青岛科技大学-化工原理C-总复习

化工原理C总复习绪论化工原理的主要任务是研究化工生产中各类物理操作问题的基本、典型设备的原理、操作和计算。质量衡算、能量衡算和动量衡算是化工原理中分析问题采用的基本方法。衡算的一般步骤是：首先确定衡算，其次是确定衡算和衡算，最后按衡算的进行计算化工常用的单元操作是以、和三种传递过程为基本理论基础。(范围，对象，基准，通式)(原理，结构，性能，设计)第一章流体流动原理及应用流量测量管路计算流动阻力流动研究动静一、流体静力学基本方程1、流体静力学涉及的主要物理量密度混合规则液体：气体：nwnBwBAwAmxxx1VnnVBBVAAmxxx大气压线绝对零压线表压绝压绝压真空度AB压强表示方法当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压100mmHg,则该体系的绝对压强为_____mmHg,真空度为__Pa。2、流体静力学基本方程适用条件：静止、连续的同一种流体，且密度恒定推论：等压面2211gzpgzp流体的静止状态是流体运动的一种______形式。静止流体的规律就是流体在______场的作用下流体内部______变化的规律。该变化规律的数学描述，称为流体静力学基本方程，简称静力学方程。3、U形管压差计)(BARgp二、流体流动的基本方程1、流量与流速2、连续性方程AwGAVuuGsmkgGsmuVwskgwsmVssssss)/(//,/23，质量流速，，流速，流速质量流量，，体积流量，流量222111AuAu21221dduu1.在圆形管道中，不可压缩流体定态流动的连续性方程表明：当流体的体积流量一定时，流速与管径平方成______比（正、反）。此流动规律与管道的放置方式、管道上是否装有管件、阀门及输送机械的布置情况______关（有、无），它只是描述不可压缩流体在圆形管道中的______衡算关系。2.理想流体在变径管路中作稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，其动能，静压力__。3.某液体在直管中连续稳定的流过，若管道中有一半开阀门，则阀门前后两截面处流量_______，能量_________。A不变B减少C增加D变化不定4.水由粗管连续流入细管作稳态流动，粗管的内径为80mm，细管的内径为40mm,。若水在细管内的流速为3m/s，则水在粗管内的流速为______m/s。5.层流时各点速度的平均值u等于管中心处最大速度umax的_____倍。A0.5B2C8D32现要输送45m3/h的水，若管内水的流速约取2.5m/s，则可选钢管。AΦ76×3mmBΦ88.5×4mmCΦ108×4mmDΦ25×2.5mm某液体在内径为d1的水平管路中定态流动，其平均流速为u1。当它以相同的体积流量通过某内径为d2（d2=d1/2）的管子时，流速将变为原来的倍；当流动为完全湍流时，每米管长的压力降将变为原来的倍。3、柏努利方程fehpugZwpugZ2222121122feHgpguZHgpguZ2222121122(J/kg)(m)1.流体沿直径不变垂直管道向下流动，单位质量流体的总能量逐渐_______，______逐渐转化为_______和_______。(减小，位能，静压能，热能)三、流体流动的内部特征1、牛顿粘性定律2、流动型态dyduduRe温度升高，液体的黏度________，气体的黏度_________。反映流体流动中的内摩擦力大小的定律为，其表达式为。热传导的基本定律是定律，其表达式为。四、管内流动的阻力计算1、范宁公式层流湍流22udlhfRe64)(Re,df2、管路的总阻力损失计算2)(2udlhf22udllhef1.流体流动进入湍流区后，对于一定的管型（即ε/d=常数），λ随着Re的增大而______。A）增加B）减小C）不变D）不确定2.水在管内径为200mm的管路中流动，水的密度为1000kg/m3，黏度为1.005cPa•s，流量为50m3/h，则此时水的流动型态为______。A）层流B）过渡流C）湍流D）对流雷诺准数的表达式为。当密度ρ＝1000kg.m-3,粘度μ=1厘泊的水,在内径为d=100mm,以流速为1m.s-1在管中流动时，其雷诺准数等于,其流动类型为____。由实验确定直管摩擦阻力λ与Re的关系。层流区摩擦系数λ与无关。湍流区，λ与及有关。而完全湍流区，摩擦系数λ与无关，仅与有关。水在管内径为50mm的管路中流动，水的密度为998.2kg/m3，黏度为1.005cPa•s，流量为0.2m3/h，则此时水在管内的摩擦系数λ为______。A）0.046B）0.033C）0.021D）0.012流体在水平圆形直管内流动，当管内径减少二分之一时，则因直管阻力引起的压降损失变为原来的______倍。假设流体的流量不变，且一直处于阻力平方区。A0.5B2C8D32当管路中流体速度的大小或方向突然发生改变时会产生漩涡，这种现象称为______，是导致____________的主要原因。五、流量测量（1）测速管（2）孔板流量计（3）转子流量计被测被测指示gRu)(2)(20000指示RgACAuVsfffRRsAgVACV)(2转子流量计属__________流量计。孔板流量计属于__________流量计。A变压差恒截面B恒压差变截面C变压差变截面用转子流量计测定管路中水的流量，若水的流量增大，水施加于转子上的总作用力______。A）增加B）减小C）不变D）不确定六、流体输送机械1、离心泵的工作原理吸入排液“气缚”现象1.离心泵的工作原理可由两个过程说明。