《化工原理》第四版习题答案
第一章 流体的压力
【1-1】容器A 中的气体表压为60kPa ，容器B 中的气体真空度为.?41210Pa 。试分别求出A 、B 二容器中气体的绝对压力为若干帕，该处环境的大气压力等于标准大气压力。
解 标准大气压力为101.325kPa
容器A 的绝对压力 ..p kPa ==A 101325+60161325 容器B 的绝对压力 ..B p kPa =-=1013251289325
【1-2】某设备进、出口的表压分别为-12kPa 和157kPa ，当地大气压力为101.3kPa 。试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。
解 进口绝对压力 ..进101312893 =-=p kPa
出口绝对压力 ..出101 31572583 =+=p kPa 进、出口的压力差
..p kPa p kPa ?=--=+=?=-=157（12）15712169 或 258 389 3169
流体的密度
【1-3】正庚烷和正辛烷混合液中，正庚烷的摩尔分数为0.4，试求该混合液在20℃下的密度。
解 正庚烷的摩尔质量为/k g k m o l 100，正辛烷的摩尔质量为
/k g k m o l 114。 将摩尔分数换算为质量分数 正庚烷的质量分数 (104100)
03690410006114
ω?=
=?+?
正辛烷的质量分数 ..2103690631ω=-=
从附录四查得20℃下正庚烷的密度/kg m ρ=31684，正辛烷的密度为/kg m ρ=32703 混合液的密度 /..3169603690631
684703
ρ=
=+m kg m
【1-4】温度20℃，苯与甲苯按4:6的体积比进行混合，求其混合液的密度。 解 20℃时，苯的密度为/3879kg m ，甲苯的密度为/3867kg m 。
混合液密度 ../3879
048670．68718 ρ=?+?=m k g m
【1-5】有一气柜，满装时可装36000m 混合气体，已知混合气体各组分的体积分数为
2
2
2
4
H N CO
CO CH .04 0.2 0.32 0.07 0.01
操作压力的表压为5.5kPa ，温度为40℃。试求：(1)混合气体在操作条件下的密度；(2)混合气体的量为多少kmol 。
解 ...T K p k P a =+==+=273
40313，101 35 5106 8 （绝对压力）
混合气体的摩尔质量
....../2042802280324400716001186 =?+?+?+?+?=m M kg kmol
(1)混合气体在操作条件下的密度为
.../.m m pM kg m RT ρ?=
==?31068186
0763 *******
(2)混合气体36000=V m ，摩尔体积为./.m m M m kmol ρ=
3
1860763
混合气体的量为 ..m m
V n kmol M ρ?=
==60000763
246 186
流体静力学
【1-6】如习题1-6附图所示，有一端封闭的管子，装入若干水后，倒插入常温水槽中，管中水柱较水槽液面高出2m ，当地大气压力为101.2kPa 。试求：(1)管子上端空间的绝对压力；(2)管子上端空间的表压；(3)管子上端空间的真空度；(4)若将水换成四氯化碳，管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米？
解 管中水柱高出槽液面2m ，h=2m 水柱。 (1)管子上端空间的绝对压力绝p 在水平面11'-处的压力平衡，有
.绝绝大气压力
1012001000981281580 （绝对压力）
ρ+==-??=p gh p Pa
(2)管子上端空间的表压 表p
表绝 -大气压力=8158010120019620 =-=-p p Pa
(3)管子上端空间的真空度真p
()真表=-=-1962019620 p p Pa -=
(4)槽内为四氯化碳，管中液柱高度'h
'ccl
h h ρρ=
4
水 常温下四氯化碳的密度，从附录四查得为/ccl kg m ρ=4
31594
'.h m ?=
=10002
125 1594
【1-7】在20℃条件下，在试管内先装入12cm 高的水银，再在其上面装入5cm 高的水。水银的密度为/313550kg m ，当地大气压力为101kPa 。试求试管底部的绝对压力为多少Pa 。
习题1-6附图
解 水的密度/3水=998ρkg m
()....331011001213550005998981117410=?+?+??=?p Pa
【1-8】如习题1-8附图所示，容器内贮有密度为/31250kg m 的液体，液面高度为3.2m 。容器侧壁上有两根测压管线，距容器底的高度分别为2m 及1m ，容器上部空间的压力（表压）为29.4kPa 。试求：(1)压差计读数（指示液密度为/31400kg m ）；(2)A 、B 两个弹簧压力表的读数。
解 容器上部空间的压力.29 4（表压）=p k P a 液体密度 /31250ρ=kg m ，指示液密度/301400ρ=kg m (1)压差计读数R=? 在等压面''1111上-=p p
()()()()().'...p p h R g p p h g R g p h R g p h g R g Rg ρρρρρρρρ=+-++=+-++++++=+++-=11000 321 32212222 0
()0因g 0，故0ρρ-≠=R
(2) ().....A p p g Pa ρ=+-=?+??=?333212941022125098156410 ().....333222941012125098144110ρ=+-=?+??=?B p p g Pa
【1-9】如习题1-9附图所示的测压差装置，其U 形压差计的指示液为水银，其他管中皆为水。若指示液读数为150=R mm ，试求A 、B 两点的压力差。
解 等压面''1111，-=p p
1水ρ=-A p p H g
()'.1汞水05g ρρ=-+++B p p H R g R
由以上三式，得
().汞水05ρρ-=-+A B p p R g R g
已知./3汞015，13600ρ==R m kg m ，
().....01513600981050151000981-=??-+??A B p p
习题1-8附图
习题1-9附图
..31364101364 =?=Pa kPa
【1-10】常温的水在如习题1-10附图所示的管路中流动，为测量A 、B 两截面间的压力差，安装了两个串联的U 形管压差计，指示液为汞。测压用的连接管中充满水。两U 形管的连接管中，充满空气。若测压前两U 形压差计的水银液面为同一高度，试推导A 、B 两点的压力差?p 与液柱压力汁的读数12、R R 之间的关系式。
解 设测压前两U 形压差计的水银液面，距输水管中心线的距离为H 。
在等压面'22-处
11
221汞水气22ρρρ+????
=++-+ ? ?????A R R R p p H g R g g '2
22汞水2ρρ?
?
=+-+ ??
?
B R p p H g R g 因'22=p p ，由上两式求得 ()水气12汞g 2ρρρ+?
?-=+- ???
A B p p R R
因气水ρρ<<
故 ()
水12汞-2ρρ?
?
-=+ ???
A B p p R R g
【1-11】力了排除煤气管中的少量积水，用如习题1-11附图所示水封设备，使水由煤气管路上的垂直管排出。已知煤气压力为10kPa （表压），试计算水封管插入液面下的深度h 最小应为若干米。
解 ..31010
1021000981
ρ?=
==?p h m g 流量与流速
【1-12】有密度为/31800kg m 的液体，在内径为60mm 的管中输送到某处。若其流速为
/0．8m s ，试求该液体的体积流量()3／m h 、质量流量()/kg s 与质量流速(
)/2????
?
kg m s 。
解 (1) 体积流量 ./.2233
3
0．060．822610814
／4
4
π
π
-=
=
??=?=V q d u m s m h (2) 质量流量 ../m V q q kg s ρ-==??=3226101800407 (3) 质量流速 ./().22
407
=
==1440 0064
m q kg m s A ωπ?? 【1-13】如习题1-13附图所示的套管式换热器，其内管为.mm .mm 335325φ?，外管为mm .mm 6035φ?。内管中有密度为/31150kg m 、流量为/5000kg h
的冷冻盐水流动。内、外管之
习题1-11附图
习题1-10附图
间的环隙有绝对压力为0．5MPa ，进、出口平均温度为0℃，流量为/160kg h 的气体流动。在
标准状态下(0℃，
101.325)kPa ，气体的密度为./312kg m 。试求气体和盐水的流速。 解 液体 /3
1150 ρ=k g m
内管内径 ...d m m m =-?==内33
53252270027
液体质量流量 /5000=m q kg h ，体积流量 3
5000／1150
=V q m h 流速 /./.液22
内
50001150211 36000027
4
4
V
q u m s d
π
π
=
=
=?
?
气体质量流量 /m q k
g h =160 密度 .../6
3气051012592101325
ρ?=?=kg m
体积流量 .3
160／592
=V q m h 流速 ()
/../..u m s π
=
=?
-气2
2
160592
567 36000053
00335
4
习题1-13附图 习题1-14附图
【1-14】如习题1-14附图所示，从一主管向两支管输送20℃的水。要求主管中水的流
速约为.10／m
s ，支管1与支管2中水的流量分别为//20与10t h t h 。试计算主管的内径，并从无缝钢管规格表中选择合适的管径，最后计算出主管内的流速。
解 .//33水: 20℃，99821000 t kg m kg m
ρ==≈ 主管的流量 //3122010303010=+=+==?m m m q q q t h kg h
体积流量 /333010
301000
ρ?=
==m
V q q m h ，流速 .10／=u m s 管径
.d m mm =
==0103103
选择1084mm mm φ?无缝钢管，内径为100=d mm ， 主管内水的流速 //./(.)
m q u m s d
π
π
=
=
=?2
2
3600
303600
106 014
4
连续性方程与伯努利方程
【1-15】常温的水在如习题1-15附图所示的管路中流动。在截面1处的流速为./05m s ，管内径为200mm ，截面2处的管内径为100mm 。由于水的压力，截面1处产生1m 高的水柱。试计算在截面1与2之间所产生的水柱高度差h 为多少（忽略从1到2处的压头损失）?
