯托克斯公式求最小颗粒直径，即

()μm 1.69m 1091.681

.930003.0106.2181855min =?=????=-=--g u d s t ρρμ

核算沉降流型

Re t

.010

6.275.03.01091.655m in =????==--μρt u d 原设在滞流区沉降正确，求得的最小粒径有效。

2）40μm 颗粒的回收百分率 假设颗粒在炉气中的分布是均匀的，则在气体的停留时间内颗粒的沉降高度与降尘室高度之比即为该尺寸颗粒被分离下来的分率。

由于各种尺寸颗粒在降尘室内的停留时间均相同，故40μm 颗粒的回收率也可用其沉降速度u't 与69.1μm 颗粒的沉降速度u t 之比来确定，在斯托克斯定律区则为

回收率= u't / u t =(d'/d min )2=(40/69.1)2=0.335

即回收率为33.5%。

3）需设置的水平隔板层数 多层降尘室中需设置的水平隔板层数用式3-20a 计算。 由上面计算可知，10μm 颗粒的沉降必在滞流区，可用斯托克斯公式计算沉降速度，即

()()352

621029.6106.21881.93000101018---?=?????≈-=μρρg d u s t m/s 所以 69.4611029.610313

=-??=-=-t s blu V n ，取47层 隔板间距为

042.01

4721=+=+=n H h m 核算气体在多层降尘室内的流型：若忽略隔板厚度所占的空间，则气体的流速为

75.02

23=?==bH V u s m/s ()()m 082.0042

.022042.02424=+??=+=h b bh d e 所以 Re 10

6.275.075

.0082.05=???==-μρu d e 即气体在降尘室的流动为滞流，设计合理。

【3-5】 拟在9.81×103Pa 的恒定压强差下过滤某悬浮液。已知该悬浮液由直径为0.1mm 的球形颗粒状物质悬浮于水中组成，过滤时形成不可压缩滤饼，其空隙率为60%，水的粘度为1.0×10－３Pa·s ，过滤介质阻力可以忽略，若每获得1m 3滤液所形成的滤饼体积为0.333m 3。

试求：1）每平方米过滤面积上获得1.5m 3滤液所需的过滤时间；2）若将此过滤时间延长一倍，可再得滤液多少？

解：1）求过滤时间 已知过滤介质阻力可以忽略的恒压过滤方程为 θK q =2

单位面积获得的滤液量 q =1.5 m 3/ m 2

过滤常数 v r p K s '21μ?-= 对于不可压缩滤饼，s =0，r'=r =常数，则

rv

p K μ?2= 已知Δp =9.81×103Pa ，μ=1.0×10－

3Pa·s ，v =0.333m 3/m 2 根据式3-37知()3221

5ε

ε-=a r ，又已知滤饼的空隙率ε=0.6 球形颗粒的比表面4332106101.0666

?=?===-d d d a ππ m 2/m 3 所以 ()()103

2

2410333.16.06.011065?=-?=r 1/m 2 则 ()()()310331042.4333.010333.1100.11081.92--?=????=K m 2/s 所以 ()5091042.45.132

2=?==-K q θs 2）过滤时间加倍时增加的滤液量

101850922'=?==θθ s

则 ()12.210181042.4''3

=??==-θK q m 3/m 2 62.05.112.2'=-=-q q m 3/m 2

即每平方米过滤面积上将再得0.62m 3滤液。

【3-6】 在实验室里用面积0.1 m 2的滤叶对某悬浮液进行恒压过滤实验，操作压力差为67 kPa ，测得过滤5 min 后得滤液1 L ，再过滤5 min 后，又得滤液0.6 L 。试求，过滤常数e V K ，，并写出恒压过滤方程式。

解：恒压过滤方程为：

θK qq q =+e 22

由实验数据知：

min 51=θ，231/m m 01.01

.0001.0==q min 101=θ，231/m m 016.0=q

将上两组数据代入上式得：

K q 5)01.0(2)01.0(e 2=+

K q 10)016.0(2)016.0(e 2=+

解得 23e /m m 007.0=q

/s m 108min /m 108.42725--?=?=K

所以，恒压过滤方程为

θ72108014.0-?=+q q （m 3/m 2，s ）

或 θ921080014.0-?=+V V （m 3，s ）

【3-7】用标准型旋风分离器处理含尘气体，气体流量为0.4 m 3/s 、黏度为3.6×10-5 Pa?s 、密度为0.674 kg/m 3，气体中尘粒的密度为2 300 kg/m 3。若分离器圆筒直径为0.4 m ，(1) 试估算其临界粒径、分割粒径及压力降。（2）现在工艺要求处理量加倍，若维持压力降不变，旋风分离器尺寸需增大为多少？此时临界粒径是多少？（3）若要维持原来的分离效果（临界粒径），应采取什么措施？

