化工原理上册复习知识点版.docx
- 文档编号:9746974
- 上传时间:2023-05-20
- 格式:DOCX
- 页数:35
- 大小:142.59KB
化工原理上册复习知识点版.docx
《化工原理上册复习知识点版.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《化工原理上册复习知识点版.docx(35页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
化工原理上册复习知识点版
第1章流体流动
常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度1.29kg/m3
1atm=101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=760mmHg
(1)被测流体的压力>大气压表压=绝压-大气压
(2)被测流体的压力<大气压真空度=大气压-绝压=-表压
静压强的计算
柏努利方程应用
层流区(LaminarFlow):
Re<2000;湍流区(TurbulentFlow):
Re>4000;
2000 流型只有两种: 层流和湍流。 当流体层流时,其平均速度是最大流速的1/2。 边界层: u<0.99u0 阻力损失: 直管阻力损失和局部阻力损失 当量直径de 管路总阻力损失的计算 突然缩小局部阻力系数ζ=0.5,突然扩大局部阻力系数ζ=1。 流体输送管路的计算: 通常,管路中水的流速为1~3m/s。 并联管路,各支管的阻力损失相等。 毕托管测量流速 测量流量: 孔板流量计,文丘里流量计,转子流量计。 孔板流量计的特点;结构简单,制造容易,安装方便,得到广泛的使用。 其不足之处在于局部阻力较大,孔口边缘容易被流体腐蚀或磨损,因此要定期进行校正,同时流量较小时难以测定。 转子流量计的特点——恒压差、变截面。 第2章流体流动机械 压头和流量是流体输送机械主要技术指标 离心泵的构件: 叶轮、泵壳(蜗壳形)和轴封装置 离心泵的叶轮闭式效率最高,适用于输送洁净的液体。 半闭式和开式效率较低,常用于输送浆料或悬浮液。 气缚现象: 贮槽内的液体没有吸入泵内。 启动与停泵 ▪灌液完毕,关闭出口阀,启动泵,这时所需的泵的轴功率最小,启动电流较小,以保护电机。 启动后渐渐开启出口阀。 ▪停泵前,要先关闭出口阀后再停机,这样可避免排出管内的水柱倒冲泵壳内叶轮,叶片,以延长泵的使用寿命。 离心泵总是采用后弯叶片。 泵的有效功率及效率: v泵的有效功率Ne,kW,用下式表示。 Ne=HeQρg v泵的效率η: 泵轴通过叶轮传给液体能量过程中有能量损失。 泵的效率η为有效功率与轴功率之比,而轴功率N为电动机输入离心泵的功率。 影响离心泵的效率,主要是容积损失、水力损失和机械损失。 离心泵的特性曲线: v扬程-流量曲线H~Q线、 v轴功率-流量曲线N~Q线、 v效率-流量曲线η~Q线,具体图形见下图。 v*****离心泵牌铭上的额定功率、额定流量和扬程是指效率最高时的值。 调节流量方法有调节管路特性曲线(调节阀门流量)和泵特性曲线(改变泵的转速或叶轮直径)。 用阀门调节流量操作简便、灵活,故应用很广。 H单 H单 并联泵的总效率与每台泵的效率相同。 汽蚀现象: 泵的安装位置太高,叶轮中各处压强高于被输送液体的饱和蒸汽压。 各种泵: 耐腐蚀泵: 输送酸、碱及浓氨水等腐蚀性液体。 油泵: 输送不含固体颗粒、无腐蚀性的油类及石油产品。 杂质泵: 常输送悬浮液. 液下泵: 在化工生产中有着广泛应用,安装在液体贮槽内。 屏蔽泵: 常输送易燃、易爆、剧毒及放射性液体。 第3章非均相物系的分离与固体流态化 影响沉降速度的因素: 当颗粒浓度增加,沉降速度减少。 容器的壁和底面,沉降速度减少。 非球形的沉降速度小于球形颗粒的沉降速度。 旋风分离器,排灰口密封不好而发生漏气,即外面空气窜入旋风分离器内,则上升气流会将已沉降下来的尘粒重新扬起,大大降低收尘效果。 降尘室处理能力(流量)的计算Vs=Aut=blut,Vs(隔板)=(n+1)Vs(无隔板)(n层) Stokes区: 过滤之初,液体浑浊。 但颗粒会在孔道内很快发生“架桥”现象,滤液由浑浊变为清澈。 在滤饼过滤中,真正起截留颗粒作用的是滤饼层而不是过滤介质。 助滤剂能形成结构疏松、空隙率大、不可压缩的滤饼。 板框压滤机、叶滤机、厢式压滤机、转筒真空过滤机(操作连续、自动) 叶滤机 (dV/dθ)w=(dV/dθ)E板框压滤机(dV/dθ)w=(dV/dθ)E/4 过滤速率基本方程 恒速过滤, 恒压过滤 先非恒压,再恒压过滤(了解) 第4章传热 传热的基本方式: Ø (1)热传导 (2)对流传热—热对流(3)辐射传热 工业上大量使用热交换器,传热设备在化工厂设备投资中占很大比例,有些达40%左右。 