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1、最新化工原理资料汇编化工原理资料汇编流体输送与流体输送机械复习1、 粘度的定义式是：, 其物理意义是_促使流体产生单位速度梯度的剪应力_, 在法定单位制中，其单位是_Pas_,在物理单位制中，其单位是_P或cP_2、 流体静力学基本方程式主要应用于_压强或压差的测量_、_液位测量_、_液封高度计算_3、 某粘性液体在一定管路系统中流动，在流量不变条件下将液体加热，则液体的粘度将_降低_, 雷诺准数Re将_增大_, 流动阻力将_减小_4、 某设备的表压强为100kPa, 则它的绝对压强为_201.33_kPa, 另一设备的真空度为400mmHg, 则它的绝对压强为_48_kPa（当地大气压为10

2、1.33kPa）5、 流体在圆形直管中作层流流动时，其速度分布是_抛物线_曲线。其管中心最大流速为平均流速的_2_倍，摩擦系数与Re的关系是_/Re_6、 流体在钢管内作湍流流动时，摩擦系数与_Re_和_/d_有关；若其作完全湍流(阻力平方区)。则仅与_/d _有关7、 因次分析的根据是_物理方程具有因此一致性_8、 牛顿粘性定律的表达式为, 该式应用条件为_牛顿型_流体作_层流_流动。9、 局部阻力的计算方法有_阻力系数法_和_当量长度法_10、 通常流体粘度随温度t的变化规律为_对液体，温度升高，粘度降低；对气体，温度升高，粘度升高_11、 层流和湍流的本质区别是_层流无径向脉动，而湍流有

3、径向脉动_12、 因次分析的目的是_用无因次数群代替变量，使实验与关联简化_13、 离心泵的主要部件有_叶轮_、_泵壳_和_轴封装置_14、 离心泵的泵壳制成蜗壳状，其作用是_使部分动能转换为静压能_15、 离心泵的主要特性曲线包括_H-Q_、_Q_和_N-Q_16、 离心泵特性曲线是在一定_转速_下，用常温_水_为介质，通过实验测定得到的17、 离心泵启动前需要先向泵内充满所需要输送的液体，否则将发生_气缚_现象；而当离心泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能发生_气蚀_现象。18、 离心泵压头的物理意义是_离心泵对单位重量（1N）液体所提供的有效能量_,它的单位是_J/N或m_19、 离心

4、泵安装在一定管路上，其工作点是指_泵的特性曲线和管路特性曲线的交点_20、 离心泵通常采用_出口阀门_调节流量1、水在本题附图所示的虹吸管内作定态流动，管路直径没有变化，水流经管路的能量损失可以忽略不计，试计算管内截面2-2、3-3、4-4和5-5处的压强。大气压强为1.0133105Pa。图中所标注的尺寸均以mm计。解：为计算管内各截面的压强，应首先计算管内水的流速。先在贮槽水面1-1及管子出口内侧截面6-6间列柏努利方程式，并以截面6-6为基准水平面。由于管路的能量损失忽略不计，即=0，故柏努利方程式可写为式中 Z1=1m Z6=0 p1=0（表压） p6=0（表压） u10将上列数值代入

5、上式，并简化得 解得 u6=4.43m/s由于管路直径无变化，则管路各截面积相等。根据连续性方程式知Vs=Au=常数，故管内各截面的流速不变，即 u2=u3=u4=u5=u6=4.43m/s则 因流动系统的能量损失可忽略不计，故水可视为理想流体，则系统内各截面上流体的总机械能E相等，即 总机械能可以用系统内任何截面去计算，但根据本题条件，以贮槽水面1-1处的总机械能计算较为简便。现取截面2-2为基准水平面，则上式中Z=2m，p=101330Pa，u0，所以总机械能为 计算各截面的压强时，亦应以截面2-2为基准水平面，则Z2=0，Z3=3m，Z4=3.5m，Z5=3m。（1）截面2-2的压强 （