解 ./105=u m s
.,.d m d m ==1202 01
.()/2
212120522??
==?= ???
d u u m s d
22
1
12222
ρρ+=+p u p u ..222212
21205187522
ρ
---===p p u u
..121875187510001875ρ?=-==?=p p p Pa
..187501911911000981
ρ?=
===?p h m mm g
另一计算法
22
1122
22ρρ+=+p u p u g g g g
...2
222
1221205019122981
ρ---====?p p u u h m g g
计算液柱高度时，用后一方法简便。
【1-16】在习题1-16附图所示的水平管路中，水的流量为./25L s 。已知管内径15=d cm ,
.225=d cm ，液柱高度11=h m 。若忽略压头损失，试计算收缩截面2处的静压头。
解 水的体积流量 ././33252510 -==?V q L s m s ， 截面1处的流速 ../.3
122
1
25101274005
4
4
π
π
-?=
=
=?V
q u m s d
截面2处的流速 .../.2
2
1212005127451
0025????
==?= ? ?????
d u u m s d 在截面1与2之间列伯努利方程，忽略能量损失。
习题1-15附图
习题1-16附图
22
1122
22ρρ+=+p u p u g g g g
..11100511002522
ρ=+=+=+p d h g ()
()
(2)
2
2127451100252981
2981
++
=+
??h
截面2处的静压头 .20218=-h m
水柱 负值表示该处表压为负值，处于真空状态。
【1-17】如习题1-17附图所示的常温下操作的水槽，下面的出水管直径为.5735mm mm φ?。当出水阀全关闭时，压力表读数为30.4kPa 。而阀门开启后，压力表读数降至20.3kPa 。设压力表之前管路中的压头损失为0.5m 水柱，试求水的流量为多少/3m h ?
解 出水阀全关闭时，压力表读数30. 4kPa （表压）能反映出水槽的水面距出水管的高度h
...p h m g ρ?===?3
表
3304103110981
阀门开启后，压力表读数
.2203=p kPa （表压） 从水槽表面至压力表处的管截面列出伯努利方程，以求出水管的流速2u
2
22
1++2ρ=∑f p u Z H g g
.,.13105水柱==∑=f Z h m H m
(23)
232031031052981
10981?=++??u
./.2323005==u m s d m
水的流量
..././22333200532363410228 4
4
V q d u m s m h π
π
-=
=
??=?=
【1-18】若用压力表测得输送水、油（密度为/3880kg m ）、98%硫酸(密度为/31830kg m )的某段水平等直径管路的压力降均为49kPa 。试问三者的压头损失的数值是否相等？各为多少米液柱？
解 从伯努利方程得知，等直径水平管的压头损失f H 与压力降?p 的关系为ρ?=
f p H g
。 ..f p H m g ρ??==?3
水水4910=499 水柱1000981
..f p H m g ρ??==?3
油油4910=568 油柱880981
习题1-17附图
..f p
H m g ρ??==?3
硫酸硫酸4910=273 硫酸柱1830981
【1-19】如习题1-19附图所示，有一高位槽输水系统，管径为.mm mm φ?5735。已知水在管路中流动的机械能损失为2
452
∑=?f u h (u 为管内流速)。试求水的流量为多少/3m h 。
欲使水的流量增加20%，应将高位槽水面升高多少米？
解 管径.005=d m
， 机械能损失2
452
∑=?f u h
(1) 以流出口截面处水平线为基准面，
,,,1212500？Z m Z u u ====
22
22
14522
=+?u u Z g
./u m s =
=2146 水的流量 ().../.V q d u m s m h
π
π
-=
=??=?=2
2
3
3
32
00514628710103 ／4
4
(2) ()'..10212=+=V V V q q q '
..../221212146175 ==?=u u m s '(')2
1223=Z g u (.)'..Z m ?==2
123175781 981
高位槽应升高 ..m -=7185218
【1-20】 如习题1-20附图所示，用离心泵输送水槽中的常温水。泵的吸入管为.mm mm φ?3225，管的下端位于水面以下2m ，
并装有底阀与拦污网，该处的局部压头损失为2
82u g
?。若截面'
22-处的真空度为39.2kPa ，由'11-截面至'-22截面的压头损失为
2122?u g
。试求：(1)吸入管中水的流量，/3m h ；(2)吸入口'11-截面的表压。
解 管内径...00320002520027=-?=d m m ，水密度
/31000ρ=kg m 截面'-22处的表压.2392=-p kPa ，水槽表面10=p （表压）
(1) 从'''---00至22，
00为基准面， ,,,?1202030====Z Z m u u
压头损失 222
222118+=822222?
?∑=??+ ???f u u u H g g g
22
0022
1222ρρ++=+++∑f p u p u Z Z H g g g g
习题1-19附图
习题1-20附图
(223223921010381000981298122981)
-??
?=++++ ??????u u
./2143=u m s
水的流量 ()..223
236000．0271433600295
／44
π
π
=
?=??
?=V q d u m h (2) 从'',,1211至2205--==Z Z
.......()
p p u Z g g g
p p Pa kPa ρρ=++-?=++????=?=2
122
232
1311223921011435100098110009812298110410104表压
流体的黏度
【1-21】当温度为20℃及60℃时，从附录查得水与空气的黏度各为多少？说明黏度与温度的关系。
解 20℃ 60℃
水 .3100510-??Pa s .3
046910-??Pa s 空气 .6
18
110 -??Pa s .620110-??Pa s 水温度升高，黏度减小；空气温度升高，黏度增大。
雷诺数与流体流动类型
【1-22】 25℃的水在内径为50mm 的直管中流动，流速为2m/s 。试求雷诺数，并判断其流动类型。
解 25℃，水的黏度.30893710μ-=??Pa s ，密度/3997ρ=kg m ，管内径.005=d m ，流速
/2=u m s
.Re ..53
0052997
112104000 为湍流0893710
du ρ
μ
-??=
=
=?>? 【1-23】 (1)温度为20℃、流量为/4L s 的水，在.mm mm φ?5735的直管中流动，试判断流动类型；(2)在相同的条件下，水改为运动黏度为./244cm s 的油，试判断流动类型。
解 (1) .,/.,./V d m q m s Pa s kg m μρ--==?=??=3333005 410，1005109982 流速 ./(.)
V
q u m s d
π
π
-?=
=
=?3
2
2
4102038 0054
4
雷诺数 ...R e ..5
3
00520389982101104000为湍流100510
ρ
μ
-??=
=
=?>?du
(2) ././v cm s m s -==?242444410 雷诺数 ..Re .4
00520382322000为层流4410-?=
==
【1-24】 20℃的水在mm mm φ?2196的直管内流动。试求：(1)管中水的流量由小变大，当达到多少/m s 3时，能保证开始转为稳定湍流；(2)若管内改为运动黏度为./cm s 2014的某种液体，为保持层流流动，管中最大平均流速应为多少？
解 (1) 水，20℃，./.,.339982，1005100207ρμ-==??=kg m Pa s d m ..Re ./.3
02079982
4000 001945100510du u u m s ρ
μ
-??=
=
=?