工业换热的方法 Ø1、直接接触式换热2、蓄热式换热3、间壁式换热 蓄热式换热,只适用于气体。 常见加热剂有热水、饱和水蒸气、矿物油、联苯混合物、熔盐和烟道气。 常见冷却剂有水、空气和各种冷冻剂。 载热体的选择 Ø (1)载热体的温度应易于调节; Ø (2)载热体的饱和蒸气压要低(沸点高),不易分解; Ø(3)载热体的毒性要小,使用安全,腐蚀性小; Ø(4)载热体应价格低廉且容易得到。 金属杯和陶瓷杯,哪个更保温? 流体湍流流动给热系数大于层流流动。 加热器放置在空间的下部,冷却器放置在空间的上部。 各因次准数的物理意义: 普兰德准数Pr它反映流体物性对给热过程的影响 圆形直管内强制湍流的给热系数 圆筒壁的总传热系数 如果外侧热阻比内侧热阻小得多,壁温接近于外侧温度。 而外壁有污垢热阻后,外侧热阻比内侧热阻大得多,壁温接近于内侧温度。 增大传热面积A常用的方法: 用小直径管,采用翅片管、螺纹管等代替光滑管,可以提高单位体积热交换器的传热面积。 熟记公式: 1.傅立叶定律 2.一维稳态导热 3.牛顿冷却定律 4.管内湍流时 : 适用范围: 光滑管,Re>104,0.7 定性温度: 定性尺寸: 管内径 5.总传热速率方程 1)总传热系数K: 2)传热面积A: 套管换热器: 列管换热器: 3)传热平均温度差(对数平均温度差): 6.热平衡方程: 无相变化时: 有相变时: 化工原理第一章复习题 一、填空题: 1.(3分)雷诺准数的表达式为________________。 当密度ρ=1000kg/m3,粘度μ=1厘泊的水,在内径为d=100mm,以流速为1m/s在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为______.(Re=duρ/μ;105;湍流) 2.(2分)某流体在圆管中呈层流流动,今用皮托管测得管中心的最大流速为2m/s,此时管内的平均流速为_________.(1m/s) 3.(2分)牛顿粘性定律用粘滞力的表达式为_______________.用剪应力的表达式为_______________.(F'=μAdu/dy;τ=μdu/dy) 4.(2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_________mmHg,真空度为_______mmHg.(850;-100) 5.(2分)圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为11.8kg/s/,其体积流量为___________.平均流速为__________.(0.0118m3/s,1.5m/s) 6.(4分)当20℃的水(ρ=998.2kg/m3,μ=1.005厘泊)在内径为100mm的光滑管内流动时,若流速为1.0m/s时,其雷诺准数Re为______,直管摩擦阻力系数λ为_____.(9.93×104;0.0178) 7.(2分)某长方形截面的通风管道,其截面尺寸为30×20mm,其当量直径de为__.(24mm) 8.(3分)测量流体流量的流量计主要有如下四种: _____,______,____,_______,测量管内流体点的速度,则用____.(转子流量计;孔板流量计;丘里流量计;湿式气体流量计;皮托管) 9.(2分)测量流体压强的仪器主要有如下两种: ______,_____.(U管压差计;弹簧压力计) 10.(4分)计算管道流体局部阻力的方法有: ________,__________,其相应的阻力计算公式为_____________,____________,(当量长度法;阻力系数法;hf=λ(le/d)(u2/2g);hf=(u2/2g)ξ) 11.在流体阻力计算中,当量长度的定义是_____________________________. (能产生与某局部阻力相当的直管长度,称为该局部阻力的当量长度。 ) 12.(2分)管出口的局部阻力系数等于____,管入口的局部阻力系数等于____.(1.0;0.5) 13.(3分)理想流体是指________;而实际流体是指________。 (没有粘性、没有摩擦阻力、液体不可压缩;具有粘性、有摩擦力、液体可压缩、受热膨胀、消耗能量。 ) 14.(3分)流体体积流量用_____来计算;质量流量用_____来计算;而流体流速用_____来计算。 (Vs=u.AWs=u.A.ρu=Vs/A) 15.