化工基础学习知识原理上册课后习题集及其规范标准答案

第一章：流体流动

二、本章思考题

1-1 何谓理想流体？实际流体与理想流体有何区别？如何体现在伯努利方程上？

1-2 何谓绝对压力、表压和真空度？表压与绝对压力、大气压力之间有什么关系？真空度与绝对压力、大气压力有什么关系？

1-3 流体静力学方程式有几种表达形式？它们都能说明什么问题？应用静力学方程分析问题时如何确定等压面？

1-4 如何利用柏努利方程测量等直径管的机械能损失？测量什么量？如何计算？在机械能损失时，直管水平安装与垂直安装所得结果是否相同？ 1-5 如何判断管路系统中流体流动的方向？

1-6何谓流体的层流流动与湍流流动？如何判断流体的流动是层流还是湍流？

1-7 一定质量流量的水在一定内径的圆管中稳定流动，当水温升高时，Re 将如何变化？ 1-8 何谓牛顿粘性定律？流体粘性的本质是什么？ 1-9 何谓层流底层？其厚度与哪些因素有关？

1-10摩擦系数λ与雷诺数Re 及相对粗糙度d / 的关联图分为4个区域。每个区域中，λ与哪些因素有关？哪个区域的流体摩擦损失f

h 与流速u 的一次方成正比？哪个区域的

f

h 与2

u 成正比？光

滑管流动时的摩擦损失

f

h 与u 的几次方成正比？

1-11管壁粗糙度对湍流流动时的摩擦阻力损失有何影响？何谓流体的光滑管流动？ 1-12 在用皮托测速管测量管内流体的平均流速时，需要测量管中哪一点的流体流速，然后如何计算平均流速？ 三、本章例题

例1-1 如本题附图所示，用开口液柱压差计测量敞口贮槽中油品排放量。已知贮槽直径D 为3m ，油品密度为900kg/m3。压差计右侧水银面上灌有槽内的油品，其高度为h1。已测得当压差计上指示剂读数为R1时，贮槽内油面与左侧水银面间的垂直距离为H1。试计算当右侧支管内油面向下移动30mm 后，贮槽中排放出油品的质量。

解：本题只要求出压差计油面向下移动30mm 时，贮槽内油面相应下移的高度，即可求出

排放量。

首先应了解槽内液面下降后压差计中指示剂读数的变化情况，然后再寻求压差计中油面下移高度与槽内油面下移高度间的关系。

设压差计中油面下移h 高度，槽内油面相应

下移H 高度。不管槽内油面如何变化，压差计右侧支管中油品及整个管内水银体积没有变化。

故当

1-1附图

压差计中油面下移h 后，油柱高度没有变化，仍为h1，但因右侧水银面也随之下移h ，而左侧水银面必上升h ，故压差计中指示剂读数变为（R-2h ），槽内液面与左侧水银面间的垂直距离变为（H1-H-h ）。

当压差计中油面下移h 后，选左侧支管油与水银交界面为参考面m ，再在右侧支管上找出等压面n （图中未画出m 及n 面），该两面上的表压强分别为：

g

h H H p m 01)(ρ--= （

0ρ为油品密度）

g

h R g h p Hg n ρρ)2(101-+=

因

n

m p p =，由上二式得：

g

h H H 01)(ρ--=

g

h R g h Hg ρρ)2(101-+ （1）

上式中第一项

g

R g h g H Hg ρρρ10101+= （2）

将式（2）代入（1），并整理得：

0)2(ρρρ-=

Hg h H

取

3

/13600m kg Hg =ρ，将已知值代入上式： m

H 8767.0900)

900136002(03.0=-?=

即压差计右侧支管油面下移30mm ，槽内液面下降0.8767m ，油品排放量为： kg

H D 55749008767.034

4

202=???=

πρπ

例1-2 直径D 为3m 的贮水槽下部与直径

d 为40mm 的水平输送管相连。管路上装有一个闸阀，

闸阀上游设有水银液柱压差计，开口管水银面上方有一段'R 为20mm 的清水。当阀门全关时，压差计上读数R 为740mm ，左侧指示剂液面与水管中心线间的垂直距离h 为1m 。当阀门全开时，不包括管子出口损失的系统阻力用经验公式

2

40u h f =∑计算。式中

f

h ∑为流动系数的总摩擦阻力，

J/kg ，u 为水在管路中的流速，m/s 。试求将水放出24m3需经历若干时间。 解： 根据题意画出如附图所示的流程图。

由题意知流动过程中槽内水面不断下降，故本题属于不可压缩流体作非定态流动系统。液面高度随流动时间增加而逐渐降低，管中水的流速随液面下降而逐渐减小。在微分时间内列全系统的物料衡算，可求得液体高度随时间变化的微分关系，再列

1-2附图

瞬间的柏努利方程式可以获得液体在输送管内流速随液面高度的变化关系。联立微分式和瞬间的柏努利式即可求出排水时间。

以水平管的中心线为基准面，另初始液面与基准面间的垂直距离为H 1，放出24m 3水后的最终液面与基准面间的垂直距离为H 2（图中未画出）。用静力学基本方程式先求出H 1，再用贮槽体积、直径、液体深度间的关系求出H 2。当阀门全关时，压差计读数R=0.74m ，按常规的方法在压差计上确定等压参考面，可得：

g R h R g h H Hg O H O H ρρρ+=+22')(1 取g O H 2ρ=1000kg/m 3、Hg ρ=13600 kg/m 3，故： （H 1+1）×1000=0.02×1000+0.74×13600 解得 H 1=9.084m 放出24m 3水后液面高度为： m H 687.5)3(4

24

084.92

2=-

=π

实际上本题是计算贮槽液面由9.084m 降到5.687m 所需时间。设θd 秒内液面下降高度为dH ，管中瞬间流速为u ，在θd 时间内列全系统水的体积衡算：

A dV d V d V +=θθ01

式中 1V ——水的瞬间加入量，m 3/s ； 0V ——水的瞬间排出量，m 3/s ；

A dV ——θd 时间内，水在槽中的积累量，m 3。 式中各项为： 1V =0 0V =

u d 2

04

π

dH D ud d Vd A 22

04

4

π

θπ

+

=

整理得 u

dH

d D d 20)(

-=θ （1） 上式中瞬间液面高度H 与瞬间速度u 的关系可通过列瞬间柏努利式求得。在瞬间液面'11-（图中未画出）及管出口内侧截面'22-间列瞬间柏努利方程式，以水平管中心线为基准面：

21,2

2222

11

12

2-∑+++=++f h u

p gz u p gz ρρ

式中 H z =1 02=z

01=p （表压） 02=p （表压） 01≈u u u =2（瞬间速度） 221,40u h f =∑-

∴ 22

402

81.9u u H += 或 H u 4922

.0= （2）

将式（2）代入式（1）： H

dH

d D d 4922.0)(20-=θ 或 H

dH H dH d 114304922.0)04.03(

2-=-=θ 积分上式的边界条件为：

01=θ m H 084.91= s 22θθ= m H 687.52=

∴ ??

-==22

1

211430θθθH H H

dH d

084

.9687.52112)(211430==-?=H H H H )687.5084.9(211430-?= h s 414380≈= 例1-3 流体在管内的汽化

用虹吸管将水从水池中吸出，水池 液面与虹吸管出口的垂直距离m z 5=， 管路最高点与水面的垂直距离为2m ， 虹吸管出口流速及虹吸管最高点压强 各为多少？若将虹吸管延长，使池中 水面与出口的垂直距离增为m z 8'=， 出口流速有何变化？（水温为30℃， 大气压为101.3kPa ，水按理想流体处理）。 解：（1）由断面1-1、1-2之间的机械能守恒式得

m

h

1-3

附图

9.9581.9222=??==

gz u m/s

由断面1-1和C-C 之间的机械能守恒式，并考虑到2u u C =可得 )(2

2

z h g p u gh p p a C a C +-=-

-=ρρρ

=1.013×105-1000×9.81×7=3.27×104Pa

（2）虹吸管延长后，假定管内流体仍保持连续状态，由断面1-1和'2'2-之间的机械能守恒式得 '2'2gz u =

)'(2

''2

h z g p u gh p p a C a C +-=-

-=ρρρ

=1.013×105-1000×9.81×10=3.30×103Pa

因C p '小于水在30℃的饱和蒸汽压V p =4242Pa ，故在最高点C 附近将出现汽化现象。此时，C 点压强不再按机械能守恒式的规律变化，而保持为流体的饱和蒸汽压不变。因此，在断面1-1和'2'2-间，机械能守恒式不适用，算出的2'u 无效。但是，在断面1-1和C-C 之间，流体依然是连续的，C 点的流速可在断面1-1和C-C 之间列出机械能守恒式求出：

4.12)281.91000

4242

10013.1(2)(

2'5=?--?=--=g p p u V

a C ρρ

m/s

出口流速C u u ''2=。

例1-4 阻力损失与势能的消耗

高位槽水面距管路出口的垂直距离保持为5m 不变，水面上方的压强为4.095×104Pa （表压），管路直径为20mm ，长度为24m （包括管件的当量长度），阻力系数为0.02，管路中装球心阀一个，试求：（1）当阀门全开（4.6=ξ）时，管路的阻力损失为多少？阻力损失为出口动能的多少倍？

（2）假定λ数值不变，当阀门关小（20=ξ）时，管路的出口动能和阻力损失有何变化？ 解：（1）在断面1-1和2-2之间列机械能衡算式

f h u p gz u p gz ∑+++=++2

22

222211

1ρρ

)()(2

21

1ρ

ρ

ρ

ψ

p gz p gz +

-+

=?

