化工原理第三版上册陈敏恒答案.docx
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化工原理第三版上册陈敏恒答案
化工原理第三版上册陈敏恒答案
【篇一：
化工原理答案第三版思考题陈敏恒】
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、完全充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.描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?
答2．前者描述同一质点在不同时刻的状态；后者描述空间任意定点的状态。
问题3.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3．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，因为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，因为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4.静压强有什么特性?
答4．静压强的特性：
①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；②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等；③压强各向传递。
（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）试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少？
哪一侧的压力大？
为什么？
答5．1）图略，受力箭头垂直于壁面、上小下大。
外部压强p=f/a=10/0.008=1.25kpa内部压强4.91kpa。
题5附图题6附图
因为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6.图示两密闭容器内盛有同种液体，各接一u形压差计，读数分别为r1、r2，两压差计间用一橡皮管相连接，现将容器a连同u形压差计一起向下移动一段距离，试问读数r1与r2有何变化？
（说明理由）
答6．容器a的液体势能下降，使它与容器b的液体势能差减小，从而r2减小。
r1不变，因为该u形管两边同时降低，势能差不变。
问题7.为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好?
答8．前者指速度分布大小均匀；后者指速度方向平行、无迁移加速度。
问题9.伯努利方程的应用条件有哪些?
答9．重力场下、不可压缩、理想流体作定态流动，流体微元与其它微元或环境没有能量交换时，同一流线上的流体间能量的关系。
问题10.如图所示，水从小管流至大管，当流量v、管径d、d及指示剂均相同时，试问水平放置时压差计读数r与垂直放置时读数r’的大小关系如何？
为什么？
.（可忽略粘性阻力损失）
答10．r=r’，因为u形管指示的是总势能差，与水平放还是垂直放没有关系。
题10附图题11附图
问题11.理想液体从高位槽经过等直径管流出。
考虑a点压强与b点压强的关系，在下列三个关系中选择出正确的：
（1）pbpa
（3）pbpa
答11．选
（1）pbpa；因为管道出口通大气，出口压力等于pa，而b处的位置比出口处高，所以，压力较低。
问题12.层流与湍流的本质区别是什么?
答12．是否存在流体速度u、压强p的脉动性，即是否存在流体质点的脉动性。
问题13.雷诺数的物理意义是什么?
答13．惯性力与粘性力之比。
问题14.何谓泊谡叶方程?
其应用条件有哪些?
问题17.在满流的条件下，水在垂直直管中向下流动，对同一瞬时沿管长不同位子的速度而言，是否会因重力加速度而使下部的速度大于上部的速度?
答17．因为质量守恒，直管内不同轴向位子的速度是一样的，不会因为重力而加快，重力只体现在压强的变化上。
问题18.如附图所示管路，试问：
（1）b阀不动（半开着），a阀由全开逐渐关小，则h1，h2，（h1－h2）如何变化？
（2）a阀不动（半开着），b阀由全开逐渐关小，则h1，h2，（h1－h2）如何变化？
题18附图题19附图
答18．
（1）h1下降，h2下降，（h1-h2）下降；
（2）h1上升，h2上升，（h1-h2）下降。
问题19.图示的管路系统中，原1,2,3阀全部全开，现关小1阀开度，则总流量v和各支管流量v1,v2,v3将如何变化？
答19．qv、qv1下降，qv2、qv3上升。
问20.是否在任何管路中,流量增大阻力损失就增大;流量减小阻力损失就减小?
为什么?
答20．不一定，具体要看管路状况是否变化。
第二章流体输送机械
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提供的能量（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，叶片形状及直径大小有关。
问题3.后弯叶片有什么优点?
有什么缺点?
答3．后弯叶片的叶轮使流体势能提高大于动能提高，动能在蜗壳中转换成势能时损失小，泵的效率高。
这是它的优点。
它的缺点是产生同样理论压头所需泵体体积比前弯叶片的大。
问题4.何谓气缚现象?
产生此现象的原因是什么?
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。
原因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5.影响离心泵特性曲线的主要因素有哪些?
问题6.离心泵的工作点是由如何确定的?
