第5章　颗粒的沉降和流态化

一、选择题

1．气体通过流化床的压降与空塔（或空床）速度u关系为（　　）。[浙江大学2011年研]

A．压降与u2成正比

B．压降与u1.75成正比

C．压降与u成正比

D．压降与u无关

【答案】D

【解析】气体通过流化床的压力损失与流体速度没有关系，流化床具有恒定的压降。

2．要除去气体中含有5µ～50µ的粒子。除尘效率小于75%，宜选用（　　）。[中南大学2012年研]

A．除尘气道

B．旋风分离器

C．离心机

D．电除尘器

【答案】B

【解析】根据气固分离设备性能可知，旋风分离器的应用范围是d>20µ，分离效率为50～70。

二、填空题

1．悬浮在静止流体中的固体微粒作重力匀速沉降运动时会受到______三个力的平衡作用；作离心沉降运动时会受到______三个力的平衡作用。[中山大学2010年研]

【答案】重力，浮力，阻力；惯性离心力，向心力，阻力

【解析】①将表面光滑的刚性球形颗粒置于静止的流体介质中，如果颗粒的密度大于流体的密度，则颗粒将在流体中降落。颗粒受到3个力的作用，即重力、浮力和阻力。对一定的流体和颗粒，重力和浮力是恒定的，而阻力却随颗粒的降落速度而变。②当流体带着颗粒旋转时，如果颗粒的密度大于流体的密度，则惯性离心力将会使颗粒在径向上与流体发生相对运动而飞离中心。与颗粒在重力场中受到3个作用力相似，惯性离心力场中颗粒在径向上也受到3个力的作用，即惯性离心力、向心力（与重力场中的浮力相当，其方向为沿半径指向旋转中心）和阻力（与颗粒径向运动方向相反，其方向为沿半径指向中心）。

2．已知某重力降尘室在处理含尘气体时处于层流流动，理论计算出可被完全除去的颗粒最小粒径为100微米，若在降尘室中加隔板，将降尘室分为上下两层，则理论上可被完全除去的最小颗粒粒径变为______微米。若保持完全除去的颗粒最小粒径不变，则生产能力增加为原来的______倍。[华南理工大学2011年研]

【答案】70.7；2

【解析】重力沉降过程，若在降尘室中加隔板，将沉降室分为上下两层，沉降速度为原来的1/2，根据公式，得d₂＝70.7mm，生产能力V＝（n＋1）blu_t。

3．固体流态化中固定床是指：______。流化床是指______，气体输送是指：______。[中山大学2010年研]

【答案】

固定床是指当床层空隙中流体的实际流速u小于颗粒的沉降速度u_t时，基本上静止不动的颗粒层。流化床是指当流体的流速增大至一定程度时，床层高度l随流速提高而升高的床层。气体输送是指利用气体在管内流动以输送粉粒状固体的方法。

【解析】固定床、流化床和气力输送是当一种流体自下而上流过颗粒床层时，随着流速的加大，出现的3种情况。

4．颗粒的重力沉降和离心分离均借助于颗粒与流体之间的______才能实现分离过程；含颗粒流体进入旋风分离器时，切向进入方式的分离效果______径向进入。[华南理工大学2012年研]

【答案】密度差；大于

【解析】沉降分离的原理：在外力场的作用下，利用分散相和连续相之间的密度差，使之发生相对运动而实现非均相混合物的分离；K_c＝u_T2/gR，切向速度越大，K_c越大，分离效果越好。