化工原理复习知识点

1、第1章流体流动常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度1.29 kg/m31atm =101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=760mmHg 被测流体的压力 大气压表压=绝压一大气压 被测流体的压力 大气压真空度=大气压一绝压=一表压静压强的计算柏努利方程应用gz + p + u 2 + h - gz + p + u 2 + h1 p 2 1 e 2 p 2 2 fp , U2pu2pg 七疝 e pg % 2gf层流区(Laminar Flow)： Re 4000； 2000 Re 4000时，有时出现层流，有时出现湍流，或者是二者交替出现，为

2、外界条件决 定，称为过渡区。流型只有两种：层流和湍流。当流体层流时，其平均速度是最大流速的1/2。边界层：u0.99u0阻力损失：直管阻力损失和局部阻力损失当量直径de管路总阻力损失的计算、,y .& = h +y =+二区巾号栏 f f f d ) 2 I d J 2突然缩小局部阻力系数z= 0.5,突然扩大局部阻力系数z= 1。流体输送管路的计算：通常，管路中水的流速为13m/s。并联管路，各支管的阻力损失相等。毕托管测量流速测量流量：孔板流量计，文丘里流量计，转子流量计。孔板流量计的特点；结构简单，制造容易，安装方便，得到广泛的使用。其不足之处在于局 部阻力较大，孔口边缘容易被流体腐蚀或

3、磨损，因此要定期进行校正，同时流量较小时难以 测定。转子流量计的特点一一，恒压差、变截面。第2章流体流动机械压头和流量是流体输送机械主要技术指标离心泵的构件：叶轮、泵壳(蜗壳形)和 轴封装置离心泵的叶轮闭式效率最高，适用于输送洁净的液体。半闭式和开式效率较低，常用于输送 浆料或悬浮液。气缚现象：贮槽内的液体没有吸入泵内。启动与停泵灌液完毕，关闭出口阀，启动泵，这时所需的泵的轴功率最小，启动电流较小，以 保护电机。启动后渐渐开启出口阀。停泵前，要先关闭出口阀后再停机，这样可避免排出管内的水柱倒冲泵壳内叶轮， 叶片，以延长泵的使用寿命。离心泵总是采用后弯叶片。泵的有效功率及效率：:泵的有效功率Ne

4、，kW，用下式表示。Ne =HeQpg:泵的效率n：泵轴通过叶轮传给液体能量过程中有能量损失。泵的效率n为有效功 率与轴功率之比，而轴功率N为电动机输入离心泵的功率。影响离心泵的效率，主要是容积损失、水力损失和机械损失。.Ne pgHQ门=eN N离心泵的特性曲线：扬程-流量曲线HQ线、:轴功率-流量曲线NQ线、效率-流量曲线nQ线，具体图形见下图。. *离心泵牌铭上的额定功率、额定流量和扬程是指效率最高时的值。OQ qv离心泵的工作点调节流量方法有调节管路特性曲线（调节阀门流量）和泵特性曲线（改变泵的转速或叶轮直 径）。用阀门调节流量操作简便、灵活，故应用很广。H单 H串 2H单，Q单 Q串

5、 2Q单 总效率与流量为Q串时单泵的效率相同。H单 H并 2H单，Q单 Q并 2Q单。并联泵的总效率与每台泵的效率相同。汽蚀现象：泵的安装位置太高，叶轮中各处压强高于被输送液体的饱和蒸汽压。各种泵：耐腐蚀泵:输送酸、碱及浓氨水等腐蚀性液体。油泵：输送不含固体颗粒、无腐蚀性的油类及石油产品。杂质泵：常输送悬浮液.液下泵:在化工生产中有着广泛应用，安装在液体贮槽内。屏蔽泵：常输送易燃、易爆、剧毒及放射性液体。第3章非均相物系的分离与固体流态化影响沉降速度的因素：当颗粒浓度增加，沉降速度减少。容器的壁和底面，沉降速度减少。非球形的沉降速度小于球形颗粒的沉降速度。旋风分离器，排灰口密封不好而发生漏气，

