质量流量为1.1kg/s、温度为20℃的常压含尘气体，尘粒密度为1800kg...

问答题 质量流量为1.1kg/s、温度为20℃的常压含尘气体，尘粒密度为1800kg/m³，需要除尘并预热至400℃，现在用底面积为65m²的降尘室除尘，试问
（1）先除尘后预热，可以除去的最小颗粒直径为多少？
（2）先预热后除尘，可以除去的最小颗粒直径是多少？如果达到与（1）相同的去除颗粒最小直径，空气的质量流量为多少？
（3）欲取得更好的除尘效果，应如何对降尘室进行改造？
（假设空气压力不变，20℃空气的密度为1.2kg/m³，黏度为1.81×10^-5Pa·s，400℃黏度为3.31×10^-5Pa·s。）

参考答案：

（3）将降尘室分层，增加降尘室的底面积，可以取得更好的除尘效果。

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1.问答题采用平流式沉砂池去除污水中粒径较大的颗粒。如果颗粒的平均密度为2240kg/m³，沉淀池有效水深为1.2m，水力停留时间为1min，求能够去除的颗粒最小粒径（假设颗粒在水中自由沉降，污水的物性参数为密度1000kg/m³，黏度为1.2×10^-3Pa·s）。

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2.问答题 降尘室是从气体中除去固体颗粒的重力沉降设备，气体通过降尘室具有一定的停留时间，若在这个时间内颗粒沉到室底，就可以从气体中去除，如下图所示。现用降尘室分离气体中的粉尘（密度为4500kg/m³），操作条件是：气体体积流量为6m³/s，密度为0.6kg/m³，黏度为3.0×10^-5Pa·s，降尘室高2m，宽2m，长5m。求能被完全去除的最小尘粒的直径。

参考答案：

3.问答题落球黏度计是由一个钢球和一个玻璃筒组成，将被测液体装入玻璃筒，然后记录下钢球落下一定距离所需要的时间，即可以计算出液体黏度。现在已知钢球直径为10mm，密度为7900kg/m³，待测某液体的密度为1300kg/m³，钢球在液体中下落200mm，所用的时间为9.02s，试求该液体的黏度。

参考答案：

4.问答题设颗粒的沉降符合斯托克斯定律，颗粒的初速度为零，试推导颗粒的沉降速度与降落时间的关系。现有颗粒密度为1600kg/m³，直径为0.18mm的小球，在20℃的水中自由沉降，试求小球加速到沉降速度的99%所需要的时间以及在这段时间内下降的距离（已知水的密度为998.2kg/m³，黏度为1.005×10^-3Pa·s）。

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5.问答题 容器中盛有密度为890kg/m³的油，黏度为0.32Pa·s，深度为80cm，如果将密度为2650kg/m³、直径为5mm的小球投入容器中，每隔3s投一个，则：
（1）如果油是静止的，则容器中最多有几个小球同时下降？
（2）如果油以0.05m/s的速度向上运动，则最多有几个小球同时下降？

参考答案：（1）首先求小球在油中的沉降速度，假设沉降位于斯托克斯区，则

所以最多有4个小球同时下降。

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6.问答题 粒径为76μm的油珠（不挥发，可视为刚性）在20℃的常压空气中自由沉降，恒速阶段测得20s内沉降高度为2.7m。已知20℃时，水的密度为998.2kg/m³，黏度为1.005×10^-3Pa·s；空气的密度为1.205kg/m³，黏度为1.81×10^-5Pa·s。求：
（1）油的密度；
（2）相同的油珠注入20℃水中，20s内油珠运动的距离。

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7.问答题密度为2650kg/m³的球形颗粒在20℃的空气中自由沉降，计算符合斯托克斯公式的最大颗粒直径和服从牛顿公式的最小颗粒直径（已知空气的密度为1.205kg/m³，黏度为1.81×10^-5Pa·s）。

参考答案：

8.问答题直径60μm的石英颗粒，密度为2600kg/m³，求在常压下，其在20℃的水中和20℃的空气中的沉降速度（已知该条件下，水的密度为998.2kg/m³，黏度为1.005×10^-3Pa·s；空气的密度为1.205kg/m³，黏度为1.81×10^-5Pa·s）。

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9.问答题 在稳态下气体A和B混合物进行稳态扩散，总压力为1.013×10⁵Pa、温度为278K。气相主体与扩散界面S之间的垂直距离为0.1m，两平面上的分压分别为P_A1=1.34×10⁴Pa和P_A2=0.67×10⁴Pa。混合物的扩散系数为1.85×10^-5m²/s，试计算以下条件下组分A和B的传质通量，并对所得的结果加以分析。
（1）组分B不能穿过平面S；
（2）组分A和B都能穿过平面S。

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10.问答题溴粒在搅拌下迅速溶解于水，3min后，测得溶液浓度为50％饱和度，试求系统的传质系数。假设液相主体浓度均匀，单位溶液体积的溴粒表面积为a，初始水中溴含量为0，溴粒表面处饱和浓度为c_A，S。

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