化工原理总复习

1、n第一章 流体流动1. 粘度的国际单位？各种单位之间的换算?温度对流体粘性的影响？31Pa s1000cP1cP10 Pa s1mPa s 或nSISI制：制：物理制：物理制：cPcP（厘泊）（厘泊）Pa s 液体：温度液体：温度分子间距分子间距分子吸引力分子吸引力内摩擦力内摩擦力粘度粘度气体：温度气体：温度分子热运动分子热运动动量交换动量交换内摩擦力内摩擦力粘度粘度2. 静力学基本方程式pgz常数1）静力学基本方程适用于在重力场中静止、连续的同种不可压缩流体）静力学基本方程适用于在重力场中静止、连续的同种不可压缩流体。2）静压强仅与垂直位置有关，而与水平位置无关。这是由于流体仅处于重）静压强

2、仅与垂直位置有关，而与水平位置无关。这是由于流体仅处于重力场中的缘故。力场中的缘故。在静止的、连续的同种液体内，处于同一水平面上各点的压在静止的、连续的同种液体内，处于同一水平面上各点的压力处处相等。力处处相等。压力相等的面称为压力相等的面称为等压面。等压面。n1) 直接按压强的定义直接按压强的定义- N/m2或或Pan2) 间接以流体柱高度表示，如间接以流体柱高度表示，如m水柱或水柱或mmHg，p =ghn注意：用液柱高度表示压力时，必须要指明流体的种类n3) 大气压：标准大气压或工程大气压大气压：标准大气压或工程大气压n4) 换算关系换算关系n标准大气压：标准大气压：1atm=1.0131

3、05Pa=760mmHg=10.33mH2On工程大气压：工程大气压：1at = 1kgf/cm2= 9.807104Pan1KN/m2=1kPa3.压强的表示方法及换算关系表表 压压 = 绝对压绝对压 大气压大气压真空度真空度 = 大气压大气压 绝对压绝对压4、流动系统的质量衡算1 11222mqu Au AuA 常数,1122V squ Au AuA常数适用于定态流动适用于不可压缩流体定态流动24dAmm240管径：联立质量守恒与伯努利方程是计算的核心22212112ddAAuu24dAn对圆形截面管道对圆形截面管道5、伯努利方程（能量衡算）：feWpugZWpugZ2222121122不

4、可压缩流体定态流动2211221e2f22pupuzHzHggggn以单位重量流体为衡算基准，有：以单位重量流体为衡算基准，有：z位头位头p/g压头压头u2/ 2g速度头速度头He外加压头或有效压头外加压头或有效压头Hf压头损失压头损失J/N（或（或m）P 62 1-326.流动类型与雷诺数流动类型与雷诺数ReduRe物理意义：流动中惯性力与粘性力的对比关系。物理意义：流动中惯性力与粘性力的对比关系。层流与湍流的判断标准、本质区别层流与湍流的判断标准、本质区别7. 圆管内流体运动的数学描述圆管内流体运动的数学描述层流时层流时湍流时湍流时8、阻力损失直管阻力和局部阻力直管阻力和局部阻力范宁（范宁

5、（FanningFanning）公式）公式 22fl uhdJ/Kg（1）直管阻力损失的计算3J/mPa或22flud 或或压力损失压力损失 J/Nm或22fl uHdg或或压头损失压头损失 Re20006 4 / R en当流体在光滑管中运动时，当流体在光滑管中运动时， 的影响可忽略，的影响可忽略，可以用：可以用： n柏拉修斯公式：柏拉修斯公式： n适用范围：适用范围：n顾毓珍公式：顾毓珍公式： n适用范围：适用范围： 0.250.3164/ReRe5000 100000.320.5000.0056Re6Re3000 3 10/d光滑管光滑管：玻璃管、铜管、铅管及塑料管等；粗糙管粗糙管：钢管

6、、铸铁管等。（2）局部阻力计算1）阻力系数法）阻力系数法22fuh(J/Kg)2 2）当量长度法）当量长度法 22efl uhd9、流量计皮托管、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计 工作原理 第二章第二章 流体输送机械流体输送机械1、离心泵主要构件、作用及工作原理；往复泵的工作原理2、离心泵气蚀、气缚现象的定义以及如何防止3、离心泵最大安装高度的定义及影响因素4、离心泵的有效功率的计算、轴功率的计算5、离心泵的工作点、设计点、离心泵的性能曲线的测定（1 1）输送流体所需的能量）输送流体所需的能量管路特性方程管路特性方程列以单位重量流体为衡算基准列以单位重量流体为衡算基准的机械能衡算式（实际流