解：临界直径c d =式中 m 1.044.04===D B ，2/D h =, Ne =5, s m 20m 2

4.01.04.0s v,=?==hB q u 将有关数据代入，得

μm 10698.6m 10698.6m π

23002051.0106.3965e ?=?=?????=--d 分割粒径为

()()

μm 778.4m 10778.4m 674.02300204.0106.327.027.065s i 50=?=-???=-=--ρρμu D d 压强降为

Pa 4.1078Pa 674.02208222

i =??==?ρξu p （2）i u p ，?不变

v,s v,s i 24

q q u D D hB ==? m 5657.0m 20

4.0288i s

v,=??==u q D m 1096.7m 20

2300514.345657.0106.3927.0965i s e e --?=??????==u N B d ρπμ 所以，处理量加倍后，若维持压力降不变，旋风分离器尺寸需增大，同时临界粒径也会增大，分离效率降低。

（3）若要维持原来的分离效果（临界粒径），可采用两台圆筒直径为0.4 m 的旋风分离器并联使用。

第三章非均相物系的分离练习题

第三章非均相物系的分离 一、填空题 1、旋风分离器是用于混合物分离的典型设备，如奶粉、蛋粉等干制品加工后期的分离，其主要性能参数为、 和。 2、多数沉降过程是在层流区内进行的，根据层流区域内的斯托克斯定律，影响沉降速度的主要因素有、和。 3、过滤操作基本计算的依据主要是过滤基本方程,即。在实际运用时还必须考虑三种情况，即的相对大小, 的相对大小和恒速过滤或恒压过滤。 4、沉降分离方法主要有、和电沉降，非均相混合物在沉降分离设备内能分离出来的条件为。 5、过滤推动力应是由所组成的过滤层两侧的压力差，而过滤阻力相应包括和。 6、某降尘室高4m，宽3m，长5m，用于矿石焙烧炉的炉气除尘。矿尘密度为4300千克每立方米，其形状近于圆球，操作条件下气体流量为1800立方米每小时，气体密度为0.9千克每立方米，粘度为0.03mPa·s。则理论上能除去矿尘颗粒的最小直径为_______μｍ 二、选择题 1、某球形颗粒在粘度为 1.86×10-5Pa.S的大气中自由沉降，已知颗粒直径为40μm，密度为2600Kg/m3，沉降速度为0.12m/s，则该颗粒沉降属（）（设大气密度ρ =1.165Kg/m3） A、层流区 B、过渡流区 C、湍流区 D、无法确定 2、若固体颗粒密度为2600Kg/m3，大气压强为0.1Mpa，温度为300C，（此状况下空气密度ρ=1.165Kg/m3粘度为μ=1.86×10-5Pa.S）,则直径为40μm的球形颗粒在该大气中的自由沉降速度为（） A、0.12m/s B、1.63m/s C、1.24m/s D、2.12m/s 3、过滤过程的计算主要是通过过滤基本方程进行的，方程式中几个表示体系特征的过滤常数则需通过实验首先确定，这几个过滤常数为（） A、K、S、Ve（Vd）、ΔP B、K、S、Ve（Vd）、te（td） C、K、S、Ve（Vd）、r D、K、Ve（Vd）、ΔP、r 4、利用过滤基本方程计算过滤速度必须考虑滤饼的可压缩性，所谓不可压缩滤饼，下列说法错误的是（）。 A、不可压缩滤饼中流动阻力不受两侧压力差的影响。 B、其中的流动阻力受固体颗粒沉积速度的影响。 C、一定体积滤饼内的流动阻力不受压力差和沉积速率的影响。 D、压力差变化时滤饼性质及厚度保持不变。 5、恒压过滤方程式是基于（）推导出来的 A、滤液在介质中呈湍流流动 B、滤液在介质中呈层流流动 C、滤液在滤渣中呈湍流流动 D、滤液在滤渣中呈层流流动 6、降尘室的生产能力是由（）决定的（底面积一定时）。 A、降尘室的高度和长度 B、降尘室的高度 C、降尘室的长度 D、降尘室的底面积 7、已知旋风分离器旋转半径为r m=0.5m，气体切向进口速度为u t=20m/s，那么该分离器的离心沉降速度与重力沉降速度之比为（）

化工原理非均相物系分离习题库.