(3分)流体在园直管内流动,当Re≥4000时的流型称为___,其平均速度与最大流速的关系为______,而Re≤2000的流型称为___,其平均速度为______。 (湍流,um=0.8umax,滞流,um=0.5umax。 ) 16.(3分)流体体积流量一定时,有效截面扩大,则流速___,动压头___,静压头___。 (填增加,减少,不变)(减少,减少,增加。 ) 17.(2分)当量直径的定义是de=____________,在套管环间流动的流体,外管的内径是d1,内管的外径是d2,则当量直径de=_______。 (de=4×流通截面积/浸润周边;de=d1-d2) 18.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________。 (流体流动时,相邻流体层间,在单位接触面上,速度梯度为1时,所产生的内摩擦力;减少;增大) 19.(2分)米糠油在管中作流动,若流量不变,管径不变,管长增加一倍,则摩擦阻力损失为原来的______倍。 (2倍) 20.(3分)柏努利方程如衡算基准以J/kg表示,柏努利方程可表示为________________________,若用J/m3表示则可表示为_________________________。 (gZ1+P1/ρ+u12/2=gZ2+P2/ρ+u22/2+∑Wf;ρgZ1+P1+u12/2×ρ=ρgZ2+P2+u22/2×ρ+∑Wfg) 21..(2分)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_________。 (截面;压差;压差;截面) 22.(2分)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__________。 (冲压头;静压头) 23.(3分)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λ与Re的关系为___________。 (抛物线;;2倍;λ=64/Re) 24.(3分)水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器,当管道上的阀门开度减小后,水流量将_____,摩擦系数________,管道总阻力损失________。 (减小;增大;不变) 25.(2分)流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有_________。 (粘性) 26.(2分)液体在等直径的管中作稳态流动,其流速沿管长_______,由于有摩擦阻力损失,静压强沿管长_________。 (不变;降低) 27.(4分)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________。 (1/16) 28(4分)液体在园管内作稳定连续滞流流动时,其摩擦阻力损失与管内径的______次方成反比。 (2) 29.(2分)水塔内的水能通过管路引至各车间使用,这是因为水塔内的水具有______。 (高位压头) 30.(4分)流体在园管内流动时,由于流体具有粘性,使得___________处速度为零,管的________处速度最大。 (管壁;中心) 31.(4分)测量流体的流量一般可采用________________________等流量计。 测量管内流体点速度,则用_____________。 (孔板;文丘里;转子;皮托管。 ) 32..(3分)在输送液体的管路中,要使P1-P2=△Pf的条件_________________。 (管径相等,处于同一水平面,无外加能量。 ) 33.(2分)圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得中的体积流量为0.022mm3/s,质量流量为_________,平均流速为_______。 (22kg/s;2.8m/s) 二、选择题 1.(2分)一个被测量体系外柱按上一个U型压差计,出现如图情况,说明体系与大气压是()关系(答案A) A.体系>大气压B.体系<大气压C.体系=大气压 2.(3分)从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是()(答案A) A.与指示液密度、液面高度有关,与U形管粗细无关 B.与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细有关 C.与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细无关 3.