有哪些调节流量的方法?
答6．离心泵的工作点是由管路特性方程和泵的特性方程共同决定的。
调节出口阀，改变泵的转速。
问题7.一离心泵将江水送至敞口高位槽,若管路条件不变,随着江面的上升,泵的压头he,管路总阻力损失hf,泵入口处真空表读数、泵出口处压力表读数将分别作何变化？
答7．随着江面的上升，管路特性曲线下移，工作点右移，流量变大，泵的压头下降，阻力损失增加；随着江面的上升，管路压力均上升，所以真空表读数减小，压力表读数增加。
问题8.某输水管路,用一台is50-32-200的离心泵将低位敞口槽的水送往高出3m的敞口槽,阀门开足后,流量仅为3m3/h左右。
现拟采用增加一台同型号的泵使输水量有较大提高,应采用并联还是串联?
为什么?
3答8．从型谱图上看，管路特性曲线应该通过h=3m、qv=0点和h=13m、qv=3m/h点，显然，
管路特性曲线很陡，属于高阻管路，应当采用串联方式。
问题9.何谓泵的汽蚀?
如何避免汽蚀?
答9．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须大于允许汽蚀余量；通过计算，确定泵的实际安装高度低于允许安装高度。
问题10.什么是正位移特性?
答10．流量由泵决定，与管路特性无关。
问题11．往复泵有无汽蚀现象？
答11．往复泵同样有汽蚀问题。
这是由液体汽化压强所决定的。
问题12.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12．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。
答13．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，
问题14.某离心通风机用于锅炉通风。
如图a、b所示,通风机放在炉子前与放在炉子后比较,在实际通风的质量流量、电机所需功率上有何不同?
为什么
?
2
题14附图
答14．风机在前时，气体密度大，质量流量大，电机功率负荷也大；
风机在后时，气体密度小，质量流量小，电机功率负荷也小。
第三章液体搅拌
问题1.搅拌的目的是什么?
答1．混合（均相），分散（液液，气液，液固），强化传热。
问题2.为什么要提出混合尺度的概念?
答2．因调匀度与取样尺度有关，引入混合尺度反映更全面。
问题3.搅拌器应具备哪两种功能?
答3．①产生强大的总体流动，②产生强烈的湍动或强剪切力场。
问题4.旋浆式、涡轮式、大叶片低转速搅拌器,各有什么特长和缺陷?
答4．旋桨式适用于宏观调匀，而不适用于固体颗粒悬浮液；涡轮式适用于小尺度均匀，而不适用于固体颗粒悬浮液；大叶片低转速搅拌器适用于高粘度液体或固体颗粒悬浮液，而不适合于低粘度液体混合。
问题5.要提高液流的湍动程度可采取哪些措施?
答5．①提高转速。
②阻止液体圆周运动，加挡板，破坏对称性。
③装导流筒，消除短路、消除死区。
问题6.大小不一的搅拌器能否使用同一根功率曲线?
为什么？
答6．只要几何相似就可以使用同一根功率曲线，因为无因次化之后，使用了这一条件。
问题7.选择搅拌器放大准则时的基本要求是什么?
答7．混合效果与小试相符。
第四章流体通过颗粒层的流动
问题1.颗粒群的平均直径以何为基准?
为什么?
答1．颗粒群的平均直径以比表面积相等为基准。
因为颗粒层内流体为爬流流动，流动阻力主要与颗粒表面积的大小有关。
问题2.数学模型法的主要步骤有哪些?
答．数学模型法的主要步骤有①简化物理模型②建立数学模型③模型检验，实验定模型参数。
问题3.过滤速率与哪些因素有关?
答4．k、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；qe与过滤介质阻力有关。
恒压下才为常数。
厚度是否与生产能力成正比？
愈薄。
问题7．强化过滤速率的措施有哪些？
答7．强化过滤速率的措施有①改变滤饼结构；②改变颗粒聚集状态；③动态过滤。
第六章传热
问题1.传热过程有哪三种基本方式?
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.流动对传热的贡献主要表现在哪儿?
