2022年化工原理复习总结重点知识分享.docx

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1、精品_精品资料_化工原理绪论 P71,21. 从基本单位换算入手,将以下物理量的单位换算为SI 单位.（1）水的黏度 =0.00856 g/cm s（2）密度 =138.6 kgf .s2/m 4（3） 某物质的比热容CP=0.24 BTU/lb （4） 传质系数 KG=34.2 kmol/m 2.h.atm（ 5）表面张力 =74 dyn/cm（ 6）导热系数 =1 kcal/m.h. 解：此题为物理量的单位换算.（1） 水的黏度基本物理量的换算关系为1kg=1000 g, 1 m=100 cm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_就0.00856gcm s1kg 1000g100

2、cm 1m8. 5610 4 kgms8.5610 4 Pa s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（2） 密度基本物理量的换算关系为1 kgf=9.81 N, 1 N=1 kg.m/s2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_就138.6kgfs2 m 49.81N1kgf1kgm s21N1350 kg m 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（3） 从附录二查出有关基本物理量的换算关系为1 BTU=1.055 kJ,l b=0.4536 kg1o F5 oC9可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_就c p0.24BTU1.055kJ1lb1 F

3、1.005 kJkgC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_lb F1BTU0.4536kg5 9 C可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 4）传质系数基本物理量的换算关系为1 h=3600 s, 1 atm=101.33 kPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_就K G34.2kmolm 2h atm1h1atm 3600s101.33kPa9.37810 5 kmolm 2skPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 5）表面张力基本物理量的换算关系为1 dyn=1 105N1 m=100 cm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资

4、料_74 dyn110 5 N100cm7.410 2 N m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_就cm1dyn1m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 6）导热系数基本物理量的换算关系为1 kcal=4.1868 31J0,1 h=3600 s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_kcall4.1868103 J1h可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_就1 m 2hC1kcal3600s1.163Jm sC1.163 WmC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_B2. 乱堆 25cm 拉西环的填料塔用于精馏操作时,等板高度可用下面体会

5、公式运算,即可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_H E3.9 A2.7810 4 G12.01D0.3048Z 0C1 3LL可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_式中HE等板高度, ft.G气相质量速度, lb/ft 2.h.D塔径, ft .Z0每段（即两层液体分布板之间）填料层高度,ft.相对挥发度,量纲为一. L液相黏度, cP.L液相密度, lb/ft 3A、B、C 为常数,对 25 mm 的拉西环,其数值分别为0.57、-0.1 及 1.24.试将上面体会公式中各物理量的单位均换算为SI单位.解：上面体会公式是混合单位制度,液体黏度为物理单位制,而其余诸物理量

6、均为英制.体会公式单位换算的基本要点是：找出式中每个物理量新旧单位之间的换算关系,导出物理量“数字”的表达式,然后代入体会公式并整理,以便使式中各符号都变为所期望的单位.详细换算过程如下：（ 1）从附录查出或运算出体会公式有关物理量新旧单位之间的关系为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_31ft0.3049m1lbft 2h1.35610 3 kgm 2s（见 1）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_量纲为一,不必换算1cp110Pa s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_

7、精品资料_lb31=1lb1kg3.2803ft3=16.01 kg/m 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ft 3ft2.2046lb1m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(2) 将原符号加上“”以代表新单位的符号,导出原符号的“数字”表达式.下面以HE 为例：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_H E ftH E m就mH EH Eftm3.2803ftHEftm3.2803H E可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_同理GG1.35610 3737.5GD3.2803DZ 03.2803Z

8、 0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_LL110 3LL16.010.06246L可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(3) 将以上关系式代原体会公式,得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3.2803H E3.90.57 2.7810 4737. 5G-0.112.013.2803D1.24可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_0.30481 33.2803Z 01000L0.0624L可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_整理上式并略去符

9、号的上标,便得到换算后的体会公式,即可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_H E1.08410 4 A0.205G- 0.139.4D1.241 3LZ0L可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_第一章流体流淌P72-75作业 3,4,12,20练习 1,2pV101.35.51000.06000RT8.314313【练习】 1某气柜的容积为 6 000 m3,如气柜内的表压力为 5.5 kPa,温度为 40 .已知各组分气体的体积分数为： H2 40%、 N2 20%、CO32%、CO2 7%、CH4 1%,大气压力为 101.3 kPa,试运算气柜满载时各组分的质量.可编

