化工原理上册
化工原理上册复习
离心沉降设备－－－旋风分离器
B过滤
过滤方式：深层（床）过滤 滤饼（饼层）过滤，架桥现象 过滤介质：滤饼的支撑物 助滤剂：防止滤饼的孔隙率随压差增大而减小 过滤设备：板框过滤机、加压叶滤机 （设备外形和结构、洗涤方式）
完全湍流时 ∝ｄ－5
生产选用管径需权衡操作费和设备投资费） （3）不装不必要的管件阀门。
EX:用泵将水从水池送至高位槽。高位
槽液面高于水池液面50 m，管路全部 能量损失为20 J/kg，流量为36 m3/h， 高位槽与水池均为敞口。若泵的效率 为60%，求泵的轴功率。（水的密度 取为1000 kg/m3）
第二章
流体输送设备
主要内容： A离心泵 • 离心泵的开、停车 • 离心泵的性能参数及其影响因素 • 管路特性曲线、工作点、工作点的调节 • 气缚现象、气蚀现象及其避免手段 • 选泵（Q、He） B其它类型的泵及风机 正位移式泵在安装、调节上的不同
第三章
A沉降 1.重力沉降： 重力沉降速度
非均相物系的分离
解：设水池液面为1-1’截面，高位槽液面为2-2’，以 水池液面为基准水平面，在两截面间列柏努利方程 式。
Z1 = 0，Z2 = 50 m，u1≈0，u2≈0，P1 = P2 = 0（表 压），Σhf = 20 J/kg ∴ we = 9.81×50 + 20 = 510.5 J/kg 水的质量流率 ws = 36×1000/3600 = 10 kg/s 有效功率Ne = we· = 510.5×10 = 5105 W ws 轴功率N = 5105/0.6 = 8508.3 W
EX:用泵把20℃的苯从地下贮罐送到高位槽，流 量为0.3m3/min，高位槽表压1.1工程大气压。 输送管为Φ89×4mm的无缝钢管。直管长度 65m，并在吸入管口有一底阀(x=0.5)，一个 标准弯头(Le=2.5m)，出口管管路上，有一个 安全阀（Le=10m），一个全开球阀(x=6.4)和 三个标准弯头。求泵输送时所需泵的扬程He。
化工原理上册(选择-填空-判断)题库(包含问题详解)
化工原理试题库（上册）第一章流体流动一、选择题1. 连续操作时，物料衡算通式中的过程积累量GA为（ A ）。
A.零 B.正数 C.负数 D.任意值2. 热量衡算中，物料的焓为相对值，通常规定（ A ）的焓为零。
A.0℃液体B.0℃气体C.100℃液体D.100℃气体 3. 流体阻力的表现，下列阐述错误的是（ D ）。
A.阻力越大，静压强下降就越大B.流体的粘度越大，阻力越大C.流体的流动状况是产生流体阻力的根本原因D.流体的内摩擦力在流体激烈流动时不存在 4. 压强的具有专门名称的国际单位是Pa，用基本单位表示是（ C ）。
A.atmB.mmHgC.Kg/m.s2D.N/m25. 水在直管中流动，现保持流量不变，增大管径，则流速（ B ）。
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断6. 对可压缩流体，满足( C )条件时，才能应用柏努力方程求解。
A.)%(20ppp121式中压强采用表压表示 B. )%(01ppp121式中压强采用表压表示 C.)%(20ppp121式中压强采用绝压表示 D. )%(01ppp121式中压强采用绝压表示 7. 判断流体的流动类型用（ C ）准数。
A.欧拉B.施伍德C.雷诺D.努塞尔特 8. 流体在圆形直管中滞流流动时的速度分布曲线为( B )。
A.直线 B.抛物线 C.双曲线 D.椭圆线9. 增大流体的流量，则在孔板流量计的孔板前后形成的压强差（ A ）。
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断 10. 流体在管内流动时的摩擦系数与（ B ）有关。
A.雷诺准数和绝对粗糙度 B. 雷诺准数和相对粗糙度 C.欧拉准数和绝对粗糙度 D. 欧拉准数和相对粗糙度 11. 测速管测量得到的速度是流体（ C ）速度。
A.在管壁处 B.在管中心 C.瞬时 D.平均12. 在层流流动中，若流体的总流率不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的（ C ）倍。