6、2）截面3-3的压强 （3）截面4-4的压强 （4）截面5-5的压强 从以上结果可以看出，压强不断变化，这是位能与静压强反复转换的结果。2、料液自高位槽流入精馏塔，如附图所示。塔内压强为1.96104Pa（表压），输送管道为362mm无缝钢管，管长8m。管路中装有90标准弯头两个，180回弯头一个，球心阀（全开）一个。为使料液以3m3/h的流量流入塔中，问高位槽应安置多高？（即位差Z应为多少米）。料液在操作温度下的物性：密度=861kg/m3；粘度=0.643103Pas。解：取管出口处的水平面作为基准面。在高位槽液面11与管出口截面22间列柏努利方程 式中 Z1=Z Z2=0 p1=0（表压

7、） u10 p2=1.96104Pa 阻力损失 取管壁绝对粗糙度=0.3mm，则： 由图1-23查得=0.039局部阻力系数由表1-4查得为进口突然缩小（入管口） =0.590标准弯头 =0.75180回弯头 =1.5球心阀(全开) =6.4故 =10.6J/kg所求位差 截面22也可取在管出口外端，此时料液流入塔内，速度u2为零。但局部阻力应计入突然扩大（流入大容器的出口）损失=1，故两种计算方法结果相同。传热复习题1、 多层平壁定态导热中，若某层的热阻最小，则该层两侧的温差_最小_。2、 一定质量的流体在25mm2.5mm的直管内作强制的湍流流动，其对流传热系数i=1000W/(m2)，如

8、果流量和物性不变，改在19mm2mm的直管内流动，其i=_1678_W/(m2)3、 在蒸汽空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中在工程上最有效的是_A_。 A.提高空气流速 B.提高蒸汽流速 C.采用过热蒸汽以提高蒸汽流速 D.在蒸汽一侧管壁上装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液4、在管壳式换热器中饱和蒸汽加热空气，则 （1）传热管的壁温接近_饱和蒸汽_温度 （2）换热器总传热系数将接近_空气_对流传热系数5、在蒸汽冷凝传热中，不凝气体的存在对的影响是_A_ A. 不凝气体的存在会使大大降低 B. 不凝气体的存在会使升高 C. 不凝气体的存在对无影响6、大容器内饱和液体沸腾分为_自然对流

9、_、_泡核沸腾_和_膜状沸腾_阶段。工业上总是设法在_泡核沸腾_下操作。7、斯蒂芬波尔兹曼定律的数学表达式是，该式表明_黑体的辐射能力与热力学温度的四次方成正比_8、物体黑度是指在_相同_温度下，灰体的_辐射能力_和_黑体辐射能力_之比，在数值上它与同一温度下物体的_吸收率_相等。计算题9、质量流量为7200kg/h的常压空气，要求将其温度由20加热到80，选用108的饱和水蒸气作加热介质。若水蒸气的冷凝传热膜系数为1104 W/(m2)，且已知空气在平均温度下的物性数据如下：比热容为1kJ/(kg)，导热系数为2.8510-2 W/(m)，粘度为1.9810-5Pas，普兰特准数为0.7。

10、现有一单程列管式换热器，装有25mm2.5mm钢管200根，管长为2m，核算此换热器能否完成上述传热任务？ 计算中可忽略管壁及两侧污垢的热阻，不计热损失解：空气需要吸收的热量是已知的，蒸汽冷凝放出热量能否通过该换热器的传递为空气所获得，就与列管换热器的传热速率密切相关。核算现有的列管换热器是否合用，就是用工艺本身的要求与现有换热器相比较，最直接的方法就是比较两者的Q或S0（1）核算空气所需的热负荷应小于换热器的传热速率，即Q需要Q换热器（2）核算空气所需的传热面积应小于换热器提供的传热面积，即S0需要S0换热器解题时，首先应确定列管换热器中流体的流径，因蒸汽安排在壳程易排出冷凝水，故蒸汽走壳程

11、，空气走管程。 空气热负荷为 换热器的传热速率 管内空气的对流传热系数计算： 所以因忽略壁阻及污垢两侧的热阻，则所以总传热系数 平均温度差为换热器传热面积为 换热器的传热速率为则Q换热器Q需要，说明该换热器能完成上述传热任务。10、在一列管式换热器中，管内的氢氧化钠溶液与管外的冷却水进行逆流传热。氢氧化钠溶液的流量为1.2kg/s，比热容为3770 kJ/(kg)，从70冷却到35，对流传热系数为900 W/(m2)。冷却水的流量为1.8 kg/s，比热容为4180 kJ/(kg)，入口温度为15，对流传热系数为1000 W/(m2)。按平壁处理，管壁热阻、污垢热阻及换热器热损失均忽略。试求：

