化工原理總復(fù)習(xí)

1、n第一章 流體流動(dòng) 粘度的國(guó)際單位？各種單位之間的換算?溫度對(duì)流體粘性的影響？31Pa s1000cP1cP10 Pa s1mPa s 或nSISI制：制：物理制：物理制：cPcP（厘泊）（厘泊）Pa s 液體：溫度液體：溫度分子間距分子間距分子吸引力分子吸引力內(nèi)摩擦力內(nèi)摩擦力粘度粘度氣體：溫度氣體：溫度分子熱運(yùn)動(dòng)分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)量交換動(dòng)量交換內(nèi)摩擦力內(nèi)摩擦力粘度粘度2. 靜力學(xué)基本方程式pgz常數(shù)1）靜力學(xué)基本方程適用于在重力場(chǎng)中靜止、連續(xù)的同種不可壓縮流體）靜力學(xué)基本方程適用于在重力場(chǎng)中靜止、連續(xù)的同種不可壓縮流體。2）靜壓強(qiáng)僅與垂直位置有關(guān)，而與水平位置無(wú)關(guān)。這是由于流體僅處于重）靜壓強(qiáng)僅與

2、垂直位置有關(guān)，而與水平位置無(wú)關(guān)。這是由于流體僅處于重力場(chǎng)中的緣故。力場(chǎng)中的緣故。在靜止的、連續(xù)的同種液體內(nèi)，處于同一水平面上各點(diǎn)的壓在靜止的、連續(xù)的同種液體內(nèi)，處于同一水平面上各點(diǎn)的壓力處處相等。力處處相等。壓力相等的面稱為壓力相等的面稱為等壓面。等壓面。n1) 直接按壓強(qiáng)的定義直接按壓強(qiáng)的定義- N/m2或或Pan2) 間接以流體柱高度表示，如間接以流體柱高度表示，如m水柱或水柱或mmHg，p =ghn注意：用液柱高度表示壓力時(shí)，必須要指明流體的種類n3) 大氣壓：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓或工程大氣壓大氣壓：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓或工程大氣壓n4) 換算關(guān)系換算關(guān)系n標(biāo)準(zhǔn)大氣壓：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓：1atm=1.013105

3、Pa=760mmHg=10.33mH2On工程大氣壓：工程大氣壓：1at = 1kgf/cm2= 9.807104Pan1KN/m2=1kPa3.壓強(qiáng)的表示方法及換算關(guān)系表表 壓壓 = 絕對(duì)壓絕對(duì)壓 大氣壓大氣壓真空度真空度 = 大氣壓大氣壓 絕對(duì)壓絕對(duì)壓4、流動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量衡算1 11222mqu Au AuA常數(shù),1122V squ Au AuA常數(shù)適用于定態(tài)流動(dòng)適用于不可壓縮流體定態(tài)流動(dòng)24dAmm240管徑：聯(lián)立質(zhì)量守恒與伯努利方程是計(jì)算的核心22212112ddAAuu24dAn對(duì)圓形截面管道對(duì)圓形截面管道5、伯努利方程（能量衡算）：feWpugZWpugZ2222121122不可壓縮

4、流體定態(tài)流動(dòng)2211221e2f22pupuzHzHggggn以單位重量流體為衡算基準(zhǔn)，有：以單位重量流體為衡算基準(zhǔn)，有：z位頭位頭p/g壓頭壓頭u2/ 2g速度頭速度頭He外加壓頭或有效壓頭外加壓頭或有效壓頭Hf壓頭損失壓頭損失J/N（或（或m）P 62 1-326.流動(dòng)類型與雷諾數(shù)流動(dòng)類型與雷諾數(shù)ReduRe物理意義：流動(dòng)中慣性力與粘性力的對(duì)比關(guān)系。物理意義：流動(dòng)中慣性力與粘性力的對(duì)比關(guān)系。層流與湍流的判斷標(biāo)準(zhǔn)、本質(zhì)區(qū)別層流與湍流的判斷標(biāo)準(zhǔn)、本質(zhì)區(qū)別7. 圓管內(nèi)流體運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)描述圓管內(nèi)流體運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)描述層流時(shí)層流時(shí)湍流時(shí)湍流時(shí)8、阻力損失直管阻力和局部阻力直管阻力和局部阻力范寧（范寧（Fa