非均相物系分离 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u1,在空气中为u2，则u12；若在热空气中的沉降速度为u3，冷空气中为u4，则u34。(＞，＜，＝) dg(ρs-ρ) 18μ2答：ut=，因为水的粘度大于空气的粘度，所以u1

非均相分离过程及危险性分析(正式)

编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 非均相分离过程及危险性 分析(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号：KG-AO-1890-54 非均相分离过程及危险性分析(正 式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 化工生产中的原料、半成品、排放的废物等大多为混合物，为了进行加工，得到纯度较高的产品以及环保的需要等，常常要对混合物进行分离。混合物可分为均相(混合)物系和非均相(混合)物系。均相(混合)物系是指不同组分的物质混合形成一个相的物系，如不同组分的气体组成的混合气体、能相互溶解的液体组成的各种溶液、气体溶解于液体得到的溶液等；非均相(混合)物系是指存在两个(或两个以上)相的混合物，如雾(气相—液相)、烟尘(气相—固相)、悬浮液(液相—固相)、乳浊液(两种不同的液相)等。非均相物系中，有一相处于分散状态，称为分散相，如雾中的小水滴、烟尘中的尘粒、悬浮液中的固体颗粒、乳浊液中分散成小液滴的那个液相；另一相必然处于连

化工原理非均相分离典型习题

非均相分离 （1）重力沉降 滞流区的沉降公式、降尘室的沉降条件、在降尘室中设置水平隔板（例3－3）、流型校核、降尘室的生产能力 （2）离心沉降 旋风分离器的压强降、旋风分离器的临界粒径、沉降流型校核（离心沉降速度、层流）、多个旋风分离器的并联（例3－5） 旋风分离器的操作原理 三、简答题（10分） 含尘气体通过降尘室后，固体颗粒浓度降低。若其它条件不变，且颗粒沉降处在层流区，试分析气体的温度升高时出口气体的含尘量如何变化 颗粒在层流区的沉降速度计算式为μ ρρ18)(2g d u s t -= 而气体的黏度随温度的升高而增大，所以t u 会减小。 （5分） 含尘气体通过沉降室，颗粒得到分离的必需条件为 t u H u l ≥ 对于临界最小沉降速度，由于气体黏度的增大，最小捕集颗粒直径增大，使得出口气体的含尘量增大（5分） 2． 临界粒径 3、分析颗粒的自由沉降过程 3、（10分）一种测定粘度的仪器由一钢球及玻璃筒组成。测试时筒内充被测液体，记录钢球下落一定距离的时间，球的直径为6mm ，下落距离为20cm ，测试一种糖浆时记下的时间间隔为秒，此糖浆的密度为1300 kg/m 3，钢球的密度为7900 kg/m 3，求此糖浆的粘度。 七、计算题（10分）拟采用降尘室除去常压炉气中的球形尘粒。降尘室的宽和长分别为2m 和6m ,气体处理量为1标m 3/s ，炉气温度为427℃，相应的密度ρ=0.5kg/m 3，粘度μ=×，固体密度ρS =400kg/m 3操作条件下，规定气体速度不大于0.5m/s ，试求： 1．降尘室的总高度H ，m ； 2．理论上能完全分离下来的最小颗粒尺寸。 七、（10分） 解：1）降尘室的总高度H

第二章 非均相物系分离习题解答

第二章 非均相物系分离 1、试计算直径为30μm 的球形石英颗粒（其密度为2650kg/ m 3），在20℃水中和20℃常压空气中的自由沉降速度。 解：已知d =30μm 、ρs =2650kg/m 3 （1）20℃水 μ=1.01×10-3Pa·s ρ=998kg/m 3 设沉降在滞流区，根据式（2-15） m/s 1002.810 01.11881.9)9982650()1030(18)(43262---?=???-??=-=μρρg d u s t 校核流型 )2~10(1038.210 01.19981002.8103042346-----∈?=?????==μρ t t du Re 假设成立， u t =8.02×10-4m/s 为所求 （2）20℃常压空气 μ=1.81×10-5Pa·s ρ=1.21kg/m 3 设沉降在滞流区 m/s 1018.710 81.11881.9)21.12650()1030(18)(25262---?=???-??=-=μρρg d u s t 校核流型： )2~10(144.010 81.121.11018.710304526----∈=?????==μρ t t du Re 假设成立，u t =7.18×10-2m/s 为所求。 2、密度为2150kg/ m 3的烟灰球形颗粒在20℃空气中在层流沉降的最大颗粒直径是多少？ 解：已知ρs =2150kg/m 3 查20℃空气 μ=1.81×10-5Pa.s ρ=1.21kg/m 3 当2==μρ t t du Re 时是颗粒在空气中滞流沉降的最大粒径，根据式（2-15）并整理 218)(23==-μρμ ρρρt s du g d 所以