体量流量 ()../2
243
020********.5410
4
4
V q d u m s π
π
-=
=
??=? (2) ././24201401410υ-==?cm s m s
Re du
υ
=
..4
0207200001410
-=
?u
./0135=u m s 管内流体流动的摩擦阻力损失
【1-25】如习题1-25附图所示，用U 形管液柱压差计测量等直径管路从截面A 到截面B 的摩擦损失∑f h 。若流体密度为ρ，指示液密度为0ρ，压差计读数为R 。试推导出用读数R 计算摩擦损失∑f h 的计算式。
解 从截面A 到截面B 列伯努利方程，截面A 为基准面，则得
() A
B
f A B f
p p Hg h p p p Hpg h ρρ
ρ
=+
+∑?=-=+∑ 1
液柱压差计1-1为等压面
() A B p R g p H g R g
ρρρ+=++0 2
()0ρρρ?=-=-+A B p p p R g H g
由式()()1与式2得 ()0ρρρ
-∑=
f R g
h
此式即为用U 形管压差计测量流体在两截面之间流动的摩擦损失的计算式。
【1-26】如习题1-26附图所示，有.5735mm mm φ?的水平管与垂直管，其中有温度为20℃的水流动，流速为/3m s 。在截面A 与截面B 处各安装一个弹簧压力表，两截面的距离为6m ，管壁的相对粗糙度/.d ε=0004。试问这两个直管上的两个弹簧压力表读数的差值是否相同？如果不同，试说明其原因。
如果用液柱压差计测量压力差，则两个直管的液柱压力计的读数R 是否相同？指示液为汞，其密度为/313600kg m 。
习题1-25附图
解 已知管内径.005=d m
，水的温度t=20℃ 密度./39982ρ=kg m ，黏度.3100410μ-=??Pa s ，流速/3=u m s 雷诺数..Re ..53
00539982
14910100410
ρ
μ
-??=
=
=??du 湍流 管壁相对粗糙度
.0004ε
=d
查得摩擦系数 .00293λ=
这两个直管的摩擦阻力损失相同，为
./.f l u h J kg d λ==??=22
630．0293158 20052
(1) 弹簧压力表读数之差值 ①水平管
在A 、B 两截面列伯努利方程
A
A
B B A B f p u p u gZ gZ h ρρ++=+++22
22
因，==A B A B Z Z u u ，故得
...9982158157701577ρ-==?==A B f p p h Pa kPa
②垂直管
在A 、B 两截面间列伯努利方程，以截面A 为基准面，
,,A B A B Z Z L m u u ====06
A
B
B f p p gZ h ρ
ρ
+
+=
.....998298169982158745307453 A B B f p p gZ h Pa kPa ρρ-=+=??+?==
上述计算结果表明，垂直管的-A B p p 大于水平管的-A B p p 。这是因为流体在垂直管中从下向上流动时，位能增大而静压能减小。
(2)U 形管液柱压差计的读数R
①水平管与前面相同，由伯努利方程得 () A B f
p p h a ρ-=
另从U 形管压差计等压面处力的平衡，求得
汞ρρ+=+A B p R g p R g
()()
A B p p R b g ρρ-=-汞
由式()a 与式()b ，求得
....().(.)
f h R m mm
g ρρρ?=
===-?-汞9982158
01276 汞柱1276 汞柱981136009982
②垂直管与前面相同，由伯努利方程得
()
A B f
p p gL h c ρρ-=+ 另从U 形管压差计等压面处力的平衡，求得
汞ρρρ+=++A B p R g p L g R g
()
()
A B p p L g R d g ρρρ--=
-汞
由式()()与式c d ，求得
()
汞ρρρ=-f
h R g
从上述推导可知，垂直管与水平管的液柱压差计的读数R 相同。有了读数R 值，就可以分别用式()() 及式b d 求得水平管及垂直管的()-A B p p 。
【1-27】有一输送水的等直径（内径为d ）垂直管路，在相距H 高度的两截面间安装一U 形管液柱压差计。当管内水的流速为u 时，测得压差计中水银指示液读数为R 。当流速由u 增大到'u 时，试求压差计中水银指示液读数'R 是R 的多少倍。设管内水的流动处于粗糙管完全湍流区。
解 从习题2-25与习题2-28可知，U 形管液柱压差计的读数R 与两截面间流体流动的摩擦损失f h 成正比，即f R h ∝。
又知道，在粗糙管完全湍流区为阻力平方区，即摩擦损失f h 与流体流速u 的平方成正比，f h u ∝2。
由上述分析可知 R u ∝2 因此 ''
''222
2=
=R u u R R R u u
【1-28】水的温度为10℃，流量为330／L
h ，在直径.mm mm φ?5735、长为100m 的直管中流动。此管为光滑管。(1)试计算此管路的摩擦损失；(2)若流量增加到990／L
h ，试计算其摩擦损失。
解 水在10℃时的密度.39997／ρ=kg
m ，黏度.,.,Pa s d m l m μ-=??==3130610 005 100，光滑管。
(1) 体积流量 /.V q L h m h ==3330033／ 流速 ../.V
q u m s d =
==?
?
?2
2
03300467 360036000054
4
雷诺数 . Re .3
0．050．04679997
1787层流130610ρ
μ
-??=
=
=?du
摩擦系数 Re 6464
0．03581787
λ=
== 摩擦损失 (.)
/.f l u h J kg d λ==??22
100004670．0358=0．0781 20052
(2) 体积流量 /.3990099 ／==V q L h m h
因流量是原来的3倍，故流速../u m s =?=004673014 雷诺数Re 178735360=?=湍流
对于光滑管，摩擦系数λ用Blasius 方程式计算
.....Re ()025025
031640316400375360λ=
== 也可以从摩擦系数λ与雷诺数Re 的关联图上光滑管曲线上查得，.0037λ=。
摩擦损失 (.)
/.22100014=0．037=0．725 20052
f l u h J k
g d λ=??
【1-29】试求下列换热器的管间隙空间的当量直径：(1)如习题1-29附图(a)所示，套管式换热器外管为mm mm φ?2199，内管为mm mm φ?1144；(2)如习题1-29附图(b)所示，列管式换热器外壳内径为500mm ，列管为mm mm φ?252的管子174根。
习题1-29附图
解 (1)套管式换热器，内管外径.10114=d m ，外管内径.20201=d m
当量直径 (2102010114)
0087=-=-=e d d d m (2) 列管式换热器，外壳内径.205=d m ，换热管外径.10025=d m ，根数174=n 根
当量直径 ()
(.)(.)
.()..2222
21210517400254400291051740025
π
π--?=?==++?e d nd d m d nd
【1-30】常压下35℃的空气，以12m/s 的流速流经120m 长的水平管。管路截面为长方形，高300mm ，宽200mm ，试求空气流动的摩擦损失，设
0．0005ε
=e
d 。
解 空气，./.3635℃,1147,1885
10 ρμ-===??t kg m Pa s ，流速/12=u m s 。管路截面的高
习题1-31附图 习题1-32附图
..a m b m ==03，宽 02。
当量直径 (220302)
0240302
??===++e ab d m a b 雷诺数 ..Re ..56
024121147
17510湍流188510
ρ
μ
-??==
=??e d u .,,00005 查得=0．0192 120e
l m d ε
λ==
摩擦损失 ./.22
120120019269120242
f e l u h J k
g d λ
==??= 【1-31】把内径为20mm 、长度为2m 的塑料管（光滑管），弯成倒U 形，作为虹吸管使用。如习题1-31附图所示，当管内充满液体，一端插入液槽中，另一端就会使槽中的液体自动流出。液体密度为/31000kg m ，黏度为1?mPa s 。为保持稳态流动，使槽内液面恒定。要想使输液量为./m h 317，虹吸管出口端距槽内液面的距离h 需要多少米？
解 已知,,/330．
02210,=1d m l m kg m mPa s ρμ===?，体积流量./317=V q m h 流速 ././.2
2
173600
1504002
4
4
V
q u m s d =
=
=?
从液槽的液面至虹吸管出口截面之间列伯努利方程式，以虹吸管出口截面为基准面
22
22u l u h g d g
λξ??=++ ???∑
..Re .4
3
00215041000
30110湍流110
ρ
μ
-??=
=
=??du
光滑管，查得.00235λ=，管入口突然缩小.ξ=05 U 形管（回弯头）.15ξ=
(2)
21504
100235051506170022981h m ??=+?++= ????
【1-32】如习题1-32附图所示，有黏度为.17?mPa s 、密度为/3765kg m 的液体，从高位槽经直径为mm mm φ?1144的钢管流入表压为0．16MPa 的密闭低位槽中。液体在钢管中的流速
为m/1s ，钢管的相对粗糙度/0．
002ε=d ，管路上的阀门当量长度50=e l d 。两液槽的液面保持不变，试求两槽液面的垂直距离H 。
解 在高位槽液面至低位槽液面之间列伯努利方程计算H ，以低位槽液面为基准面。
,.p p Pa u u ==?==61212（0表压）01610，两槽流速 0， ,,/,.120管内流速1管径0106====Z H Z u m s d m
液体密度/.33765，黏度1710ρμ-==??kg m Pa s 雷诺数.Re ..4
3
01061765
47710湍流1710
ρ
μ
-??=
=
=??du
/..0002，查得00267ελ==d
管长30160190=+=l m ，阀门50=e
l d
，高位槽的管入口0．
5ξ=，低位槽管出口=1ξ，90°弯头.075ξ=
2
22λξρ+??=++ ???
∑e l l p u H g d g
........62016101901002675005107523976598101062981?????
=
+?++++?= ?????????
m 【1-33】如习题1-33附图所示，用离心泵从河边的吸水站将20℃的河水送至水塔。水塔进水口到河水水面的垂直高度为34.5m 。管路为1144mm mm φ?的钢管，管长1800m ，包括全部管路长度及管件的当量长度。若泵的流量为/m h 330，试求水从泵获得的外加机械能为多少？钢管的相对粗糙度
.0002ε
=d
。
解 水在20℃时./39982ρ=kg m ，.3100410Pa s μ-=??