12、换热器的传热面积。（假设两流体均为湍流，物性不变，传热温度差可用算数平均值计算。）解：换热器的传热面积 先求冷流体出口温度 解出 t2=36因 所以平均温度差可以用算术平均值来计算 因按平壁处理 则 吸收复习题一、 对低浓度溶质的气液平衡系统，当总压降低时，亨利系数E将_不变_, 相平衡常数m将_增大_, H将_不变_二、 亨利定律表达式, 若气体在水中的亨利系数E值很小，说明该气体为_易溶_气体三、 在吸收过程中，Ky和ky是以_yy*_和_yyi_为推动力的吸收系数，它们的单位是_kmol/(m2sy)四、 若总吸收系数和分吸收系数的关系可以用， 其中表示_气膜阻力，当_1/（HkL）_项

13、可忽略时，表示该吸收过程为气膜控制。五、 在1atm，20时，某浓度气体被清水吸收，若气膜吸收系数kG=0.1kmol/（, 液膜吸收系数kL=0.25kmol/（, 溶质的亨利系数H=149.3, 则该溶质为_易溶_气体，气相总吸收系数Ky=_0.0997_kmol/（六、 一般而言，两组分A，B的等摩尔相互扩散体现在_精馏_单元操作当中，而组分A在B中单相扩散体现在_吸收_单元操作中。七、 在吸收过程中，若降低吸收剂用量，对气膜控制物系，体积吸收总系数KYa值将_不变_, 对液膜控制物系，体积吸收总系数KYa值将_减小_八、 双膜理论是将整个相际传质过程简化为_通过气、液两膜层的分子扩散过

14、程_九、 吸收塔的操作线方程和操作线是通过_物料衡算_得到的。它们与_平衡关系_、_操作温度_和_压强及塔的结构_无关。一十、 吸收因数A可表示为_L/mG_, 它在Y-X图中的几何意义是_操作线斜率和平衡线斜率之比_一十一、 若分别以S1、S2、S3表示难溶、中等溶解度、易溶气体在吸收过程中的脱吸因数，吸收过程中操作条件相同，则S1_大于_S2_大于_S3一十二、 吸收过程中，若减小吸收剂用量，操作线的斜率_变小_,吸收推动力_变小_一十三、 吸收过程中，物系平衡关系可以用Y*=mX表示，最小液气比的计算式= 干燥复习题1、 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汽

15、分压；干燥过程是存在传热传质推动力，热量传递和质量传递相结合的过程2、 在101.3kPa的总压下，在间壁式换热器中将温度为293K、相对湿度为80%的湿空气加热，则该空气下列状态参数变化的趋势是：湿度H不变，相对湿度降低_，湿球温度tW_增高_，露点温度td_不变。3、 在101.3kPa的总压下，将饱和空气的温度从t1降至t2，则该空气的下列状态参数变化的趋势是：湿度H_降低_，相对湿度_不变_，湿球温度tW_降低_，露点温度td_降低_。4、 在实际的干燥操作中，常用_干湿球温度计_来测量空气的温度。5、 测定空气中水汽分压的实验方法是测量_露点_。6、 恒定的干燥条件是指空气的_温度_

16、、_湿度（或相对湿度）_、_流速_均不变的干燥过程。7、 在一定的温度和总压强下，以湿空气作干燥介质，当所用空气的相对湿度较大时，则湿物料的平衡水分相应_增大_，其自由水分相应_减小_。8、 恒速干燥阶段又称_表面汽化_控制阶段，影响该阶段干燥速率的主要因素是干燥介质的状况、流速及其与物料的接触方式；降速干燥阶段又称内部迁移控制阶段，影响该阶段干燥速率的主要因素是_物料结构、尺寸及其与干燥介质的接触方式、物料本身的温度_。9、 在恒速干燥阶段，湿物料的表面温度近似等于_热空气的湿球温度_。10、 理想干燥器或绝热干燥过程是指_干燥器不补充热量，忽略干燥器的热损失，忽略加热物料所消耗的热量_，干