6、即外面空气窜入旋风分离器内，则上升气流会将 已沉降下来的尘粒重新扬起，大大降低收尘效果。降尘室处理能力（流量）的计算 Vs = Aut=blut，Vs （隔板）=（n+1） Vs （无隔板）（n层）d 2 (p -p ) gStokes 区： u = p minpt 18旦过滤之初，液体浑浊。但颗粒会在孔道内很快发生架桥”现象，滤液由浑浊变为清澈。在滤饼过滤中，真正起截留颗粒作用的是滤饼层而不是过滤介质。助滤剂能形成结构疏松、空隙率大、不可压缩的滤饼。板框压滤机、叶滤机、厢式压滤机、转筒真空过滤机（操作连续、自动）叶滤机（dV/dO）w=（dV/dO）E板框压滤机（dV/dO）w=（dV/dO

7、）E/4 TOC o 1-5 h z 过滤速率基本方程可矿2Ap可 dVK = -dq =恒速过滤，问认Adq K u =d02（q + q ）恒压过滤6q 2 + 2qq = K9V 2 + 2VV = KA2066先非恒压，再恒压过滤（了解）(q2 q2) + 2q (q q ) = K(t-T )(V2 V2) + 2V (V V ) = KA2(t-T )16111611第4章传热传热的基本方式：（1）热传导（2）对流传热一热对流（3）辐射传热工业上大量使用热交换器，传热设备在化工厂设备投资中占很大比例，有些达40%左右。 工业换热的方法1、直接接触式换热2、蓄热式换热3、间壁式换热蓄

8、热式换热，只适用于气体。常见加热剂有热水、饱和水蒸气、矿物油、联苯混合物、熔盐和烟道气。常见冷却剂有水、空气和各种冷冻剂。载热体的选择（1）载热体的温度应易于调节；（2）载热体的饱和蒸气压要低（沸点高），不易分解；（3）载热体的毒性要小，使用安全，腐蚀性小；（4）载热体应价格低廉且容易得到。金属杯和陶瓷杯，哪个更保温？流体湍流流动给热系数大于层流流动。加热器放置在空间的下部，冷却器放置在空间的上部。各因次准数的物理意义：普兰德准数Pr它反映流体物性对给热过程的影响圆形直管内强制湍流的给热系数入以=0.023 Reo.8 Pr nd圆筒壁的总传热系数K = K2 _ 1 A2+： d + 1A

9、人A a11 d 8 d 1a d 人 d a如果外侧热阻比内侧热阻小得多；壁温接近于外侧温度。而外壁有污垢热阻后，外侧热阻比 内侧热阻大得多，壁温接近于内侧温度。增大传热面积A常用的方法：用小直径管，采用翅片管、螺纹管等代替光滑管，可以提高 单位体积热交换器的传热面积。熟记公式：1.傅立叶定律2.一维稳态导热平壁3.圆筒壁牛顿冷却定律（、Q=aA。t /wt tQ = iitrT 2M14.Nu = 0.023Reo.8 Prn 104, 0.7Pr50或60；低粘度（p2/p 时，由 1 流向 2, 当(pa/p +Zg) p2/p 时，由 2 流向 1。(10分)用如图所示的实验装置得实

10、验记录如下表所示：皮托管编号1234管内直径mm12.7211212皮托管测压孔高度mm72727221关闭阀A，玻管水柱高度mm472472472472全开阀A皮托管测压孔 柱高度mm(平行水流方向)435.5407.5405.1376.5全开阀A皮托管测压孔 柱高度mm(正对水流方向)389.5401.8347.6322根据以上实验数据，回答下列问题：、第4点的位压头，静压头和动压头各为多少mmH2O？、水由第2点处流到3点处的阻力损失压头为多少mmH2O？(3)、第1点的速度为多少m/s?2*答案*(1) Z =21(mmH O ) , P/(p g)=H-Z =322-21=301 (