新版化工原理习题答案(03)第三章 非均相混合物分离及固体流态化-题解

第三章 非均相混合物分离及固体流态化 1．颗粒在流体中做自由沉降，试计算（1）密度为2 650 kg/m 3，直径为0.04 mm 的球形石英颗粒在20 ℃空气中自由沉降，沉降速度是多少？（2）密度为2 650 kg/m 3，球形度 6.0=φ的非球形颗粒在20 ℃清水中的沉降速度为0.1 m/ s ，颗粒的等体积当量直径是多 少？（3）密度为7 900 kg/m 3，直径为6.35 mm 的钢球在密度为1 600 kg/m 3的液体中沉降150 mm 所需的时间为7.32 s ，液体的黏度是多少？ 解：（1）假设为滞流沉降，则： 2 s t ()18d u ρρμ -= 查附录20 ℃空气31.205kg/m ρ=，s Pa 1081.15??=-μ，所以， ()()()m 1276.0s m 1081.11881.9205.126501004.0185 2 3s 2t =???-??=-=--μρρg d u 核算流型： 3 t 5 1.2050.12760.04100.3411.8110 du Re ρμ--???===

化工原理非均相分离试题及答案

化工原理考试题及答案 第三章非均相分离 ____________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 1 5.（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/ Rep 7.（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_________________ 。 ***答案*** 重力沉降、离心沉降、过滤离心沉降 9.（2分）过滤是一种分离悬浮在____________________的操作。 ***答案*** 液体或气体中固体微粒 10.（2分）过滤速率是指___________________________ 。在恒压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐渐__________ 。 ***答案*** 单位时间内通过单位面积的滤液体积变慢 11.（2分）悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是___________________________ ___________________________________________________。 ***答案*** 在滤饼中形成骨架，使滤渣疏松，孔隙率加大，滤液得以畅流 12.（2分）过滤阻力由两方面因素决定：一方面是滤液本身的性质，即其_________；另一方面是滤渣层本身的性质，即_______ 。 ***答案*** μ γL 13.（2分）板框压滤机每个操作循环由______________________________________五个阶段组成。 ***答案*** 装合板框、过滤、洗涤、卸渣、整理 14.（4分）板框压滤机主要由____________________________________________，三种板按________________的顺序排列组成。 ***答案*** 滤板、滤框、主梁（或支架）压紧装置等组成

非均相物系分离习题及答案

非均相物系分离习题及答案 1、试计算直径为30μm 的球形石英颗粒（其密度为2650kg/ m 3 ），在20℃水中和20℃常压空气中的自由沉降速度。 解：已知d =30μm 、ρs =2650kg/m 3 （1）20℃水 μ=1.01×10-3Pa ·s ρ=998kg/m 3 设沉降在滞流区，根据式（2-15） m/s 1002.810 01.11881.9)9982650()1030(18)(43262---?=???-??=-=μρρg d u s t 校核流型 )2~10(1038.210 01.19981002.8103042346-----∈?=?????==μρ t t du Re 假设成立， u t =8.02×10-4m/s 为所求 （2）20℃常压空气 μ=1.81×10-5Pa ·s ρ=1.21kg/m 3 设沉降在滞流区 m/s 1018.710 81.11881.9)21.12650()1030(18)(25262---?=???-??=-=μρρg d u s t 校核流型： )2~10(144.010 81.121.11018.710304526----∈=?????==μρ t t du Re 假设成立，u t =7.18×10-2m/s 为所求。 2、密度为2150kg/ m 3的烟灰球形颗粒在20℃空气中在滞流沉降的最大颗粒直径是多少？ 解：已知ρs =2150kg/m 3 查20℃空气 μ=1.81×10-5Pa.s ρ=1.21kg/m 3 当2==μρ t t du Re 时是颗粒在空气中滞流沉降的最大粒径，根据式（2-15）并整理 218)(23==-μρμ ρρρt s du g d 所以

化工原理非均相物系分离习题库.doc

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 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。 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）1 s p -?∝1)/(1τ，可得上述结果。 6．某旋风分离器的分离因数k=100，旋转半径R=0.3m ，则切向速度u t = m/s 。 答：17.1m/s 7．对板框式过滤机，洗涤面积W A 和过滤面积A 的定量关系为 ，洗水走过的 距离w L 和滤液在过滤终了时走过的距离L 的定量关系为 ，洗涤速率（W d dV )θ和终了时的过滤速率E d dV )( θ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

非均相分离设备习题.