17、燥介质进入和离开干燥器的焓值_相等_。11、 物料的平衡水分一定是_结合水分_。12、 在常压和40下，测得湿物料的干基含水量X与空气的相对湿度之间的平衡关系是：当=100%时，平衡含水量X*=0.16kg/kg绝干料；当=40%时，平衡含水量X*=0.04kg/kg绝干料。已知该物料的初始含水量X1=0.23 kg/kg绝干料,现让该物料在40下与=40%的空气充分接触，非结合水含量为_0.07_ kg/kg绝干料，自由含水量为_0.19 kg/kg绝干料_。流体流动与输送机械习题及答案一.填空题1. 当20的甘油(=1261kg.m-3,=1499厘泊)在内径为100mm的管内流动时,若流

18、速为2.0m.s-1时,其雷诺准数Re为_,其摩擦阻力系数为_.*答案* 168.2; 0.382. 流体在圆形直管中作层流流动，如果流量等不变，只是将管径增大一倍，则阻力损失为原来的_。*答案* 1/163. 柏努利方程如衡算基准以J.kg-1表示,柏努利方程可表示为_, 若用N.m-2（N.m.m-3）表示则可表示为_。*答案* gZ+P1/+u/2=gZ2+P2/+u/2+hf; gZ1+P1+u/2=gZ2+P2+u/2+hf4. 流体的粘度指_。粘度值随温度变化而变化，对于液体，温度升高，粘度_；对于气体，温度升高，粘度_。*答案* 流体流动时,相邻流体层间,在单位接触面上,速度梯度

19、为1时,所产生的内摩擦力 减少 增大5. 牛顿粘性定律表达式为，其粘性系数 (粘度) 的物理意义是。*答案* F/Ad.u/dy；在单位接触面积上，速度梯度为1时，流体层间的内摩擦力。6. 当量直径的定义是de，边长为a正方形风管,当量直径de。*答案* d4流通截面积/浸润周边 de7. 某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是_型曲线，其管中心最大流速为平均流速的_倍，摩擦系数与Re的关系为_。*答案* 抛物线； 2倍； 64/Re8. 已知一密闭管路，管的内径为d，管长为L，液体在管内作稳定连续层流流动，流量为V m3.s-1,总的阻力损失为hf。现将管的内径换成d/2 ，其它均不改

20、变，此时新管路内的流速为_m.s-1，流体流动的总阻力损失为_m。*答案* 4V； 16hf9. 孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒_，变_；后者是恒_，变_。*答案* 截面；压差；压差；截面10. 在测速管中，测压孔正对水流方向的测压管液位代表_，流体流过测速管侧壁小孔的测压管液位代表_。*答案* 冲压头； 静压头二.选择题1. 流体在园管内作湍流流动时，其平均流速u与管中心的最大流速umax的关系为（ ）。 A. u1.5umax B. u0.8umax C. u0.5umax*答案* B2. 在稳定流动的并联管路中，管子长，直径小，而摩擦系数大的管段，通过的流量（ ）。 A

21、. 与主管相同 B. 大 C. 小*答案* C3. 水在园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 *答案* A4. 在一定流量下，流体在并联管路中作稳 定连续流动，当并联管路数目愈多，则（ ）。 A. 流体阻力损失越大 B. 流体阻力损失越小 C. 流体阻力损失与并联管数无关*答案* C5. 流体在园管内作滞流流动时，阻力与流速的（ ）成比例，作完全湍流时，则呈（ ）成比例。 A. 平方 B. 五次方 C. 一次方*答案* C； 6. 下图中高位槽液面保持恒定， 液体以一定流量流经管路，ab与cd两段长度相等，管径与