.,0106 1800e d m l l m =+=
流量 /330=V q m h 流速 / ./(.)22
303600
09448010644V
q u m s d ππ=
==? ...Re ..43
0106094489982
99610100410
ρ
μ
-??=
=
=??du 湍流 查得.00252λ=
摩擦阻力损失 ../.22
18000944800252191201062
e f l l u h J kg d λ+==??=∑
以河水水面为基准面，从河水水面至水塔处的水管出口之间列伯努利方程。 外加机械能 .../22
209448345981191530 22
f u W Z
g
h J kg =++∑=?++=
【1-34】如习题1-34附图所示，在水塔的输水管设计过程中，若输水管长度由最初方案缩短25%，水塔高度不变，试求水的流量将如何变化？变化了百分之几？水在管中的流动在阻力平方区，且输水管较长，可以忽略局部摩擦阻力损失及动压头。
习题1-33附图
解 在水塔高度H 不变的条件下，输水管长度缩短，输水管中的水流量应增大。 从水塔水面至输水管出口之间列伯努利方程，求得
2
2λ=∑=?f l u H H d g
因水塔高度H 不变，故管路的压头损失不变。
管长缩短后的长度'l 与原来长度l 的关系为 '0．
75=l l 在流体阻力平方区，摩擦系数恒定不变，有
'''(')'.(')22
222207522λλ
λλλλ=∑=∑==f f H H l u l u d g d g l u l u d g d g
故流速的比值为
'.1155==u u 流量的比值为
'.1155=V
V
q q 流量增加了15.5% 管路计算
【1-35】用1689mm mm φ?的钢管输送流量为/60000kg h 的原油，管长为100km ，油管最大承受压力为.MPa 157。已知50℃时油的密度为/3890kg m ，黏度为181?mPa s 。假设输油管水平铺设，其局部摩擦阻力损失忽略不计，试问为完成输油任务，中途需设置几个加压站？
解 .,,/m d m l k m q k g h
===
015
100 60000 /,/./33890181600003600
=001873 890
ρμ==?=
V kg m mPa s q m s
../.2
2
001873
106015
4
4
V
q u m s d
π
π
=
=
=?
..Re 3015106890
782层流18110ρ
μ
-??=
=
=?du
.Re 646400818782
λ=
== 因为是等直径的水平管路，其流体的压力降为
....f l u p h Pa MPa d ρρλ??=∑=????=232
710010106=8900．0818=27310273 20152
油管最大承受压力为.MPa 157 加压站数 (273)
174
157
=
=n
习题1-34附图
需设置2级加压，每级管长为50km ，每级的./.27321365?==p MPa ，低于油管最大承受压力。
【1-36】如习题1-36附图所示，温度为20℃的水，从水塔用mm mm φ?1084钢管，输送到车间的低位槽中，低位槽与水塔的液面差为12m ，管路长度为150m （包括管件的当量长度）。试求管路的输水量为多少3m /h ，钢管的相对粗糙度.／0002ε=d 。
解 水，./.3320℃,9982,=100410ρμ-==??t kg m Pa s 由伯努利方程，得管路的摩擦阻力损失为
./12981118 ∑==?=f h Hg J kg
管内水的流速u 未知，摩擦系数λ不能求出。本题属于已知.l m d m ==150、01、/./f d h J kg ε=∑=0002、 118，求与V u q 的问题。
/.37d u ε? =- ?
..000237?=- ?
./255 m s = 验算流动类型 ...R e ..53
012559982
25410湍流100410
du ρ
μ
-??==
=?? 体积流量 () (2)
233600012553600721／4
4
V q d u m h π
π
=
?=
???=
习题1-36附图 习题1-37附图
【1-37】如习题1-37附图所示，温度为20℃的水，从高位槽A 输送到低位槽B ，两水槽的液位保持恒定。当阀门关闭时水不流动，阀前与阀后的压力表读数分别为80kPa 与30kPa 。当管路上的阀门在一定的开度下，水的流量为./m h 317，试计算所需的管径。输水管的长度及管件的当量长度共为42m ，管子为光滑管。
本题是计算光滑管的管径问题。虽然可以用试差法计算，但不方便。最好是用光滑管的摩擦系数计算式..Re 02503164λ=（适用于.R e 35
251010?<<）与22
f
l u h d λ∑=及24π=V q u d ，推导一个与及∑f V h q d 之间的计算式。
解 水在./.3320℃时9982,100410ρμ-==??kg m Pa s
水的流量.3
17／m h ，管长及管件当量长度42=l m 阀门关闭时，压力表可测得水槽离压力表测压点的距离与A B H H 。
(3)
3
8010817998298130103069982981
ρρ?===??=
==?A A B B p H m
g p H m g
两水槽液面的距离...817306511=-=-=A B H H H m
以低位槽的液面为基准面，从高位槽A 的液面到低位槽B 之间列伯努利方程，得管路的摩擦损失∑f h 与H 的关系式为
.../511981501 ∑==?=f h Hg J kg
对于水力光滑管，∑f h 与V q 及d 之间的计算式为
(025)
175
475
0241μρ??
= ?
??
∑V f q h l d (025)
175
475
0241μρ??
= ?
??
∑V f
q d
l h 代入已知数
....(./)..025
3175
475
1004101736000．241429982501
-??
?=?? ?
??
d
求得管内径为 .00205=d m
验证Re 范围
..Re ...V q du d ρρμπμ-??
====???317
49982436002900031410041000205
湍流 符合λ计算式中规定的Re 范围
【1-38】 如习题1-38附图所示，水槽中的水由管C 与D 放出，两根管的出水口位于同一水平面，阀门全开。各段管内径及管长（包括管件的当量长度）分别为
AB BC BD
d 502525mm mm mm
20711e
l l m m
m +
试求阀门全开时，管C 与管D 的流量之比值，摩擦系数均取0.03。
解 从水槽的水面至出水口之间列伯努利方程，以出水口的水平面为基准面，得
习题1-38附图
2222=+∑+∑=+∑+∑C D
fAB fBC fAB fBD u u H H H H H g g
（a ）
BC 管的压头损失
()e BC C
fBC
BC l l u H
d g λ+=∑22 （b ）
BD 管的压头损失 ()22e BD D
fBD
BD l l u H d g
λ+∑= （c ）
将式()()()与式代入式b c a ，得
()()e BC e BD C D BC BD l l l l u u d d λλ????+++=+????????
22
11
.C D
u u ==
123 因=BC BC d d ，故流量之比值
.
= 123=VC C VD D
q u q u 【1-39】有一并联管路，输送20℃的水。若总管中水的流量为/m h 39000，两根并联管的管径与管长分别为,;,11225001400700800====d mm l m d mm l m 。试求两根并联管中的流量各为若干？管壁绝对粗糙度为.03mm 。
解 用试差法求解，设各支管的流体流动处于完全湍流粗糙管的阻力平方区。 两根支管的相对粗糙度分别为
...,.1
20303
000060000429500700
ε
ε=
===d d 从教材的图1-28查得.,.120017700162λλ== 总流量/39000=V q m h 支管1的流量
1=
=V q
././..m h m s ?=
==+33900000355
2137059003550114
支管2的流量
././..V q m h m s ?=
==+33290000114
6863191003550114
下面核算λ值
Re 2
44
ρρ
ρπ
μ
μπμ
=
=?
?
=V
V q q du d d d
水在20℃时，./.339982,100410ρμ-==??kg m Pa s
.Re ..6349982126610100410π-?=
?=???V V
q q d
d 故 .Re (661059)
1266101491005
=??
=? .Re ...=??