f h u u ∑+-=2

2

1

2

2

若取大气压强和管出口高度为基准，并忽略容器内的流速（即01=u ），则

2

)(22

2220

u d l

u p gH ξλρρ++=+=?ψ

kg J d l p gH u /1.34

.602

.02402.01100010905.4581.912

4

2

2=+?+???=+++=ξλρ Kg J u d l

h f /951.3)4.624(2

)(2

2=?+=+=∑ξλ

或 kg J u h f /951.3)81.951000

10905.4(24

2

2=-?+?=-?ψ

=∑ρ

4.304.602

.02402.02

2

2

=+?=+=∑ξλ

d l u h f （倍） 此结果表明，实际流体在管内流动时，阻力损失和动能的增加是造成流体势能减少的两个原因。但对于通常管路，动能增加是一个可以忽略的小量，而阻力损失是使势能减小的主要原因。换言之，阻力损失所消耗的能量是由势能提供的。

（2）当20'=ξ时

kg J d l p gH u /2.220

02

.02402.01100010905.4581.9'12

'4

2

2+?+?+?=+++=ξλρ kg J u h f /9.952.2)1000

10905.4581.9(2''4

2

2=-?+?=-?ψ

=∑ρ

与（1）比较，当阀门关小时，出口动能减少而阻力损失略有增加，但是，绝不可因此而误解为阻力所消耗的能量是由动能提供的。实际上，动能的增加和阻力损失皆由势能提供，当阀门关小时，由于损失的能量增加使得动能减少了。 例1-5 虹吸管顶部的最大安装高度

利用虹吸管将池中温度为90℃热水引出，两容器水面的垂直距离为2m ，管段AB 长5m ，管段BC 长10m （皆包括局部阻力的当量长度），管路直径为20mm ，直管阻力系数为0.02。若要保证管路不发生汽化现象，管路顶点的最大安装高度为多少？（已知90℃热水饱和蒸汽压为7.01×104Pa ）

解：在断面1-1和2-2之间列机械能横算式，可求得管内流速

s m d l gH u /62.102

.01502.0281.922=???==λ

设顶点压强V B p p =，在断面1-1和断面B-B 之间列机械能横算式，可求出B 点最大安装高 度为

g

u d l g p g p h AB V a 2)1(2max

λρρ+--= m 38.26

.1962.1)02.0502.01(100081.91001.733.102

4=??+-??-

= 虹吸管是实际工作中经常碰到的管道，为使吸液管正常工作，安装时必须注意两点：（1）虹吸管顶部的安装高度不宜过大；（2）在入口侧管路（图中AB 段）的阻力应尽可能小。 例1-6 使用同一水源各用户间的相互影响

从自来水总管引一支路AB 向居民楼供水，在端点B 分成两路各通向一楼和二楼。已知管段AB 、BC 和BD 的长度（包括管件的当量长度）各为100m 、10m 和20m ，管径皆为30mm ，直管阻力系数皆为0.03，两支路出口各安装球心阀。假设总管压力为3.43×105Pa （表压）试求：

（1）当一楼阀门全开（4.6=ξ），高度为5m 的二楼能否有水供应？此时管路AB 内的流量为多少？

（2）若将一楼阀门关小，使其流量减半，二楼最大流量为多少？

解：（1）首先判断二楼是否有水供应，为此，可假定支路BD 流量为零，并在断面A 和1-1之间列机械能衡算式

2

)(22

121u

d l l u p BC AB A

ξλρ+++=

s m d

l l p u BC AB A /42.214.603.010

10003.01000/1043.321

/251=+++???=+++=ξλρ

在断面A 与B 之间列机械能衡算式，得

2

1-5附图

总

管

8.481

.9242.2)103.010003.0(81.910001043.32)1(2

52

1=??+?-??=+-=g u d l g p g p AB A B λρρm ＜5m 此结果表明二楼无水供应。此时管路AB 内的流量为 s m u d q V /1071.142.203.0785.04

33212-?=??==

π

（2）设一楼流量减半时，二楼流量为2

V q 此时管段AB 内的流速为

21.110414.124)

2(42

22312

2+?=+=+

=

V V V

V q u d q d q q u ππ

管段BD 内的流速为 22

2

32

2

210414.103

.044V V V q q d

q u ?=?=

=

ππ

在断面A 与2-2之间列机械能衡算式

2

)(222

2222u

d l u d l u gz p BD AB A

ξλλρ∑++++=

2

)

21.110414.1(03.010003.0581.910001043.32352+???+?=?V q

+2

)10414.1()

14.603.020

03.0(2

232

V q ?++? 02.4421042.31055.222

52

8=-?+?V V

q q

s m q V

/1007.810

55.222

.4421055.24)1042.3(1042.3348

82552

-?=?????+?+?-=

对于通常的分支管路，总管阻力既不可忽略也不占主导地位，此时，改变支路的数目或阻力，对总流量及各支路间流量的分配皆有影响。 例1-7 提高流量分配均匀性的代价

在相同的容器1、2内，各填充高度为1m 和8m 的固体颗粒，并以相同的管路并联组合，两支路的管长皆为5m ，管径皆为200mm ，直管阻力系数为0.02，每支管安装一闸门阀，容器1和2的局部阻力系数各为10和8。

已知管路的总流量为0.3m 3/s ，试求：

（1）当两阀门全开时，两支路的流量比和并联管路的阻力损失；

（2）当两阀门同时关小至20==D C ξξ时，两支路的流量比及并联管路的阻力损失有何变化？

解：由物料守恒关系求得

V q u d u d =+

22124

4

π

π

55.92

.01416.33

.0442

221=??==

+d q u u V π （1） 因并联管路阻力损失相等，由机械能衡算式得

C D d

l

d l

u u ξξλξξλ

++++=122

2

21 （1）当两阀门全开

9.017

.0102.0/502.017.082.0/502.021=++?++?=u u （2） 由式（1）、式（2）得 s m u /03.59

.0155

.92=+=

s m u /52.403.555.91=-= 并联管路的阻力损失为

kg J h f /5.1092

03.5)17.082.0502.0(2

=++?=∑ （2）当两阀门同时关小

97.020

102.0/502.02082.0/502.021=++?++?=u u （3） 由式（1）、式（3）得 s m u /85.497

.0155

.92=+=

s m u /7.485.455.91=-= 并联管路的阻力损失为

kg J h f /2.3352

85.4)2082.0502.0(2

=++?=∑ 从此例可以看出，在不均匀并联管路中串联大阻力元件，可提高流量分配的均匀性，其代价仍然是能量的消耗。

1-7 附图

2

例1-8 倒U 形管压差计

水从倾斜直管中流过，在断面A 和B 之间接一空气压差计，其读数R=10mm ，两测压点垂直距离m z 3.0=?，试求： （1）A 、B 两点的压差等于多少？ （2）若采用密度为830kg/m 3的煤油 作指示液，压差计读数为多少？ （3）管路水平放置而流量不变，压差 计读数及两点的压差有何变化？

解：首先推导计算公式。因空气是静止的，故21p p =即

gR R h g p gh p B B A 1)(ρρρ---=- )(1ρρρρ-+-=-gR gh p gh p B B A A 在等式两边皆加以gH ρ

)()()(1ρρρρ-+-+=-+gR h H g p h H g p B B A A )()()(1ρρρρ-=+-+gR gz p gz p B B A A )(''1ρρ-=-gR p p B A （1）若忽略空气柱的重量，则

Pa gR p p B A 1.98100001.081.9)(''1=??=-=-ρρ

Pa z z g p p p p B A B A B A 3

1004.33.081.910001.98)(''?=??+=---=-ρ (2) 若采用煤油作指示液，压差计读数为 mm m g p p R B A 8.581088.5)

8301000(81.91

.98)(''21=?=-?=--=

-ρρ

（3） 若管路流量不变，''B A p p -不变，则压差计读数R 亦不变。又因管路水平放置，

0=-B A z z ，故

Pa p p p p B A B A 1.98''=-=-

普通U 形管压差计所用的指示液的密度大于被测流体的密度，若指示液的密度小于被测流体的密度，则必须采用倒U 形管压差计。最常用的倒U 形管压差计是以空气作为指示剂，称为空气压差计。

例1-9 管内流量与所需势能差的关系

1-8附图

（1）用压缩空气将密闭容器中的苯沿直径为50mm 的钢管送至某容器内，在某势能差下，10分钟可将容器内1.8m 3的苯排空。问欲将输送时间缩短一半，管路两端的势能差须增加多少倍？（已知苯的温度为20℃，管壁粗糙度为0.5mm ）。

（2）用压缩空气将容器中的甘油沿直径为10mm 的管道送至高位槽，甘油温度为60℃，管内流量为0.05×10-3m 3/s 。若将流量提高一倍，管道两端的势能差须增加多少倍？

解：（1）温度为20℃时苯的密度3

/884m kg =ρ，粘度s Pa ??=-3

1067.0μ，管内流速为

s m d V u /53.1600

05.014.38

.1460042

2=???=?=

π 则 531001.11067.053

.105.0884Re ?=???==

-μρdu 01.050

5

.0==d ε

由直管阻力系数线图可以确认管内流动已进入充分湍流区。输送时间减半，流速'u 增加一倍，直管阻力系数不变，故

4'2

)(2')('2222==∑+∑+=??u

u u d l u d l p p ρξλρξλ（倍） （2）温度为60℃时的甘油的密度3

/1260m kg =ρ，粘度s Pa ?=1.0μ，管内流速为

s m d q u V /64.001.014.3105442

5

2=???==

-π 则 20002.801

.064

.001.01260Re <=??==

μρdu 流量增加一倍，流速'u 增加一倍，但流动形态仍为层流，故

2'

'==??u

u p p （倍） 显然，在层流条件下，所需势能差与管内流速（或流量）成正比；而在湍流条件下，所需势能与流速（或流量）的平方成正比。

例1-10 无外加功简单输送管路计算问题的自由度

在附图所示的管路中，管长m l 20=，管径mm d 53=，管壁粗糙度mm 5.0=ε，高位槽液面距管路出口的垂直距离H=4m ，管路中有一个标准直角弯头，一个1/2开的闸门阀。已知水温为20℃，管内流速为0.5m/s ，高位槽液面上方压强为大气压，求流体在该管路中的阻力损失为多少？ 解：方法一：