答4．流动流体的载热。
问题5.自然对流中的加热面与冷却面的位置应如何放才有利于充分传热?
答5．加热面在下，制冷面在上。
问题6.液体沸腾的必要条件有哪两个?
答6．过热度、汽化核心。
问题7.工业沸腾装置应在什么沸腾状态下操作?
为什么?
答7．核状沸腾状态。
以免设备烧毁。
问题8.沸腾给热的强化可以从哪两个方面着手?
问题10.为什么低温时热辐射往往可以忽略,而高温时热辐射则往往成为主要的传热方式?
答10．因q与温度四次方成正比，它对温度很敏感。
问题11.影响辐射传热的主要因素有哪些?
答11．温度、黑度、角系数（几何位置）、面积大小、中间介质。
问题12.为什么有相变时的对流给热系数大于无相变时的对流给热系数？
答12．①相变热远大于显热；②沸腾时汽泡搅动；蒸汽冷凝时液膜很薄。
问题13.有两把外形相同的茶壶，一把为陶瓷的，一把为银制的。
将刚烧开的水同时充满两壶。
实测发现，陶壶内的水温下降比银壶中的快，这是为什么？
答13．陶瓷壶的黑度大，辐射散热快；银壶的黑度小，辐射散热慢。
问题14.若串联传热过程中存在某个控制步骤,其含义是什么?
答14．该步骤阻力远大于其他各步骤的阻力之和，传热速率由该步骤所决定。
问题15.传热基本方程中,推导得出对数平均推动力的前提条件有哪些?
问题16.一列管换热器，油走管程并达到充分湍流。
用133℃的饱和蒸汽可将油从40℃加热至80℃。
若现欲增加50%的油处理量，有人建议采用并联或串联同样一台换热器的方法，以保持油的出口温度不低于80℃，这个方案是否可行？
答16．可行。
问题17.为什么一般情况下,逆流总是优于并流?
并流适用于哪些情况?
答18．传热基本方程，热量衡算式，带有温变速率的热量衡算式。
第五章颗粒的沉降和流态化
【篇二：
化工原理第三版（陈敏恒）课后思考题答案（全）】
什么是连续性假定?
质点的含义是什么?
有什么条件?
连续性假设：
假定流体是由大量质点组成的，彼此间没有间隙，完全充满所占空间的连续介质。
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比分子自由程却要大得多。
2、描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?
拉格朗日法描述的是同一质点在不同时刻的状态；欧拉法描述的是空间各点的状态及其与时间的关系。
3、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?
粘性的物理本质是分子间的引力和分子的运动与碰撞。
通常气体的粘度随温度上升而增大，因为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，因为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。
4、静压强有什么特性?
①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；②作用于某一点不同方向上的静压强在数值上是相等的；
③压强各向传递。
7、为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好?
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。
8、什么叫均匀分布?
什么叫均匀流段?
均匀分布指速度分布大小均匀；均匀流段指速度方向平行、无迁移加速度。
9、伯努利方程的应用条件有哪些?
重力场下、不可压缩、理想流体作定态流动，流体微元与其它微元或环境没有能量交换时，同一流线上的流体间能量的关系。
12、层流与湍流的本质区别是什么?
区别是否存在流体速度u、压强p的脉动性，即是否存在流体质点的脉动性。
13、雷诺数的物理意义是什么?
物理意义是它表征了流动流体惯性力与粘性力之比。
14、何谓泊谡叶方程?
其应用条件有哪些?
?
?
?
32?
lu应用条件：
不可压缩流体在直圆管中作定态层流流动时的阻力损失计算。
d2
15、何谓水力光滑管?
何谓完全湍流粗糙管?
u?
de16、非圆形管的水力当量直径是如何定义的?
能否按计算流量?
4
4?
管道截面积4au?
de?
当量直径定义为de?
。
不能按该式计算流量。
浸润周边?
4
17、在满流的条件下，水在垂直直管中向下流动，对同一瞬时沿管长不同位子的速度而言，22
是否会因重力加速度而使下部的速度大于上部的速度?
