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化工原理概念分析题问答流体流动

化工原理概念分析题问答流体流动
化工原理概念分析题问答流体流动

第1章 流体流动

1.在工程上,为什么将流体定义为由质点所组成的

答:工程上仅关注流体分子微观运动所产生的宏观结果。流体质点是由大量分子所组成的

微团,质点的运动状态反映并代表着流体的运动状态。

2.流体的连续性假定有何意义

答:假定组成流体的质点之间无间隙,则流体在连续运动过程中无间断,从而可以应用连

续的数学函数描述流体的连续运动过程。

3.

4.5.6.7.答:烟囱拔烟效果好是指(Pout-Pin) 差值大。烟囱出口的水平面上压强相等。当烟囱内的高

温气体温度一定(即密度一定),烟囱外大气温度一定(即密度一定)时,

()out in air fluegas air fluegas P P H g H g H g

ρρρρ-=-=-,故烟囱愈高,其拔烟效果愈好。 8.柏努利方程式的应用条件有哪些

答:(1)粘度等于零的理想流体;(2)稳定流动;(3)无机械能的加入或引出;(4)不可

压缩的流体。

9.层流与湍流的本质区别是什么

答:流体层流时,其每一个质点均仅在主流方向上有速度。流体湍流时,其质点除了在主

流方向上有速度以外,同时在其他方向上存在着随即的脉动速度,即流体湍流时,其质点

之间发生相互摩擦与碰撞的概率很大。

10.雷诺数的物理意义是什么

Re 惯性力答:粘性力du u u

G u u

u d d

ρ

ρμμμ??====,可见Re 反映流体流动过程中的惯性力与粘性力的相

11.12.13.14.在满流的条件下,水在垂直直管中往下流动,对同一瞬时沿管长不同位置的速度而言,

是否会因重力加速度而使下部的速度大于上部的速度

答:不会。因为,若出现下部的速度大于上部的速度,说明出现了不稳定流动,供给的流

量减小了,或不是满流的条件了。若始终是稳定流动且满流的条件,根据流体流动的连续

性方程,流动过程中,对于不可压缩的水来说。体积流量不变,流速不变。

15.如图所示管路,A 阀、B 阀均处于半开状态。现在分别改变下列条件,试问:(1)将A

阀逐渐关小,h1、h2、(h1-h2)分别如何变化(2)将B 阀逐渐关小,h1、h2、(h1-h2)分别如

何变化

答:将A 阀逐渐关小,管路中的流速减小,A 阀下游的压强均减小,即h1、h2均减小。(h1-h2)

反映该段管路中的阻力损失,因管路中的流速减小了,所以(h1-h2) 减小。将B 阀逐渐关小,管路中的流速减小,B 阀上游的压强均增加,h1、h2均增加。因管路中的流速减小了,所

以(h1-h2) 减小。

16.如图所示管路,1、2、3阀均处于全开状态。现将1阀逐渐关小,则qvt 、qv1、qv2、qv3

分别如何变化

17.18.19.

ab 段的压强差不相等。自a 到b 列出机械能衡算式()a b f a b P P P Z Z g ρ-=?--。

自c 到d 列出机械能衡算式c d f P P P -=? 。

20.如图所示,槽内水面维持不变,水从B 、C 两支管排出,各管段的直径、粗糙度相同,

水在管内已达完全湍流状态。

试分析:(1)阀B 、阀C 开度相同时,两支管的流率是否相等(2)阀C 开度减小,B 支管

中水的流率如何变化O 处的压强如何变化

答:(1)C 支管、B 支管末端的压强、位高相同,自管的分支点O 分别至C 支管、B 支管的末端列出机械能衡算式,则得到如下关系式:22222222oB oC C C B B l l u u u u d g g d g g

λλ+=+ 因为oB oC l l <,所以B C u u >。(2)阀C 开度减小,PO 增加,B 支管中的流速会增加。

21.何谓定常态流动何谓非定常态流动

答:流动过程中的各参数均不随时间发生变化的流动称为定常态流动,否则称为非定常态

流动。

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第一章《流体力学》练习题 一、单选题 1.单位体积流体所具有的()称为流体的密度。 A 质量; B 粘度; C 位能; D 动能。 A 2.单位体积流体所具有的质量称为流体的()。 A 密度; B 粘度; C 位能; D 动能。 A 3.层流与湍流的本质区别是()。

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。 D 4.气体是()的流体。 A 可移动; B 可压缩; C 可流动; D 可测量。 B 5.在静止的流体内,单位面积上所受的压力称为流体的()。 A 绝对压力; B 表压力; C 静压力; D 真空度。

C 6.以绝对零压作起点计算的压力,称为()。 A 绝对压力; B 表压力; C 静压力; D 真空度。 A 7.当被测流体的()大于外界大气压力时,所用的测压仪表称为压力表。 A 真空度; B 表压力; C 相对压力; D 绝对压力。 D 8.当被测流体的绝对压力()外界大气压力时,所用的测压仪表称为压力表。 A 大于; B 小于; C 等于; D 近似于。

A 9.()上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值,称为表压力。 A 压力表; B 真空表; C 高度表; D 速度表。 A 10.被测流体的()小于外界大气压力时,所用测压仪表称为真空表。 A 大气压; B 表压力; C 相对压力; D 绝对压力。 D 11. 流体在园管内流动时,管中心流速最大,若