20℃水的粘度 s Pa ??=-3

101μ

4

3

1065.210

15.0053.01000Re ?=???=

- 00943.053

5

.0==d ε

查得

038.0=λ

75.55.475.05.0=++=++=∑C B A ξξξξ

kg J u d l h f /5.22

5.0)75.5053.020038.0(2)

(2

2=?+?=∑+=∑ξλ 方法二：若取管路出口高度及大气压为基准，槽内每千克水的总机械能为

kg J gz p /2.39481.9'

=?==?ρ

此能量除极小部分转化为动能外，其余皆损失掉，即

kg J u p h f /1.392

5.02.392'

2

2-=-?=∑ρ 显然，两种方法所求出的结果是矛盾的。

对于无外加功简单输送管路的计算问题，只有以下三式可用： 物料衡算式 u d q V 24

π

=

机械能衡算式

2

)1(2

2

21

1u d l p gz p gz +∑+++=+ξλρρ 直管阻力系数计算式 ),(μ

ρελdu

d f = 三个方程只能联立求解三个未知数，其余变量必须给定。若给定独立变量数目少于方程式组的自由度（即方程式组所含变量数与方程式之差），问题无确定解；若给定独立变量数多于方程式自由度，必导致相互矛盾的计算结果。本例即属于后一种情况。按题目给定管路情况，管内流速必不为0.5m/s ，而由管路自身决定，应为1.95 m/s （参见例1-11）

1-10附图

例1-11 在一定势能差下管路输送能力的计算

在例1-10所示管路中输送温度为20℃的水，闸门阀1/2开（5.4=C ξ），管内流量为多少？若将阀门全开（17.0=C ξ），管内流量为多少？

解：当阀门1/2开时，假设管内流动已进入充分湍流区，由00943.053

5

.0==

d

ε

查得037.0=λ

在断面1-1和2-2之间列机械能衡算式（参见例1-10附图），可得

s m d l gH u /95.15

.475.05.0053

.020037.014

81.9212=+++?+??=∑++=

ξλ

管内雷诺数为 531003.110

195

.1053.01000Re ?=???==-μρdu 根据阻力系数线图，由Re 和d /ε可知管内流动已进入充分湍流区，以上计算结果有效。

此时管内流量为 s m u d q V /103.495.1053.04

4

3322-?=??=

=

π

π

当阀门全开时，流速增加，管内流动必处于充分湍流区，037.0=λ，管内流速为 s m d l gH u /19.217

.075.05.0053

.020037.01481.9212'=+++?+??=∑++=

ξλ

管内流量为 s m u d q V /1083.419.2053.04

'4

'3322-?=??=

=

π

π

本例管路情况已知，属操作型问题，须联立求解关于简单输送管路方程式组。由于阻力系数计算式是一个非常复杂的非线性函数关系式，当管内流量与流速为待求变量时，必须用试差法或迭代法来计算。手算时，可按以下步骤进行试差：

（1） 假定管内流动已进入充分湍流区，由d /ε查出λ； （2） 根据λ值，由机械能衡算式计算流速u ；

（3） 据此u 值算出Re ，由Re 和d /ε查出新的λ值，以检验是否需要再次计算。 由于大多数化工管路的流动是处于或接近于充分湍流区，故经一、二次试差便可得到足够准确的结果。

选择题、填空题

1-1当不可压缩理想流体在水平放置的变径管路中作稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压力( )。（A ）不变 （B ）增大 （C ）减小 （D ）不确定

1-2水在内径一定的圆管中稳定流动，若水的质量流量保持恒定，当水温升高时，Re 值将（ ）。（A ）不变 （B ）增大 （C ）减小 （D ）不确定 1-3层流与湍流的本质区别是：（ ）。

（A ）湍流流速大于层流流速； （B ）流动阻力大的为湍流； （C ）层流的雷诺数小于湍流的雷诺数； （D ）层流无径向

脉动，而湍流有径向脉动。

1-4如图所示，水流过一段等径水平管子，在A 、B 两处 放置相同压差计（测压点等高），其读数分别为R 1，R 2， 则（ ）。

（A ）R 1>R 2 (B) R 1=R 2 (C) R 1

1-5如图所示的并联管路，各支管及其总管阻力间的关系为（ ）。

（A ） B A f B

A f h h ----∑∑>21)()(

；

（B ）B A f B A f B A f h h h -----∑∑∑=>21)()()(； （C ）B A f B A f B A f h h h -----∑∑∑+=21)()()(； （D ）B A f B A f B

A f

h h h -----∑∑∑==21)()()

(；

1-6在皮托管工作时，测压孔正对流体流动方向所测压力代表该处的（ ）。此时侧壁小孔所测压力代表该处的（ ）。

（A ）动压，静压； （B ）动压，动压与静压之和； （C ）动压与静压之和，静压；（D ）静压，动压与静压之和。

1-7某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是（ ）曲线，其管中心最大流速为平均流速的（ ）倍，摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系为（ ）。

1-8在湍流摩擦系数的实验研究中，采用因次分析法的目的是（ ）。在阻力平方区，摩擦系数λ只与（ ）有关。

1-9流速增加一倍后流体在圆管内仍作层流流动，则流动阻力损失为原来的（ ）倍。

1-10 如图所示容器内盛有油、水两种液体，点A 位于油水分界的油侧，点B 位于水侧，试判断A 、

题4 附图

题5 附图

B 两流体质点的总势能差)(A B ψ-ψ=?ψ ＞ 0 （＞，＝，＜）。

1-11 如图所示，水从内径为1d 的

管段流向内径为2

d 管

段

，

已

知

122d d =，1

d 管段流体流动的速度头为0.8m 水柱，m h 7.01=，忽略流经AB 段的能量损失，则=2h 1.3m ，

=3h 1.5m 。

1-12 图示管路装有A 、B 两个阀门，试判断： （1）A 阀门关小，B 阀门不变

p 1变大，p 2变小，p 3变小，p 4变小，(p 2-p 3) 变小

(变大，变小，不变)； （2）A 阀门不变，B 阀门开大

p 1变小，p 2变小，p 3变小，p 4变大，(p 2-p 3) 变大

(变大，变小，不变)； （3）A 阀门开大，B 阀门不变

p 1变小，p 2变大，p 3变大，p 4变大，(p 1-p 2) 变小，(p 2-p 3) 变大(变大，变小，不变)； （4）A 阀门不变，B 阀门关小

p 1变大，p 2变大，p 3变大，p 4变小，(p 2-p 3) 变小(变大，变小，不变)。 1-13 图示管路两端连接两个水槽，管路中装有调节阀门一个。试讨

论将阀门开大或关小时，管内流量V q ，管内总阻力损失f h ∑，

直管阻力损失1f h 和局部阻力损失2f h 有何变化，并以箭头或适当

文字在下表中予以表达（设水槽液位差H 恒定）。

总阻力损失

直管阻力损失 局部阻力损失 流量 V q

Z=0

油 水

A

B

●

● 题1.10 附图

题1.11附图

题 1.12附图

题 1.13附图

f h

1f h

2f h

判断题

1-14 粘性是流体的物性之一，无论是静止的还是流动的流体都具有粘性。（ ）

1-15 尽管粘性是流体的物性之一，但只有流动的流体才考虑粘性的影响，对静止的流体可不考虑粘性的影响。（ ）

1-16 U 型压差计测量的是两截面间静压强之间的差值。（ ）

1-17转子流量计工作时转子受到两个力的作用，一个是重力，另一个的浮力。（ ） 1-18 孔板流量计工作时，流体在流过孔板前后的静压强差不变。（ ） 1-19 转子流量计工作时，流体作用在转子上下两截面的静压强差不变。（ ） 1-20 降低温度液体的粘度增加。（ ） 1-21 升高温度气体的粘度增加。（ ） 计算题

1-22 合成氨厂造气车间，为防止气柜中的煤气倒流至间歇操作的煤气发生炉内，在管路中装有水封箱，若管路进口垂直距离为2m ，气柜和发生炉的压差为多少才可能不发生倒流现象。[答：19.6kPa] 1-23 在化工厂采用附图所示装置控制液位，已知圆阀孔d 1=20mm ，浮子与圆阀孔之间由钢丝相连，固定距离L=150mm ，浮子d 2=100mm ，圆阀与浮子总质量G=0.1kg 。试求液位高H 为多少时圆阀刚好开启？[答：0.17m]

1-24 在直径D=40mm 的管路中一文丘里管，文丘里管喉部直径为10mm ，喉部接一细管，细管一端浸入池水中。已知管内水的流量为1.26×10-3m 3/s ，池水沿细管上升1.5m ，若不计阻力损失，文丘

题 1.23附图

题1.22附图

里管入口断面的压强为多少？ [答：2.14×105Pa]

1-25 高位槽内水深为1m 并保持恒定，高位槽底部接一高8m 的垂直管，若不计阻力损失，试求以下几种情况下管内流速及管路入口断面A 的压强： （1）容器内的压强为大气压； （2）容器内的压强为9.81×104Pa ； （3）容器内保持4.095×104Pa 的真空度；

（4）容器内的压强为大气压，但垂直管延长至20m （水温为20℃）。

[答：（1）13.3m ，22.9kPa ；（2）19.3m/s ，22.9kPa ；（3）8.86m/s ，22.9kPa ；（4）14.75m/s ，2.33 kPa]