10、辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解：气柜满载时各气体的总摩尔数ntmol246245.4mol可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2各组分的质量： mH40%ntM H 240%246245.42kg197kg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_mN 220%ntM N 220%246245.428kg1378.97kg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2mCO32%ntM CO32%246245.42

11、8kg2206.36kg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2mCO7%ntM CO7%246245.444kg758.44kg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4mCH1%ntM CH1%246245.416kg39.4kg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_42. 如将密度为 830 kg/ m 3 的油与密度为 710 kg/ m 3 的油各 60 kg 混在一起,试求混合油的密度.设混可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_合油为抱负溶液.解：m

12、tm1m26060 kg120kg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_VtV1V2m1m21260830160m 37100.157m 3mt1203mkg mVt0.1573764.33kg m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【作业】 流体静力学可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3. 已知甲的区的平均大气压力为85.3 kPa,乙的区的平均大气压力为101.33 kPa,在甲的区的某真空设33备上装有一个真空表,其读数为20 kPa.如改在乙的区操作,真空表的读数为多少才能维护该设备的的肯定压力与甲的区

13、操作时相同？可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_33解：（1 ）设备内肯定压力绝压 =大气压 -真空度 =85.3102010Pa65.3kPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 2）真空表读数真空度 =大气压 -绝压 =101.331065.310Pa36.03kPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4. 某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3 的重油（如附图所示） ,油面最高时离罐底9.5 m,油面上方与大气相通.在罐侧壁的下部有始终径为760 mm 的孔,其中心距罐底1000 mm ,孔盖用 14

14、 mm 的钢制螺钉紧33固.如螺钉材料的工作压力为39.5 106 Pa,问至少需要几个螺钉（大气压力为101.3 103 Pa）？ 解：由流体静力学方程,距罐底1000 mm 处的流体压力为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ppgh101.3109609.819.51.0 Pa1.81310 Pa（绝压）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_334作用在孔盖上的总力为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_F ppa A（1.81310 101.310） 0.76 N3.6272410 N可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - -

15、欢迎下载精品_精品资料_每个螺钉所受力为F139.5 10 0.0142 N46.093103 N可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_因此nF F13.6271046.093103 N5.956（个）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_12 20 的水以 2.5 m/s 的平均流速流经 38 mm 2.5 mm 的水平管,此管以锥形管与另一53 mm3 mm 的水平管相连. 如此题附图所示, 在锥形管两侧A、B 处各插入一垂直玻璃管以观看两截面的压力.如水流经 A、B 两截面间的能量缺失为1.5 J/kg,求两玻璃管的水面

16、差（以mm 计）,并在此题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解：在 A、 B 两截面之间列机械能衡算方程gz1 u 2p1gz1 u2p2h可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_221b12b2f可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_式中z1=z2=0, ub13.0 m s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ub2A1ub1A2d 122u b1d 22.50.0380.05320.00252m s0.00321.232 m s hf=1.5 J/kg可编辑资料

17、- - - 欢迎下载精品_精品资料_p1p2ub222uub2b121.2322hf22.521.5J kg0.866J kg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_故p1p2g0.8669.81m0.0883m88.3mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_流体输送管路的运算20如此题附图所示, 贮槽内水位维护不变. 槽的底部与内径为100 mm 的钢质放水管相连, 管路上装有一个闸阀,距管路入口端 15 m 处安有以水银为指示液的 U 管压差计,其一臂与管道相连,另一臂通大气.压差计连接管内布满了水,测压点与管路出口端之间

18、的直管长度为20 m.（ 1）当闸阀关闭时,测得R=600 mm 、h=1500 mm .当闸阀部分开启时, 测得 R=400 mm、h=1400 mm .摩擦系数可取为 0.025 ,管路入口处的局部阻力系数取为 0.5.问每小时从管中流出多少水（ m3）？习题 20 附图（ 2）当闸阀全开时,U 管压差计测压处的压力为多少Pa（表压）.（闸阀全开时 Le/d 15,摩擦系数仍可取 0.025 .）解：（1 ）闸阀部分开启时水的流量,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_在贮槽水面 1-1与测压点处截面 2-2间列机械能衡算方程,并通过截面2-2的中心作基准水平面,得可编辑资料 -