=?662191
1266103451007
由Re ..d ε
=?611
14910与=00006，从图上查得0．
0177λ=，与原假设相同。 由Re ..d ε
=?622
34510与=0000429，从图上查得20．0164λ=，与原假设的20．0162λ=接近。故
以上计算结果正确。
流量的测定
【1-40】 在管径3258mm mm φ?的管路中心处安装皮托测速管，测量管路中流过的空气流量。空气温度为21℃，压力为.514710?Pa （绝对压力）。用斜管压差计测量，指示液为水，读数为200mm ，倾斜角度为20度。试计算空气的质量流量。
解 空气温度27321294
=+=T K ，绝对压力147=p kPa ，空气的密度为 ./.314729
1748314294
ρ?=
==?pM kg m RT 'sin sin ..2002068400684==== R R a mm m
水的密度 /301000ρ=kg m
max ./278=
=u m s
空气的黏度.5181510μ-=??Pa s
max max ...Re ..55
0309278174
82410181510
ρ
μ
-??=
=
=??du 查得
max
.086=u u .../086278239=?=u m s
空气质量流量().../220．309239174312 4
4
π
π
ρ=
=
???=m q d u kg s
【1-41】 20℃的水在mm mm φ?1084的管路中输送，管路上安装角接取压的孔板流量计测量流量，孔板的孔径为50mm 。U 形管压差计指示液为汞，读数R=200mm 。试求水在管路中的质量流量。
解 水在20℃时./.339982,=100410ρμ-=??kg m Pa s
孔板孔径 .,.m d m D ==0005 管径01
化工原理试题及答案
中南大学考试试卷(A) 2013 ~ 2014 学年2 学期时间110分钟化工原理课程48 学时 3 学分考试形式: 闭卷 专业年级:化工?制药?应化11级总分100分，占总评成绩70 % 一、选择填空(35分) 1?(2分) 某离心泵入口处真空表的读数为 200mmHg ，当地大气压为101kPa，则泵入口处的绝对压强为( )? A. 74.3kPa; B. 101kPa; C. 127.6kPa? 2?(2分) 水在圆形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的( )? A. 1/4; B. 1/2; C. 2倍? 3?(4分) 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Pa，真空度为Pa? 4?(2分) 一球形石英颗粒，分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水中的沉降速度将，在空气中的沉降速度将? 5?(5分) 套管由Φ57×2.5mm和Φ25×2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于，润湿周边等于，当量直径等于? 6?(2分) 板框压滤机中，最终的过滤速率是洗涤速率的( )? A.一倍 B.一半 C.四倍 D.四分之一
7?(4分) 冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90o C，出口温度为50o C，冷水进口温度为15o C，出口温度为53o C，冷热水的流量相同，且假定冷热水的物性为相同，则热损失占传热量的( )? A?5%; B?6%; C?7%; D?8%; 8?(2分) 为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是( ) A?表面光滑，颜色较浅; B?表面粗糙，颜色较深; C?表面粗糙，颜色较浅; D?表面光滑，颜色较深; 9?(4分) 黑体的表面温度从300℃升至600℃，其辐射能力增大到原来的倍?10?(1分) 采用多效蒸发的目的是为了提高( )? A. 完成液的浓度; B. 加热蒸汽经济程度; C. 生产能力 11、(1分) 多效蒸发中，蒸汽消耗量的减少是通过增加( )而换取的? A. 传热面积; B. 加热蒸汽压力; C. 传热系数 12?(1分) ( )加料的多效蒸发流程的缺点是料液粘度沿流动方向逐效增大，致使后效的传热系数降低? A. 并流; B. 逆流; C. 平流 13?(1分) 离心泵的调节阀( ) ， A.只能安在进口管路; B.只能安在出口管路上; C.安装在进口管路和出口管路上均可; D.只能安在旁路上 14?(1分) 泵的工作点( )? A 由泵铭牌上的流量和扬程所决定; B 即泵的最大效率所对应的点; C 由泵的特性曲线所决定; D 是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点?15?(3分) 在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4 m，切向速度为15 m/s ?当颗粒与流体的相对运动属层流时，其分离因数K c为?
工程热力学例题答案解
例1:如图，已知大气压p b=101325Pa ，U 型管内 汞柱高度差H =300mm ，气体表B 读数为0.2543MPa ，求：A 室压力p A 及气压表A 的读数p e,A 。 解： 强调： P b 是测压仪表所在环境压力 例2:有一橡皮气球，当其内部压力为0.1MPa （和大气压相同）时是自由状态，其容积为0.3m 3。当气球受太阳照射而气体受热时，其容积膨胀一倍而压力上升到0.15MPa 。设气球压力的增加和容积的增加成正比。试求： （1）该膨胀过程的p~f （v ）关系； （2）该过程中气体作的功； （3）用于克服橡皮球弹力所作的功。 解：气球受太阳照射而升温比较缓慢，可假定其 ，所以关键在于求出p~f （v ） (2) （3） 例3：如图，气缸内充以空气，活塞及负载195kg ，缸壁充分导热，取走100kg 负载，待平 衡后，不计摩擦时，求：（1）活塞上升的高度 ;（2）气体在过程中作的功和换热量，已 知 解：取缸内气体为热力系—闭口系 分析：非准静态，过程不可逆，用第一定律解析式。 计算状态1及2的参数： 过程中质量m 不变 据 因m 2=m 1,且 T 2=T 1 体系对外力作功 注意：活塞及其上重物位能增加 例4：如图，已知活塞与气缸无摩擦，初始时p 1=p b ，t 1=27℃，缓缓加热， 使 p 2=0.15MPa ，t 2=207℃ ，若m =0.1kg ，缸径=0.4m ，空气 求：过程加热量Q 。 解： 据题意 ()()121272.0T T m u u m U -=-=? 例6 已知：0.1MPa 、20℃的空气在压气机中绝热压缩后，导入换热器排走部分热量，再进入喷管膨胀到0.1MPa 、20℃。喷管出口截面积A =0.0324m2，气体流速c f2=300m/s 。已知压气机耗功率710kW ，问换热器的换热量。 解： 稳定流动能量方程 ——黑箱技术 例7:一台稳定工况运行的水冷式压缩机，运行参数如图。设空气比热 cp =1.003kJ/(kg·K)，水的比热c w=4.187kJ/(kg·K)。若不计压气机向环境的散热损失、动能差及位能差，试确定驱动该压气机所需功率。[已知空气的焓差h 2-h 1=cp (T 2-T 1)] 解：取控制体为压气机（不包括水冷部分 流入： 流出： 6101325Pa 0.254310Pa 355600Pa B b eB p p p =+=+?=()()63 02160.110Pa 0.60.3m 0.0310J 30kJ W p V V =-=??-=?=斥L ?{}{}kJ/kg K 0.72u T =1 2T T =W U Q +?=()()212211U U U m u m u ?=-=-252 1.96010Pa (0.01m 0.05m)98J e W F L p A L =??=???=???={}{}kJ/kg K 0.72u T =W U Q +?=g V m pq q R T =()f 22g p c A R T =620.110Pa 300m/s 0.0324m 11.56kg/s 287J/(kg K)293K ???==??()111 11111m V m P e q p q P q u p v ++?++() 1 2 1 22222m V m e q p q q u p v ++Φ?Φ++水水
化工原理试题库(第五——第十)讲解
第5章蒸发 一、选择题 1.以下蒸发器属于自然循环型蒸发器的是（）蒸发器。 A、强制循环型 B、升膜 C、浸没燃烧 D、外热式 2.与加压、常压蒸发器相比，采用真空蒸发可使蒸发器的传热面积（），温度差（），总传热系数（）。 A、增大 B、减小 C、不变 D、不确定 3.蒸发操作能持续进行的必要条件是( )。 A、热能的不断供应，冷凝水的及时排除。 B、热能的不断供应，生成蒸气的不断排除。 C、把二次蒸气通入下一效作为热源蒸气。 D、采用多效操作，通常使用2-3效。 4.蒸发操作通常采用( )加热。 A、电加热法 B、烟道气加热 C、直接水蒸气加热 D、间接饱和水蒸气加热 5.以下哪一条不是减压蒸发的优点( )。 A、可以利用低压蒸气或废汽作为加热剂 B、可用以浓缩不耐高温的溶液 C、可减少蒸发器的热损失 D、可以自动地使溶液流到下一效，不需泵输送 6.多效蒸发流程通常有三种方式，以下哪一种是错误的( )。 A、顺流 B、逆流 C、错流 D、平流 7.中央循环管式蒸发器中液体的流动称为( )。 A、自然循环 B、强制循环 C、自然沸腾 D、强制沸腾 8.蒸发操作中，二次蒸气的冷凝通常采用( )。 A、间壁式冷凝 B、混合式冷凝 C、蓄热式冷凝 D、自然冷凝 9.单效蒸发器计算中D／W 称为单位蒸汽消耗量，如原料液的沸点为393K，下列哪种情况D/W最大? ( )。 A、原料液在293K时加入蒸发器 B、原料液在390K时加入蒸发器 C、原料液在393K时加入蒸发器 D、原料液在395K时加入蒸发器 10.蒸发过程温度差损失之一是由于溶质存在，使溶液（）所致。 A、沸点升高 B、沸点降低 C、蒸汽压升高 11.属于单程型的蒸发器是（）。 A、中央循环管式蒸发器 B、外热式蒸发器 C、降膜蒸发器 D、悬筐式蒸发器 二、填空题 1.蒸发操作所用的设备称为________。 2.蒸发操作中，加热溶液用的蒸汽称为________，蒸发出的蒸汽称为________。 3.按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为________和________；按操作压强大小，蒸发分为________、________和________； 按蒸发方式不同，蒸发分为________和________。 4.蒸发过程中，溶剂的气化速率由________速率控制。 5.蒸发溶液时的温度差损失在数值上恰等于________的值。 6.蒸发操作时，引起温度差损失的原因有________、________和________。 7.杜林规则说明溶液的沸点与同压强下标准溶液的沸点间呈________关系。 8.20％NaOH水溶液在101.33kPa时因溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失为________。 9.单效蒸发的计算利用________、________和________三种关系。 10.当稀释热可以忽略时，溶液的焓可以由________计算。 11.单位蒸汽消耗量是指________，它时衡量________的指标。
化工原理试卷及答案
