化工原理考研10整理资料(南工大)

1.什么叫流体？流体不同于固体的特征是什么？P72.流体是由大量分子组成，而每个分子行为千差万别，且分子间是不连续的。因此，提出连续介质模型的意义是什么？P73.流体具有粘性的原因是什么？流体粘度是衡量粘性大小的物理量，流体静止时是否具有粘度？P15（液体：分子间引力；气体：分子热运动）P16（粘度是流体只有运动时才体现的一种流体性质）第一章流体流动1.1基本概念5.量纲分析（因次分析）可以减少变量，减少实验工作量，减少实验设备，减少实验流体种类。由无量纲数群（无因次数群）表示的关联式可推广应用于其他设备和其它流体，条件是什么？P30（设备与实验设备几何相似，流体物性各自维持常数）7.局部阻力产生的原因和实质是什么？P34-35（实质是边界层分离）6.分析U形管压差计受力平衡的重要依据是什么？P30（流体静力学基本方程式+等压面）4.什么叫速度边界层？产生的原因是什么？P28-298.如何计算非圆形截面管道的当量直径？P361.U形压差计12()mmippgR2.机械能守恒方程2211221222fpupugzgzh1.2基本公式3.阻力计算22fe[()/]/2[(/)]/2hLLduLdu4.Re计算)d/(W)d/(V/dG/duRe441.3计算举例密度是1000kg/m3、粘度是1cP的水以10m3/h的流量在Φ51×3mm的水平管内流过，在管路上某处流体静压强1.5kgf/cm（表压），若管路的局部阻力略去不计，间距该处100m下游处流体静压强为多少Pa？（或者求压差）（Re=3×103～1×105时，λ=0.3164/Re0.25）解：p21122513245dmm430.0451.7471000Re7.861510110dug0.250.31640.0189(78615)210/36001.747/(0.045)4ums321110/cpNsm221122fpppulhd421.59.811010001.7470.018910000.045214701564.09283.058/Jkg2211221222fpupugzgzh422a8.305810p0.8467/()pKgfcm（）表5.IS50-32-125型号意义什么？P79第二章流体输送机械2.1基本概念1.离心泵中，叶轮和泵壳分别起什么作用？（叶轮：原动机的机械能→液体→静压能和动能；泵壳：汇集由叶轮抛出的液体，部分动能→静压能）2.离心泵叶轮有哪几种类型？P62（闭式，半闭式，敞式）3.离心泵出厂时三条性能曲线是在什么条件下测定的？（20摄氏度的清水在一定转速下测得的）4.离心泵扬程的定义是什么？P68211222kKffkupPHgHHggg6.离心泵产生气蚀现象过程，产生的原因是什么？如何避免气蚀现象产生？P76（低于最大安装高度）7.对一台特定的泵，由20℃清水测出的Δh允与V的曲线关系，是否可以通用于其它不同温度下的任何一种流体？P77（可以）1.管路特性曲线20'HeHKV2HeABV泵特性曲线2.泵的最安装高度2f,1v11maxg,HhgpgpzzHK允环境大气压工质温度由流量查附录吸入管路阻力2.2基本公式22111122211122222KKKffKKKKffKpupuZZHHggggppuHgZZHHggg22max12,2SfuHgHHg允1～K截面以允许吸上真空高度[HS]计算Hg,max[例]有一精馏塔，操作压力P塔=560mmHg(真空度)，釜内液体处于沸腾状态，塔釜连续出料，泵放在低于液面4.2m处,ρL=950Kg/m3,吸入管阻力ΣHf1-2=0.92m,Δh允=4.0m.问：泵能否正常操作？P塔4.2mF1122.3计算举例[解]2f,1v1maxg,HhgpgpH允P1为液体上方环境压力，故P1即为塔内的操作压力，塔内的绝压为：P1=P塔=P0-P真=760-560=200mmHg∵塔内液体处于沸腾状态，PV=P塔，即操作压力等于液体的饱和蒸汽压mHhH92.492.00.42f,1maxg,允因此，把泵放在低于液面4.2m处不能正常工作，会发生汽蚀应放在液面以下4.92m处（理论上越低越好）1.颗粒的比表面积a，床层的孔隙率为ε，则床层的比表面积是多少？（1-ε）a2.固定床结构的一维简化模型有哪些特点？P99第三章过滤沉降流态化3.1基本概念3.流体流过滤饼即为流过一固体颗粒的固定床，因液体通过滤饼的流速较低，属层流，过滤速率就是流体通过固定床的空速，是采用欧拉公式还是柯士尼公式？P100，P102（欧拉公式u2，柯士尼公式u400)6.什么是临界粒径？旋风分离器性能好坏的标志是什么？（被旋风分离器完全去除的最小颗粒的粒径。临界粒径）4.颗粒的沉降速度的定义是什么？P1165.降尘室气体处理能力跟哪些因素有关？P1192dv2()eKAdVVdq2()eKdqq102()SmPKr22eqqqK222eVVVKA1.过滤速率计算式2.恒压过滤方程3.2基本公式某板框压滤机恒压下操作,经1h过滤,得滤液2m3，过滤介质阻力可略。试问:①若操作条件不变,再过滤1h,共得多少滤液?②在原条件下过滤1h后即把压差提高一倍,再过滤1h,已知滤饼压缩性指数s=0.24,共可得多少滤液?3.3计算举例(1)∵Ve=0,V2=KA2τ即22=KA2×1∴KA2=4m6/h又(V2)2=4×τ2=4×2,得V2=2.828m3(2)过滤1小时后,压差提高一倍由K∝Δp(1-S)得K'A2=(Δp'/Δp)(1-S)KA2=2(1-0.24)×4=6.774m6/h则(V')2-V2=K'A2(τ'-τ)即(V')2-22=6.774×1∴V'=3.282m33.