19、 - - 欢迎下载精品_精品资料_22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_gzub1p1gzub2p2h（ a）式中p1=0表 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2212f,12可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_p 2Hg gRH 2 O gR136009.810.410009.811.4 Pa39630Pa（表）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2ub2=0, z2=0z1 可通过闸阀全关时的数据求取.当闸阀全关时,水静止不动,依据流体静力可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学基本方程知H O g z1hHg gR（ b）式中

20、h=1.5 m,R=0.6 m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_将已知数据代入式（ b）得z13600110000.61.5 m6.66m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_22Lub215ub2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_hf,1-2c 2.13ub0.0250.52.13ub可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_d20.12可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_将以上各值代入式（ a）,即9.81 6.66= ub2396302+1000+2.13 ub2解得ub3.13m s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_

21、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_水的流量为2Vs3600d ub436000.7850.123.13 m3 h88.45m3 h可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_,（ 2）闸阀全开时测压点处的压力在截面1-1 与管路出口内侧截面3-3 间列机械能衡算方程,并通过管22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_中心线作基准平面,得gzub1p1gzub3p3h（ c）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2213f ,1 32LLu 235u可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2b式中z1=6.66 m ,z3=0,ub1=0,p1=p3

22、heb = 0.025150.5b4.81u可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_d2f,1 3c0.12可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2将以上数据代入式（ c）,即9.81 6.66= u b2+4.81 ub2解得ub3.51m s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_再在截面 1-1, 与 2-2,间列机械能衡算方程,基平面同前,得22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_gzub1p1gzub2p2h（ d）式中z1=6.66 m , z2=0, ub10, ub2=3.51 m/s , p

23、1=0（表压力）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_12f ,1 222可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_hf,1 20.0251.50.10.53.512J kg226.2 J kg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2将以上数值代入上式,就9.816.663.512p26.2解得p2=3.30104 Pa（表压）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_21000其次章 流体输送机械P123-124作业 2,4,7,10新书）2,4,8,11（旧）练习 1,3,5,9（新） 1,3,6,10（旧）【

24、练习】 1用离心油泵将甲的油罐的油品送到乙的油罐.管路情形如此题附图所示.启动泵之前A、C 两压力表的读数相等.启动离心泵并将出口阀调至某开度时,输油量为39 m 3/h ,此时泵的压头为38 m.已知输油管内径为100 mm ,摩擦系数为0.02.油品密度为810 kg/m 3.试求（ 1）管路特性方程. （ 2）输油管线的总长度（包括全部局部阻力当量长度）.习题 1 附图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2解：（1 ）管路特性方程甲、乙两的油罐液面分别取作1-1与 2-2截面,以水平管轴线为基准面,在可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_两截面之间列柏努利方程,得到

25、H eKBqe可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由于启动离心泵之前pA=pC,于是 KZp =0 就eeeg2H eBqe可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_e又 HH38 mB 38 /39 2 h2/m 5=2.5 10 2 h2/m 5就H2.5102 q 2 （ q的单位为 m 3/h ）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2（ 2）输油管线总长度Hll e uu39 0.01m/s=1.38 m/s可编辑

26、资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_d2g36004可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_于是ll e2gdHu229.810.1380.021.38 2m=1960 m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3对于习题 2 的试验装置,如分别转变如下参数,试求新操作条件下泵的流量、压头和轴功率（假如泵的效率保持不变） .（ 1）改送密度为1220 kg/m 3 的果汁（其他性质与水相近） .（2）泵的转速降至 2610 r/min .解：由习题 2 求得： q=57.61 m3/hH=29.04 mP=6.7 kW（ 1）改送果汁改送果汁后,q, H 不变, P 随

27、加大而增加,即PP12206.71.22kW=8.174kW100032 降低泵的转速依据比例定律,降低转速后有关参数为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_q57.612610mh3290051.85 mhH29.0422610m290023.52m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_P6.732610kW29004.884kW可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_6用离心泵将真空精馏塔的釜残液送至常压贮罐.塔底液面上的肯定压力为32.5 kPa即输送温度下溶液的饱和蒸汽压 .已知： 吸入管路压头缺失为1.46