7、体柏的机械能衡算式（实际流体柏努利方程式），有：努利方程式），有：22112212f22pupuzHzHgggg22212121f()()2ppuuHzzHggg（2 2）流体输送机械的压头和流量）流体输送机械的压头和流量n流体输送机械的流量：指流体输送机械的单位时间流体输送机械的流量：指流体输送机械的单位时间内送出的液体体积，也等于管路中的流量，这是输内送出的液体体积，也等于管路中的流量，这是输送任务所规定必须达到的输送量。送任务所规定必须达到的输送量。 n流体输送机械的压头（又称扬程）：（用流体输送机械的压头（又称扬程）：（用H表示，表示，m）是指流体输送机械是指流体输送机械向单位重量流体

8、提供的能量向单位重量流体提供的能量。（3 3）轴功率及有效功率：）轴功率及有效功率： 轴功率：电机输入离心泵的功率轴功率：电机输入离心泵的功率, ,用用P Pa a表示，单位为表示，单位为J/S,WJ/S,W或或kWkW有效功率：有效功率：液体从叶轮获得的功率，用液体从叶轮获得的功率，用P Pe e表示表示 轴功率和有效功率之间的关系为轴功率和有效功率之间的关系为 ：/eaPP 有效功率可表达为有效功率可表达为 gHqgHqPemeve轴功率可直接利用效率计算轴功率可直接利用效率计算/gHqPeva(4)(4)离心泵的特性曲线（三条线）离心泵的特性曲线（三条线）离心泵的特性离心泵的特性曲线一般

9、由离曲线一般由离心泵的生产厂心泵的生产厂家提供，标绘家提供，标绘于泵产品说明于泵产品说明书中，其测定书中，其测定条 件 一 般 是条 件 一 般 是2020清水清水，转转速也固定速也固定。典。典型的离心泵性型的离心泵性能曲线如图所能曲线如图所示。示。1、当地大气压101.33kPa，某设备内表压为100kPa，则其绝对压力为 kPa。填空题：201.332、某流体在内径为d1的水平管路中层流流动（定态），若其他条件不变，现流量及管径均减小为原来的二分之一，则此时因流动阻力产生的压力损失为原来的 倍。83、在皮托管工作时，测压孔正对流体流动方向所测压力代表该处的 。动压与静压之和4、当地大气压为

10、735mmHg，现测得一容器内的绝对压力为350mmHg，则其真空度为 mmHg。3855、一转子流量计，当流量为50m3/h时，测定流量计转子上下压差为250Pa，现流量变为100m3/h，则流量计转子上下压差为 Pa。2506、某液体在直径为d1的水平管路中定态流动，其平均流速为u1，当它以相同的体积流量通过某内径为d2（d2=d1/2）的管子时，流速将变为原来的 倍。4 7、离心泵在启动前没有灌满被输送的流体，则会发生 现象。 气缚 8.当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为_ mmHg。9.流体在圆管内作稳定层流流动时，流速分布曲线呈_ _

11、，平均流速与管中心的最大流速的关系为_ _。850 抛物线 、 Umax=2U 二、选择题（每小题二、选择题（每小题2分，计分，计20分）分）1、层流与湍流的本质区别是 。（ ）A湍流流速层流流速 B流道截面大的为湍流，截面小的为层流C层流的雷诺数湍流的雷诺数 D层流无径向脉动，而湍流有径向脉动D2、双指示剂微差压差计要求指示液密度差 （ ）A小 B中等 C大 D越大越好A3、某离心泵运行一年后发现有气缚现象，应 。 （ ） A停泵，向泵内灌液 B降低泵的安装高度C检查进口管路是否有泄露现象 D检查出口管路阻力是否过大C4、有人希望使管壁光滑些，于是在管道内壁涂上一层石蜡，倘若输送任务不变，且

12、流体呈层流流动，流动的阻力将会。A变大 B变小C不变 D阻力的变化取决于流体和石蜡的浸润情况（ C ）5、离心泵的实际安装高度 允许安装高度，就可防止汽蚀现象发生。（ ）A大于 B小于 C等于 D近似于B6、在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数数值_。（ ）A只取决于Re B与光滑管一样C取决于相对粗糙度 D与粗糙度无关C7、皮托管工作时，测压孔正对流体流动方向所测压力代表该处的 ，侧壁小孔所测压力代表该处的 。 （ ） A动压，静压 B动压，动压与静压之和C动压与静压之和，静压 D静压，动压与静压之和8、离心泵铭牌上标明的流量是指 。（ ）A泵的最大流量 B效率最高时的流量C扬程最大

