苏州科技学院生物工程专业化工复习整理

1、化工原理复习计算题第一章 伯努利方程1.理想流体伯努利方程理想流体伯努利方程gz单位质量流体所具有的位能（J/KJ）p/单位质量流体所具有的静压能（J/KJ）/2单位质量流体所具有的动能（J/KJ）2.实际流体机械能衡算式： 伯努利方程能量损失（压头损失）：设1kg流体损失的能量为hf（J/kg）外加功（外加压头）：1kg流体从流体输送机械所获得的能量为W (J/kg)。H外加压头或有效压头，m; hf压头损失，m3.伯努利方程讨论：（1）若流体处于静止，u=0，hf=0，W=0，则柏努利方程变为（2）伯努利方程式适用于不可压缩性流体。 对于可压缩性流体，当 时，仍可用该方程计算，但式中的密度

2、应以两截面的平均密度m代替。4. 应用柏努利方程的注意事项 1）作图并确定衡算范围 根据题意画出流动系统的示意图，并指明流体的流动方向，定出上下截面，以明确流动系统的衡标范围。2）截面的截取 两截面都应与流动方向垂直，并且两截面的流体必须是连续的，所求得未知量应在两截面上或两截面之间，截面的有关物理量 z、u、p等除了所求的物理量之外 ，都必须是已知的或者可以通过其它关系式计算出来。3）基准水平面的选取 所以基准水平面的位置可以任意选取，但必须与地面平行，为了计算方便，通常取基准水平面通过衡算范围的两个截面中的任意一个截面。如衡算范围为水平管道，则基准水平面通过管道中心线，z=0。4）单位必须

3、一致 在应用柏努利方程之前，应把有关的物理量换算成一致的单位，然后进行计算。两截面的压强除要求单位一致外，还要求表示方法(表压或真空度)一致。5.伯努利方程相关例题1）计算输送机械的有效功率例1 用泵将贮槽中密度为1200kg/m3的溶液送到蒸发器内，贮槽内液面维持恒定，其上方压强为101.330kPa，蒸发器上部的蒸发室内操作压强为26670Pa（真空度），蒸发器进料口高于贮槽内液面15m，进料量为20m3/h，溶液流经全部管路的能量损失为120J/kg，求泵的有效功率。管路直径为60mm。 解：取贮槽液面为11截面，管路出口内侧为22截面，并以11截面为基准水平面，在两截面间列柏努利方程。

4、 式中 z1=0 z2=15m p1=0（表压） p2=26670Pa（表压） u1=0将上述各项数值代入，则泵的有效功率Pe为：Pe=We·qm式中Pe=246.9×6.67=1647W=1.65kW 实际上泵所作的功并不是全部有效的，故要考虑泵的效率，实际上泵所消耗的功率（称轴功率）为设本题泵的效率为0.65，则泵的轴功率为： 2）计算管路某截面处的压力例2水在本题附图所示的虹吸管内作定态流动，管路直径没有变化，水流经管路的能量损失可以忽略不计，计算管内截面2-2 ,3-3 ,4-4和5-5处的压强，大气压强为760mmHg，图中所标注的尺寸均以mm计。2 2解：在水槽

5、水面11及管出口内侧截面66间列柏努利方程式，并以66截面为基准水平面式中P1=P6=0（表压） u10 代入柏努利方程式 u6=4.43m/s u2=u3=u6=4.43m/s 取截面2-2基准水平面 , z1=3m ，P1=760mmHg=101330Pa对于各截面压强的计算，仍以2-2为基准水平面，z2=0，z3=3m ，z4=3.5m，z5=3m（1）截面2-2压强 （2）截面3-3压强（3）截面4-4 压强（4）截面5-5 压强从计算结果可见：P2>P3>P4 ，而P4<P5<P6，这是由于流体在管内流动时，位能和静压能相互转换的结果（3）确定流体的输送量例3

6、 20的空气在直径为800mm的水平管流过，现于管路中接一文丘里管，如本题附图所示，文丘里管的上游接一水银U管压差计，在直径为20mm的喉径处接一细管，其下部插入水槽中。空气流入文丘里管的能量损失可忽略不计，当U管压差计读数R=25mm，h=0.5m时，试求此时空气的流量为多少m3/h?当地大气压强为101.33×103Pa。解：取测压处及喉颈分别为截面1-1和截面2-2，截面1-1处压强 ：截面2-2处压强为 ：在截面1-1和2-2之间列柏努利方程式。以管道中心线作基准水平面。 由于两截面无外功加入，We=0。能量损失可忽略不计hf=0。柏努利方程式可写为： 式中： z1=z2=0

7、 P1=3335Pa（表压） ，P2= - 4905Pa（表压 ） 化简得：由连续性方程有： 联立(a)、(b)两式(4) 确定容器间的相对位置例4 如本题附图所示，密度为850kg/m3的料液从高位槽送入塔中，高位槽中的液面维持恒定，塔内表压强为9.81×103Pa，进料量为5m3/h，连接管直径为38×2.5mm，料液在连接管内流动时的能量损失为30J/kg(不包括出口的能量损失)，试求高位槽内液面应为比塔内的进料口高出多少？解： 取高位槽液面为截面1-1，连接管出口内侧为截面2-2,并以截面2-2的中心线为基准水平面，在两截面间列柏努利方程式：式中： z2=0 ；z1

8、=? P1=0(表压) ； P2=9.81×103Pa(表压）由连续性方程 A1>>A2, u1<<u2,可忽略，u10。We=0 ，将上列数值代入柏努利方程式，并整理得： 第二章 离心泵的安装高度1.离心泵的安装高度 在0-0和1-1间列柏努利方程：最大安装高度最大允许安装高度第五章 吸收塔的计算1.物料衡算与操作线方程物料衡算：GY1+LX2=GY2+LX1 G（Y1Y2）=L（X1X2） hA被吸收的百分率，称为回收率或吸收率。 Y2=Y1（1h） X1=X2G（Y1Y2）/L2操作线方程式及操作线逆流吸收：GY+LX2=GY2+LX图示：1）定态，L、

9、G、Y1、X2恒定，操作线在XY 坐标上为一直线，斜率为L/G 。 L/G为吸收操作的液气比； 2）操作线通过塔顶（稀端） A （X2，Y2）及塔底（浓端） B （X1， Y1）;3）操作线仅与液气比、浓端及稀端组成有关，与系统的平衡关系、塔型及操作条件T、p无关。 4）吸收操作线在平衡线的上方，解吸操作线在平衡线OE下方。 5）平衡线与操作线共同决定吸收推动力。操作线离平衡线愈远吸收的推动力愈大；XY1Y2X1X2ABY3. 吸收剂的用量最小液气比平衡曲线一般情况 X*1与Y1相平衡的液相组成。 平衡关系符合亨利定律时： 平衡曲线为凸形曲线情况 适宜液-气比：4.填料层高度的计算填料层高度的基本计算式：书填料层高度传质单元数与传质单元高度 吸收因数法: 平衡线为通过原点的直线 ，服从亨利定律 逆流为例：图解积分法5.吸收塔操作计算例1：在一填料塔中用清水吸收氨空气中的低浓氨气，若清水量适量加大，其余操作条件不变，则Y2、X1如何变化？（已知体积传质系数随气量变化关系为 ）例2 在一填料塔内用纯溶剂吸收气体混合物中的某溶质组分，进塔气体溶质浓度为0.01（摩尔比，下同），混合气质量流量为1400kg/h，平均摩尔质量为29，操作液气比为1.5，在操作条件下气液平衡