A. 2； B. 6； C. 4； D. 1。
化工原理上册复习提纲
第五节 阻力损失
h
f
hf hf '
hf直管阻力（沿程阻力）—内摩擦力（流体粘性 ）
hf ’局部阻力 — 管件外部条件引起 — 边界层分离
直管阻力损失的计算
hf
l u d 2
2
64 32lu 层流 Re h f d 2
λ的求算
湍流
图p29
层流： Re
64 Re
原因
（3）搅拌功率的分配
P gqV H
qV d H n
结论：
加大直径或降低转速，流量qV变大，实现大尺度调匀
加大转速或减小直径，压头H 变大，湍动加剧，微观混合
第四章 过滤
第二节 颗粒床层的特性
一、单颗粒特性 比表面积 2、非球形颗粒 3、 的物理意义
S a V
比表面当量直径 d ea
第四节 流体流动的内部结构
一、流动的型态 1、两种流型 层流 湍流
2、流型的判断—雷诺数 Re
Re
du
Re<2000 层流区
Re>4000 湍流区 2000<Re<4000 过渡区，并非一种流型
3、层流、湍流的基本特性
三、边界层及边界脱体 u u
边界层 界限 湍流边 层流边 界层 界层
0
计算中要注意：突然扩大ζ=1，突然缩小ζ=0.5
第六节 管路计算
二、管路计算 1、简单管路 ① qV
4
d 2u
u12 p2 u2 2 l u2 ( gZ 2 ) ( ) ② gZ1 2 2 d 2 du , ) ③ f( d p1
离心泵的工作点
四、组合操作 两台并联泵的合成特性曲线 在同一压头下，两台并联泵的 流量等于单台泵的两倍
化工原理上册(陈敏恒)
主要公式
u2 d1 2 ( ) u1 d2
u p1 u2 p2 gz1 he gz2 h f 2 2
2 1 2
li ui li ( le) i u i i ( ) h f (i ( ) i ) di 2 di 2
式中： Z2=0 ；Z1=?
P1=0(表压) ； P2=9.81×103Pa(表压）
VS 5 VS u2 2 3600 0.0332 1.62m / s A d 4 4
由连续性方程
D>>d
∴u1<<u2,
We=0 ，
h
u1≈0
f
30 J / kg
将上列数值代入柏努利方程式，并整理得：
闸阀（全开）1个： 0.17 标准弯头4个： 0.75×4=3 孔板流量计1个：4 0.17 3 4 7.17
45 (1.43) 2 h f 出 (0.03 7.17) 27.6 J/kg 0.068 2
u2 p2 p1 We z2 g h f 1 2 2
分析： 高位槽、管道出口两截面 解： 取高位槽液面为截面1-1’，连接管出口内侧为截面2-2’, 并以截面2-2’ 的中心线为基准水平面，在两截面间列柏努 利方程式： u、p已知
求△Z
柏努利方程
u1 p1 u2 p2 gZ1 We gZ 2 hf 2 2
2
2
z1=0； p1=0（表压）； u1≈0; z2=20-1.5=18.5m； p2=29.4×103 Pa（表压）;ρ=1100 kg/m3，Σhf=30.8 J/kg d入 2 100 2 u 2 u 入 ( ) 1.2( ) 2.45 d2 70
化工原理（上册）
化⼯原理（上册）化⼯原理（上）试题⼗四[⼀]单选择题（18分）(1) 4℃⽔在SI 制中密度为________；重度为________；在⼯程单位制中密度为________；重度为________。
A 1000kgf/m 3B 1000kg/m 3C 102kgf ·s 2/m 4D 9810N/m 3 (2) 在完全湍流(阻⼒平⽅区)时，粗糙管的摩擦系数λ数值________。
A 与光滑管⼀样B 只取决于ReC 只取决于相对粗糙度D 与粗糙度⽆关 (3) 以下不是离⼼式通风机的性能参数( ) Ａ风量Ｂ扬程Ｃ效率Ｄ静风压(4) 离⼼泵的下列部件是⽤来将动能转变为压能 ( )A 泵壳和叶轮B 叶轮C 泵壳D 叶轮和导轮(5) “在⼀般过滤操作中，实际上起到主要介质作⽤的是滤饼层⽽不是过滤介质本⾝”，“滤渣就是滤饼”则_______。
