2022年化工原理上册复习.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章 流体流淌问题 1. 什么是连续性假定. 质点的含义是什么. 有什么条件 . 答 1假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全布满所占空间的连续介质；质点是含有大量分子的流体微团,其尺寸远小于设备尺寸,但比起分子自由程却要大得多；问题 2. 粘性的物理本质是什么. 为什么温度上升, 气体粘度上升 , 而液体粘度下降. 答 2分子间的引力和分子的热运动；通常气体的粘度随温度上升而增大,由于气体分子间距离较大,以分子的热运动为主；温度上升, 热运动加剧, 粘度上升； 液体的粘度随温度增加而减小,由于液体分子间距离较小,以分子间的引力为主,温度上升,分子间的引力下降,粘度下降；问题 3. 静压强有什么特性 . 答 3 静压强的特性：静止流体中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；作用于任意点全部不同方位的静压强在数值上相等；压强各向传递；问题 4. 图示一玻璃容器内装有水,容器底面积为 8× 10-3m 2,水和容器总重 10N； 1 试画出容器内部受力示意图 用箭头的长短和方向表示受力大小和方向 ； 2 试估量容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少？哪一侧的压力大？为什么？题 4 附图 题 5 附图答 41）图略,受力箭头垂直于壁面、上小下大； 2）内部压强 p= gh=1000× 9.81 × 0.5=4.91kPa ；外部压强 p=F/A=10/0.008=1.25kPa< 内部压强 4.91kPa ；由于容器内壁给了流体向下的力,使内部压强大于外部压强；问题 5. 为什么高烟囱比低烟囱拔烟成效好 . 答 5由静力学方程可以导出 p=H 冷- 热g ,所以 H增加,压差增加,拔风量大；6、下图所示的两个 U 形管压差计中 , 同一水平面上的两点 A 、B 或 C、D 的压强是否相等？水A P1P2p C p h1B D 空气名师归纳总结 C 水银D A P2B 第 1 页,共 9 页图 11 水P111 附图- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 答：在图 1 1 所示的倒 U 形管压差计顶部划出一微小空气柱；空气柱静止不动,说明两侧的压强相等,设为 P；由流体静力学基本方程式：p A水p空气gh 1水gh 1ApBp Bp空气gh1空气gh1空气p即 A、B 两点压强不等；而p CCpp空气gh1p Dp空气gh1C、也就是说,p、D都等于顶部的压强p 加上h 高空气柱所引起的压强,所以D 两点压强相等；同理,左侧 U 形管压差计中,p A p B 而 p C p D；分析：等压面成立的条件静止、等高、连通着的同一种流体；两个 U 形管压差计的A、B 两点虽然在静止流体的同一水平面上,但终因不满意连通着的同一种流体的条件而非等压；7、原油在圆形直管中流淌；已知原油的密度为800kg/m3,运动粘度为50mm2/s,流速为 0.9m/s,管长为 1000m,管内径为100mm；现将流量和管内径都扩大 解：方法一1 倍,就管路阻力为原先的多少倍？先判定流型：Redu0 . 10 . 918002000 v506 10所以流淌类型为滞流；由滞流时的直管阻力运算式泊谡叶方程运算原阻力：名师归纳总结 pf32lu32vplu325021068001000.091 .15105kpa115kPa第 2 页,共 9 页d2d201.2设流量和管径都转变后的管路阻力为p'f；W'Sd22121管内径增大倍d'2d100200mm流量增大倍u'W'S/' AW'SAuW S/A W S' AW Sd'22- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - u'1u.091.0 45 m/s22p'f3250106080010000 .451.44104pa144kpa2.2管路变动后阻力为原先的倍数：p'f14 . 41 80 . 125pf115即阻力减小,为原先的12.5%；1 2u验算雷诺数：流量和管径都转变后,d'2d,u'ReRe'd' u'2 d1uduRe18002雷诺数没变,仍为1800,说明用泊谡叶方程是可以的；方法二从方法一知：R e'R e18002000, 所以流淌类型为滞流；由泊谡叶方程p f32lu32lWs20 . 1250. 785dd2d2pfWs141d4p'fW'sd'42pfWsd28阻力减小,为原先的12.5；分析：可以看出,其次种方法较为简捷,防止了繁琐的运算；8、用水泵向高位水箱供水（如附图所示） ,管路流量为 150m3/h,泵轴中心线距水池液面和水箱液面的垂直距离分别为2.0m 和 45m；泵吸入管与排出管分别为内径 205mm 和内径 180mm 的钢管；吸入管管长 50m（包括吸入管路局部阻力的当量长度）,排出管管长 200m（包括排出管路局部阻力的当量长度） ,吸入管和排出管的管壁粗糙度均为0.3mm,水的密度 1000 kg/m 3,粘度 1.0×10-3 Pa s,泵的效率为 65%,圆管内湍流摩擦系数用下式运算：.01d680 . 