非均相物系分离设备 一、选择题 1、一密度为7800 kg/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·s 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。D A．2?30μm； B。1/2?3μm；C。30μm； D。 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2?30μm 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。

第二章 非均相物系分离习题解答

第二章 非均相物系分离 1、试计算直径为30μm 得球形石英颗粒(其密度为2650kg/ m 3),在20℃水中与20℃常压空气中得自由沉降速度。 解:已知d =30μm 、ρs =2650kg/m 3 (1)20℃水 μ=1、01×10-3Pa·s ρ=998kg/m 3 设沉降在滞流区,根据式(2-15) m/s 1002.810 01.11881.9)9982650()1030(18)(43262---?=???-??=-=μρρg d u s t 校核流型 )2~10(1038.210 01.19981002.8103042346-----∈?=?????==μρ t t du Re 假设成立, u t =8、02×10-4m/s 为所求 (2)20℃常压空气 μ=1、81×10-5Pa·s ρ=1、21kg/m 3 设沉降在滞流区 m/s 1018.710 81.11881.9)21.12650()1030(18)(25262---?=???-??=-=μρρg d u s t 校核流型: )2~10(144.010 81.121.11018.710304526----∈=?????==μρ t t du Re 假设成立,u t =7、18×10-2m/s 为所求。 2、密度为2150kg/ m 3得烟灰球形颗粒在20℃空气中在层流沉降得最大颗粒直径就是多少？ 解:已知ρs =2150kg/m 3 查20℃空气 μ=1、81×10-5Pa 、s ρ=1、21kg/m 3 当时就是颗粒在空气中滞流沉降得最大粒径,根据式(2-15)并整理 所以 μm 3.77m 1073.721 .181.9)21.12150()1081.1(36)(36532 532=?=??-??=-=--ρρρμg d s 3、直径为10μm 得石英颗粒随20℃得水作旋转运动,在旋转半径R ＝0、05m 处得切向速度为12m/s,,求该处得离心沉降速度与离心分离因数。 解:已知d =10μm 、 R =0、05m 、 u i =12m/s

原电池演示实验装置改进

【提出问题】 在人教版《普通高中课程标准实验教科书·化学2》“化学能与电能”中学习了原电池的原理，我们认识了电池的实质，同学们能否自己动手，运用生活中的材料制作简易电池，如何制作呢？又如何检验原电池是否正常工作？如果根据实践活动“利用水果如苹果、柠檬或番茄等制作原电池”。那么, 如何才能做成一个效果较好的水果电池呢? 影响水果电池的电流的因素究竟有哪些呢? 【探究目的】 1. 巩固原电池的原理及形成形成; 2. 认识影响水果电池产生电流大小的因素; 3. 形成多角度思考问题的习惯; 4. 加强化学与生活的联系。 【实验设计方案】 1. 实验思路 水果中含有大量糖类、蛋白质、生物酸等物质, 其中的生物酸起到电解质的作用。许多水果(如番茄)的汁液显酸性,若在这些水果里平行地插入铜片和锌片即可形成原电池。理科教材中的探究活动通常将两个半熟的番茄相连,再用铜片和锌片作电极,构成原电池,同时使用检流计来检验原电池，该实验在理论上是可行的,但实际操作过程中往往收不到理想的效果。原因在于通过此种方式形成的电路中,电压太小,电阻却较大,即便是灵敏电流计在很多时候也很难测出如此微小的电流。故而本实验利用音乐贺卡和发光二级管来检验原电池是否正常工作，同时探究水果电池所产生的电流大小与电压与水果电池个数，电极材料及电极之间的关系。 2．实验原理 运用生活中常见的水果作为电解质，用两种极性不同的金属，铜片和锌片做为电极，锌片做负极，铜做正极，运用检流表，电压表，发光二级管以及音乐贺卡来检验原电池是否正常工作，以及电流、电压大小。 原电池是将一个能自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在原