11、mm HO)； 424442h 动 4=U42/(2g)=376.5-322=54.5(H2O)hf(2 3)=407.5-405.1=2.4(mm H2O)U12/(2g)=435.5-389.5=46(mmH2O) ；A U1=0.95m/s“化工原理”第二章流体输送机械 复习题一、填空题:（3分）某输水的水泵系统,经管路计算得，需泵提供的压头为He=19m水柱，输水量为0.0079m3/s ，则泵的有效功率为. *答案*改变阀门的开度；改变泵的转速；车削叶轮外径（3 分）液体输送设备有： ,*答案*离心泵；往复泵；齿轮泵；螺杆泵；旋涡泵（3 分）气体输送设备有:,.*答案*通风机；鼓风机

12、；压缩机（3分）泵起动时，先关闭泵的出口开关的原因是 答案*降低起动功率，保护电机，防止超负荷而受到损伤;同时也避免出口管线水力冲 击。（3分）若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头，流量 ，效率 _,轴功率。*答案*减小减小下降增大离心泵的流量调节阀安装在离心泵 管路上，关小出口阀门后，真空表的读数，压力表的读数。*答案*出口 减小增大（2分）流体输送设备按工作原理大致可分为四类即，（2分）板框过滤机采用横穿法洗涤滤渣时，若洗涤压差等于最终过滤压差，洗涤液粘度等于滤液粘度，则其洗涤速率为过滤终了速率的（）倍。*答案* CA. 1；B. 0.5；C. 0.25三、问答题（8分）为什么旋风分离器

13、的直径D不宜太大？当处理的含尘气体量大时，采用旋风分高 器除尘，要达到工业要求的分离效果，应采取什么措施？*答案*旋风分离器的临界直径d=（如B/n N u0p ）0.5，可见Df时，B也f（B=D/4），此时d 也f，则分离效率n f，为提高分离效率不宜采用D太大的分离器。为果气体处理大时， 可采用几个小直径的旋风分离器并联操作，这样则可达到要求的分离效果。（8分）为什么板框压滤机洗涤速率近似等于过滤终了时过滤速率的四分之一倍？ *答案*由于洗涤液通过两层过滤介质和整层滤渣层的厚度，而过滤终了时滤液只通过一层过滤 介质和滤渣层厚度的一半，即洗涤液流动距离比滤液长1倍，其阻力也就大1倍，故洗涤

14、速 率就慢了 0.5倍；又因洗涤液的流通面积比滤液的流通面积少1倍，这样洗涤速率又慢了 0.5。基于上述两个原因，故当洗涤压差与过滤终了时压差相同时，且洗涤液的粘度与滤液 粘度相近时，则（dv/de）w（i/4）（dv/de）“化工原理”第4章传热复习题一、填空题（2分）某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失，若容器外表温度为500C,而 环境温度为20C,采用某隔热材料，其厚度为240mm,入=0.57W/ （m.K），此时单位面积的热 损失为。（注:大型容器可视为平壁）*答案* 1140W（2分）某间壁换热器中,流体被加热时，圆形直管内湍流的传热系数表达式为（2分）在列管式换热器中,

15、用饱和蒸气加热空气，此时传热管的壁温接近 流体的温度，总传热系数K接近 流体的对流给热系数.。*答案* Pr=p Cp/A，流体的物理性质对a的影响。（2分）厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b1b2b3;导热系数A 1A 2R2R3 ；Q1=Q2=Q323P 分L包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果应_，主要原因是。 答案*降低；因水的导热系数大于保温材料的导热系数，受潮后，使保温层材料 导热系数增大，保温效果降低。答案* 蒸气；空气（2分）实现传热过程的设备主要有如下三种类型、. *答案*间壁式； 蓄热式； 直接混合式。（2分）热量传递的方式主要有三种:*