1-26 在容器侧壁开一直径为d=20mm 的小孔，容器内的水面维持恒定并高于小孔中心0.5m ，试求：（1）通过小孔流出的水量（小孔的流量系数为0.61）；

（2）在小孔处接一长度L=0.5m 的水平短管，直管阻力系数025.0=λ，水的流量有何变化？（3）将短管延长至3m ，λ仍为0.025，水的流量为多少？

（4）试说明以上三种情况流量变化的原因，并计算水平管为多长时，其流量刚好与小孔流量相等？

[答：（1）6.0×10-4m 3/s ；（2）6.75×10-4m 3/s ；（3）4.29×10-4m 3/s ；（4）孔流系数C 0是综合考虑了缩脉，能量损失等多种因素的校正系数，是由实验测定的。上述计算结果表明直接小孔流出的水流由于缩脉，摩擦等因素其能量是很大的，可近似计算相当于0.95m 短管的阻力损失]

1-27 如图所示管路从A 水池向B 水池输水，已知各段管长均为m l 100=，管径均为100mm ，

上

题1.25附图

题1.24附图

游水池面积S A 为1002m ，下游水池面积S B 为802m ，H A =10m ，H B =4m 。忽略各种局部阻力，为使上游水池水位下降1m ，需多少时间？（设阻力系数λ均为0.025）[答：7372.6s]

1-28 有一真空管路，管长m l 28=，管径mm d 120=，管壁粗糙度mm 2.0=ε，管内是温度为300K 的空气，已知管内质量流量为0.02kg/s ，出口端压强为137.3Pa ，求管路入口端压强为多少？[答：1.07 kPa]

1-29 鼓风机将车间空气抽入截面为200mm×300mm 、长155m 的风道内（粗糙度e=0.1mm ），然后排至大气中，体积流量为0.5m 3/s 。大气压力为750mmHg ，温度为15℃。求鼓风机的功率，设其效率为0.6。[答：0.5kW]

1-30 在20℃下将苯液从贮槽中用泵送到反应器，经过长40m 的φ57×2.5mm 的钢管，管路上有两个90°弯头，一个标准阀（按1/2开启计算）。管路出口在贮槽的液面以上12m 。贮槽与大气相通，而反应器是在500kpa 下操作。若要维持0.5L/s 的体积流量，求泵所需的功率。泵的效率取0.5。[答：605W]

1-31 30℃的空气从风机送出后流经一段直径200mm 长20m 的管，然后在并联的管内分成两段，两段并联管的直径均为150mm ，其一长40m ，另一长80m ；合拢后又流经一段直径200mm 长30m 的管，最后排到大气。若空气在200mm 管内的流速为10m/s ，求在两段并联管内的流速各为多少，又求风机出口的空气压力为多少。[答：u 1=7.37m/s ，u 2=10.41m/s ；风机出口p=65mmH 2O] 1-32 一酸贮槽通过管道向下方的反应器送酸，槽内液面在管出口以上2.5m 。管路由φ38×2.5mm 无缝钢管组成，全长（包括管件的当量长度）为25m 。粗糙度取为0.15mm 。贮槽内及反应器内均为大气压。求每分钟可送酸多少m 3。酸的密度ρ=1650kg/m 3，粘度μ=12cP 。[答：0.068m 3/min]

题 1.26附图

题 1.27附图

第二章：流体输送机械

2-1 离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体？启动后，液体在泵内是怎样提高压力的？泵入口的压力处于什么状态？

2-2 离心泵的特性曲线有几条？其曲线形状是什么样子？离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门？ 2-3 在测定离心泵的扬程与流量的关系时，当离心泵出口管路上的阀门开度增大后，泵出口压力及进口处的液体压力将如何变化？

2-4 离心泵操作系统的管路特性方程是怎样推导的？它表示什么与什么之间的关系？ 2-5 离心泵的工作点是怎样确定的？流量的调节有哪几种常用的方法？ 2-6 何谓离心泵的气蚀现象？如何防止发生气蚀？ 2-7 影响离心泵最大允许安装高度的因素有哪些？

2-8 什么是液体输送机械的扬程（或压头）？离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的？液体的流量、泵的转速、液体的黏度对扬程有何影响？

2-9 管路特性方程2

0V kq H H +=中的0H 与k 的大小，受哪些因素的影响？

三、本章例题

例2-1 某油田通过φ300×15mm 的水平钢管将原油输送至炼油厂。管路总长为1.6×105m ，输油量要求为250×103kg/h ，现已知油在输送温度下的粘度为0.187Pa·s ，密度为890kg/m 3。该油管的局部阻力可忽略，现决定采用一种双吸五级油泵，此泵在适宜工作范围内的性能列于本例附表1中。 Q/（m 3/h ）

200 240 280 320 H/m

500

490

470

425

注：表中数据已作粘度校正。

试求在整个输油管路上共需几个泵站？实际输送量为若干kg/h 。

解：油的体积流量Q=890

102503?=280.9m 3/h

管内流速u=

2

27

.0785.036009

.280??=1.363m/s Re=

3

10

187890

363.127.0-???=

μ

ρ

du =1751＜2000为滞流

因原油在直管内作滞流流动，故：

管路压头损失H f =81

.989027.0363

.1101601018732322

332???????==?-g d ul g p f

ρμρ =2050m

由附表1单台泵的特性数据查出：当Q=280.9m 3/h 时，H=467.5m 初估泵系数 n=

5

.4672050

=4.385 故应采用5个泵站。根据串联原理，用同规格5台泵串联的压头为单台泵的5倍，计算出数据列于本题附表2中。

附表2

Q/（m 3/h ）

200 240 280 320 H/m

2500

2450

2350

2125

将以上数据标绘在本题附图中，得泵的串联合成特性曲线。

因输送管路为水平直管，故

管路特性曲线方程为：

H e =H f =

36004

32322

22??

=d Q g d l

g d l e πρμρμ=3600

785.081.989027.01016010187324

33????????-e Q =7.302Q e 2 将此管路特性曲线方程标绘在本题附图中，得泵的串联合成特性曲线。

管路特性曲线与泵合成特性曲线的交点，即为工作点，其对应的流量、压头分别为：

Q M =305m 3/h H M =2230m 故实际输油量为W h =305×890=271×103kg/h

例2-2 某水泵性能参数列于本题附表1中。现有两个管路系统，他们的管路特性方程分别为：

H e =15+0.077Q e 2及 H e =15+0.88 Q e 2

为提高管路系统的供水量，每条管路系统均用两台相同的泵进行组合操作，试比较各个管路系统泵

2-1 附图

280 320

Q/（m 3/h ）

化工原理主要知识点

化工原理（上）各章主要知识点 绪论「 三个传递：动量传递、热量传递和质量传递 三大守恒定律：质量守恒定律——物料衡算；能量守恒定律——能量衡算；动量守恒定律——动量衡算 第一节流体静止的基本方程 、密度 1. 气体密度： m pM V RT 2. 液体均相混合物密度: 1 a 1 a 2 a n -（m —混合液体的密度， a —各组分质量分数， n — 各组 分密度） m 1 2 n 3. 气体混合物密度： m 1 1 2 2 n n （ m —混合气体的密度， —各组分体积分数） 4. 压力或温度改变时， 密度随之改变很小的流体成为不可压缩流体 （液体）；若有显著的改变则称为可压缩流体 （气体）。 、.压力表示方法 1、常见压力单位及其换算关系： 1atm 101300 Pa 101.3kPa 0.1013MPa 10.33mH 2O 760mmHg 2 、压力的两种基准表示：绝压（以绝对真空为基准） 、表压（真空度）（以当地大气压为基准，由压力表或真空表测岀） 表压=绝压一当地大气厂 真空度=当地大气 三、流体静力学方程 1、静止流体内部任一点的压力，称为该点的经压力，其特点为： （1） 从各方向作用于某点上的静压力相等； （2） 静压力的方向垂直于任一通过该点的作用平面； （3） 在重力场中，同一水平面面上各点的静压力相等，高度不同的水平面的经压力岁位置的高低而变化。 2 、流体静力学方程（适用于重力场中静止的、连续的不可压缩流体） P 1 g （z 1 Z 2） d （Z 1 Z 2） g z p （容器内盛液体，上部与大气相通， p/ g —静压头，"头"一液位高度，z p —位压头 或位头） 上式表明：静止流体内部某一水平面上的压力与其位置及流体密度有关，所在位置与低则压力愈大。 四、流体静力学方程的应用 1 、 U 形管压差计 指示液要与被测流体不互溶，且其密度比被测流体的大。 测量液体：P 1 p 2 （ 0 ）gR g （z 2乙） 测量气体：p 1 p 2 0gR 2、双液体U 形管压差计 p 1 p 2 （ 2 第二节流体流动的基本方程 一、基本概念 3 1 1 、体积流量（流量 V s ）:流体单位时间内流过管路任意流量截面（管路横截面）的体积。单位为 m s 2 、质量流量（ m s ）：单位时间内流过任意流通截面积的质量。单位为 kg s 1 m s V s P 2 P 1 g p g 1 )gR

化工原理知识点总结复习重点完美版

化工原理知识点总结复习重点完美版 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

第一章、流体流动 一、 流体静力学 二、 流体动力学 三、 流体流动现象 四、 流动阻力、复杂管路、流量计 一、流体静力学： 压力的表征：静止流体中，在某一点单位面积上所受的压力，称为静压力，简称压力，俗称压强。 表压强（力）＝绝对压强（力）-大气压强（力） 真空度＝大气压强-绝对压 大气压力、绝对压力、表压力（或真空度）之间的关系 流体静力学方程式及应用： 压力形式 )(2112z z g p p -+=ρ 备注：1)在静止的、连续的同一液体内，处于同一 能量形式 g z p g z p 22 11 += +ρ ρ 水平面上各点压力都相等。 此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。 应用： U 型压差计 gR p p )(021ρρ-=- 倾斜液柱压差计 微差压差计 二、流体动力学 流量 质量流量 m S kg/s m S =V S ρ 体积流量 V S m 3/s 质量流速 G kg/m 2s (平均)流速 u m/s G=u ρ 连续性方程及重要引论： 一实际流体的柏努利方程及应用（例题作业题） 以单位质量流体为基准：f e W p u g z W p u g z ∑+++=+++ρ ρ2222121121 21 J/kg 以单位重量流体为基准：f e h g p u g z H g p u g z ∑+++=+++ ρρ222212112121 J/N=m 输送机械的有效功率： e s e W m N = 输送机械的轴功率： η e N N = （运算效率进行简单数学变换） m S =GA=π/4d 2 G V S =uA=π/4d 2 u