23Re试求：名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - （1）吸入管和排出管内的流速、雷诺数各为多少？各属于哪种流淌类型？（2）泵吸入口处 A 点的真空表读数？（3）泵向单位质量流体所作的功为多少？泵的轴功率？解：（1）吸入管内流速u1V0 .150/360021 .263m/s,A 17850 .205Re1d1 u10 .205.1 .26331000258915,属于湍流；1010排出管内流速u2V0 .150/360021 .638m/s,A 27850 .180Re2d2u20. 1801. 63831000294840,属于湍流；1 .010（2）在 11 与 22 间列柏努利方程z 0gp0u2 0z 1gp1u2 1hf121l12 u 11.2632p0pau 00z003322pA真p0p 1z 1z 0g2 u 122 u 0d1210.10. 3680. 23.00 2 3 12052 5 8 9 1 5502491145mpA真100029 .811. 26320.023120 .2052A名师归纳总结 Pa 0.hf130. 10. 31680 . 23.2 12m12第 4 页,共 9 页3 在 11 与 33 间列柏努利方程z 0gp0u2 0h ez 3gp3u2 3220. 0237p 0p3pau0u30z00hez 3z 0g1l 12 u 12l2u2 2d 12d222180294840500he479. 810. 02310501. 26320237200.638289J/kg .20520.1802- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - NNehe V500.89150/3600100032108.36W 0. 65其次章 流体输送机械问题 1. 什么是液体输送机械的压头或扬程 . 答 1流体输送机械向单位重量流体所供应的能量 J/N ；问题 2. 离心泵的压头受哪些因素影响 . 答 2离心泵的压头与流量,转速,叶片外形及直径大小有关；问题 3. 何谓 "气缚 " 现象 . 产生此现象的缘由是什么. 如何防止 " 气缚 ". 答 4因泵内流体密度小而产生的压差小,无法吸上液体的现象；缘由是离心泵产生的压差与密度成正比,密度小,压差小,吸不上液体；灌泵、排气；问题 4. 影响离心泵特性曲线的主要因素有哪些 . 答 4离心泵的特性曲线指HqV, qV,PqV；影响这些曲线的主要因素有液体密度,粘度,转速,叶轮外形及直径大小；问题 5. 离心泵的工作点是由如何确定的. 有哪些调剂流量的方法. 答 5离心泵的工作点是由管路特性方程和泵的特性方程共同打算的；调剂出口阀,转变泵的转速；问题 6. 何谓泵的汽蚀 . 如何防止 "汽蚀 ". 答 6泵的汽蚀是指液体在泵的最低压强处叶轮入口 汽化形成气泡,又在叶轮中因压强升高而溃灭,造成液体对泵设备的冲击,引起振动和腐蚀的现象；规定泵的实际汽蚀余量必需大于答应汽蚀余量；答应安装高度；问题 7. 什么是正位移特性 . 答 7流量由泵打算,与管路特性无关；问题 8往复泵有无 "汽蚀 "现象？通过运算, 确定泵的实际安装高度低于答 8往复泵同样有汽蚀问题；这是由液体汽化压强所打算的；问题 9. 为什么离心泵启动前应关闭出口阀, 而旋涡泵启动前应打开出口阀？答 9这与功率曲线的走向有关,离心泵在零流量时功率负荷最小,所以在启动时关闭出口 阀,使电机负荷最小；而旋涡泵在大流量时功率负荷最小,所以在启动时要开启出口阀,使 电机负荷最小；问题 10. 通风机的全风压、动风压各有什么含义. 为什么离心泵的H 与 无关 , 而风机的全风压 PT 与 有关 . 答 10通风机给每立方米气体加入的能量为全压,其中动能部分为动风压；因单位不同,压头为m,全风压为N/m 2,按 P= 可知与 无关时, P 与 成正比；名师归纳总结 11、某油泵的必需气蚀余量为 h=2.5m, 操作条件下所输送油品的密度为850kgm-3,饱和蒸汽压为 3.04× 10 4Pa,吸入管的阻力缺失为 25J.kg-1,贮槽液面上第 5 页,共 9 页方的肯定压强为 750mmHg,试求该泵的答应安装高度Hg ；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - Hgp op vhhf. gg750 133 . 4 30400 2 . 5 25850 9 . 81 9 . 