(2分)层流与湍流的本质区别是: ()。 (*答案*D) A.湍流流速>层流流速;B.流道截面大的为湍流,截面小的为层流; C.层流的雷诺数<湍流的雷诺数;D.层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。 4.(2分)在稳定流动系统中,水由粗管连续地流入细管,若粗管直径是细管的2倍,则细管流速是粗管的()倍。 ***答案***(*答案*C) A.2B.8C.4 5.(2分)柏努利方程的物理意义可以从题图中得到说明,若忽略A,B间的阻力损失,试判断B玻璃管水面所处的刻度。 () (*答案*A) A.a位置B.c位置C.b位置 6.(2分)流体在管路中作稳态流动时,具有()特点.(D) A.呈平缓的滞流B.呈匀速运动 C.在任何截面处流速、流量、压强等物理参数都相等; D.任一截面处的流速、流量、压强等物理参数不随时间而变化 7.(2分)园管的摩擦系数λ=64/Re公式的适用范围是()。 (*答案*A) A.滞流B.过渡流C.湍流 8.(4分)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。 (*答案*C;A) A.平方B.五次方C.一次方 9.(2分)稳定流动是指流体在流动系统中,任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量()。 (*答案*A) A.仅随位置变,不随时间变B.仅随时间变、不随位置变 C.既不随时间变,也不随位置变 10.(4分)如图所示,当阀门关闭时,E、F、G的压强关系为: PE()PG()PF.当阀门打开后: PE()PG()PF(***答案***A;A;C;C) A.等于B.小于C.大于 三、判断题: 1.(2分)流体在园管内作稳定流动时,其流速与管径的一次方成反比。 ()(*答案*×) 2.(2分)当输送流体的管径一定时,增大流体的流量,雷诺准数减少。 ()(*答案*×) 3.(2分)牛顿粘性定律是: 流体的粘度越大,其流动性就越差。 ()(*答案*×) 4.(2分)流体在管内以湍流流动时,在近管壁处存在层流内层,其厚度随Re的增大而变薄。 ()(*答案*√) 5.(2分)当量直径即可用来计算非园形管的雷诺数();也可用来计算流体在非园形管内的流速。 ()(*答案*√;×) 6.(2分)流体在园管内流动时,管的中心处速度最大,而管壁处速度为零。 ()(*答案*√) 7.(2分)流体在园形管道中流动时,管壁处的流速为中心处流速的0.5倍。 ()(*答案*×) 8.(2分)液体在园形管中作滞流流动时,其它条件不变,而流速增加一倍,则阻力损失增加一倍()(*答案*√) 9(2分)转子流量计可用来测量高压蒸汽()和腐蚀性流体()的流量。 (×;√) 10.(2分)在静止的处于同一水平面上的各点的液体的静压强都相等。 ()实验证明,当流体在管内流动达完全湍流时,λ与雷诺数的大小无关。 ()(*答案*×;√) 四、问答题 1.(8分)什么是流体连续稳定流动? 流体流动的连续性方程的意义如何? ***答案***流体连续稳定流动是指流体在流动时,流体质点连续的充满其所在空间,流体在任一截面上的流动的流速、压强和密度等物理量不随时间而变化。 流体流动的连续性方程是流体流动过程的基本规律,它是根据质量守恒定律建立起的,连续性方程可以解决流体的流速、管径的计算选择,及其控制。 2.(8分)Z1+p1/ρg=Z2+p2/ρg (1),p=pa+ρgh (2);这两个静力学方程式说明些什么? ***答案*** (1)说明静止的连续的同一流体,同一水平面上的各点,深度相同,它的压强亦相等; (2)说明液体内部任一点的压强是液面深度的函数,距离液面越深,则压强越大,当液面压强变化,必将引起液体内部各点发生同样大小的变化。 3.(6分)如图,有一敞口高位槽,由管线与密闭的低位水槽相连接, 在什么条件下,水由高位槽向低位槽流动? 为什么? ***答案*** pa/ρ+Zg=p2/ρ+Σhf; 当(pa/ρ+Zg)>p2/ρ时,由1流向2, 当(pa/ρ+Zg) 4.