化工原理基础理论知识

十万吨/年聚丙烯装置基础理论知识（化工原理） 一、现场设备知识 1、什么叫泵？ 答：加压或输送液体的流体机械叫泵。 2、为什么离心泵启动前要灌泵？ 答：由于泵内空气密度远小于液体密度，在离心泵的运转条件下，气体通过离心泵所能得到的压升很小，即叶轮入口真空度很低，与吸液室的压差不足以吸入液体，使泵不上量，产生“气缚”现象，故离心泵启动前均要灌泵排气。 3、启动电机前应注意些什么？ 答：停机时间较长的电机及重要电机的启动，要与电工联系进行绝缘和电气部分的检查：螺栓是否松动、接地和清洁卫生情况合格，电机外部检查正常，盘车，防止定子与转子间有卡住的情况，用手盘车，禁止电动盘车，电机处于热态时只允许启动一次，冷态下允许启动三次，要求低负荷启动，当电机自动跳闸后，要查明原因，排除故障，然后再启动。 4、电动机为什么要装接地线？ 答：当电机内绕组绝缘被破坏漏油时，机壳带电，手摸上去就会造成触电事故。安装接地线是为了将漏电从接地线引入大地回零。这样形成回路，以保证人身安全，所以当接地线损坏或未接上时应及时处理。 5、在电机运转时检查风叶工作应注意些什么？ 答：在电机运转时检查风叶工作应注意：要注意风扇叶片螺丝有无松动，以防止固定螺丝松动造成叶片打坏，要注意站在电机侧面检查，站在风机前面检查时要保持一定距离，以防止衣襟下摆或其他东西被吸入风罩的事故。 6、设备常规检查的要点是什么？ 答：要检查各设备的介质流量、压力、物位、温度情况；电机电流、功率、温度、振动、噪音情况；润滑油温度、压力、液位、油质及密封情况；联锁投用情况；转动设备的温度、振动、声音等机械性能情况；并且应重点进行检查对比，尽短时间发现隐患，确保各设备运行正常。 7、离心泵扬程的意义？ 答：单位重量流体进出泵的机械能差值。 8、离心泵启动前先关出口阀，停泵前也先关出口阀的原因？ 答：离心泵启动前先关出口阀，其流量为零，泵对外不做功，启动功率为零，电机负载最小，避免由于启动泵过程中负荷过大，而烧坏电机或跳闸；停泵时先关出口阀是由于离心泵的扬程均很高，停泵

化工原理复习题及答案

1. 某精馏塔的设计任务为：原料为F，x f，要求塔顶为x D，塔底为x w。设计时若选定的回流比R不变，加料热状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体加料，则所需理论板数N T减小，提馏段上升蒸汽量V' 增加，提馏段下降液体量L' 增加，精馏段上升蒸汽量V不变，精馏段下降液体量L不变。（增加，不变，减少） 2. 某二元理想溶液的连续精馏塔,馏出液组成为x A=0.96(摩尔分率) .精馏段操作线方程为y=0.75x+0.24.该物系平均相对挥发度α=2.2,此时从塔顶数起的第二块理论板上升蒸气组成为y2=_______. 3. 某精馏塔操作时，F，x f，q，V保持不变，增加回流比R，则此时x D增加，x w减小，D减小，L/V增加。（增加，不变，减少） 6.静止、连续、_同种_的流体中，处在_同一水平面_上各点的压力均相等。 7.水在内径为φ105mm×2.5mm的直管内流动，已知水的黏度为1.005mPa·s，密度为1000kg·m3流速为1m/s,则R e＝_______________,流动类型为_______湍流_______。 8. 流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来 的__4__倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的__1/4___倍。 9. 两个系统的流体力学相似时，雷诺数必相等。所以雷诺数又称作相似准数。 10. 求取对流传热系数常常用_____量纲________分析法,将众多影响因素组合 成若干____无因次数群______数群，再通过实验确定各___无因次数群________之间的关系，即得到各种条件下的_____关联______式。 11. 化工生产中加热和冷却的换热方法有_____传导_____、 ___对流______和 ____辐射___。 12. 在列管式换热器中,用饱和蒸气加热空气,此时传热管的壁温接近___饱和蒸 汽一侧_____流体的温度,总传热系数K接近___空气侧___流体的对流给热系数.

化工原理(上)主要知识点

化工原理（上）各章主要知识点 三大守恒定律：质量守恒定律——物料衡算；能量守恒定律——能量衡算；动量守恒定律——动量衡算 第一节 流体静止的基本方程 一、密度 1. 气体密度：RT pM V m = = ρ 2. 液体均相混合物密度： n m a a a ρρρρn 22111+++=Λ （m ρ—混合液体的密度，a —各组分质量分数，n ρ—各组 分密度） 3. 气体混合物密度：n n m ρ?ρ?ρ?ρ+++=Λ2211（m ρ—混合气体的密度，?—各组分体积分数） 4. 压力或温度改变时，密度随之改变很小的流体成为不可压缩流体（液体）；若有显著的改变则称为可压缩流体（气体）。 二、.压力表示方法 1、常见压力单位及其换算关系： mmHg O mH MPa kPa Pa atm 76033.101013.03.10110130012===== 2、压力的两种基准表示：绝压（以绝对真空为基准）、表压（真空度）（以当地大气压为基准，由压力表或真空表测出） 表压 = 绝压—当地大气压 真空度 = 当地大气压—绝压 三、流体静力学方程 1、静止流体内部任一点的压力，称为该点的经压力，其特点为： （1）从各方向作用于某点上的静压力相等； （2）静压力的方向垂直于任一通过该点的作用平面； （3）在重力场中，同一水平面面上各点的静压力相等，高度不同的水平面的经压力岁位置的高低而变化。 2、流体静力学方程（适用于重力场中静止的、连续的不可压缩流体） )(2112z z g p p -+=ρ )(2121z z g p g p -+=ρρ p z g p =ρ（容器内盛液体，上部与大气相通，g p ρ/—静压头，“头”—液位高度，p z —位压头 或位头） 上式表明：静止流体内部某一水平面上的压力与其位置及流体密度有关，所在位置与低则压力愈大。 四、流体静力学方程的应用 1、U 形管压差计 指示液要与被测流体不互溶，且其密度比被测流体的大。 测量液体：)()(12021z z g gR p p -+-=-ρρρ 测量气体： gR p p 021ρ=- 2、双液体U 形管压差计 gR p p )(1221ρρ-=- 第二节 流体流动的基本方程 一、基本概念 1、体积流量（流量s V ）：流体单位时间内流过管路任意流量截面（管路横截面）的体积。单位为13 -?s m 2、质量流量（s m ）：单位时间内流过任意流通截面积的质量。单位为1 -?s kg s s V m ρ=

化工原理各章节知识点总结

第一章流体流动 质点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。 连续性假定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。 拉格朗日法选定一个流体质点,对其跟踪观察，描述其运动参数(如位移、速度等)与时间的关系。 欧拉法在固定空间位置上观察流体质点的运动情况，如空间各点的速度、压强、密度等，即直接描述各有关运动参数在空间各点的分布情况和随时间的变化。定态流动流场中各点流体的速度u 、压强p不随时间而变化。 轨线与流线轨线是同一流体质点在不同时间的位置连线，是拉格朗日法考察的结果。流线是同一瞬间不同质点在速度方向上的连线，是欧拉法考察的结果。系统与控制体系统是采用拉格朗日法考察流体的。控制体是采用欧拉法考察流体的。 理想流体与实际流体的区别理想流体粘度为零，而实际流体粘度不为零。粘性的物理本质分子间的引力和分子的热运动。通常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。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。 总势能流体的压强能与位能之和。 可压缩流体与不可压缩流体的区别流体的密度是否与压强有关。有关的称为可压缩流体，无关的称为不可压缩流体。 伯努利方程的物理意义流体流动中的位能、压强能、动能之和保持不变。平均流速流体的平均流速是以体积流量相同为原则的。 动能校正因子实际动能之平均值与平均速度之动能的比值。 均匀分布同一横截面上流体速度相同。 均匀流段各流线都是平行的直线并与截面垂直,在定态流动条件下该截面上

的流体没有加速度, 故沿该截面势能分布应服从静力学原理。 层流与湍流的本质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。 稳定性与定态性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。 边界层流动流体受固体壁面阻滞而造成速度梯度的区域。 边界层分离现象在逆压强梯度下，因外层流体的动量来不及传给边界层，而形成边界层脱体的现象。 雷诺数的物理意义雷诺数是惯性力与粘性力之比。 量纲分析实验研究方法的主要步骤: ①经初步实验列出影响过程的主要因素； ②无量纲化减少变量数并规划实验； ③通过实验数据回归确定参数及变量适用围，确定函数形式。 摩擦系数 层流区,λ与Re成反比，λ与相对粗糙度无关； 一般湍流区，λ随Re增加而递减，同时λ随相对粗糙度增大而增大； 充分湍流区，λ与Re无关,λ随相对粗糙度增大而增大。 完全湍流粗糙管当壁面凸出物低于层流层厚度，体现不出粗糙度过对阻力 损失的影响时，称为水力光滑管。Re很大，λ与Re无关的区域，称为完全湍流粗糙管。同一根实际管子在不同的Re下，既可以是水力光滑管，又可以是完全湍流粗糙管。 局部阻力当量长度把局部阻力损失看作相当于某个长度的直管，该长度即为局部阻力当量长度。 毕托管特点毕托管测量的是流速，通过换算才能获得流量。 驻点压强在驻点处，动能转化成压强(称为动压强)，所以驻点压强是静压强与动压强之和。 孔板流量计的特点恒截面，变压差。结构简单，使用方便，阻力损失较大。转子流量计的特点恒流速，恒压差，变截面。 非牛顿流体的特性 塑性：只有当施加的剪应力大于屈服应力之后流体才开始流动。