813 3. m答：考虑了安全系数以后,离心泵的安装高度为 2.8 米；12、用离心泵将 20清水从贮水池输送到指定位置,已知输送管出口端与贮水池液面垂直距离为 8.75m, 输水管内径为 114mm的光滑管,管长为 60m（包括局部阻力的当量长度）,贮水池与输水管出口端均与大气相通,贮水池液面保持恒定；该离心泵的特性如表 1；试求该泵在运转时的流量、压头、轴功率和总效率；水的物性： 999kg/m 3 =1.005mPa.s 表 1 Q/m3/s0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 H/m20.63 19.99 17.8 14.46 10.33 5.71 /%0.00 36.1 56.0 61.0 54.1 37.0 解：（1）管路特性方程 在贮水池液面和输水管出口内侧列柏努利方程式,得He = z + + + 其中=0 u 1=0 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 即He = z + 1=8.75 489.2 （12.96 Qe-0.25 ）Qe 2（2）标绘管路特性曲线表 2 Qe/m 3/s 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 He/m 8.75 9.26 10.49 12.32 14.71 17.63 （3）泵在运转时的流量、压头、 轴功率和总效率 此题附图中泵的特性曲线与管路特性曲线的交点就是泵的工作点,该点对应的各性能数值即为泵在运转条件下的流量、压头和效率； 由图中工作点读得流量 Q=0.0336m 3/s 压头 H=13.1m 效率 =0.599 轴功率应按下式运算求得,即名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - N =7.20kW 13用离心通风机将50 、 101.3 kPa 的空气通过内径为600 mm,总长 105 m（包括全部局部阻力当量长度）的水平管道送至某表压为 1× 10 4 Pa的设备中； 空气的输送量为 1.5× 10 4 m 3/h；摩擦系数可取为 0.0175；现库房中有一台离心通风机,其性能为：转速 1450 min-1,风量 1.6× 10 4 m 3/h,风压为 1.2× 10 4 Pa；试核算该风机是否合用；解：将操作条件的风压和风量来换算库存风机是否合用；HTp 2p1 u2h f3 . 05ms2p m1013001 104Pa=106300Pa 21.205106300293kg/m3=1.147 kg/mm10133032314uq VpVm150000101300ms 4d2p3600 4. 62106300就mHT11041 .147.00175105114. 052Pa10460Paqe=1.5× 104 0. 62HT104601.12Pa=10943Pa .147库存风机的风量q=1.6 × 10 4 m3/h,风压 H T=1.2× 104 Pa均大于管路要求（3/h, HT=10943 Pa）,故风机合用；第三章问题 1. 过滤速率与哪些因素有关 . 答 1过滤速率 u=dq/d = P/r q+qe 中, u 与 P、r 、 、 、 q、qe 均有关；问题 2. 过滤常数有哪两个 . 各与哪些因素有关 . 什么条件下才为常数 . 答 2K、qe 为过滤常数；K 与压差、悬浮液浓度、滤饼比阻、滤液粘度有关；恒压下才为常数；问题 3强化过滤速率的措施有哪些？qe 与过滤介质阻力有关；答 3强化过滤速率的措施有转变滤饼结构；转变颗粒集合状态；动态过滤；问题 4. 斯托克斯定律区的沉降速度与各物理量的关系如何. 应用的前提是什么. 颗粒的加速段在什么条件下可忽视不计？名师归纳总结 答 4 u t=d 2 p- g/18 ；第 8 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 前提 Re<2；当颗粒 dp很小, ut 很小时；问题 5. 重力降尘室的气体处理量与哪些因素有关. 降尘室的高度是否影响气体处理量. 答 5沉降室底面积和沉降速度；不影响；高度小会使停留时间短,但沉降距离也短了；问题 6. 评判旋风分别器性能的主要指标有哪两个 . 答 6分别效率、压降；问题 1. 传热过程有哪三种基本方式第四章传热. 答 1直接接触式、间壁式、蓄热式；问题 2. 传热按机理分为哪几种 . 答 2传导、对流、热辐射；问题 3. 物体的导热系数与哪些主要因素有关 . 答 3与物态、温度有关；. 问题 4. 液体沸腾的必要条件有哪两个 答 4过热度、汽化核心；问题 5. 工业沸腾装置应在什么沸腾状态下操作 . 为什么 . 答 5核状沸腾状态；以免设备烧毁；问题 6. 沸腾给热的强化可以从哪两个方面着手 . 答 6改善加热表面,供应更多的汽化核心；沸腾液体加添加剂,降低表面张力；问题 7. 蒸汽冷凝时为什么要定期排放不凝性气体. . 答 7防止其积存,提高 ；. 并流适用于哪些情形问题 8. 为什么一般情形下, 逆流总是优于并流答 8逆流推动力 tm 大,载热体用量少；热敏物料加热,掌握壁温以免过高；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页