化工原理试卷及答案 1填空题（每空 1 分，共 20 分） 1．某容器内的绝对压强为200 kPa ，当地大气压为101.3 kPa ，则表压为______。 2．在重力沉降操作中，影响沉降速度的因素主要有 、 和 。 3．热量传递的基本方式有 、 和 。 4．吸收因子A 可表示为 ，它是 与 的比值。 5．空气的干球温度为t ，湿球温度为t w ，露点温度为t d ，当空气的相对湿度等于1时，则t 、 t w 和t d 的大小关系为 。 6．吸收操作一般用于分离 混合物，其原理是利用原料中各组分 差异来达到分离的目的；精馏操作则一般用于分离 混合物，其原理是利用原料中各组分的 差异来达到分离的目的。 7．恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括 阶段和 阶段。 8．全回流（R = ∞）时，精馏段操作线的斜率为 ，提馏段操作线的斜率为 ，对相同的x D 和x W ，部分回流比全回流所需的理论板数 。 一、 选择题（每小题 2 分，共 20 分） 1．不可压缩流体在圆管内作稳定流动，流动速度与管径的关系是 （ ） A . 21221()u d u d = B ．2112 2 ()u d u d = C ． 11 22 u d u d = D ． 12 21 u d u d = 2．离心泵的特性曲线是在哪种情况下测定 （ ） A ．效率一定 B ．功率一定 C ．转速一定 D ．管路（l +∑l e ）一定 3． 对一台正在工作的列管式换热器，已知α1＝11600 W?m -2?K -1 ，α2＝116 W?m -2?K -1，要提高总传热系数K ，最简单有效的途径是 （ ） A ．设法增大α1 B ．设法增大α2 C ．同时增大α1和α2 D ．不确定 4．在降尘室内，要使微粒从气流中除去的条件是 （ ）
工程热力学 第四版思考题答案(完整版)(沈维道)(高等教育出版社)
工程热力学第四版沈维道 思考题 完整版 第1章 基本概念及定义 1.闭口系与外界无物质交换，系统内质量将保持恒定，那么，系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗? 答：否。当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时（如稳态稳流系统），系统内的质量将保持恒定不变。 2.有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系。这种观点对不对，为什么? 答：不对。“绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量，是过程量，过程一旦结束就无所谓“热量”。物质并不“拥有”热量。一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。 ⒊平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系? 答：“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。 ⒋倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？在绝对压力计算公式 中，当地大气压是否必定是环境大气压? 答：可能会的。因为压力表上的读数为表压力，是工质真实压力与环境介质压力之差。环境介质压力，譬如大气压力，是地面以上空气柱的重量所造成的，它随着各地的纬度、高度和气候条件不同而有所变化，因此，即使工质的绝对压力不变，表压力和真空度仍有可能变化。 “当地大气压”并非就是环境大气压。准确地说，计算式中的P b 应是“当地环境介质”的压力，而不是随便任何其它意义上的“大气压力”，或被视为不变的“环境大气压力”。 ⒌温度计测温的基本原理是什么? 答：温度计对温度的测量建立在热力学第零定律原理之上。它利用了“温度是相互热平衡的系统所具有的一种同一热力性质”，这一性质就是“温度”的概念。 ⒍经验温标的缺点是什么?为什么? 答：由选定的任意一种测温物质的某种物理性质，采用任意一种温度标定规则所得到的温标称为经验温标。由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质制作温度计、采用不同的物理性质作为温度的标志来测量温度时，除选定的基准点外，在其它温度上，不同的温度计对同一温度可能会给出不同测定值（尽管差值可能是微小的），因而任何一种经验温标都不能作为度量温度的标准。这便是经验温标的根本缺点。 )( )( b v b b e b P P P P P P P P P P <-=>+=；
哈工大工程热力学习题答案——杨玉顺版
第二章 热力学第一定律 思 考 题 1. 热量和热力学能有什么区别？有什么联系？ 答：热量和热力学能是有明显区别的两个概念：热量指的是热力系通过界面与外界进行的热能交换量，是与热力过程有关的过程量。热力系经历不同的过程与外界交换的热量是不同的；而热力学能指的是热力系内部大量微观粒子本身所具有的能量的总合，是与热力过程无关而与热力系所处的热力状态有关的状态量。简言之，热量是热能的传输量，热力学能是能量？的储存量。二者的联系可由热力学第一定律表达式 d d q u p v δ=+ 看出；热量的传输除了可能引起做功或者消耗功外还会引起热力学能的变化。 2. 如果将能量方程写为 d d q u p v δ=+ 或 d d q h v p δ=- 那么它们的适用范围如何？ 答：二式均适用于任意工质组成的闭口系所进行的无摩擦的内部平衡过程。因为 u h pv =-，()du d h pv dh pdv vdp =-=-- 对闭口系将 du 代入第一式得 q dh pdv vdp pdv δ=--+ 即 q dh vdp δ=-。 3. 能量方程 δq u p v =+d d （变大） 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变大） 很相像，为什么热量 q 不是状态参数，而焓 h 是状态参数？ 答：尽管能量方程 q du pdv δ=+ 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变大）似乎相象，但两者 的数学本质不同，前者不是全微分的形式，而后者是全微分的形式。是否状态参数的数学检验就是，看该参数的循环积分是否为零。对焓的微分式来说，其循环积分：()dh du d pv =+??? 因为 0du =?，()0d pv =? 所以 0dh =?， 因此焓是状态参数。 而 对 于 能 量 方 程 来 说 ，其循环积分：
化工原理考研试题库
化工原理试题库 试题一 一：填空题（18分） 1、 某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=________02mH =__________Pa. 该地区的大气压为 720mmHg 。 2、 常温下水的密度为1000 3m Kg ，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以s m 3 速度流动，其流动类 型为 ______________。 3、 流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、 气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。 5、 水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范围 为_______________________s m 。 6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。 8、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、 传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、 蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。 二：问答题（36分） 1、 一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损 失变为原来的多少倍？ 2、 何谓气缚现象？如何防止？ 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问： （1） 传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？ （2） 传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？ （3） 那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 6、单效减压蒸发操作有何优点？ 三：计算题(46分) 1、 如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数为03.0=λ，现发现压力表上 的读数为052mH ，若管径为100mm,求流体的流量及阀的局部阻力糸数？ 2、 在一 列管式换热器中，用冷却将C 0100的热水冷却到C 0 50，热水流量为h m 360，冷却水在管 内 流动，温度从C 020升到C 0 45。已 知传热糸数K 为C m w .20002， 换热管为mm 5.225?φ的钢管，长 为3m.。求冷却水量和换热管数 （逆流）。
化工原理试题及答案
化工原理试题及答案(绝密请勿到处宣扬) 12月25日 一、填空题（共15空，每空2分，共30分） 1. 一容器真空表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强和表压强（以kpa计）分别为：（90kpa）和（ -10kpa）。 2. 热传导只发生在固体和（静止）的或（滞）流动的流体中。 3. 物体的吸收率越（大），其辐射能力越（大）。（填大或小） 4. 蒸发中以（二次蒸汽）是否再利用而分为单效或多效蒸发。 5. 蒸发中的温度差损失主要由溶液中的（不挥发溶质）、液柱的（静压头）和管路（阻力）所引起的沸点升高三部分组成。 6. 一容器压力表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强（以kpa计）为：（90kpa）。 7. 对于同种流体，自然对流时的对流传热系数比时的（小）。（填大或小） 8. 物体的吸收率越大，其辐射能力越（大），所以黑体的辐射能力比灰体的（大）。（填大或小） 9. 蒸发操作所用的设备称为（蒸发器）。 10. 按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为（单效蒸发）和（多效蒸发）。 二、选择题（共5题，每题2分，共10分） 1. 对吸收操作有利的条件是：（D） A. 操作温度高、压强高； B. 操作温度高、压强低； C. 操作温度低、压强低； D. 操作温度低、压强高 2. 精馏塔内上层塔板液相轻组分浓度较下层塔板（A ），液相温度较下层塔板（） A. 高，低； B. 低，高； C. 高，高； D. 低，低 3. （D ）是塔内气液两相总体上呈逆流流动，而在每块塔板上呈均匀的错流流动。 A. 板式塔的传质意图； B. 板式塔的设计过程； C. 板式塔的恒摩尔流要求； D. 板式塔的设计意图 4. 恒定干燥条件是指湿空气在干燥器内的（C）及与物料的接触方式都不变。 A. 温度、焓值、湿度； B. 流速、压强、湿度； C. 流速、温度、湿度； D. 温度、湿度、压强 5. 对于湿物料的湿含量，下面哪种说法是正确的？（B） A. 平衡水一定是自由水； B. 平衡水一定是结合水； C. 自由水一定是结合水； D. 自由水一定是非结合水 6. 当二组分液体混合物的相对挥发度为（ C）时，不能用普通精馏方法分离。当相对挥发度为（ A ）时，可以采用精馏方法
工程热力学课后思考题答案__第四版_沈维道_童钧耕
工程热力学课后思考题答案__第四版_沈维道_童钧耕 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