5、nningFanning）公式）公式 22fl uhdJ/Kg（1）直管阻力損失的計(jì)算3J/mPa或22flud 或或壓力損失壓力損失 J/Nm或22fl uHdg或或壓頭損失壓頭損失 Re20006 4 / R en當(dāng)流體在光滑管中運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)流體在光滑管中運(yùn)動(dòng)時(shí)， 的影響可忽略，的影響可忽略，可以用：可以用： n柏拉修斯公式：柏拉修斯公式： n適用范圍：適用范圍：n顧毓珍公式：顧毓珍公式： n適用范圍：適用范圍： 0.250.3164/ReRe5000 100000.320.5000.0056Re6Re3000 3 10/d光滑管光滑管：玻璃管、銅管、鉛管及塑料管等；粗糙管粗糙管：鋼管、鑄鐵

6、管等。（2）局部阻力計(jì)算1）阻力系數(shù)法）阻力系數(shù)法22fuh(J/Kg)2 2）當(dāng)量長(zhǎng)度法）當(dāng)量長(zhǎng)度法 22efl uhd9、流量計(jì)皮托管、孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì) 工作原理 第二章第二章 流體輸送機(jī)械流體輸送機(jī)械1、離心泵主要構(gòu)件、作用及工作原理；往復(fù)泵的工作原理2、離心泵氣蝕、氣縛現(xiàn)象的定義以及如何防止3、離心泵最大安裝高度的定義及影響因素4、離心泵的有效功率的計(jì)算、軸功率的計(jì)算5、離心泵的工作點(diǎn)、設(shè)計(jì)點(diǎn)、離心泵的性能曲線的測(cè)定（1 1）輸送流體所需的能量）輸送流體所需的能量管路特性方程管路特性方程列以單位重量流體為衡算基準(zhǔn)列以單位重量流體為衡算基準(zhǔn)的機(jī)械能衡算式（實(shí)際流體柏的

7、機(jī)械能衡算式（實(shí)際流體柏努利方程式），有：努利方程式），有：22112212f22pupuzHzHgggg22212121f()()2ppuuHzzHggg（2 2）流體輸送機(jī)械的壓頭和流量）流體輸送機(jī)械的壓頭和流量n流體輸送機(jī)械的流量：指流體輸送機(jī)械的單位時(shí)間流體輸送機(jī)械的流量：指流體輸送機(jī)械的單位時(shí)間內(nèi)送出的液體體積，也等于管路中的流量，這是輸內(nèi)送出的液體體積，也等于管路中的流量，這是輸送任務(wù)所規(guī)定必須達(dá)到的輸送量。送任務(wù)所規(guī)定必須達(dá)到的輸送量。 n流體輸送機(jī)械的壓頭（又稱揚(yáng)程）：（用流體輸送機(jī)械的壓頭（又稱揚(yáng)程）：（用H表示，表示，m）是指流體輸送機(jī)械是指流體輸送機(jī)械向單位重量流體提供的

8、能量向單位重量流體提供的能量。（3 3）軸功率及有效功率：）軸功率及有效功率： 軸功率：電機(jī)輸入離心泵的功率軸功率：電機(jī)輸入離心泵的功率, ,用用P Pa a表示，單位為表示，單位為J/S,WJ/S,W或或kWkW有效功率：有效功率：液體從葉輪獲得的功率，用液體從葉輪獲得的功率，用P Pe e表示表示 軸功率和有效功率之間的關(guān)系為軸功率和有效功率之間的關(guān)系為 ：/eaPP 有效功率可表達(dá)為有效功率可表達(dá)為 gHqgHqPemeve軸功率可直接利用效率計(jì)算軸功率可直接利用效率計(jì)算/gHqPeva(4)(4)離心泵的特性曲線（三條線）離心泵的特性曲線（三條線）離心泵的特性離心泵的特性曲線一般由離曲