16、答案* 热传导；热对流；热辐射。（2分）强化传热的方法之一是提高K值.而要提高K值，则应提高对流传热系数. *答案*提高给热系数较小一侧的给热系数。 （2分）平壁总传热系数K与间壁两侧对流传热系数a 1,a 2以及间壁导热系数入的关 系为.当平壁厚4mm，导热系数为45（ W/（ m.K）时,两侧给热系数分别为 8000（W/ （m2.K）和 600（W/ （m2.K）时，总传热系数 K=.*答案*（1/K） = （1/a 1+6 /入 +1/a 2）；532（W/ （m2.K）（2分）间壁传热的总传热速率方程为：.某换热过程中，要求q=30 kW, K=555（W/（m2.K） ）* 二25

17、K 则传热面积为. *答案* q=KXAXAtm ； 2.16m2（2分）化工生产中常用三种换热方法，其特征是。*答案*冷热两种流体直接混合、冷热两种流体不允许直接接触而是通过间壁换热和 流体通过炉内吸走热量。.其各项表示为（2分）传导传热的傅立叶定律为 和。*答案* d Q/ d T =一入Adt/d6 , d Q/ d T表示单位时间传递的热量，一表示温度 向降低方向传递,A表示传热面积，入表示导然系数和dt/d6表示温度梯度。影响传导传热系数的因素有。*答案*物质种类和组成,物质的内部结构和物理状态、温度、湿度、压强等。（2分）对流传热牛顿冷却定律为,其各项表示为、和*答案* Q=a A

18、 （T-tw） , Q表示传热速度、a表示传热系数、A表示对流传热面 积、T表示热流体主体平均温度和tw表示为低温流体壁面温度。（2分）影响给热系数a的因素有- 一*答案* 流体种类、流体性质、流体流动状态和传热壁面的几何尺寸（2分）对流传热中的努塞特准数式是,它反映了*答案* Nu=a 1 /入，对流传热过程几何尺寸对a的影响。（2分）对流体传热中普兰德准数式为,它反映了(2分)用冷却水将一定量的热流体由100C冷却到40C，冷却水初温为15C，在设计列管式换热器时，采用两种方案比较，方案I是令冷却水终温为30C，方案II是令冷却水 终温为35C，则用水量W1 W2,所需传热面积A1 A2。

19、*答案*大于；小于(2分)列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于，折流挡板的形状有，等。*答案*提高壳程流体的流速，使壳程对流传热系数提高，园缺形(弓形)，园盘和环形(5分)在确定列管换热器冷热流体的流径时，一般来说，蒸汽走管；易结垢 的流体走管;高压流体走管;有腐蚀性流体走管;粘度大或流量小的流 体走管。*答案*夕卜； 内； 内；内；夕卜。(2分)列管换热器的管程设计成多程是为了；在壳程设置 折流挡板是为了。*答案*提高管程a值；提高壳程a值。85. (2分) 题号4088 第4章 知识点100 难度容易有两种不同的固体材料，它们的导热系数第一种为入第二种为入2,若作为换热器 材料，应选

20、用 种；当作为保温材料时，应选用 种。2*答案*第一；第二当水在圆形直管内作无相变强制湍流对流传热时，若仅将其流速提高1倍，则其对流传热系数可变为原来的 倍。*答案*2。8(2分)沸腾传热中，保持沸腾是比较理想的。*答案*泡核27(2分)进行换热的两流体，若a J。2时，要提高K值，应设法提高；当a检：时，要提高K值，应使。 *答案* a 2； a 1与a 2同时提高。28. (2分)水垢的热阻较大的原理，主要是。*答案* 垢层的导热系数很小。二、选择题(2)穿过三层平壁的稳定导热过程，如图所示，试比较第一 层的热阻&与第二、三层热阻R2、R3的大小()。A. R (R +R ) B. R a，则 a +a aAKa121212121212即K接近a小的数值。8