(完整版)化工原理基本知识点

第一章 流体流动 一、压强 1、单位之间的换算关系： 221101.3310330/10.33760atm kPa kgf m mH O mmHg ==== 2、压力的表示 （1）绝压：以绝对真空为基准的压力实际数值称为绝对压强（简称绝压），是流体的真实压强。 （2）表压：从压力表上测得的压力，反映表内压力比表外大气压高出的值。 表压=绝压-大气压 （3）真空度：从真空表上测得的压力，反映表内压力比表外大气压低多少 真空度=大气压-绝压 3、流体静力学方程式 0p p gh ρ=+ 二、牛顿粘性定律 F du A dy τμ= = τ为剪应力； du dy 为速度梯度；μ为流体的粘度； 粘度是流体的运动属性，单位为Pa ·s ；物理单位制单位为g/(cm·s)，称为P （泊），其百分之一为厘泊cp 111Pa s P cP ==g 液体的粘度随温度升高而减小，气体粘度随温度升高而增大。 三、连续性方程 若无质量积累，通过截面1的质量流量与通过截面2的质量流量相等。 111222u A u A ρρ= 对不可压缩流体 1122u A u A = 即体积流量为常数。 四、柏努利方程式 单位质量流体的柏努利方程式： 22u p g z We hf ρ???++=-∑ 22u p gz E ρ ++=称为流体的机械能 单位重量流体的能量衡算方程： Hf He g p g u z -=?+?+?ρ22

z ：位压头（位头）；22u g ：动压头（速度头） ；p g ρ：静压头（压力头） 有效功率：Ne WeWs = 轴功率：Ne N η = 五、流动类型 雷诺数：Re du ρ μ = Re 是一无因次的纯数，反映了流体流动中惯性力与粘性力的对比关系。 （1）层流： Re 2000≤：层流（滞流） ，流体质点间不发生互混，流体成层的向前流动。圆管内层流时的速度分布方程： 2 max 2(1)r r u u R =- 层流时速度分布侧型为抛物线型 （2）湍流 Re 4000≥：湍流（紊流） ，流体质点间发生互混，特点为存在横向脉动。 即，由几个物理量组成的这种数称为准数。 六、流动阻力 1、直管阻力——范宁公式 2 2 f l u h d λ= f f f p h H g g ρ?== （1）层流时的磨擦系数：64 Re λ=，层流时阻力损失与速度的一次方成正比，层流区又称为阻力一次方区。 （2）湍流时的摩擦系数 ①(Re,)f d ελ=（莫狄图虚线以下）:给定Re ，λ随d ε增大而增大；给定d ε ，λ 随Re 增大而减小。（2f p u λ?∝,虽然u 增大时, Re 增大, λ减小，但总的f p ?是增大的） ②()f d ελ=（莫狄图虚线以上），λ仅与d ε 有关，2f p u ?∝,这一区域称为阻力 平方区或完全湍流区。 2、局部阻力 （1）阻力系数法

化工原理知识点总结

一、流体力学及其输送 1.单元操作：物理化学变化的单个操作过程，如过滤、蒸馏、萃取。 2.四个基本概念：物料衡算、能量衡算、平衡关系、过程速率。 3.牛顿粘性定律：F=±τA=±μAdu/dy ，(F ：剪应力；A ：面积；μ：粘度；du/dy ：速度梯度)。 4.两种流动形态：层流和湍流。流动形态的判据雷诺数Re=duρ/μ；层流—2000—过渡—4000—湍流。当流体层流时，其平均速度是最大流速的1/2。 5.连续性方程：A1u1=A2u2；伯努力方程：gz+p/ρ+1/2u2=C 。 6.流体阻力=沿程阻力+局部阻力；范宁公式：沿程压降：Δpf=λlρu2/2d ，沿程阻力：Hf=Δpf/ρg=λl u2/2dg(λ：摩擦系数)；层流时λ=64/Re ，湍流时λ=F(Re ，ε/d)，(ε：管壁粗糙度)；局部阻力hf=ξu2/2g ，(ξ：局部阻力系数，情况不同计算方法不同) 7.流量计：变压头流量计(测速管、孔板流量计、文丘里流量计)；变截面流量计。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。 8.离心泵主要参数：流量、压头、效率（容积效率?v ：考虑流量泄漏所造成的能量损失；水力效率?H ：考虑流动阻力所造成的能量损失；机械效率?m ：考虑轴承、密封填料和轮盘的摩擦损失。）、轴功率；工作点(提供与所需水头一致)；安装高度(气蚀现象，气蚀余量)；泵的型号(泵口直径和扬程)；气体输送机械：通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。 9. 常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度1.29 kg/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 10. 管路总阻力损失的计算 11. 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。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。原因（①安装高度太高②被输送流体的温度太高，液体蒸汽压过高；③吸入管路阻力或压头损失太高）各种泵：耐腐蚀泵:输送酸、碱及浓氨水等腐蚀性液体 12. 往复泵的流量调节 （1）正位移泵 流量只与泵的几何尺寸和转速有关，与管路特性无关，压头与流量无关，受管路的承压能力所限制，这种特性称为正位移性，这种泵称为正位移泵。 往复泵是正位移泵之一。正位移泵不能采用出口阀门来调节流量，否则流量急剧上升，导致示损坏。 （2）往复泵的流量调节 第一，旁路调节，如图2-28所示，采用旁路阀调节主管流量，但泵的流量是不变的。 第二，改变曲柄转速和活塞行程。使用变速电机或变速装置改变曲柄转速，达到调 节流量，使用蒸汽机则更为方便。改变活塞行程则不方便。 13.流体输送机械分类 14.离心泵特性曲线： 222'2e 2e 2u d l l u d l l u d l h h h f f f ??? ? ??++=???? ??+=??? ??+=+=∑∑∑∑∑∑ζλλζλ

(能源化工行业)化工原理基础理论知识

（能源化工行业）化工原理基础理论知识

十万吨/年聚丙烯装置基础理论知识（化工原理） 壹、现场设备知识 什么叫泵？ 答：加压或输送液体的流体机械叫泵。 为什么离心泵启动前要灌泵？ 答：由于泵内空气密度远小于液体密度，在离心泵的运转条件下，气体通过离心泵所能得到的压升很小，即叶轮入口真空度很低，和吸液室的压差不足以吸入液体，使泵不上量，产生“气缚”现象，故离心泵启动前均要灌泵排气。 启动电机前应注意些什么？ 答：停机时间较长的电机及重要电机的启动，要和电工联系进行绝缘和电气部分的检查：螺栓是否松动、接地和清洁卫生情况合格，电机外部检查正常，盘车，防止定子和转子间有卡住的情况，用手盘车，禁止电动盘车，电机处于热态时只允许启动壹次，冷态下允许启动三次，要求低负荷启动，当电机自动跳闸后，要查明原因，排除故障，然后再启动。 电动机为什么要装接地线？ 答：当电机内绕组绝缘被破坏漏油时，机壳带电，手摸上去就会造成触电事故。安装接地线是为了将漏电从接地线引入大地回零。这样形成回路，以保证人身安全，所以当接地线损坏或未接上时应及时处理。 在电机运转时检查风叶工作应注意些什么？ 答：在电机运转时检查风叶工作应注意：要注意风扇叶片螺丝有无松动，以防止固定螺丝松动造成叶片打坏，要注意站在电机侧面检查，站在风机前面检查时要保持壹定距离，以防止衣襟下摆或其他东西被吸入风罩的事故。 设备常规检查的要点是什么？ 答：要检查各设备的介质流量、压力、物位、温度情况；电机电流、功率、温度、振动、噪音情况；润滑油温度、压力、液位、油质及密封情况；联锁投用情况；转动设备的温度、振动、声音等机械性能情况；且且应重点进行检查对比，尽短时间发现隐患，确保各设备运行正常。 离心泵扬程的意义？ 答：单位重量流体进出泵的机械能差值。 离心泵启动前先关出口阀，停泵前也先关出口阀的原因？ 答：离心泵启动前先关出口阀，其流量为零，泵对外不做功，启动功率为零，电机负载最小，避免由于启动泵过程中负荷过大，而烧坏电机或跳闸；停泵时先关出口阀是由于离心泵的扬程均很高，停泵时为防止管线内的液体倒流而松动叶轮或损坏电机。 液体性质对离心泵特性的影响？ 答：离心泵的特性曲线壹般是用清水作实验求得的，输送不同性质的液体，应考虑液体性质对离心泵特性的影响：液体密度和泵的功率成正比，密度增大时，吸入装置的有效汽蚀余量将降低，泵易发生汽蚀；液体粘度增加时，在相同流量下，泵的扬程和效率将减小，轴功率增加。扬程相同时，流量将变小。另外，泵的抗汽蚀性能随粘度增加而下降；液体饱和蒸汽压升高时，泵的抗汽蚀性能下降。 离心泵按叶轮数目可分为那些形式？ 答：可分为单级泵和多级泵 离心泵的主要性能参数有哪些？ 答：离心泵的主要性能参数有：转速n、流量Q、扬程H、功率N、效率η、允许吸上真空度和允许气蚀余量等。泵铭牌上所列的数字，是指泵在最高效率下的性能。 离心泵汽蚀的危害？