因为质量守恒，直管内不同轴向位子的速度是一样的，不会因为重力而加快，重力只体现在压强的变化上。
20、是否在任何管路中,流量增大阻力损失就增大;流量减小阻力损失就减小?
为什么?
不一定，具体要看管路状况是否变化。
1、系统与控制体
系统或物系是包含众多流体质点的集合。
系统与辩解之间的分界面为系统的边界。
系统与外界可以有力的作用与能量的交换，但没有质量交换，系统的边界随着流体一起运动，因而其形状和大小都可随时间而变化。
（拉格朗日）
当划定一固定的空间体积来考察问题，该空间体积称为控制体。
构成控制体空间界面称为控制面。
控制面是封闭的固定界面，流体可以自由进出控制体，控制面上可以有力的作用与能量的交换（欧拉）
2、什么是流体流动的边界层？
边界层分离的条件是什么？
答案：
流速降为未受边壁影响流速（来流速度）的99%以内的区域为边界层，即边界影响未及的区域。
流道扩大造成逆压强梯度，逆压强梯度容易造成边界层的分离，边界层分离造成大量漩涡，大大增加机械能消耗。
3、动量守恒和机械能守恒应用于流体流动时，二者关系如何？
当机械能守恒定律应用于实际流体时，由于流体的粘性导致机械能的耗损，在机械能恒算式中将出现hf项，但动量守恒只是将力和动量变化率联系起来，未涉及能量和消耗问题。
4、塑性流体
只有当施加的剪应力大于某一临界值（屈服应力）后才开始流动
5、涨塑性
在某一剪切范围内表现出剪切增稠现象，即粘度随剪切率增大而升高
6、假塑性
在某一剪切率范围内，粘度随剪切率增高而下降的剪切稀化现象
7、触变性，震凝性
8、粘弹性
爬捍效应，挤出胀大，无管虹吸
9、定态流动
运动空间个点的状态不随时间而变化
10、何谓轨线？
何谓流线？
为什么流线互不相交？
轨线是某一流体质点的运动轨迹，描述的是同一质点在不同时刻的位置（拉格朗日）流线上各点的切线表示同一时刻各点的速度方向，描述的是同一瞬间不同质点的速度方向（欧拉）
同一点在指定某一时刻只有一个速度
12、流体流动过程中，稳定性是指什么？
定态性是指什么？
稳定性是指系统对外界扰动的反应
定态性是指有关运动参数随时间的变化情况
13、因次分析法规化试验的主要步骤
（1）析因实验——寻找影响过程的主要因素
（2）规划试验——减少实验工作量
（3）数据处理——实验结果的正确表达
14、平均流速
单位时间内流体在流动方向上流经的距离称为流速，在流体流动中通常按流量相等的原则来确定平均流速
15、伯努利方程的物理意义
在流体流动中，位能，压强能，动能可相互转换，但其和保持不变
16、理想流体与非理想流体
前者粘度为零，后者为粘性流体
17、局部阻力当量长度
近似地认为局部阻力损失可以相当于某个长度的直管
18、可压缩流体
有较大的压缩性，密度随压强变化
19、转子流量计的特点
恒流速，恒压差
第二章流体输送机械
1、什么是液体输送机械的压头或扬程？
流体输送机械向单位重量流体所提供的能量
2、离心泵的压头受哪些因素影响？
与流量，转速，叶片形状及直径大小有关
3、后弯叶片有什么优点？
有什么缺点？
优点：
后弯叶片的叶轮使流体势能提高大于动能提高，动能在蜗壳中转换成势能时损失小，泵的效率高
缺点：
产生同样理论压头所需泵体体积比前弯叶片的大
4、何谓“气缚”现象？
产生此现象的原因是什么？
如何防止气缚？
因泵内流体密度小而产生的压差小，无法吸上液体的现象
原因是：
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。
措施：
灌泵，排气
5、影响离心泵特性曲线的主要因素有哪些？
6、离心泵的工作点是如何确定的？
有哪些调节流量的方法？
离心泵的工作点是由管路特性方程和泵的特性方程共同决定的
调节出口阀，改变泵的转速
9、何谓泵的汽蚀？