Ａ这两种说法都对Ｂ两种说法都不对Ｃ只有第⼀种说法正确Ｄ只有第⼆种说法正确 (6) 当换热器中冷热流体进出⼝温度⼀定时，下⾯说法中正确的是。
A ?t m 并B ?t m 逆＝?t m 并＝?t m 折C ?t m 并D ?t m 并< ?t m 逆 >?t m(7) 稳定传热是指______。
A 传热系统中各点的温度不随位置和时间⽽变。
B 传热系统中各点的温度仅随位置变，⽽不随时间变。
C 传热系统中各点的温度不随位置变⽽随时间变。
D 传热系统中各点的温度随位置和时间⽽变。
(8) 为了蒸发浓缩某种粘度随浓度和温度变化较⼤的溶液，应采⽤( ) A 并流加料流程 B 逆流加料流程 C 平流加料流程 [⼆]填空题（18分）(1) ⽓体的黏度随温度的升⾼⽽_________, ⽔的黏度随温度的升⾼⽽______________。
(2) 雷诺准数是哪两个⼒之⽐，Re = ____________________。
欧拉准数是哪两个⼒之⽐，Eu =______________________。
化工原理(上册)—化工流体流动与传热第三版柴诚敬习题答案
化工原理(上册) - 化工流体流动与传热第三版柴诚敬习题答案第一章：引言习题1.1答案：该题为综合性问题，回答如下：根据流体力学原理，液体在容器中的自由表面是一个等势面，即在平衡时，液体表面上各点处的压力均相等。
所以整个液体处于静止状态。
习题1.2答案：该题为计算题。
首先，根据流速的定义：流体通过某个截面的单位时间内通过的体积与截面积之比，可得流速的公式为：v = Q / A，其中v表示流速，Q表示流体通过该截面的体积，A表示截面积。
已知流速v为10m/s，截面积A为0.5m²，代入公式计算得：Q = v × A = 10m/s × 0.5m² = 5m³/s。
所以，该管道内的流体通过的体积为5立方米每秒。
习题1.3答案：该题为基础性知识题。
流体静压头表示流体的静压差所能提供的相当于重力势能的高度。
根据流体的静压力与流体的高度关系可知，流体静压力可以通过将流体的重力势能转化为压力单位得到。
由于重力势能的单位可以表示为m·g·h，其中m为流体的质量，g为重力加速度，h为高度。
而流体的静压头就是将流体静压力除以流体的质量得到的，即流体静压力除以流体的质量。
所以，流体静压头是等于流体的高度。
第二章：流体动力学方程习题2.1答案：该题是一个计算题。
根据题意，已知流体的密度ρ为1.2 kg/m³，截面积A为0.4 m²，流速v为2 m/s，求流体的质量流量。
根据质量流量公式：Q = ρ × A × v，代入已知数值计算得：Q = 1.2 kg/m³ × 0.4 m² × 2 m/s = 0.96 kg/s。
所以，流体的质量流量为0.96 kg/s。
习题2.2答案：该题为综合性问题，回答如下：流体动量方程是描述流体运动的一个重要方程，其中包含了流体的质量流量、速度和压力等参数。
化工原理(天大版)---(上册)第一章 流体流动
p
p dz z
p pdxdy (p )dxdy gdxdydz 0 z p
p g 0 z p 沿x轴： x 0 p 沿y轴： y 0
z
dzdxdy gdxdydz 0
z2，p2
dz
dx p dy x
① ② ③ y
m V 0 V
1) 对于气体=f（P，T） 根据理想气体状态方程：
m RT M m PM V RT
2) 标准状态下（1atm，0 ℃）的气体每mol气体的体积为22.4升
M 3 ， 标准状态下的密度， Kg / m 22.4 103
流体的密度
3)
混合物密度的求取 i. 对于液体
定态流动
输入的总能量=输出的总能量 以1Kg为基准：
2 u1 u2 U1 gZ1 P11 Qe We U 2 gZ2 2 P2 2 2 2 2 u U gZ ( P ) Qe We 2
以上两式称为定态流动过程的总能量衡算式
1-2-4能量衡算方程式
当P1=P2时，R=0，两扩大室液面是平的 当P1P2时，R 0，两扩大室液面仍是平的
1-1-4 流体静力学基本方程式的应用
2.