22、管壁粗糙度相同，则( )。（1）U形压差计读数 A. R1R2 B. R1R2 C. R1R2 D. 不定（2）液体通过ab与cd段能量损失_。 A. hf a bhf c d B. hf a bhf c d C. hf a bhf c d D. 不定（3） ab与cd两段压差_。 A. PabPcd B. PabPcd C. PabPcd D. 不定（4） R1值表示_。A. ab段的压差值 B. ab段位能变化 C. ab段流动能量损失D. ab段压差值及流动能量损失*答案* （1） B. R1R2 （2） B. hf a b hf c d （3） C. PabPcd （4） C. R1值

23、表示段流动能量损失。 本题 hf a bR1（i）/ hf c dhf a bR2（i）/ R1R2 Pcd/hf c dR2（i）/Pab/R1（i）/三.判断题1. 离心泵开泵之前要先灌液，目的是防止气蚀现象发生。 （ ）*答案* 2. 为减少吸入管路的阻力损 失，一般应使吸入管径小于排出管径（ ）*答案* 3. 当关小离心泵的出口阀时，泵的扬程增大了，其升扬高度提高了（ ）。*答案* 4. 离心泵开泵之前要先灌液，目的是防止气蚀现象发生。 （ ）*答案* 5. 若将同一转速的同一型号离心泵分别装在一条阻力很大，一条阻力很小的管路中进行性能测量时，其测出泵的性能曲线就不一样（ ）。其实际供

24、给管路的最大流量也不一样（ ）。*答案* 6. 若将同一转速的同一型号离心泵分别装在一条阻力很大，一条阻力很小的管路中进行性能测量时，其测出泵的性能曲线就不一样（ ）。其实际供给管路的最大流量也不一样（ ）。*答案* 四.计算题1. 水在一倾斜管中流动，如附图所示，已知压差计读数为200mm，试问测量段的阻力为多少？*答案* 在两测压孔之间列柏努利方程式： Z1P1/2 Z2P2/2f 1-2 f 1-2 （P1-P2）/（Z2Z1）（）/2 （P1P2）/Z（）/2 由静力学方程式可得 （P1P2）/（Hg水）/Z f 1-2（汞-水）/（）/2u 11m.s-1，21（d1/d2）2122

25、=4m.s-1 f 1-20.212.6（161）/（29.81）1.755mH2O1755mmH2O17221P 2. 如图所示，用内径d100mm的管道，从水箱中引水。如水箱中水面恒定，水面高出管道出口中心高度H4m，忽略水箱入管道的入口阻力损失。水在管内流动损失，沿管长均匀发生，hf A-B32/（2）。求：（1）水在管内的流速及流量Q（2）管道中点处M的静压强PM。*答案* （1）列00与22截面柏努利方程：Z0P0/2Z2P2/2f以22截面为基准面，Z20，00，P0P2 4/23/24/2 解得 2（2）4.43 m.s-1 VA0.7850.124.43 0.0348 m3.s

26、-1125 m3.h-1 （2）列M点与出口截面的柏努利方程ZMPM/2Z2P2/2f M-2 1PM /2/23/2/2 M2 PM/3/2/210.5 mH2O PM0.59.811034.9103N.m-23. 现用一虹吸管来输送相对密度为1.2的某酸液，如附图示。设酸液流经虹吸管的阻力忽略不计，问：（1）图A处（管内）和B处（管内）的压强各为多少kN.m-2？（2）若要增大输送量，你认为对此装置采用何种改进最为简单？为什么？*答案* （1）在储槽液面1-1及管内A处截面A-A列柏式：Z1g+P1/+u/2=ZAg+PA /+u/2+hf 1-A.(1)在储槽液面1-1及虹吸管出口内侧2-2列柏式：Z1g+P1/+u/2=Z2g+P2/+u/2+hf 1-2.(2)联解（1）（2）得：u2=2.8m.s-1 , PA=-4.7kN.m-2（表压）同时，当液体从1-1连续流到管内B处B-B*时Z1g+P1/+u21/2=ZBg+PB/+uB2/2+h1-B 0=0.29.807+PB/1200+2.82/2 PB=-7.06kN.m-2(表压)（2） V=d2u/4 当h1-2=0时，u=(2gZ)1/2 欲使V，简单方法是： 使d，即换一条直径较大的虹吸管 使u，则应使Z，即可适当加长虹吸管，使其出口处降低。