化工原理第三版上册复习-计算题 word

化工原理第三版复习

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1.29 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

静压强的计算

柏努利方程应用 p112p212 gz1 u1 he gz2 u2 hf 2 2

22pupu z1 1 1 He z2 2 2 Hf g2g g2g du Re

层流区（Laminar Flow）：Re < 2000；

湍流区（Turbulent Flow）：Re > 4000；

2000 <Re < 4000时，有时出现层流，有时出现湍流，或者是二者交替出现，为外界条件决定，称为过渡区。

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的计算

管路总阻力损失的计算

2 l le u2 l le u2 l u h h h'f ff 2dd d 2 2

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:定性分析（1.6ppt）,定量计算

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。

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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

泵的有效功率Pe，kW，用下式表示。

Pe ＝ρgqvHe

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Pa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。

Pe gHeqV PaPa

离心泵的特性曲线 ：

扬程-流量曲线H～qv线、

轴功率-流量曲线Pa～qv线、

效率-流量曲线η～qv线，具体图形见图2-10。

*****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。

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v qv

Pa～ PA z g

vv

图2-10 离心泵的工作

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串< 2H单， Q单< Q串< 2Q单 总效率与流量为Q串时单泵的效率相同。 H单< H并< 2H单， Q单< Q并< 2Q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。

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

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节流量，使用蒸汽机则更为方便。改变活塞行程则不方便。

第4章 流体通过颗粒层间的流动

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 (dq/dτ) w＝(dq/dτ) E

板框压滤机 (dq/dτ) w＝(dq/dτ) E／4

过滤速率基本方程

dqK2 p u K d 2(q qe)r

恒速过滤，恒压过滤

2q 2qqe K V2 2VVe KA2

先非恒压,再恒压过滤:

2(q q12) 2qe(q q1) K( 1)(V2 V12) 2Ve(V V1) KA2( 1)

？？回转真空过滤机生产能力，p138，（4-63）

第5章 颗粒的沉降与流态化

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。

气力输送的优点

（1）系统封闭，避免物料飞扬，减少物料损失，改善劳动条件。

（2）输送管路不限制，即使在无法铺设道路或安装输送机械的地方，使用气力输送更加方便。

（3）设备紧凑，易于实现连续化、自动化操作，便于同连续化工生产相衔接。

（4）在气力输送过程中可同时进行粉料的干燥、粉碎、冷却、加料等操作。

降尘室处理能力（流量）的计算 qV = Aut，qV(隔板)= （n+1）qV(无隔板)

2dpmin( p )gRep＜2 ut 18

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第6章 传热

传热的基本方式:

（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

1、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

（1）载热体的温度应易于调节；

（2）载热体的饱和蒸气压要低(沸点高)，不易分解；

（3）载热体的毒性要小，使用安全，腐蚀性小；

（4）载热体应价格低廉且容易得到。

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