9、線一般由離心泵的生產(chǎn)廠心泵的生產(chǎn)廠家提供，標(biāo)繪家提供，標(biāo)繪于泵產(chǎn)品說(shuō)明于泵產(chǎn)品說(shuō)明書中，其測(cè)定書中，其測(cè)定條 件 一 般 是條 件 一 般 是2020清水清水，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速也固定速也固定。典。典型的離心泵性型的離心泵性能曲線如圖所能曲線如圖所示。示。1、當(dāng)?shù)卮髿鈮?01.33kPa，某設(shè)備內(nèi)表壓為100kPa，則其絕對(duì)壓力為 kPa。填空題：201.332、某流體在內(nèi)徑為d1的水平管路中層流流動(dòng)（定態(tài)），若其他條件不變，現(xiàn)流量及管徑均減小為原來(lái)的二分之一，則此時(shí)因流動(dòng)阻力產(chǎn)生的壓力損失為原來(lái)的 倍。83、在皮托管工作時(shí)，測(cè)壓孔正對(duì)流體流動(dòng)方向所測(cè)壓力代表該處的 。動(dòng)壓與靜壓之和4、當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?35

10、mmHg，現(xiàn)測(cè)得一容器內(nèi)的絕對(duì)壓力為350mmHg，則其真空度為 mmHg。3855、一轉(zhuǎn)子流量計(jì)，當(dāng)流量為50m3/h時(shí)，測(cè)定流量計(jì)轉(zhuǎn)子上下壓差為250Pa，現(xiàn)流量變?yōu)?00m3/h，則流量計(jì)轉(zhuǎn)子上下壓差為 Pa。2506、某液體在直徑為d1的水平管路中定態(tài)流動(dòng)，其平均流速為u1，當(dāng)它以相同的體積流量通過(guò)某內(nèi)徑為d2（d2=d1/2）的管子時(shí)，流速將變?yōu)樵瓉?lái)的 倍。4 7、離心泵在啟動(dòng)前沒(méi)有灌滿被輸送的流體，則會(huì)發(fā)生 現(xiàn)象。 氣縛 8.當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?50mmHg時(shí),測(cè)得某體系的表壓為100mmHg,則該體系的絕對(duì)壓強(qiáng)為_ mmHg。9.流體在圓管內(nèi)作穩(wěn)定層流流動(dòng)時(shí)，流速分布曲線呈_ _，平均

11、流速與管中心的最大流速的關(guān)系為_ _。850 拋物線 、 Umax=2U 二、選擇題（每小題二、選擇題（每小題2分，計(jì)分，計(jì)20分）分）1、層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是 。（ ）A湍流流速層流流速 B流道截面大的為湍流，截面小的為層流C層流的雷諾數(shù)湍流的雷諾數(shù) D層流無(wú)徑向脈動(dòng)，而湍流有徑向脈動(dòng)D2、雙指示劑微差壓差計(jì)要求指示液密度差 （ ）A小 B中等 C大 D越大越好A3、某離心泵運(yùn)行一年后發(fā)現(xiàn)有氣縛現(xiàn)象，應(yīng) 。 （ ） A停泵，向泵內(nèi)灌液 B降低泵的安裝高度C檢查進(jìn)口管路是否有泄露現(xiàn)象 D檢查出口管路阻力是否過(guò)大C4、有人希望使管壁光滑些，于是在管道內(nèi)壁涂上一層石蠟，倘若輸送任務(wù)不變，且流體呈