非均相分离

第三章 非 均 相 分 离 §1 概述 非均相分离的分类 在日常生活中， 水泥厂上空总是粉尘飞扬，火力发电厂的烟囱时不时也是黑烟滚滚，这些就是污染环境的含粉尘气体。如何去除排放气体中的粉尘呢？这就是本章要解决的非均相物系分离的问题。 关于分离的操作有均相物系——传质操作（如蒸馏、吸收、萃取、干燥等）和非均相物系——机械操作（如沉降、过滤等）。 1. 非均相物系：存在相界面。对悬浮物有分分散相与连续相。 2. 常见非均相物系分离操作有： 1）沉降物系置于力场，两相沿受力方向产生相对运动而分离，即沉降。 包括重力沉降——重力场，颗粒自上而下运动。离心沉降——离心 力场，颗粒自旋转中心向外沿运动。 2）过滤：利用多孔的介质，将颗粒截留于介质上方达到液体与固体分 离 3）湿法净制：“洗涤”气体 4）静电除尘：高压直流电场中，带电粒子定向运动，聚集分离。 非均相物系分离的目的有：①回收分散物质，例如从结晶器排出的母液中分离出晶粒；②净制分散介质，例如除去含尘气体中的尘粒；③劳动保护和环境卫生等。因此，非均相物系的分离，在工业生产中具有重要的意义。 本章讨论：重力沉降，离心沉降及过滤三个单元操作。 §2 重力沉降 一、重力沉降速度t u 自由沉降：单一颗粒或充分分散的颗粒群（颗粒间不接触）在粘性流体中沉降。 重力沉降速度——指自由沉降达匀速沉降时的速度。 一． 球形颗粒沉降速度计算式推导： 球形颗粒在自由沉降中所受三力，如图3-1所示： 图3-1 颗粒在流体中的受力情况 （1） 重力：g d mg F s g ρπ 36==， N ；

（2） 浮力：g d F b ρπ 36 =, N ； （3） 阻力：颗粒阻力可仿照管内流动阻力的计算式，即参考局部阻力计算式，得：ρ ζρρζA F u A F p h u h d t d f t f =??=?=?=222 2 242222t t d u d u A F ??=???=∴ρπζρζ 由于是匀速运动，合力为零：d b g F F F =- 24662 233t s u d g d g d ρπ ξρπ ρπ =- ξρ ρρ3)(4g d u s t -=∴ …………（Ⅰ） 式中， d ——球形颗粒直径，m ； ξ——阻力系数 ； s ρ，ρ——颗粒与流体密度，3-?m kg ； A ——颗粒在沉降方向上投影面积， 2m ； 下面的关键是求阻力系数 ξ 。 二. 阻力系数： 通过因次分析可知，阻力系数ξ应是颗粒与流体相对运动时的雷诺准数e R 和颗粒球形度s ?的函数，即：μρ ?ζt et s et du R R f ==，),(（式中μ——流体粘度， Pa*s, s ?——颗粒球形度，对球形颗粒s ?=1）。实验测取的结果如图3-2所示：

(03)第三章 非均相混合物分离及固体流态化习题答案演示教学

(03)第三章非均相混合物分离及固体流态化习题答案

第三章 非均相混合物分离及固体流态化 1．颗粒在流体中做自由沉降，试计算（1）密度为2 650 kg/m 3，直径为 0.04 mm 的球形石英颗粒在20 ℃空气中自由沉降，沉降速度是多少？（2）密度为2 650 kg/m 3，球形度6.0=φ的非球形颗粒在20 ℃清水中的沉降速度为0.1 m/ s ，颗粒的等体积当量直径是多少？（3）密度为7 900 kg/m 3，直径为6.35 mm 的钢球在密度为1 600 kg/m 3的液体中沉降150 mm 所需的时间为7.32 s ，液体的黏度是多少？ 解：（1）假设为滞流沉降，则： 2s t ()18d u ρρμ -= 查附录20 ℃空气31.205kg/m ρ=，s Pa 1081.15??=-μ，所以， ()()()m 1276.0s m 1081.11881.9205.126501004.01852 3s 2t =???-??=-=--μρρg d u 核算流型： 3t 51.2050.12760.04100.3411.8110 du Re ρμ--???===

第三章非均相物系分离(答案)

第三章非均相物系分离 一、选择题 1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卩m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 2＞：30Mm ；B。1/2x3Mm ；c。30Am ；D。J 2汉30卩口 2、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。 3、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 4、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 .流体的水平流速; D ?颗粒的形状 5、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 6、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 7、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二、填空题 1、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 2、降尘室的生产能力与降尘室的________ 和（）___________ 有关。长度宽度 3、已知某沉降室在操作条件下的气体流率为3600n i/h，沉降室长、宽、高尺寸为 L b H =5 3 2,则其沉降速度为________________________ m/s。0.067 4、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 5、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