化工原理(各章节考试重点题与答案)汇总

第1章流体流动重点复习题及答案 学习目的与要求 1、掌握密度、压强、绝压、表压、真空度的有关概念、有关表达式和计算。 2、掌握流体静力学平衡方程式。 3、掌握流体流动的基本概念——流量和流速，掌握稳定流和不稳定流概念。 4、掌握连续性方程式、柏努利方程式及有关应用、计算。 5、掌握牛顿黏性定律及有关应用、计算。 6、掌握雷诺实验原理、雷诺数概念及计算、流体三种流态判断。 7、掌握流体流动阻力计算，掌握简单管路计算，了解复杂管路计算方法。 8、了解测速管、流量计的工作原理，会利用公式进行简单计算。 综合练习 一、填空题 1．某设备的真空表读数为200 mmHg，则它的绝对压强为____________mmHg。当地大气压强为101.33 103Pa. 2．在静止的同一种连续流体的内部，各截面上__________与__________之和为常数。 3．法定单位制中粘度的单位为__________，cgs制中粘度的单位为_________，它们之间的关系是__________。 4．牛顿粘性定律表达式为_______，它适用于_________流体呈__________流动时。 5．开口U管压差计是基于__________原理的测压装置，它可以测量管流中___________上的___________或__________。 6．流体在圆形直管内作滞流流动时的速度分布是_____________形曲线，中心最大速度为平均速度的________倍。摩擦系数与_____________无关，只随_____________加大而_____________。 7．流体在圆形直管内作湍流流动时，摩擦系数λ是_____________函数，若流动在阻力平方区，则摩擦系数是_____________函数，与_____________无关。 8．流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为_____________。邻近管壁处存在_____________层，Re值越大，则该层厚度越_____________ 9．实际流体在直管内流过时，各截面上的总机械能_________守恒，因实际流体流动时有_____________。

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第一章、流体流动 一、流体静力学 二、流体动力学 三、流体流动现象 四、流动阻力、复杂管路、流量计 一、流体静力学： 压力的表征：静止流体中，在某一点单位面积上所受的压力，称为静压力，简称压力，俗称压强。 表压强（力）＝绝对压强（力）- 大气压强（力）真空度＝大气压强- 绝对压 大气压力、绝对压力、表压力（或真空度）之间的关系 流体静力学方程式及应用： 压力形式p2 p1 g( z1 z2 ) 备注： 1) 在静止的、连续的同一液体内，处于同一 能量形式p1 z1 g p2 z2 g 水平面上各点压力都相等。 此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。应用： U型压差计p1p2( 0) gR 倾斜液柱压差计 微差压差计 二、流体动力学 流量 m kg/s m=Vρ 质量流量 S SS 体积流量S 3 m S=GA= π /4d2G V m /s V S=uA= π /4d2u 质量流速G kg/m 2s (平均)流速u m/s G=uρ 连续性方程及重要引论： u2( d1) 2 u1d2 一实际流体的柏努利方程及应用（例题作业题）

以单位质量流体为基准： 1 2 p1 1 2 p2 J/kg z1 g 2 u1 W e z2 g 2 u2 W f 以单位重量流体为基准： 1 2 p1 1 2 p2 J/N=m z1 2g u1 g H e z2 2g u2 g h f 输送机械的有效功率：N e m s W e 输送机械的轴功率：N N e （运算效率进行简单数学变换） 应用解题要点： 1、作图与确定衡算范围: 指明流体流动方向，定出上、下游界面； 2、截面的选取：两截面均应与流动方向垂直； 3、基准水平面的选取：任意选取，必须与地面平行，用于确定流体位能的大小； 4、两截面上的压力：单位一致、表示方法一致； 5、单位必须一致：有关物理量的单位必须一致相匹配。 三、流体流动现象： 流体流动类型及雷诺准数： （ 1）层流区Re<2000 （2）过渡区2000< Re<4000 （ 3）湍流区Re>4000 本质区别：（质点运动及能量损失区别）层流与端流的区分不仅在于各有不同的Re 值，更重要的是两种流型的质点运动方式有本质区别。 流体在管内作层流流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动，各质点互不碰撞，互不混合流体在管内作湍流流动时，其质点作不规则的杂乱运动并相互碰撞，产生大大小小的旋涡。 由于质点碰撞而产生的附加阻力较自黏性所产生的阻力大得多，所以碰撞将使流体前进阻力急剧 加大。 管截面速度大小分布： 无论是层流或揣流，在管道任意截面上，流体质点的速度均沿管径而变化，管壁处速度为零，离开管壁以后速度渐增，到管中心处速度最大。 层流： 1、呈抛物线分布；2、管中心最大速度为平均速度的2倍。 湍流： 1、层流内层； 2、过渡区或缓冲区；3、湍流主体 湍流时管壁处的速度也等于零，靠近管壁的流体仍作层流流动，这－作层流流动的流体薄层称为 层流内层或层流底层。自层流内层往管中心推移，速度逐渐增大，出现了既非层流流动亦非 完全端流流动的区域，这区域称为缓冲层或过渡层，再往中心才是揣流主体。层流内层的厚度随 Re 值的增加而减小。 层流时的速度分布 u 1 u max 2 湍流时的速度分布u 0.8u max 四、流动阻力、复杂管路、流量计： 计算管道阻力的通式：（伯努利方程损失能）

化工原理少学时知识点整理

1吸收分离的依据是什么？如何分类？ 答：依据是组分在溶剂中的溶解度差异。 （1 ）按过程有无化学反应：分为物理吸收、化学吸收 （2）按被吸收组分数：分为单组分吸收、多组分吸收 （3 ）按过程有无温度变化：分为等温吸收、非等温吸收 （4）按溶质组成高低：分为低组成吸收、高组成吸收 2、吸收操作在化工生产中有何应用？ 答：吸收是分离气体混合物的重要方法，它在化工生产中有以下应用。 ①分离混合气体以回收所需组分，如用洗油处理焦炉气以回收其中的芳烃等。 ②净化或精制气体，如用水或碱液脱除合成氨原料气中的二氧化碳等。 ③制备液相产品，如用水吸收氯化氢以制备盐酸等。 ④工业废气的治理，如工业生产中排放废气中含有NOSO等有毒气体，则需用吸收方法 除去，以保护大气环境。 3、吸收与蒸馏操作有何区别？ 答：吸收和蒸馏都是分离均相物系的气一液传质操作，但是，两者有以下主要差别。 ①蒸馏是通过加热或冷却的办法，使混合物系产生第二个物相；吸收则是从外界引入另一相物质（吸收 剂）形成两相系统。因此，通过蒸馏操作可以获得较纯的组分，而在吸收操作中因溶质进入溶剂，故不能得到纯净组分。 ②传质机理不同，蒸馏液相部分气化和其相部分冷凝同时发生，即易挥发组分和难挥发组分同时向着彼此 相反方向传递。吸收进行的是单向扩散过程，也就是说只有溶质组分由气相进入液相的单向传递。 ③依据不同。 4、实现吸收分离气相混合物必须解决的问题？ 答：（1 ）选择合适的溶剂 （2）选择适当的传质设备 （3）溶剂的再生 5、简述吸收操作线方程的推导、物理意义、应用条件和操作线的图示方法。 答：对塔顶或塔底与塔中任意截面间列溶质的物料衡算，可整理得 L X亿存2）或丫V X M V X i) 上式皆为逆流吸收塔的操作线方程。该式表示塔内任一截面上的气液相组成之间的关系。式中L/V为液气比，其值反映单位气体处理量的吸收剂用量，是吸收塔重要的操作参数。 上述讨论的操作线方程和操作线，仅适用于气液逆流操作，在并流操作时，可用相似方 法求得操作线方程和操作线。 应予指出，无论是逆流还是并流操作，其操作线方程和操作线都是通过物料衡算得到的，它们与物系的平衡关系、操作温度与压强及塔的结构等因素无关。 6、亨利定律有哪些表达式？应用条件是什么？答：亨利定律表达气液平衡时两相组成间的关系。由于相组成由多种有多种表示方法，因此亨利定律有多种表达式，可据使用情况予以选择。 ①气相组成用分压，液相组成用摩尔分数表示时，亨利定律表达式为 P Ex

化工原理少学时知识点整理

1、吸收分离的依据是什么？如何分类？ 答：依据是组分在溶剂中的溶解度差异。 （1）按过程有无化学反应：分为物理吸收、化学吸收 （2）按被吸收组分数：分为单组分吸收、多组分吸收 （3）按过程有无温度变化：分为等温吸收、非等温吸收 （4）按溶质组成高低：分为低组成吸收、高组成吸收 2、吸收操作在化工生产中有何应用？ 答：吸收是分离气体混合物的重要方法，它在化工生产中有以下应用。 ① 分离混合气体以回收所需组分，如用洗油处理焦炉气以回收其中的芳烃等。 ② 净化或精制气体，如用水或碱液脱除合成氨原料气中的二氧化碳等。 ③ 制备液相产品，如用水吸收氯化氢以制备盐酸等。 ④ 工业废气的治理，如工业生产中排放废气中含有NO SO 等有毒气体，则需用吸收方法 除去，以保护大气环境。 3、吸收与蒸馏操作有何区别？ 答：吸收和蒸馏都是分离均相物系的气—液传质操作，但是，两者有以下主要差别。 ① 蒸馏是通过加热或冷却的办法，使混合物系产生第二个物相；吸收则是从外界引入另 一相物质（吸收剂）形成两相系统。因此，通过蒸馏操作可以获得较纯的组分，而在吸收操作中因溶质进入溶剂，故不能得到纯净组分。 ② 传质机理不同，蒸馏液相部分气化和其相部分冷凝同时发生，即易挥发组分和难挥发 组分同时向着彼此相反方向传递。吸收进行的是单向扩散过程，也就是说只有溶质组分由气相进入液相的单向传递。 ③ 依据不同。 4、实现吸收分离气相混合物必须解决的问题？ 答：（1）选择合适的溶剂 （2）选择适当的传质设备 （3）溶剂的再生 5、简述吸收操作线方程的推导、物理意义、应用条件和操作线的图示方法。 答：对塔顶或塔底与塔中任意截面间列溶质的物料衡算，可整理得 )(V L Y 22X V L Y X -+= )(11X V L Y X V L Y -+=或 上式皆为逆流吸收塔的操作线方程。该式表示塔内任一截面上的气液相组成之间的关系。式中L/V 为液气比，其值反映单位气体处理量的吸收剂用量，是吸收塔重要的操作参数。 上述讨论的操作线方程和操作线，仅适用于气液逆流操作，在并流操作时，可用相似方法求得操作线方程和操作线。 应予指出，无论是逆流还是并流操作，其操作线方程和操作线都是通过物料衡算得到的，它们与物系的平衡关系、操作温度与压强及塔的结构等因素无关。 6、亨利定律有哪些表达式？应用条件是什么？ 答：亨利定律表达气液平衡时两相组成间的关系。由于相组成由多种有多种表示方法，因此亨利定律有多种表达式，可据使用情况予以选择。 ① 气相组成用分压，液相组成用摩尔分数表示时，亨利定律表达式为 P E x *=?