1．闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗 不一定，稳定流动系统内质量也保持恒定。 2．有人认为开口系统内系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系统不可能是绝热系。对不对，为什么 不对，绝热系的绝热是指热能单独通过系统边界进行传递（传热量），随物质进出的热能（准确地说是热力学能）不在其中。 3．平衡状态与稳定状态有何区别和联系 平衡状态一定是稳定状态，稳定状态则不一定是平衡状态。 4．倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗绝对压力计算公式 p=p b+p g (p> p b), p= p b -p v (p< p b) 中，当地大气压是否必定是环境大气压Array当地大气压p b改变，压力表读数就会改变。当地大气压p b不一定是环境大气压。 5．温度计测温的基本原理是什么 热力学第零定律 The zeroth law of thermodynamics enables us to measure temperature. In order to measure temperature of body A, we compare body C — a thermometer — with body A and 4题图 temperature scales (温度的标尺，简称温标) separately. When they are in thermal equilibrium, they have the same temperature. Then we can know the temperature of body A with temperature scale marked on thermometer. 6．经验温标的缺点是什么为什么 不同测温物质的测温结果有较大的误差，因为测温结果依赖于测温物质的性质。 7．促使系统状态变化的原因是什么举例说明。 有势差（温度差、压力差、浓度差、电位差等等）存在。 8．分别以图1-20所示的参加公路自行车赛的运动员、运动手枪中的压缩空气、杯子里的热水和正在运行的电视机为研究对象，说明这些是什么系统。 参加公路自行车赛的运动员是开口系统、运动手枪中的压缩空气是闭口绝热系统、杯子里的热水是开 口系统（闭口系统——忽略蒸发时）、正在运行的电视机是闭口系统。 9．家用电热水器是利用电加热水的家用设备，通常其表面散热可忽略。取正在使用的家用电热水器为控制体（但不包括电加热器），这是什么系统把电加热器包括在研究对象内，这是什么系统什么情况下能构 9题图
化工原理期末试题及答案
模拟试题一 1当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为395 mmHg。测得另一容器内的 表压强为1360 mmHg，则其绝对压强为2105mmHg ____ 。 2、流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为0 ，临近管壁处存在层流底层，若Re值越大，则该层厚 度越薄 3、离心泵开始工作之前要先灌满输送液体，目的是为了防止气缚现象发生：而且离心泵的安装高度也不能 够太高，目的是避免汽蚀现象发生。4、离心泵的气蚀余量越小，则其抗气蚀性能越强。 5、在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数，而壁温接近于 饱和水蒸汽侧流体的温度值。 6、热传导的基本定律是傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻_大（大、小）一侧的：?值。间壁换热器管壁温度t w接近于：?值大（大、小）一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈小，则该壁面的热阻愈大（大、小），其两侧的温差愈大（大、小）。 7、Z=（V/K Y a. Q.（y i —Y2）/ △ Y m,式中：△ Y m称气相传质平均推动力,单位是kmol吸收质/kmol惰气;（Y i—丫2） /△ Y m称气相总传质单元数。 8、吸收总推动力用气相浓度差表示时，应等于气相主体摩尔浓度和同液相主体浓度相平衡的气相浓度之 差。 9、按照溶液在加热室中运动的情况，可将蒸发器分为循环型和非循环型两大类。 10、______________________________________________________________________________________ 蒸发过程中引起温度差损失的原因有：溶液蒸汽压下降、加热管内液柱静压强、管路阻力。____________________________ 11、工业上精馏装置，由精馏塔塔、冷凝器、再沸器等构成。 12、分配系数k A是指』A/X A—，其值愈大，萃取效果越好。 13、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中溶解度的差异而达到混合液中组分分离的操作。 14、在实际的干燥操作中，常用干湿球温度计来测量空气的湿度。 15、对流干燥操作的必要条件是湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水分分压;干燥过程是热量传递和质 量传递相结合的过程。 1、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动，则各截面上的（ D ） A.速度不等 B.体积流量相等 C.速度逐渐减小 D.质量流速相等 2、装在某设备进口处的真空表读数为-50kPa，出口压力表的读数为100kPa，此设备进出口之间的绝对压强差为 （A A. 50 B. 150 C. 75 D .无法确定 3、离心泵的阀门开大时，则（ B ）。A ?吸入管路的阻力损失减小 C .泵入口处真空度减小 D .泵工作点的扬程升高 4、下列（A ）不能实现对往复泵流量的调节。 A .调节泵出口阀的开度 C .改变活塞冲程D.改变活塞往复频率 5、已知当温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度（ B .泵出口的压力减小 B ?旁路调节装置 D ）耐火砖的黑度。 ，使空气温度由20 C升至80 C,
工程热力学第四版课后思考题答案解析
1．闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？ 不一定，稳定流动系统内质量也保持恒定。 2．有人认为开口系统内系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系统不可能是绝热系。对不对，为什么？不对，绝热系的绝热是指热能单独通过系统边界进行传递（传热量），随物质进出的热能（准确地说是热力学能）不在其中。 3．平衡状态与稳定状态有何区别和联系？平衡状态一定是稳定状态，稳定状态则不一定是平衡状态。 4．倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？绝对压力计算公式 p =p b +p g (p > p b ), p = p b -p v (p < p b ) 中，当地大气压是否必定是环境大气 压？ 当地大气压p b 改变，压力表读数 就会改变。当地大气压 p b 不一定是环境大气压。 5．温度计测温的基本原理是什么？ 6．经验温标的缺点是什么？为什么？ 不同测温物质的测温结果有较大的误差，因为测温结果依赖于测温物质的性质。 7．促使系统状态变化的原因是什么？举例说明。 有势差（温度差、压力差、浓度差、电位差等等）存在。 8．分别以图1-20所示的参加公路自行车赛的运动员、运动手枪中的压缩空气、杯子里的热水和正在运行的电视机为研究对象，说明这些是什么系统。 参加公路自行车赛的运动员是开口系统、运动手枪中的压缩空气是闭口绝热系统、杯子里的热水是开口系统（闭口系统——忽略蒸发时）、正在运行的电视机是闭口系统。 4题图
9．家用电热水器是利用电加热水的家用设备，通常其表面散热可忽略。取正在使用的家用电热水器为控制 体（但不包括电加热器），这是什么系统？把电加热器包括在研究对象内，这是什么系统？什么情况下能构成孤立系统？ 不包括电加热器为开口（不绝热）系统（a 图）。包括电加热器则为开口绝热系统（b 图）。 将能量传递和质量传递（冷水源、热水汇、热源、电源等）全部包括在内，构成孤立系统。或者说，孤立系统把所有发生相互作用的部分均包括在内。 10．分析汽车动力系统（图1-21）与外界的质能交换情况。吸入空气，排出烟气，输出动力（机械能）以克服阻力，发动机水箱还要大量散热。不考虑燃烧时，燃料燃烧是热源，燃气工质吸热；系统包括燃烧时，油料发生减少。 11．经历一个不可逆过程后，系统能否恢复原来状态？包括系统和外界的整个系统能否恢复原来状态？ 经历一个不可逆过程后，系统可以恢复原来状态，它将导致外界发生变化。包括系统和外界的整个大系统不能恢复原来 状态。 12．图1-22中容器为刚性绝热容器，分成两部分，一部分装气体，一部分 抽成真空，中间是隔板， （1）突然抽去隔板，气体（系统）是否作功？ p 1 9题图
(完整版)工程热力学习题集附答案
工程热力学习题集 一、填空题 1．能源按使用程度和技术可分为 能源和 能源。 2．孤立系是与外界无任何 和 交换的热力系。 3．单位质量的广延量参数具有 参数的性质，称为比参数。 4．测得容器的真空度48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器内的绝对压力为 。 5．只有 过程且过程中无任何 效应的过程是可逆过程。 6．饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水 饱和水 湿蒸气、 和 。 7．在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越 、水蒸气含量越 ，湿空气越潮湿。（填高、低和多、少） 8．克劳修斯积分 /Q T δ?? 为可逆循环。 9．熵流是由 引起的。 10．多原子理想气体的定值比热容V c = 。 11．能源按其有无加工、转换可分为 能源和 能源。 12．绝热系是与外界无 交换的热力系。 13．状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定 个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。 14．测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器内的绝对压力为 。 15．如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使 都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。 16．卡诺循环是由两个 和两个 过程所构成。 17．相对湿度越 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 。（填大、小） 18．克劳修斯积分 /Q T δ?? 为不可逆循环。 19．熵产是由 引起的。 20．双原子理想气体的定值比热容p c = 。 21、基本热力学状态参数有：（ ）、（ ）、（ ）。 22、理想气体的热力学能是温度的（ ）函数。 23、热力平衡的充要条件是：（ ）。 24、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（ ）。 25、卡诺循环由（ ）热力学过程组成。 26、熵增原理指出了热力过程进行的（ ）、（ ）、（ ）。 31.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为_______。 32.在国际单位制中温度的单位是_______。
《化工原理试题库》大全