28、m,泵的必需气蚀余量为2.3 m,该泵安装在塔内液面下3.0 m 处.试核算该泵能否正常操作.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解：泵的答应安装高度为HpapvNPSHH式中papv0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_gggf,0 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_就H g2.30.51.46 m-4.26m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_泵的答应安装位置应在塔内液面下4.26m 处,实际安装高度为3.0m ,故泵在操作时可能发愤怒蚀现象.为安全运行,离心泵应再下移1.5 m.10采纳一台三效单动往复泵,将敞口贮槽中密度为1200 k

29、g/m 3 的粘稠液体送至表压为1.62 103 kPa的高位槽中,两容器中液面维护恒差8 m,管路系统总压头缺失为4 m.已知泵的活塞直径为70 mm,冲程为 225 mm ,往复次数为200 min -1,泵的容积效率和总效率分别为0.96 和 0.91.试求泵的流量、压头和轴功率.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解：（1 ）往复泵的实际流量q3 v ASnr30.96 0.07240.225200 m 3/min=0.499 m 3/min可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(2) 泵的扬程HH e1.62106

30、84 m=149.6 m12009.81可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(3) 泵的轴功率 PHqs149.60.4991200 kW=16.08 kW102601020.91可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【作业】2. 用离心泵（转速为2900 r/min ）进行性能参数测定试验.在某流量下泵入口真空表和出口压力表的读数分别为 60 kPa 和 220 kPa,两测压口之间垂直距离为0.5 m,泵的轴功率为 6.7 kW.泵吸入管和排出管可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_内径均为 80 mm ,吸入

31、管中流淌阻力可表达为h3.0u 2 （ u1 为吸入管内水的流速, m/s ）.离心泵的安可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_f,0 11装高度为 2.5 m ,试验是在 20 , 98.1 kPa 的条件下进行.试运算泵的流量、压头和效率.1解：（ 1）泵的流量由水池液面和泵入口真空表所在截面之间列柏努利方程式（池中水面为基准面）,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_得到 0p11u2gZ1h f ,0 1将有关数据代入上式并整理,得3.5u 2601032.59.8135.48可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2u13.184m/s就q 40.0823

32、.1843600m3/h=57.61 m 3/h1000可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3(2) 泵的扬程 HH 1H 2h060220100.5 m29.04m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_10009.81可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(3) 泵的效率Hq sg29.0457.61 10009.81100% =68%可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1000P360010006.7在指定转速下,泵的性能参数为：q=57.61 m 3/hH=29.04 mP=6.7 kW=68%4用离心泵（转速为 2900 r/min ）将 2

33、0 的清水以 60 m3 /h 的流量送至敞口容器.此流量下吸入管路的压头缺失和动压头分别为2.4 m 和 0.61 m.规定泵入口的真空度不能大于64 kPa.泵的必需气蚀余量为3.5 m.试求（ 1）泵的安装高度（当的大气压为100 kPa）.（ 2）如改送 55 的清水,泵的安装高度是否合适.解： 1泵的安装高度在水池液面和泵入口截面之间列柏努利方程式（水池液面为基准面）,得ppu 264103可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ga1 H1g2gH f,0 1 即H g10009.810.612.4H g3.51 m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 2）输

34、送 55 清水的答应安装高度55 清水的密度为 985.7 kg/m 3,饱和蒸汽压为 15.733 kPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_就Hpapv NPSH H=10015. 733103.50.52.4m=2.31m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3ggf,0 1985.79.81可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_原安装高度（ 3.51 m）需下降 1.5 m 才能不发愤怒蚀现象.8用离心泵将水库中的清水送至浇灌渠,两液面维护恒差8.8 m,管内流淌在阻力平方区,管路特性可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_方程为 H e528.85.210 qe（qe的单位为 m3/s）单台泵的特性方程为H284.25210q（ q 的单位为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_m3/s）试求泵的流量、压头和有效功率.解：联立管路和泵的特性方程便可求泵的工作点对应的q、H,进而运算 Pe.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_管路特性方程H8.85.2105 q2泵的特性方程H284.2105 q 2可编