钢、不锈钢、水、空气在同温度下的导热系数（热导率）的大小比较。它们随温度如何变化？P139（金属非金属液体气体）P140（纯金属t升λ降，非金属t升λ升，液体t升λ降（水和甘油除外），气体t升λ升）1.传热的三种基本方式是什么？P137（对流，传导，辐射）2.对流传热的特点是什么？P137第四章传热与换热器4.1基本概念7.折流板有哪两种类型？折流板的作用。P181（作用：冷热流体充分接触，雷诺数大于100就可能达到湍流；提高对流传热系数，但是流动阻力增大）6.冷热流体换热时，逆流与并流的优缺点比较。P172-1734.纯净蒸汽膜状层流冷凝给热时，实验测定的给热系数为什么会比努塞尔公式理论计算要高出20%左右？P1575.影响沸腾给热的因素有哪些？P1611.流体在管内强制对流给热0.80.30.40.023PCdud或流速或流量加倍'0.822.串联传热1221()()()mhphcpcQKAtWCTTWCttw4.2基本公式3.传热系数11oooioomiibddRRKdd（看清题目给的条件，有些热阻项可忽略不计）欲设计一列管式换热器,用110℃的饱和水蒸气将1400kg/h的常压空气由20℃预热到95℃。(1)若初步选定采用单管程换热器,空气走管程,管束由120根φ25×2.5mm的铜管组成。试确定所需的管束长度。(2)若选用双管程浮头式列管换热器。管子总数、管长及直径同上。空气流量及进口温度不变。则空气的出口温度有无变化?试计算之。在计算中,冷凝液膜的热阻、管壁及其两侧污垢热阻可忽略不计,其空气平均温度下的物性可取:黏度μ=0.02cP,比热:Cp=1.0kJ/(kg·℃),导热率λ=0.029W/(m·℃),密度ρ=1.076kg/m3。4.3计算举例解：（1）L=?Gi=(1400/3600)/[(120π/4)×0.022]=10.32kg/(m2·s)Re=diGi/μ=0.02×10.32/(0.02×10-3)=1.032×104104Pr=Cpμ/λ=1000×0.02×10-3/0.029=0.69αi=0.023λRe0.8Pr0.4/di=0.023×0.029×(1.032×104)0.8×0.690.4/0.02=46.7W/(m2·K)∴Ki=αi∴Q=WCCpCΔt=AiαiΔtmAi=WCCpC(t2–t1)/(αiΔtm)Δtm=(90-15)/Ln(90/15)=41.86℃Ai=[1400×103×(95-20)/3600]/(46.7×41.86)=14.92m2∴Ai=nπdiLL=Ai/(nπdi)=14.92/(120π×0.02)=1.98m≈2m（2）t2’=?∵Ln((T-t1)/(T-t2’))=Ki’Ai/(WCCpC)(1)Ln((T-t1)/(T-t2))=KiAi/(WCCpC)(2)∵K‘/K=α’/α=(Np’/Np)0.8=20.8(Np---管子数量）由(1)/(2)∴Ln((T-t1)/(T-t2’))=20.8Ln((T-t1)/(T-t2))∴Ln((110-20)/(110-t2’))=20.8Ln((110-20)/(110-95))∴t2’=106℃1.分子扩散速率即菲克定律只适用于什么体系？P231（二元体系一维分子扩散）第五章气体吸收5.1基本概念2.双膜理论的要点是什么？P2374.用水吸收空气的CO2属于气膜控制还是液膜控制？（液膜控制）3.表面更新模型对溶质渗透模型作了哪些修正？P2386.某一填料塔进行逆流吸收操作，当吸收因子A＜1且填料为无穷高时，气液两相将在塔顶还是塔底达到平衡？A1又如何？（A1塔底）5.降低体系的压力、升高操作温度有利于解吸还是吸收？（降压升温有利于解吸）1222111ln1,11OGOGOLOLOGHNHNHymxLNAAymxAmGAOGyGHKa12OGmyyNy1212lnmyyyyy12min12yyLGxx5.2基本公式5.3计算举例有一填料层高度为3m的逆流操作吸收塔，操作压力为101.3kPa，温度为23°C，用清水吸收空气中的氨气，混合气体流率G为18kmol/(m2h)，其中含氨6%（体积%），回收率为99%，清水的流率L为43kmol/(m2h)，平衡关系为y=0.9x，气相总体积传质系数Kya与气相质量流率的0.8次方成正比，而受液体质量流率的影响甚小。试估算在塔径及其他操作条件不变的情况下，气体流率增加一倍时，出塔气体浓度变为多少？0006.0%99106.0112yy377.043189.01LmGAAyyANAOG111ln1121164.6377.00006.006.0377.01ln377.011属低浓气体吸收原状况下：mNHHOGOG45.064.63871.02122.02.02.0OGOGOGOGyyOGOGHHNNGGaKaKGGHH78.564.6871.0OGN气体流率增加一倍时：753.0432189.01'LGmA753.006.0753.01ln753.01178.52y220043.0yy第六章流体蒸馏6.1基本概念1精馏原理是什么？蒸馏与精馏的区别在哪里？P2732恒摩尔流假设的要点是什么？什么样的体系基本符合恒摩尔假设？P2763操作压力对体系的相对挥发度、塔顶温度、塔底温度有何影响？4如何根据体系的总压和体系各组份的饱和蒸汽压来计算体系的液