单选题
当液体改变流向时,密度较大的液滴具有较大惯性,就会与器壁相撞,使液滴从气流中分离出来。这是()的原理。
A
(A)离心分离
B
(B)重力沉降
C
(C)碰撞
D
(D)沉降分离
答案解析
正确答案:A
解析:
这道题考查的是气液分离或除尘技术中不同分离机制的原理区别。我们需要分析题干中描述的关键物理过程,并与各个选项进行匹配。
**1. 题干关键信息分析**
* **“液体改变流向”**:这是核心动作。在工业分离设备中,强制流体改变流向通常是通过旋转运动(如旋风分离器)或设置挡板实现的。
* **“密度较大的液滴具有较大惯性”**:根据牛顿第一定律,物体具有保持原有运动状态的性质。质量(密度×体积)越大,惯性越大。
* **“与器壁相撞……分离出来”**:由于气流方向改变了,但大液滴因为惯性大,无法跟随气流及时转向,从而沿直线或切线方向飞出,撞击到容器壁面上,进而被捕集分离。
**2. 选项辨析**
* **A. 离心分离**
* **原理**:利用高速旋转产生的离心力场。当含液滴的气流做旋转运动时,液滴受到离心力作用被甩向器壁。虽然严格来说离心力是惯性力的一种表现,但在工程描述中,旋风分离器等设备正是利用气流旋转(改变流向)使液滴因惯性(表现为离心效应)撞击器壁而分离。题干描述的“改变流向”、“惯性大”、“撞壁分离”完全符合离心分离(特别是旋风分离)的工作机理。
* **结论**:符合题意。
* **B. 重力沉降**
* **原理**:利用液滴与气体的密度差,在重力作用下,液滴自然下沉。
* **特征**:不需要强制改变流向,主要依赖静止或低速流动中的垂直下落。
* **结论**:不符合“改变流向”和“撞壁”的描述。
* **C. 碰撞**
* **原理**:通常指惯性碰撞(Impaction),多见于过滤或洗涤过程中,气流绕过障碍物(如纤维、液滴),颗粒因惯性直接撞击障碍物。
* **区别**:虽然题干提到了“相撞”,但“碰撞分离”通常特指针对固体颗粒或特定填料层的拦截机制。而在气液分离的宏观分类中,利用旋转流场使液滴甩向器壁的过程,标准术语为“离心分离”。此外,单纯的“碰撞”不是一个完整的分离单元操作名称,通常作为微观机理存在。在单选题中,A选项是对该物理过程更准确、更专业的工程术语概括。
* **结论**:不如A准确。
* **D. 沉降分离**
* **原理**:这是一个广义概念,通常包括重力沉降和离心沉降。但如果作为单独选项与“离心分离”并列时,通常指代重力沉降或简单的扩容沉降。
* **结论**:描述不够具体,且题干强调的是动态的“改变流向”和“惯性撞壁”,而非静态沉降。
**3. 综合判断**
题干描述的过程是典型的**惯性分离**现象,在化工单元操作中,利用气流旋转产生离心力,使液滴因惯性甩向器壁并分离的设备(如旋风分离器),其原理被称为**离心分离**。液滴密度越大、粒径越大,惯性越大,越容易被分离。
因此,正确答案是 **A**。
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08版集输初级工理论试题库
