化工原理 第四章 顆粒的沉降和流態(tài)化

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1、第四章顆粒的沉降和流態(tài)化一、基本知識1.球形顆粒在流體中沉降時，根據(jù)顆粒雷諾數(shù)Rep的不同，曳力系數(shù)的表達式是不同的，下面論斷中正確的是。①當Rep<2，即顆粒的沉降位于斯托克斯定律區(qū)時，曳力與速度成正比，服從一次方定律②當22×105時，邊界層內的流動自層流轉為湍流，在湍流過界層內流體

2、的動量增大，使脫體點后移到140?處，由于尾流區(qū)縮小，形體曳力突然下降，曳力系數(shù)也由原來的0.44降至0.1左右⑤在斯托克斯定律區(qū)(爬流區(qū))并未發(fā)生邊界層的脫體，但是形體曳力同樣存在，即形體曳力的存在并不以邊界層的脫體為前提，只是邊界層的脫體現(xiàn)象使形體曳力明顯地增加而已2.對靜止流體中顆粒的自由沉降而言，在沉降過程中顆粒所受到的力有。①場力(重力或離心力)②浮力③曳力(阻力)④牛頓力3.有關顆粒沉降速度的論斷中正確的是。①對于小顆粒而言，由于沉降的加速階段很短，故可忽略其加速階段，而近似認為顆粒始終以沉降速度(終端

3、速度)ut下降②固體顆粒在以一定速度u向上流動的流體中的絕對速度up等于流體速度與顆粒沉降速度之差，即up=u—uf③對于轉子流量計中的轉子而言，可認為是流體速度與轉子沉降速度相等，從而轉子靜止地懸浮于流體之中④對于確定的流---固系統(tǒng)，物性μ、ρ和ρp都是定值，故顆粒的沉降速度只與粒徑有關，即沉降速度和顆粒直徑之間存在著一一對應的關系4.在討論實際顆粒的沉降時尚須考慮的因素有。①相鄰顆粒間的相互影響使原單個顆粒周圍的流場發(fā)生了變化會引起顆粒沉降的相互干擾②容器的壁和底面均增加顆粒沉降時的曳力，從而使實際顆粒的沉降

4、速度較自由沉降時的計算值為小的“端效應”③流體分子熱運動對沉降的影響④液滴或氣泡在曳力作用下產生變形而對沉降速度的影響5.借助于重力沉降以除去氣流中的塵粒的重力沉降設備稱為除塵室，有關除塵室正確的論斷有。①除塵室采用錐形進出口是為了氣流在除塵室內分布均勻，避免死角存在，以使顆粒沉降完全②為避免沉下的塵粒重新被揚起，除塵室中的氣體的流速一般小于lm/s③假設氣流在整個流動截面上均勻分布，則任一流體質點進入至離開除塵室的時間間隔(停留時間)為設備內的流動容積(持留量)與流體通過設備的流量之比7④除塵室的處理能力僅決定于

5、除塵室的底面積，與高度無關，故除塵室常設計為扁平形狀，或在室內設置多層水平隔板。6.立方體粒子A、正四面體粒子B、液滴C，三者的密度與體積相同，在同一種氣體中自由沉降，若其最終沉降速度分別用ua、ub、uc表示，則它們之間的相對大小順序為。①ua>ub>uc②ub>uc>ua③uc>ua>ub④ua=ub=uc7.A、B粒子的直徑比為dA/dB=2，密度分別為水的2倍及4倍，現(xiàn)將這兩種粒子的混合物，置于垂直向上的水流中，欲借水流將它們分離，水相對粒子的最低分離速度應根據(jù)計算。①取A粒子數(shù)據(jù)②取B粒子數(shù)據(jù)③可任取A、

6、B粒子數(shù)據(jù)④尚無法確定8.如圖4—1所示，某降塵器能將流量Vm3/s的含塵氣流中直徑為dμm的粒子全部沉降下來。今想將2Vm3/s的相同含塵氣流進行同樣效果的除塵，在保持其他尺寸不變的情況下，單方面地按如下方式來改選設備。①將H增加1倍②將H增加2倍圖4—1③將L增加1倍④將L增加l/2倍9.工業(yè)上對大量懸浮液的分離常采用連續(xù)式沉降器或增稠器，下面有關增稠器論斷中正確的是①懸浮液中顆粒在增稠器中的沉降大致可分為兩個階段：在加料口以下一段距離內固體顆粒濃度很低，顆粒在其中大致為自由沉降；在增稠器下部顆粒濃度逐漸增大，

7、顆粒做干擾沉降，沉降速度很慢②增稠器具有澄清液體和增稠懸浮液的雙重功能③增稠器中固體顆粒在重力作用下沉降而與液體分離④大的增稠器的直徑可達10m～100m，深2.5m～4m，常用于大流量，低濃度懸浮液的處理，如污水處理等10.利用重力沉降可將懸浮液中不同粒度的顆粒進行粗略的分級，或將兩種不同密度的物質進行分類。圖4—2為分級器的示意圖。若第一級、第二級和第三級所對應的被l00％除下的最小顆粒直徑分別為dⅠ、dⅡ和dⅢ。則它們之間關系應為。①dⅠ>dⅡ>dⅢ②dⅠ

8、旋風分離器論斷中正確的是。①在分離器內氣流形成兩個主旋渦，即氣體切線進入分離器后以螺旋形旋轉向下的外旋渦和由錐底螺旋形上升至排氣管的內旋渦，兩旋渦的旋轉方向相同②內、外主旋渦中的氣流速度均可以分解為切向線速度、徑向速度和軸向速度三個分量③外旋渦造成的離心力將顆粒拋向器壁，內旋渦由于具圖4—2有較大的旋轉角速度，也可將細小顆粒向外拋出，同樣也是分離的積極部分④