如何避免汽蚀？
泵的气蚀是指液体在泵的最低压强处（叶轮入口）气化形成气泡，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须大于允许汽蚀余量；通过计算，确定泵的实际安装高度低于允许安装高度
10、什么是正位移特性？
流量由泵决定，与管路特性无关
11、往复泵有无汽蚀现象？
有，这是由液体气化压强所决定的
12、为什么离心泵启动前应关闭出口阀，而漩涡泵启动前应打开出口阀？
这与功率曲线的走向有关，离心泵在零流量时功率符合最小，所以在启动时关闭出口阀，使电机负荷最小；而漩涡泵在大流量时功率负荷最小，所以启动时要开启出口阀，使电机负荷最小
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。
比
14、某离心通风机用于锅炉通风，通风机放在炉子前与放在炉子后比较，在实际通风的质量流量，电机所需功率上有何不同？
为什么？
风机在前，气体密度大，质量流量大，电机功率负荷也大
风机在后，气体密度小，质量流量小，电机功率负荷也小
1、离心泵的主要构件
叶轮和蜗壳
2、离心泵与往复泵的比较
3、真空泵的主要特性
极限真空（残余压强），抽气速率（抽率）
4、简述往复泵的水锤现象。
往复泵的流量调节方法有几种？
流量的不均匀时往复泵的严重缺点，它不仅是往复泵不能用于某些对流量均匀性要求较高的场所，而且使整个管路内的液体处于变速运动状态，不但增加了能量损失，且易产生冲击，造成水锤现象，并降低泵的吸入能力。
提高管路流量均运行有如下方法：
（1）采用多缸往复泵
（2）装置空气室
流量调节方法：
（1）旁路调节
（2）改变曲柄转速和活塞行程
第三章液体的搅拌
1、搅拌的目的是什么？
①.加快互溶液体的混合
②.使一种液体以液滴形式均匀分布于另一种不互溶的液体中
③.使气体以气泡的形式分散于液体中
④.使固体颗粒在液体中悬浮
⑤.加强冷热液体之间的混合以及强化液体与器壁的传热
2、为什么要提出混合尺度的概念？
因调匀度与取样尺度有关，引入混合尺度反映更全面
3、搅拌器的两个功能是什么？
改善搅拌效果的工程措施有哪些（？
（1）产生强大的总体流动
（2）产生强烈的湍动或强剪切力场
4、旋桨式，涡轮式，大叶片低转速搅拌器，各有什么特长和缺陷？
旋桨式适用于宏观调匀，不适用于固体颗粒悬浮液；涡轮式适用于小尺度均匀，不适用于固体颗粒悬浮液；大叶片低速搅拌器适用于高粘度液体或固体颗粒悬浮液，不适用于低粘度液体混合
5、提高液流的湍动程度可采取哪些措施？
（1）提高转速
（2）阻止液体圆周运动，加挡板，破坏对称性（3）装导流筒，消除短路，清除死区
6、大小不一的搅拌器能否适用同一条功率曲线？
为什么？
只要几何相似就可以使用同一根功率曲线，因为无因次化之后，使用了这一条件
7、选择搅拌器放大准则的基本要求是什么？
混合效果与小式相符
1、宏观混合与微观混合
宏观混合是从设备尺度到微团尺度或最小漩涡尺度考察物系的均匀性；微观混合是从分子尺度上考察物系的均匀性
2、常用搅拌器的性能
大叶片低转速：
桨叶尺寸大，转速低，旋转直径约为0、5~0、8倍的搅拌釜直径，可用于较高粘度液体的搅拌。
3、影响搅拌功率的因素
4、搅拌功率的分配
等功率条件下，加大直径降低转速，更多的功率消耗于总体流动，有利于大尺度上的调匀；反之，减小直径提高转速，则更多的功率消耗于湍动，有利于微观混合。
5、简述搅拌釜中加挡板或导流筒的主要作用分别是什么
加挡板：
有效地阻止容器内的圆周运动
【篇三：
化工原理（陈敏恒第三版）思考题答案word版】
/p>第三章
第四章
第五章
第六章
第八章
第九章
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