液位的测量
最初的液位计 • 易于破碎 • 不易于远观 用液柱压差计原理的液位计 Pa=gx+ AgR Pa´= g（h+x+R） gx+ AgR= g（h+x+R） h A R 当容器里液位达最高时，h=0，R=0 容器里液位越底，h越大，R也越大
1) 2)
z 1 p0
3)
静止的、连续的同一种液体内，处于同一水平面上各点的压强 相等 当P0发生改变时，液体内部各点的压强P也发生同样大小的变 化 式c可改写成（p-p0）/ （g）=h，说明压强差的大小可用
化工原理上册复习提纲
化工原理第一章流体流动一、流体的压强1.单位：1atm（标准大气压）=1.0125×105Pa=101.25KPa=760mmHg=10.33mH2O=1.033kgf/cm22.表示方法：表压强：用压力表测得的读数，表压=绝压-当地大气压真空度：真空表测得的读数，真空度=当地大气压-绝压表压=-真空度二、流体静力学基本方程应注意液柱高度表示压差大小时必须指明是何种液体。
静压能：液面下方、任一两点的位能和静压能相等等压面原则：在静止的连续的同一液体内部处于同一水平面上各点的压强相等。
P=P0+ρgh三、流量单位时间内通过管道任一流通截面的流体量，称为流量。
单位时间内流过任一流通截面的流体体积称为体积流量，符号为V S，单位为：m3/s单位时间内流过任一流通截面的流体质量称为质量流量，符号为W s，单位为：kg/s二者的关系为：W s=ρV s=uAρ四、流速单位时间内流体在流动方向上，所流过的距离称为流速，以u表示，单位m/s。
实验表明：流体流经一段管路时，由于流体存在黏性，使得管截面上各点的速度不同。
在工程计算上为了方便起见，流体的流速通常指整个管截面上的平均流速。
平均速度：指体积流量与流通截面面积之比：以u表示，单位为m/s。
u=V sW s=ρV s=uAρA五、稳态流动与非稳态流动稳态过程→连续非稳态过程→间歇六、连续性方程公理：质量守恒 能量守恒 u 1d 12=u 2d 22两个流量速度之比等于两个管径平方的反比。
细管比粗管流速高u 1u 2=A 1A 2=u 1u 2=（d2d 1）2七、伯努利方程12u 12+gZ 1+p1ρ=12u 22+gZ 2+p2ρ动能：12u 2 单位：J/Kg 位能：zg 单位：J/Kg 静压能：pρ 单位：J/Kg将上述伯努利方程转换为：12u 12+gz 1+p1ρ+W e =12u 22+gz 2+p2ρ+∑h f 有效功：We 单位：J/Kg总摩擦力：∑h f 克服流动阻力而消耗的机械能。
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•
= p f ,2
l2 u2 2 2 4
p f ,1
l1 u1
7.某精馏塔顶操作压强须维持在5.3kPa，若当地气 压计的读数为100.6kPa (775mmHg) ，塔顶真空 表读数应为_____kPa (mmHg)。
• 答案：95.3(715)
三、判断题
1.流体静力学基本方程式只适用于己于重力场，其他(如离心场) 不适用。( )
4.经内径为158mm的钢管输送运动粘度为90mm2/s的燃料油。 若保持油品作滞流流动，最大流速不能超过 。
• 答案：1.14m/s
• 分析：令临界雷诺数等于2000，
Re
du v
0.158u 90 106
2000
即可求得大速度。
•
解之
u 1.14m/ s
5.如果管内流体流量增大1倍以后，仍处于滞流状态，则流动阻力
答案：对
分析：流体静力学基本方程式推导的前提是重力场，研究的是 流体在重力和压力作用下的平衡规律。由于流体处于相对静 止状态，所以流体所受的力只有重力（注意：无离心力等）。 在使用该方程式时当然离不开推导过程中重力场这一先决条 件。
2. 在定态流动中，各截面上流体的流速、压强、密度等有关物 理量不随时间和位置而变。（ ）
是因为饱和蒸汽与低于其温度的壁面接触后，冷凝为液体，释放出大 量的潜在热量。虽然蒸汽凝结后生成的凝液覆盖着壁面，使后续蒸汽 放出的潜热只能通过先前形成的液膜传到壁面，但因气相不存在热阻， 冷凝传热的全部热阻只集中在液膜，由于冷凝给热系数很大，加上其 温度恒定的特点，所以在工业上得到日益广泛的应用。