(10分)用如图所示的实验装置得实验记录如下表所示: 皮托管编号 1 2 3 4 管内直径mm 12.7 21 12 12 皮托管测压孔高度mm 72 72 72 21 关闭阀A,玻管水柱高度mm 472 472 472 472 全开阀A皮托管测压孔 柱高度mm(平行水流方向) 435.5 407.5 405.1 376.5 全开阀A皮托管测压孔 柱高度mm(正对水流方向) 389.5 401.8 347.6 322 根据以上实验数据,回答下列问题: (1)、第4点的位压头,静压头和动压头各为多少mmH2O? (2)、水由第2点处流到3点处的阻力损失压头为多少mmH2O? (3)、第1点的速度为多少m/s? ***答案*** (1)Z4=21(mmH2O),P4/(ρg)=H4-Z4=322-21=301(mmH2O); h动4=u42/(2g)=376.5-322=54.5(H2O) (2)hf(2-3)=407.5-405.1=2.4(mmH2O) (3)∵u12/(2g)=435.5-389.5=46(mmH2O);∴u1=0.95m/s “化工原理”第二章流体输送机械复习题 一、填空题: 1.(3分)某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为He=19m水柱,输水量为0.0079m3/s,则泵的有效功率为________.***答案***1472w 2.(2分)离心泵的主要部件有如下三部分: ______,_____,_______. ***答案***泵壳;叶轮;泵轴 3.(2分)离心泵的主要参数有: ______,______,______,________. ***答案***流量;扬程;功率;效率 4.(3分)离心泵的特性曲线有: _____________,_________________,___________________. ***答案***压头H~流量Q曲线;功率N~流量Q曲线;效率η~流量Q曲线 5.(2分)离心泵的最大安装高度不会大于_______________.***答案***10m 6.(2分)离心泵的工作点是如下两条曲线的交点: ______________,________________. ***答案***泵特性曲线H--Q;管路特性曲线H--Q 7.(3分)调节泵流量的方法有: _____________,__________________,____________________. ***答案***改变阀门的开度;改变泵的转速;车削叶轮外径 8.(3分)液体输送设备有: _____,_________,__________,__________,_______ ***答案***离心泵;往复泵;齿轮泵;螺杆泵;旋涡泵 9.(3分)气体输送设备有: ________,_________,___________. ***答案***通风机;鼓风机;压缩机 10.(3分)泵起动时,先关闭泵的出口开关的原因是________ **答案**降低起动功率,保护电机,防止超负荷而受到损伤;同时也避免出口管线水力冲击。 11.(3分)若被输送的流体粘度增高,则离心泵的压头___,流量___,效率___,轴功率____。 ***答案***减小减小下降增大 12.离心泵的流量调节阀安装在离心泵___管路上,关小出口阀门后,真空表的读数___,压力表的读数____。 ***答案***出口减小增大 13.(2分)流体输送设备按工作原理大致可分为四类即___,__,___,____。 ***答案***离心式,往复式,旋转式,流体动力作用式 14.(2分)离心泵的安装高度超过允许安装高度时,离心泵会发生____现象。 ***答案***气蚀 15.(2分)离心泵的扬程含义是______________ ***答案***离心泵给单位重量的液体所提供的能量。 16.(2分)离心泵叶轮按有无盖板可分为____,_____,______。 ***答案***敞式半敞式闭式(或开式,半开式,闭式) 17.(2分)离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是_______时的流量和扬程。 ***答案***效率最高 18.(3分)用离心泵在两敞口容器间输液,在同一管路中,若用离心泵输送ρ=1200kg/m3的某液体(该溶液的其它性质与水相同),与输送水相比,离心泵的流量_______,扬程_____,泵出口压力____,轴功率___。 (变大,变小,不变,不确定) ***答案***不变不变变大变大 19.(5分)离心泵用来输送常温的水,已知泵的性能为: Q=0.05m3/s时H=20m;管路特性为Q=0.05m3/s时,He=18m,则在该流量下,消耗在调节阀门上的压头增值ΔH=___m;有效功率ΔN=___kw。 ***答案***2;0.981 20.(2分)离心泵起动时,如果泵内没有充满液体而存在气体时,离心泵就
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 化工 原理 上册 复习 知识点