化工原理知识点提要

求化工原理知识点提要 一、流体力学及其输送 1.单元操作:物理化学变化的单个操作过程，如过滤、蒸馏、萃取。 2.四个基本概念:物料衡算、能量衡算、平衡关系、过程速率。 3.牛顿粘性定律:F=±τA=±μAdu/dy，(F:剪应力;A:面积;μ:粘度;du/dy:速 度梯度)。 4.两种流动形态:层流和湍流。流动形态的判据雷诺数Re=duρ/μ;层流-20 00-过渡-4000-湍流。 5.连续性方程:A1u1=A2u2;伯努力方程:gz+p/ρ+1/2u2=C。 6.流体阻力=沿程阻力+局部阻力;范宁公式:沿程压降:Δpf=λlρu2/2d，沿 程阻力:Hf=Δpf/ρg=λl u2/2dg(λ:摩擦系数);层流时λ=64/Re，湍流时λ=F(Re，ε/d)，(ε:管壁粗糙度);局部阻力hf=ξu2/2g，(ξ:局部阻力系数，情况不同计算方法不同) 7.流量计:变压头流量计(测速管、孔板流量计、文丘里流量计);变截面流量计。 8.离心泵主要参数:流量、压头、效率、轴功率;工作点(提供与所需水头一致);安装高度(气蚀现象，气蚀余量);泵的型号(泵口直径和扬程);气体输送机械:通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。 二、非均相机械分离 1.颗粒的沉降:层流沉降速度Vt=(ρp-ρ)gdp2/18μ，(ρp-ρ:颗粒与流体密 度差，μ:流体粘度);重力沉降(沉降室，H/v=L/u，多层;增稠器，以得到稠浆为 目的的沉淀);离心沉降(旋风分离器)。 2.过滤:深层过滤和滤饼过滤(常用，助滤剂增加滤饼刚性和空隙率);分类:压

滤、离心过滤，间歇、连续;滤速的康采尼方程:u=(Δp/Lμ)ε3/5a2(1-ε)2，(ε:滤饼空隙率;a:颗粒比表面积;L:层厚)。 三、传热 1.传热方式:热传导(傅立叶定律)、对流传热(牛顿冷却定律)、辐射传热(四次方定律);热交换方式:间壁式传热、混合式传热、蓄热体传热(对蓄热体的周期性加热、冷却)。 2.傅立叶定律:dQ= -λdA ，(Q:热传导速率;A:等温面积;λ:比例系数; :温度梯度); λ与温度的关系:λ=λ0(1+at)，(a:温度系数)。 3.不同情况下的热传导:单层平壁:Q=(t1-t2)/[b/(CmA)]=温差/热阻，(b:壁厚;Cm=(λ1-λ2)/2); 多层平壁:Q=(t1-tn+1)/ [bi /(λiA)];单层圆筒:Q=(t1-t2)/[b/(λAm)]，(A:圆筒侧面积，C= (A2-A1)/ln(A2/A1)); 多层圆筒:Q=2πL(t1-t n+1)/ [1/λi [ln(ri+1/ri) ]。 4.对流传热类型:强制对流传热(外加机械能)、自然对流传热、(温差导致)、蒸汽冷凝传热(冷壁)、液体沸腾传热(热壁)，前两者无相变，后两者有相变;牛顿冷却定律:dQ=hdAΔt，(Δt>0;h:传热系数)。 5.吸收率A+反射率R+透射率D=1;黑体A=1，镜体R=1，透热体D=1，灰体A+R=1; 总辐射能E=Eλdλ，(Eλ:单色辐射能;λ:波长); 四次方定律:E=C(T/100)4=εC0(T/100)4，(C:灰体辐射常数;C0:黑体辐射常数;ε=C/C0:发射率或黑度); 两物体辐射传热:Q1-2=C1-2φA[(T1/100)4-(T2/100)4]，(φ:角系数;A:辐射面积;C1-2=1/[(1/C1)+(1/C2)-(1/C0)]) 6.总传热速率方程:dQ=KmdA，(dQ:微元传热速率;Km:总传热系数;A:传热面积); 1/K=1/h1+bA1/λAm+A1/h2A2，(h1，h2:热、冷流体表面传热系数)。

化工原理知识点总结复习重点(完美版)

第一章、流体流动 一、 流体静力学 二、 流体动力学 三、 流体流动现象 四、 流动阻力、复杂管路、流量计 一、流体静力学： ● 压力的表征：静止流体中，在某一点单位面积上所受的压力，称为静压力，简称压力， 俗称压强。 表压强（力）＝绝对压强（力）-大气压强（力） 真空度＝大气压强-绝对压 大气压力、绝对压力、表压力（或真空度）之间的关系 ● 流体静力学方程式及应用： 压力形式 )(2112z z g p p -+=ρ 备注：1)在静止的、连续的同一液体内，处于同一 能量形式 g z p g z p 22 11 += +ρ ρ 水平面上各点压力都相等。 此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。 应用： U 型压差计 gR p p )(021ρρ-=- 倾斜液柱压差计 微差压差计 二、流体动力学 ● 流量 质量流量 m S kg/s m S =V S ρ 体积流量 V S m 3/s 质量流速 G kg/m 2s (平均)流速 u m/s G=u ρ ● 连续性方程及重要引论： 22 112)(d d u u = ● 一实际流体的柏努利方程及应用（例题作业题） m S =GA=π/4d 2G V S =uA=π/4d 2u

以单位质量流体为基准：f e W p u g z W p u g z ∑+++=+++ ρ ρ222212112121 J/kg 以单位重量流体为基准：f e h g p u g z H g p u g z ∑+++=+++ ρρ222212112121 J/N=m 输送机械的有效功率： e s e W m N = 输送机械的轴功率： η e N N = （运算效率进行简单数学变换） 应用解题要点： 1、 作图与确定衡算范围:指明流体流动方向，定出上、下游界面； 2、 截面的选取：两截面均应与流动方向垂直； 3、 基准水平面的选取：任意选取，必须与地面平行，用于确定流体位能的大小； 4、 两截面上的压力：单位一致、表示方法一致； 5、 单位必须一致：有关物理量的单位必须一致相匹配。 三、流体流动现象： ● 流体流动类型及雷诺准数： （1）层流区 Re<2000 （2）过渡区 2000< Re<4000 （3）湍流区 Re>4000 本质区别：（质点运动及能量损失区别）层流与端流的区分不仅在于各有不同的Re 值，更重要的是两种流型的质点运动方式有本质区别。 流体在管内作层流流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动，各质点互不碰撞，互不混合 流体在管内作湍流流动时，其质点作不规则的杂乱运动并相互碰撞，产生大大小小的旋涡。由于质点碰撞而产生的附加阻力较自黏性所产生的阻力大得多，所以碰撞将使流体前进阻力急剧加大。 管截面速度大小分布： 无论是层流或揣流，在管道任意截面上，流体质点的速度均沿管径而变化，管壁处速度为零，离开管壁以后速度渐增，到管中心处速度最大。 层流：1、呈抛物线分布；2、管中心最大速度为平均速度的2倍。 湍流：1、层流内层；2、过渡区或缓冲区；3、湍流主体 湍流时管壁处的速度也等于零，靠近管壁的流体仍作层流流动，这－作层流流动的流体薄层称为层流内层或层流底层。自层流内层往管中心推移，速度逐渐增大，出现了既非层流流动亦非完全端流流动的区域，这区域称为缓冲层或过渡层，再往中心才是揣流主体。层流 内层的厚度随Re 值的增加而减小。 层流时的速度分布 max 2 1 u u = 湍流时的速度分布 max 8.0u u ≈ 四、流动阻力、复杂管路、流量计： ● 计算管道阻力的通式：（伯努利方程损失能）

化工原理知识点整理.

相平衡方程 ()11y x α=+- 全塔物料衡算 W D F += W D F Wx Dx Fx += 塔顶产品采出率 W D W F x x x x F D --= 塔釜产品采出率 D F D W x x W F x x -=- 易挥发组分回收率 D F Dx Fx η= 难挥发组分回收率 (1) w F Wx F x η=- 精馏段物料衡算 11D D 1+++=+= +R x x R R x V D x V L y n n n /R L D = ()1V R D =+=L+D 提馏段物料衡算 qF L L += F q V V )1(--= 1(1)(1)(1)(1)n n W n W L W RD qF F D y x x x x V V R D q F R D q F ++-=-=-+--+-- 进料线方程(q 线方程) 1 1F ---=q x x q q y 理想溶液最小回流比的计算 D e min min D e 1x y R R x x -=+- 对于不同的进料热状况，x q 、y q 与x F 的L 与L , V 与V 的关系为 （1）冷液进料：x q ＞x F ，y q ＞x F ，q>1,L ＞L+F, V ＜V ； （2）饱和液体进料（泡点进料）：x q ＝x F ，y q ＞x F ； q ＝1, e F x x = L ＝L+F, V=V ； （3）气液混合物进料：x q ＜x F ，y q ＞x F 0> 饱和湿空气：()d W as t t t t ==