• 如要加热介质是过热蒸汽，特别是壁温高于蒸汽相应的饱和温度时， 壁面上就不会发生冷凝现象，蒸汽和壁面之间发生的只是通常的对流 传热。此时，热阻将集中在靠近壁面的滞流内层中，而蒸气的导热系 数又很小，故过热蒸汽的对流传热系数远小于蒸汽的冷凝给热系数， 这就大大限制了过热蒸汽的工业应用。
• 答案： ×
分析：这是对定态流动的误解。定态流动要求就某一位置讲， 与流动有关的物理量不随时间改变，但各物理量可因位置不 同而异
3.流体流动的类型有：滞流、湍流和过渡流。（ ） • 答案： × 分析：从本质上讲，流体流动只有滞流、湍流两种类种。
• 一、问答题 • 1、为什么不能用当量直径的方法来计算非圆形管子或设备
的截面积？
• 答：当量直径的计 例如：滞流时应用当量直径计算阻力的误差就比较大，用于 矩形时，其截面积的长宽之比不能超过3∶1。而且最初只是 用它来计算非圆形截面管子或设备的直径，不能随意推广用 其计算非圆形截面管子或设备的截面积。
• 二 、填空题
1.边界层的形成是液体具有
的结果。
• 答案：粘性
分析：由于流体具有粘性，使壁面粘附一层停滞不动的流体层； 同样还是因为流体具有粘性，使得静止层流体与其相邻的流
体层间产生内磨擦力，导致相邻流体层速度减慢。
这种减速作用由壁面附近的流体层依次向流体内部传递，而流 速受到壁面影响的这一区域就的我们通常所说的边界层。如
• 例如：一外管内径为d1、内管外径为d2的套管环隙，其当
量直径de=d1-d2。
•
若用(d1-d2)做直径来计算该环隙截面积，则为
4
(d1
d2
)2
，
• 而实际上该环隙的截面积应为
4
(d12
d22)
。
• 二者显然不等。所以在范宁公式、泊谡叶方程以及Re数中
的流速都是指流体的真实流速，而不能用当量直径de来计
增大到原来的
倍。
答案：2
分析：由泊谡叶方程知，在滞时流动阻力与流速的一次幂成正比。 需注意的是变化前后的流动型态。本例中如果流量增大1倍后， 流体不再作滞流流动，则流动阻力不止增大到原来的2倍。
6.在滞流区，若总流量不变，规格相同的两 根管子串联时的压降为并联时的 倍。
• 答案：4 • 分析：由泊谡叶方程知：
算，只是式中直径的可用当量直径de代之。
2. 离心泵的特性曲线H－Q与管路的特性曲线He－Qe有何不 同？二者的交点意味着什么？
答：将离心泵的基本性能参数之间的关系描绘成图线称为离 心泵的特性曲线。这里讨论的是其中的一条H－Q曲线。 它表明转速一定时，离心泵的流量和该流量下泵的能提供 的压头即做功本领之间的对应关系。该曲线由生产厂家测 定并提供，是泵本身固有的特性，它只与泵自身的结构 （如叶片弯曲情况、叶轮直径等）、转速有关，而与其所 在的管路及其他外界条件无关。所以离心泵的特性曲线图 只须注明型号、转速即可。
5.冷热流体通过间壁的传热过程
(1)热流体 Q1(对 流 )管壁内侧 (2)管壁内侧 Q2 ( 热传导 )管壁外侧 (3)管壁外侧 Q3 (对 流 ) 冷流体
6. 非均相分离的目的
① 收集分散物质； ② 净化分散介质； ③ 环境保护与安全生产。
7、工业上常使用饱和蒸汽做为加热介质而不用过热蒸汽，为什么？ 答：使用饱和蒸汽做为加热介质的方法在工业上已得到广泛的应用。这
标志着流体流动的湍动程度。
4.应用柏努利方程式解题要点
１）作图与确定衡算范围 根据题意画出流动系统的示意图，并指明流体的流
动方向。定出上、下游截面，以明确流动系统的 衡算范围；
２）正确选取截面；保证未知量在截面或截面之间
３）选取基准水平面；确定两截面上的压强,并要求 压强的表示方法一致;
４）按照单位一致的原则,确定有关物理量的单位。
• 二者的交点M称为泵在该管路上的工作点。意味着它所对 应的流量和压头，既能满足管路系统的要求，又能为离
• 心泵所提供，即 Q Qe，H He 。
• 换言之，M点反映了某离心泵与某一特定管路相连接时的 运转情况。离心泵只能在这一点工作。
3.Re的物理意义 Re反映了流体流动中惯性力与粘性力的对比关系，
果流体没有粘性，就不会润湿壁面，也没有内磨擦力的存在， 亦无边界了。
2.两个系统的流体力学相似时，雷诺数必相等。所以雷诺数又 称作 。
• 答案：相似准数
3. 用离心泵在两个敞口容器间输液。若维持 两容器的液面高度不变，当关小输送管道 的阀门后，管道的总阻力将____。
• 答案：不变
• 分析：在两个液面间列柏努力方程式，因 位能、静压能和动能均不变化，所以管道 总损失不变；阀门开度减小后，导致局部 阻力增大，水量减小，直管阻力减小，总 阻力不变化。