①排液过程：启动前泵内灌满液体，叶轮带动液体高速旋转并产生离心力，在离心力作用下液体从叶片间排出并在蜗牛形壳体内汇集。由于壳体内流道渐大，部分______压头转化为静压头，在泵的出口处液体获得较高的静压头而排液。②吸液过程：离心泵在排液过程中，叶轮中心处（包括泵入口）形成______区，由于被吸液面压强的作用，产生压强差，从而保证了液体连续不断地吸入叶轮中心。2.离心泵的主要部件有如下三部分:______,_____,_______；其工作点是______曲线与______曲线的交点。3.输送含有杂质的悬浮液时，离心泵宜采用_______叶轮。2、离心泵的特性曲线比例定律切割定律gHQNee32QQnnNNnnHHnn，，32QQDDNNDDHHDD，，离心泵的设计点对应于______________。A最大流量点B最大压头点C最高效率点D最大功率点3、离心泵的安装高度（1）“汽蚀”现象（2）最大安装高度（3）最大吸上真空度（4）最小气蚀余量（允许汽蚀余量）esfeessHgugpgpZ,2min,max,2gpgpHeasmin,max,gpgugpvee2NPSH2min,离心泵在启动时，若没有完全排出泵内的空气，会发生现象，离心泵的安装高度超过允许安装高度时，会发生现象。离心泵停止操作时宜。A.先关出口阀后停电；B.先停电后关阀；C.先关出口阀或先停电均可；D.单级泵先停电，多级泵先关出口阀。离心泵吸入管路的阻力损失增大时，会导致离心泵的允许安装高度___________。国内离心泵常用和两种指标表示离心泵的吸上性能。4、离心泵流量调节(1)改变管路或泵特性曲线(2)串联和并联，高阻管路优选串联，低阻管路优选并联工业生产中，经常采用两泵并联或串联操作，对低阻管路，采用——组合较好，对高阻管路，采用组合较好。离心泵流量调节方法有两种，分别为____________和_____________第二章传热设备（换热器）热辐射换热器的传热计算间壁两侧流体间的传热对流传热热传导三种传热方式1.根据传热机理不同，传热的基本方式分为_____、和三种。1基本概念1.1温度场和等温面1.2温度梯度1.3导热速率（傅立叶定律）1.4导热系数（称热导率）2固体壁的定态热传导)()()(433332222111ttbSttbSttbSQniiiinSbttQ1113.圆筒壁niiniimiiniiniiiinRtSbtrrttLQ11111111ln1)(21221ln)(2rrttLQmmSbttbttSQ2121LrSmm2这里：1212lnrrrrrm单层多层1.某锅炉炉墙是由耐火砖、保温砖和普通砖构成，在定态传热的情况下，三层的温度降分别为269C、72C和38C，这三层平壁的热阻之比R1:R2:R3=________________________。2.三层平壁串联导热，相应各层热阻的关系为R3R1R2，则各层温差的关系为______。3.有一钢板平壁，厚度为5mm，若高温壁T1=330K，低温壁T2=310K，钢板的热导率λ=45.4W/(m•K)，则该平壁在单位时间内、单位面积上所传递的热量为____kW/m24.是产生导热的必要条件；若温度场不随时间而变，则该温度场称为。温度场内温度相同的各点组成的面叫。5.最有可能用作绝热保温材料的是______。A不锈钢B混凝土C聚苯乙烯泡沫D玻璃4对流传热速率方程牛顿冷却定律2221)(RtSttttSQww1111)(RTSTTTTSQww1.在换热器内，冷热流体间热量传递过程的机理是：热量首先由热流体主体以______的方式传递到间壁内侧，然后以______的方式穿过间壁，最后由间壁外侧以______的方式传递至冷流体主体。在影响对流传热系数的各准数中，表征与对流传热有关的流体物性的准数是______。A）努赛尔特准数B）雷诺准数C）普兰特准数D）格拉斯霍夫准数包含对流传热系数的无因次准数为。ANuBReCPrDGr5对流传热系数的计算式无相变流体在圆形直管内作强制湍流式中之：当流体被加热时，n=0.4；当流体被冷却时，n=0.3。nNuPrRe023.08.0nidPrRe023.08.01.空气在圆管内作强制湍流流动后被加热，测得此时管壁对空气的对流传热系数为18.82W/(m2•K)。若空气的流速增大一倍，而其他条件不变，则此时的对流传热系数变为__W/(m2•K)。2.列管换热器的管程设计成多程是为了；在壳程设置折流挡板是为了。3.导热系数的单位为，对流传热系数的单位为。6有相变时对流传热蒸气冷凝膜状冷凝滴状冷凝1.在计算换热器的热负荷时，必须分清属于有相变还是无相变，然后依据不同算式进行计算。例如，对蒸气的______、______过程的热负荷，要予以分别计算，然后相加。2.在常压水蒸气冷凝加热空气，空气平均温度为20℃，则壁温约为_________。A.20℃；B.100℃；C.60℃；D.49.7℃。3.工业生产中，沸腾传热应设法保持在。A、自然对流区；B、核状沸腾区；C、膜状沸腾区；D、过渡区。4.在管壳式换热器内，利用水蒸汽冷凝来加热管内空气，换热器的总传热系数K接近于_____侧的，管壁的温度接近于_______的温度。5.水蒸汽滴状冷凝的对流传热系数___（,,=）膜状冷凝的，水强制对流时的___（,,=）空气强制对流时的。液体沸腾概念：过冷沸腾饱和沸腾由泡状沸腾向膜状沸腾过渡的转折点称为________点，过此点传热系数的值趋于_________。液体沸腾曲线通常分为_____、_____和_____三个区域。7传热速率方程和传热系数过程：“对流-传导-对流”的串联原因：热量在径向和轴向分布局部总传热速率方程)