12、層流流動(dòng)，流動(dòng)的阻力將會(huì)。A變大 B變小C不變 D阻力的變化取決于流體和石蠟的浸潤(rùn)情況（ C ）5、離心泵的實(shí)際安裝高度 允許安裝高度，就可防止汽蝕現(xiàn)象發(fā)生。（ ）A大于 B小于 C等于 D近似于B6、在完全湍流時(shí)（阻力平方區(qū)），粗糙管的摩擦系數(shù)數(shù)值_。（ ）A只取決于Re B與光滑管一樣C取決于相對(duì)粗糙度 D與粗糙度無(wú)關(guān)C7、皮托管工作時(shí)，測(cè)壓孔正對(duì)流體流動(dòng)方向所測(cè)壓力代表該處的 ，側(cè)壁小孔所測(cè)壓力代表該處的 。 （ ） A動(dòng)壓，靜壓 B動(dòng)壓，動(dòng)壓與靜壓之和C動(dòng)壓與靜壓之和，靜壓 D靜壓，動(dòng)壓與靜壓之和8、離心泵銘牌上標(biāo)明的流量是指 。（ ）A泵的最大流量 B效率最高時(shí)的流量C揚(yáng)程最大時(shí)的流

13、量 D揚(yáng)程最小時(shí)的流量BC第四章第四章 流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)（1）恒壓過(guò)濾過(guò)程計(jì)算恒定壓差下過(guò)濾恒定壓差下過(guò)濾，濾餅的增厚，過(guò)濾速率隨過(guò)濾時(shí)間的延續(xù)，濾餅的增厚，過(guò)濾速率隨過(guò)濾時(shí)間的延續(xù)而降低。而降低。洗滌洗滌，濾餅厚度不再增加，壓差與速率的關(guān)系與固定床相同。，濾餅厚度不再增加，壓差與速率的關(guān)系與固定床相同。過(guò)濾計(jì)算的目的，過(guò)濾計(jì)算的目的，在于確定為獲得一定量的濾液在于確定為獲得一定量的濾液(或?yàn)V餅或?yàn)V餅)所需所需的過(guò)濾時(shí)間。的過(guò)濾時(shí)間。（2）過(guò)濾設(shè)備-板框過(guò)濾機(jī)恒壓過(guò)濾方程恒壓過(guò)濾方程或：或：22e2VVVKA2e2qqqK22VKA或：或：2qK 若介質(zhì)阻力略去不計(jì)（若

14、介質(zhì)阻力略去不計(jì)（ ）eee000qV，n s壓縮指數(shù)壓縮指數(shù)體積分?jǐn)?shù)體積分?jǐn)?shù)（m3固體固體/m3懸浮液）懸浮液） （m3固體固體/m3濾液）濾液）P 140 4-7 過(guò)濾為什么常采用先恒速后恒壓的復(fù)合操作方式？答：若整個(gè)過(guò)程都在恒速下進(jìn)行，在操作后期壓力會(huì)很高，可能引起過(guò)濾設(shè)備泄露或動(dòng)力設(shè)備超負(fù)荷。若整個(gè)過(guò)程都在恒壓下進(jìn)行，則過(guò)濾剛開始時(shí)，濾布表面無(wú)濾餅層，過(guò)濾阻力小，較高的過(guò)濾壓力會(huì)使細(xì)小的顆粒通過(guò)介質(zhì)而使濾液渾濁或堵塞介質(zhì)孔道而使阻力增大。因此實(shí)際過(guò)濾操作中多采用先恒速后恒壓的復(fù)合操作方式。 氣氣體體 氣氣體體 進(jìn)進(jìn)口口 出出口口 集集灰灰斗斗 L B 含塵氣體含塵氣體 u H u0 顆