13、时的流量 D扬程最小时的流量BC第四章第四章 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动（1）恒压过滤过程计算恒定压差下过滤恒定压差下过滤，滤饼的增厚，过滤速率随过滤时间的延续，滤饼的增厚，过滤速率随过滤时间的延续而降低。而降低。洗涤洗涤，滤饼厚度不再增加，压差与速率的关系与固定床相同。，滤饼厚度不再增加，压差与速率的关系与固定床相同。过滤计算的目的，过滤计算的目的，在于确定为获得一定量的滤液在于确定为获得一定量的滤液(或滤饼或滤饼)所需所需的过滤时间。的过滤时间。（2）过滤设备-板框过滤机恒压过滤方程恒压过滤方程或：或：22e2VVVKA2e2qqqK22VKA或：或：2qK 若介质阻力略去不

14、计（若介质阻力略去不计（ ）eee000qV，n s压缩指数压缩指数体积分数体积分数（m3固体固体/m3悬浮液）悬浮液） （m3固体固体/m3滤液）滤液）P 140 4-7 过滤为什么常采用先恒速后恒压的复合操作方式？答：若整个过程都在恒速下进行，在操作后期压力会很高，可能引起过滤设备泄露或动力设备超负荷。若整个过程都在恒压下进行，则过滤刚开始时，滤布表面无滤饼层，过滤阻力小，较高的过滤压力会使细小的颗粒通过介质而使滤液浑浊或堵塞介质孔道而使阻力增大。因此实际过滤操作中多采用先恒速后恒压的复合操作方式。 气体气体 气体气体 进口进口 出口出口 集灰斗集灰斗 L B 含尘气体含尘气体 u H u

15、0 颗粒在降尘室中的运动颗粒在降尘室中的运动 思考思考1：为什么气体进入降尘为什么气体进入降尘室后，流通截面积要扩大？室后，流通截面积要扩大？为了增大停留时间。为了增大停留时间。则表明，该颗粒能在降尘室中则表明，该颗粒能在降尘室中除去。除去。0 t若若0u高高度度 0 沉沉降降时时间间uL t 停停留留时时间间为了增大停留时间。为了增大停留时间。第五章 颗粒的沉降和流态化思考思考2 2：为什么降尘室要做成扁平的？为什么降尘室要做成扁平的？L u B气体气体 ut H 颗粒在降尘室中的运动颗粒在降尘室中的运动000uABLuBHuVs 0uHuL 多层降尘室多层降尘室 可见，降尘室最可见，降尘室

16、最大处理量与底面积、大处理量与底面积、沉降速度有关沉降速度有关, ,而而与降尘室高度无关。与降尘室高度无关。 故降尘室多做成故降尘室多做成扁平的。扁平的。 注意注意! 降尘室内气体流速不应过高，以免将降尘室内气体流速不应过高，以免将已沉降下来的颗粒重新扬起。根据经验，已沉降下来的颗粒重新扬起。根据经验，多数灰尘的分离，可取多数灰尘的分离，可取u3m/s，较易扬，较易扬起灰尘的，可取起灰尘的，可取u1.5m/s。最大处理量最大处理量-能够除去最小颗粒时的气体流量能够除去最小颗粒时的气体流量Vs1）球形颗粒的自由沉降受力分析）球形颗粒的自由沉降受力分析2）沉降速度）沉降速度-等速阶段中颗粒相对于流

17、体的运动速度称为沉降速度 浮力浮力 Fb 曳力曳力 FD 质量力质量力 Fc 颗粒在流体中沉降时受力 63gds63gdAutD22 重力 gdFsc36浮力 gdFb36 而阻力为 ：22uAFD24dA对球形颗粒 2422udFD例题 5-3离心沉降设备（1）离心分离因数（2）分割直径-通常将经过旋风分离器后能被除下通常将经过旋风分离器后能被除下 50%的颗粒的颗粒直径称为直径称为分割直径分割直径dpc （3）临界直径临界直径dcdc指旋风分离器能够分离的最小颗粒直径指旋风分离器能够分离的最小颗粒直径（4）提高分离效率的措施提高分离效率的措施缩小旋风分离器的直径；缩小旋风分离器的直径；采用较大的进气速度；采用较大的进气速度；延长锥体部分的高度；延长锥体部分的高度；采用串联、并联操作。采用串联、并联操作。一、传热的基本方式一、传热的基本方式1 1、 热传导热传导傅里叶定律傅里叶定律2 2、 热对流热对流化工中，特指流体流过固体壁面时与该表面发生的传热过程化工中，特指流体流过固体壁面时与该表面发生的传热过程3 3、 热辐射热辐射特点：能量传递与能量形式转换、不需要任何介质特点：能量传递与能量形式转换、不需要任何介质牛顿冷却定律牛顿冷却定律ntdAdQq）（流体被加热时：）（流体被冷却时：ttAQTTAQww第六章 传 热二、圆筒壁与平壁一维定态传