第三章非均相物系的分离

第三章非均相物系的分离 【学习目的】 通过本章学习能够利用流体力学原理实现非均相物系分离（包括沉降分离和过滤分离），掌握过程的基本原理、过程和设备的计算及分离设备的选型。 建立固体流态化的基本概念。 【基本要求】 掌握单个颗粒、颗粒群、颗粒床层特性的表示方法； 掌握重力沉降和离心沉降的基本原理、沉降速度的定义和基本表示方法； 了解并熟悉降尘室、旋风分离器的结构特点、工作原理及其性能参数； 掌握过滤的基本操作过程、典型的设备，熟练掌握恒压过滤的操作及计算； 了解流化床的主要特征和操作范围； 掌握数学模型法。 【本章学习中应注意的问题】 本章从理论上讨论颗粒与流体间相对运动问题，其中包括颗粒相对于流体的运动（沉降和流态化）、流体通过颗粒床层的流动（过滤），并借此实现非均相物系分离、固体流态化技术及固体颗粒的气力输送等工业过程。学习过程中要能够将流体力学的基本原理用于处理绕流和流体通过颗粒床层流动等复杂工程问题，即注意学习对复杂的工程问题进行简化处理的思路和方法。 3.1 概述 一、混合物的分类 1、均相混合物：若物系内各处组成均匀且不存在相界面，则称为均相混合物。如溶液及混合气体属于此类。均相混合物组分的分离采用传质分离方法。 2、非均相混合物（非均相混合物） 物系内部存在相界面且界面两侧的物理性质完全不同。 根据连续相的状态，非均相混合物又分为： （1）气态非均相混合物，如含尘气体、含雾气体 （2）液态非均相混合物，如悬浮液、乳浊液、泡沫液等。 （二）非均相混合物分离的方法

（三）非均相混合物分离的目的 1、回收分散质，如从气固催化反应器的尾气中收集催化剂颗粒； 2、净化分散介质，如原料气中颗粒杂质的去除以净化反应原料，环保方面烟道气中煤炭粉粒的除去。 3、环境保护与安全生产。

非均相分离过程及危险性分析

编号：SM-ZD-28790 非均相分离过程及危险性 分析 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改

非均相分离过程及危险性分析 简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 化工生产中的原料、半成品、排放的废物等大多为混合物，为了进行加工，得到纯度较高的产品以及环保的需要等，常常要对混合物进行分离。混合物可分为均相(混合)物系和非均相(混合)物系。均相(混合)物系是指不同组分的物质混合形成一个相的物系，如不同组分的气体组成的混合气体、能相互溶解的液体组成的各种溶液、气体溶解于液体得到的溶液等；非均相(混合)物系是指存在两个(或两个以上)相的混合物，如雾(气相—液相)、烟尘(气相—固相)、悬浮液(液相—固相)、乳浊液(两种不同的液相)等。非均相物系中，有一相处于分散状态，称为分散相，如雾中的小水滴、烟尘中的尘粒、悬浮液中的固体颗粒、乳浊液中分散成小液滴的那个液相；另一相必然处于连续状态，称为连续相(或分散介质)，如雾和烟尘中的气相、悬浮液中的液相、乳浊液中处于连续状态的那个液相。从有毒有害物质处理的角度，非均相分离过

第三章非均相物系的分离

化工原理教案授课人：

教学内容 重力沉降：利用分散物质本身的重力，使其分散在分散介质中沉降而获分离的操作。 前提：分散相和连续相之间存在密度差。 粒径：适合于分离较大的固体颗粒 3.2.1重力沉降速度 1. 球形颗粒的自由沉降 自由沉降：单一颗粒或者经过充分分散的颗粒群，在流体中沉降时颗粒间不相互碰撞或接触的沉降过程，称为自由沉降。 单个球形颗粒在重力沉降过程中受三个力作用：重力，浮力和阻力，当其加速度a=0时，颗粒作匀速沉降运动，此时颗粒（分散相）相对于连续相的运动速度叫沉降速度或终端速度。 此时：重力－浮力=阻力 （a ＝0时，F ＝ma ＝0） 公式推导：球形颗粒直径d ，密度ρS ，连续相密度ρ，阻力系数ξ， 沉降速度u 0 则 F g =g d s ??ρπ3 6 1 图3-1 颗粒在静止介质中 降落时所受的作用力 F b =g d ??ρπ3 6 1 （由连续相引起） 颗粒在静止流体中以一定的速度运动和流体以一定的速度流过静止颗粒，都是流体与固体之间的相对运动，其阻力性质相同。所以，颗粒沉降的阻力可以采用与第一章中流体流动阻力相类似的公式来表示。u 0为沉降速度，A 为颗粒在垂直于沉降方向的平面上的投影面积，A ＝42d π，则： F d =??? ? ???2412 02u d ρπξ 达到恒定速度时，阻力的大小等于重力与浮力之差，即 ??? ? ???=-24 161612 02 33u d g d g d s ρπξρπρπ 整理ξρ ρρ3) (40-= s gd u （3-12） 说明：①适用于光滑的球形颗粒的自由沉降，称为自由沉降速度公式。 ②所计算速度为匀速速度（a ＝0） ③ξ为阻力沉降系数 2、阻力系数ξ ξ为颗粒与流体相对运动的阻力系数。也是颗粒与流体相对运动时的雷诺准数Re 的函数。