15、粒在降塵室中的運(yùn)動(dòng)顆粒在降塵室中的運(yùn)動(dòng) 思考思考1：為什么氣體進(jìn)入降塵為什么氣體進(jìn)入降塵室后，流通截面積要擴(kuò)大？室后，流通截面積要擴(kuò)大？為了增大停留時(shí)間。為了增大停留時(shí)間。則表明，該顆粒能在降塵室中則表明，該顆粒能在降塵室中除去。除去。0 t若若0u高高度度 0 沉沉降降時(shí)時(shí)間間uL t 停停留留時(shí)時(shí)間間為了增大停留時(shí)間。為了增大停留時(shí)間。第五章 顆粒的沉降和流態(tài)化思考思考2 2：為什么降塵室要做成扁平的？為什么降塵室要做成扁平的？L u B氣體氣體 ut H 顆粒在降塵室中的運(yùn)動(dòng)顆粒在降塵室中的運(yùn)動(dòng)000uABLuBHuVs 0uHuL 多多層層降降塵塵室室 可見，降塵室最可見，降塵室最大處

16、理量與底面積、大處理量與底面積、沉降速度有關(guān)沉降速度有關(guān), ,而而與降塵室高度無(wú)關(guān)。與降塵室高度無(wú)關(guān)。 故降塵室多做成故降塵室多做成扁平的。扁平的。 注意注意! 降塵室內(nèi)氣體流速不應(yīng)過(guò)高，以免將降塵室內(nèi)氣體流速不應(yīng)過(guò)高，以免將已沉降下來(lái)的顆粒重新?lián)P起。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，已沉降下來(lái)的顆粒重新?lián)P起。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，多數(shù)灰塵的分離，可取多數(shù)灰塵的分離，可取u3m/s，較易揚(yáng)，較易揚(yáng)起灰塵的，可取起灰塵的，可取u1.5m/s。最大處理量最大處理量-能夠除去最小顆粒時(shí)的氣體流量能夠除去最小顆粒時(shí)的氣體流量Vs1）球形顆粒的自由沉降受力分析）球形顆粒的自由沉降受力分析2）沉降速度）沉降速度-等速階段中顆粒相對(duì)于流體的運(yùn)

17、動(dòng)速度稱為沉降速度 浮力浮力 Fb 曳力曳力 FD 質(zhì)量力質(zhì)量力 Fc 顆粒在流體中沉降時(shí)受力 63gds63gdAutD22 重力 gdFsc36浮力 gdFb36 而阻力為 ：22uAFD24dA對(duì)球形顆粒 2422udFD例題 5-3離心沉降設(shè)備（1）離心分離因數(shù)（2）分割直徑-通常將經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器后能被除下通常將經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器后能被除下 50%的顆粒的顆粒直徑稱為直徑稱為分割直徑分割直徑dpc （3）臨界直徑臨界直徑dcdc指旋風(fēng)分離器能夠分離的最小顆粒直徑指旋風(fēng)分離器能夠分離的最小顆粒直徑（4）提高分離效率的措施提高分離效率的措施縮小旋風(fēng)分離器的直徑；縮小旋風(fēng)分離器的直徑；采用較大的進(jìn)氣速度；采用較大的進(jìn)氣速度；延長(zhǎng)錐體部分的高度；延長(zhǎng)錐體部分的高度；采用串聯(lián)、并聯(lián)操作。采用串聯(lián)、并聯(lián)操作。一、傳熱的基本方式一、傳熱的基本方式1 1、 熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)傅里葉定律傅里葉定律2 2、 熱對(duì)流熱對(duì)流化工中，特指流體流過(guò)固體壁面時(shí)與該表面發(fā)生的傳熱過(guò)程化工中，特指流體流過(guò)固體壁面時(shí)與該表面發(fā)生的傳熱過(guò)程3 3、 熱輻射熱輻射特點(diǎn)：能量傳遞與能量形式轉(zhuǎn)換、不需要任何介質(zhì)特點(diǎn)：能量傳遞與能量形式轉(zhuǎn)換、不需要任何介質(zhì)牛頓冷卻定律牛頓冷卻定律ntdAdQq）（流體被加熱時(shí)：）（流體被冷卻時(shí)：ttAQTTAQww第六章 傳 熱二、圓筒壁與平壁一維定態(tài)傳