化工原理试题库多套及答案 一：填空题（18分） 1、 某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=___8.7m 02H , _____pa 41053.8?__. 该地区的大气压为720mmHg 。 2、 常温下水的密度为10003m Kg ，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以s m 3 速度 流动，其流动类型为 ______________。 3、 流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、 气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。 5、 水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范围为_______________________s m 。 6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。 8、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、 传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、 蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。 二：问答题（36分） 1、 一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损 失变为原来的多少倍？ 2、 何谓气缚现象？如何防止？ 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问： （1） 传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？ （2） 传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？ （3） 那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 6、单效减压蒸发操作有何优点？ 三：计算题(46分) 1、 如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数 为03.0=λ，现发现压力表上的读数为052mH ，若管径为100mm,求流体 的流量及阀的局部阻力糸数？ 2、 在一 列管式换热器中，用冷却 将C 0100的热水冷却到C 050，热水
化工原理习题 含答案
·流体 流动部分 1．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。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔，其中心距罐底1000 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。若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 作用在孔盖上的总力为 每个螺钉所受力为 因此 2．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U 管压差计。读数分别为R 1=500 mm ，R 2=80 mm ，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右 侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=100 mm 。试求A 、B 两点的表压力。 习题2附图 习题1附图
解：（1）A点的压力 （2）B点的压力 3、如本题附图所示，水在管道内流动。为测量流体压力，在管道某截面处连接U管压差计，指示液为水银，读数R=100毫米，h=800mm。为防止水银扩散至空气中，在水银液面上方充入少量水，其高度可忽略不计。已知当地大气压为101.3KPa试求管路中心处流体的压力。 解：设管路中心处流体的压力为p P A =P A P + ρ 水gh + ρ 汞 gR = P P=p 0- ρ 水 gh - ρ 汞 gR =（101.3×103-1000×9.8x0.8 - 13600×9.8×0.1） P=80.132kpa 4、如本题附图所示，高位槽内的水位高于地面7 m，水从φ108 mm×4 mm的管道中流出，管路出口高于地面1.5 m。已知水流经系统的能量损失可按∑h f=5.5u2计算，其中u为水在管内的平均流速（m/s）。设流动为稳态，试计算（1）A-A'截面处水的平均流速；（2）水的流量（m3/h）。
工程热力学课后思考题标准答案第四版沈维道童钧耕
1.闭口系与外界无物质交换,系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗? 不一定，稳定流动系统内质量也保持恒定。 2．有人认为开口系统内系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割,所以开口系统不可能是绝热系。对不对，为什么？ 不对，绝热系的绝热是指热能单独通过系统边界进行传递（传热量)，随物质进出的热能(准确地说是热力学能)不在其中。 3．平衡状态与稳定状态有何区别和联系？ 平衡状态一定是稳定状态,稳定状态则不一定是平衡状态。 4．倘使容器中气体的压力没有改变,试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗?绝对压力计算公式 p =p ｂ＋p g (p > p ｂ), p ＝ p b -p v （p ＜ ｐb ) 中,当地大气压是否必定是环境大气 压？ 当地大气压p b 改变，压力表读数就会改变。当地大气压 p b 不一定是环境大气压。 5.温度计测温的基本原理是什么? 热力学第零定律 Th ｅ zerot ｈ l ａw of the ｒｍodyn ａmics ena ｂｌe ｓ u ｓ to m ｅa ｓure ｔemp ｅrature ． In ord ｅr to m ｅasure temperatur ｅ of bo ｄy Ａ, w ｅ compare ｂody Ｃ — a ｔhermometer — with body A a ｎd ｔempe ｒatu ｒe scal ｅs （温度的标尺，简称温标) ｓeparately. W ｈen ｔh ｅy are ｉn th ｅr ｍal e ｑｕｉli ｂrium, t ｈey have ｔhe sa ｍe tempera ｔure ． Then we can know th ｅ ｔemp ｅrat ｕｒe of b ｏd ｙ Ａ wit ｈ ｔe ｍｐerat ｕr ｅ scal ｅ m ａrk ｅd on t ｈermometer. 6.经验温标的缺点是什么？为什么？ 不同测温物质的测温结果有较大的误差,因为测温结果依赖于测温物质的性质。 7.促使系统状态变化的原因是什么？举例说明。 有势差(温度差、压力差、浓度差、电位差等等）存在。 ８．分别以图1－２0所示的参加公路自行车赛的运动员、运动手枪中的压缩空气、杯子里的热水和正在运行的电视机为研究对象，说明这些是什么系统。 参加公路自行车赛的运动员是开口系统、运动手枪中的压缩空气是闭口绝热系统、杯子里的热水是开口系统(闭口系统——忽略蒸发时）、正在运行的电视机是闭口系统。 p 2=p g 2+p 1 p b p g 2 p g 1 p 1=p g 1+p b 4题图
工程热力学习题解答
1. 热量和热力学能有什么区别？有什么联系？ 答：热量和热力学能是有明显区别的两个概念：热量指的是热力系通过界面与外界进行的热能交换量，是与热力过程有关的过程量。热力系经历不同的过程与外界交换的热量是不同的；而热力学能指的是热力系内部大量微观粒子本身所具有的能量的总合，是与热力过程无关而与热力系所处的热力状态有关的状态量。简言之，热量是热能的传输量，热力学能是能量？的储存量。二者的联系可由热力学第一定律表达式 d d q u p v δ=+ 看出；热量的传输除了可能引起做功或者消耗功外还会引起热力学能的变化。 2. 如果将能量方程写为 d d q u p v δ=+ 或 d d q h v p δ=- 那么它们的适用范围如何？ 答：二式均适用于任意工质组成的闭口系所进行的无摩擦的内部平衡过程。因为 u h p v =-，()du d h pv dh pdv vdp =-=-- 对闭口系将 du 代入第一式得 q dh pdv vdp pdv δ=--+ 即 q dh vdp δ=-。 3. 能量方程 δq u p v =+d d （变大） 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变大） 很相像，为什么热量 q 不是状态参数，而焓 h 是状态参数？ 答：尽管能量方程 q du pdv δ=+ 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变大）似乎相象，但两者的数学本 质不同，前者不是全微分的形式，而后者是全微分的形式。是否状态参数的数学检验就是，看该参数的循环积分是否为零。对焓的微分式来说，其循环积分：()dh du d pv =+??? 因为 0du =?，()0d pv =? 所以 0dh =?， 因此焓是状态参数。 而对于能量方程来说，其循环积分： q du pdv δ=+??? 虽然： 0du =? 但是： 0pdv ≠? 所以： 0q δ≠? 因此热量q 不是状态参数。 4. 用隔板将绝热刚性容器分成A 、B 两部分（图2-13），A 部分装有1 kg 气体，B 部分为高度真空。将隔板抽去后，气体热力学能是否会发生变化？能不能用 d d q u p v δ=+ 来分析这一过程？
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一、二章复习题 第一章 一、填空题 1．一个生产工艺是由若干个单元操作和化工单元构成的。 2．各单元操作的操作原理及设备计算都是以物理衡算；能量衡算；平衡关系；过程速率四个概念为依据的。 3．常见的单位制有程单位制；国际单绝对单位制；工位制 (SI 制)。 4．由于在计量各个物理量时采用了不同的基本物理量、基本单位，因而产生了不同的单位制。5．一个过程在一定条件下能否进行，以及进行到什么程度，只有通过平衡关系来判断。6．单位时间内过程的变化率称为过程速率。 二、问答题 7．什么是单元操作？主要包括哪些基本操作？ 8.提高过程速率的途径是什么？ 第二章流体力学及流体输送机械 流体力学 一、填空题 1．单位体积流体的质量称为密度，它与比容互为倒数。 2．流体垂直作用于单位面积上的力，称为流体的压强。 3．单位时间内流经管道任一截面的流体量称为流量，其表示方法有质量流量和体积流量两种。 4．当管中流体形成稳定流动时，管中必定充满流体，即流体必定是连续流动的。 5．产生流体阻力的根本原因是内摩擦力；而流体的运动状态是产生流体阻力的第二位原因。另外，管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力的大小有影响。 6．流体在管道中的流动状态可分为层流和湍流两种类型，二者在内部质点运动方式上的区别 是湍流的质点有脉动而层流没有。 7．判断液体内处于同一水平面上的各点压强是否相等的依据是静止的、连通的、连接的是同 一种液体。 8．流体若由低压头处流向高压头处时，所加入外加功的作用是：分别或同时提高流体的位压 头；动压头；静压头以及弥补损失能量。 9．在测量流体的流量时，随流量的增加孔板流量计两侧的压差将增大，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值不变。 二、选择题