非均相分离实验报告

非均相分离实验报告 篇一：非均相分离演示实验指导书 非均相分离演示实验装置 （旋风分离器）实验指导书 非均相分离演示实验装置 一、实验目的 1．观察喷射泵抽送物料及气力输送的现象。 2．观察旋风分离器气固分离的现象。 3．了解非均相分离的运行流程，掌握旋风分离器的作用原理。 二、基本原理 由于在离心场中颗粒可以获得比重力大得多得离心力，因此，对两相密度相差较小或颗粒粒度较细的非均相物系，利用离心沉降分离要比重力沉降有效得多。气－固物系的离心分离一般在旋风分离器中进行，液－固物系的分离一般在旋液分离器和离心沉降机中进行。 旋风分离器主体上部是圆筒形，下部是 圆锥形，如下图。含尘气体从侧面的矩形进气管切向进入器内，然后在圆筒内作自上而下的圆周运动。颗粒在随气流旋转过程中被抛向器壁，沿器壁落下，自锥底排出。由于操作时旋风分离器底部处于密封状态，所以，被净化的气体到达底部后折向上，沿中心轴旋转着从顶部的中央排气管排出。

D=74mm A=D/2=37 B=D/4=18.5D1=D/2=37H1=2D=148 H2=2D=148S=5D/8=46D2=D/4=18.5 标准型旋风分离器 三、实验装置与流程 非均相分离演示实验流程图 本装置主要有风机、流量计、气体喷射器及玻璃旋风分离器和U型差压计等组成，如上图。空气可由调节旁路闸阀控制进入旋风分离器的风量，并在转子流量计中显示，流经文丘里气体喷射器时，由于节流负压效应，将固体颗粒储槽内的有色颗粒吸入气流中。随后，含尘气流进入旋风分离器，颗粒经旋风分离落入下部的灰斗，气流由器顶排气管旋转流出。U型压差计可显示旋风分离器出入口的压差，旋风分离器的压降损失包括气流进入旋风分离器时，由于突然扩大引起的损失，与器壁磨擦的损失，气流旋转导致的动能损失，在排气管中的磨擦和旋转运动的损失等。 四、演示操作 先在固体颗粒储槽中加入一定大小的粉粒，一般可选择已知粒径或目数的颗粒，若有颜色则演示效果更佳。（随装置配套的为染成红色的目数为200～600的PVC颗粒，也可采用煤灰。） 打开风机开关，通过调节旁路闸阀控制适当风量，当空气通过抽吸器（气体喷射器）时，因空气高速从喷嘴喷出，

第三章非均相物系分离习题

第三章非均相物系分离习题 习题1： 球形颗粒在静止流体中作重力沉降，经历________和_______两个阶段。沉降速度是指_______阶段，颗粒相对于流体的运动速度。 答案与评分标准 加速运动等速运动等速运动 （每个空1分，共3分） 习题2： 在层流区，球形颗粒的沉降速度 u与其直径的______次方成正比；而在湍流 t 区， u与其直径的______次方成正比。 t 答案与评分标准 2 1/2 （每个空1分，共2分） 习题3： 降尘室内，颗粒可被分离的必要条件是_____________________________；而气体的流动应控制在__________________流型。 答案与评分标准 θ。(2分) 气体在室内的停留时间θ应≥颗粒的沉降时间 t 层流（1分） （共3分） 习题4： u条件下，降尘室的生产能力只取决于_____________而在规定的沉降速度 t 与其__________________无关。

答案与评分标准 降尘室底面积 (2分) 高度 （1分） （共3分） 习题5： 除去气流中尘粒的设备类型有__________、___________、__________等。 答案与评分标准 降尘室 惯性除尘 旋风分离器 （每个空1分，共3分） 习题6： 过滤常数K 是由__________及___________决定的常数；而介质常数e q 与e 是反映________________的常数。 答案与评分标准 物料特定 过滤压强差 过滤介质阻力大小 （每个空1分，共3分） 习题7： 工业上应用较多的压滤型间歇过滤机有__________与___________；吸滤型连续操作过滤机有________________。 答案与评分标准 板框压滤机 加压叶滤机 转筒真空过滤机