为湍流时,平均流速与管中心的最大流速的关系为()。 A. Um=1/2Umax; B. Um=0.8Umax; C. Um=3/2Umax。 B 12. 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( )。 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。 A

化工原理流体流动

化工原理绪论、流体流动、流体输送机械 、填空题 一个生产工艺是由若干个 各单元操作的操作原理及设备计算都是以 四个概念为依据的。 常见的单位制有 一个过程在一定条件下能否进行,以及进行到什么程度,只有通过 断。 单位时间过程的变化率称为 问答题 7. 什么是单元操作?主要包括哪些基本操作? 8. 提高过程速率的途径是什么? 第一章流体流动 填空题 流体垂直作用于单位面积上的力,称为 两种。 当管中流体形成稳定流动时,管中必定充满流体,即流体必定是 因。另外,管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力 流体在管道中的流动状态可分为 点运动方式上的区别是 判断液体处于同一水平面上的各点压强是否相等的依据是 流体若由低压头处流向高压头处时,所加入外加功的作用是 在测量流体的流量时,随流量的增加孔板流量计两侧的压差将 ________ ,若改用转 子流量计,随流量增加转子两侧压差值 ___________________ 。 选择题 构成的。 由于在计量各个物理量时采用了不同的 ,因而产生了不同的单位制。 来判 单位体积流体的质量称为 ,它与 互为倒数。 单位时间流经管道任一截面的流体量称为 ,其表示方法有 的。 产生流体阻力的根本原因是 ;而 是产生流体阻力的第二位原 .两种类型,二者在部质 10 . 液体的密度随温度的升高而

11 表压值是从压强表上读得的,它表示的是 D 大气压强 13 - 气体在等截面的管道中流动时,如质量流量不变则其质量流速 14 - 粘度愈大的流体其流动阻力 15 - 柏努利方程式既可说明流体流动时的基本规律也能说明流体静止时的基本规律, 响却越来越明显。 18 - 当液体部任一点的压强有变化时,将使液体部其它各点的压强 二' 判断题 19 - 气体的粘度随压力的升高而增大。 () 20 - 层流层的厚度随流体湍动程度的增加而增加。 21 -流体在管路中作稳定流动时,任一截面处流体的流速、密度与截面积的乘积均相等。 22 ■当液体部某点压强一定时,则液体的密度越大,此点距液面的高度也越大。 23 -流体阻力的主要表现之一是静压强下降。 24 ■ 真空度为定值时,大气压强越大,则绝对压强越大。 A 增大 B 减小 C 不变 不一定 A 比大气压强高出的部分 B 设备的真实压力 比大气压强低的部分 12 ■ 流体的流动类型可以用 的大小来判定。 A 流速 B 雷诺准数 C 流量 摩擦系数 A 随温度大小变化 B 随压力大小变化 C 不变 D 随流速大小变化 A 愈大 B 愈小 C 二者无关系 D 不会变化 表明静止流体任一点流体的 是常数。 A 总能量 B 静压能与动压能的和 C 压强 静压 台匕 冃匕 16 -流体的流动状态是由多方面因素决定的, 增大,都使流体向 向移动, 增大,使流体向 方向移动。 A 湍流 B 滞流 C 过渡流 D 稳流 17 ■ 湍流流动的流体随 Re 值的增大,摩擦系数与 关系不大,而 的影 A 雷诺准数 B 粘度 C 管壁粗糙度 D 流体阻力 A 发生变化 B 发生同样大小的变化 C 不变化 D 发生不同情况的变

(完整版)化工原理概念汇总

化工原理知识 绪论 1、单元操作:(Unit Operations): 用来为化学反应过程创造适宜的条件或将反应物分离制成纯净品,在化工生产中共有的过程称为单元操作(12)。 单元操作特点: ①所有的单元操作都是物理性操作,不改变化学性质。②单元操作是化工生产过程中共有的操作。③单元操作作用于不同的化工过程时,基本原理相同,所用设备也是通用的。单元操作理论基础:(11、12) 质量守恒定律:输入=输出+积存 能量守恒定律:对于稳定的过,程输入=输出 动量守恒定律:动量的输入=动量的输出+动量的积存 2、研究方法: 实验研究方法(经验法):用量纲分析和相似论为指导,依靠实验来确定过程变量之间的关系,通常用无量纲数群(或称准数)构成的关系来表达。 数学模型法(半经验半理论方法):通过分析,在抓住过程本质的前提下,对过程做出合理的简化,得出能基本反映过程机理的物理模型。(04) 3、因次分析法与数学模型法的区别:(08B) 数学模型法(半经验半理论)因次论指导下的实验研究法 实验:寻找函数形式,决定参数

第二章:流体输送机械 一、概念题 1、离心泵的压头(或扬程): 离心泵的压头(或扬程):泵向单位重量的液体提供的机械能。以H 表示,单位为m 。 2、离心泵的理论压头: 理论压头:离心泵的叶轮叶片无限多,液体完全沿着叶片弯曲的表面流动而无任何其他的流动,液体为粘性等于零的理想流体,泵在这种理想状态下产生的压头称为理论压头。 实际压头:离心泵的实际压头与理论压头有较大的差异,原因在于流体在通过泵的过程中存在着压头损失,它主要包括:1)叶片间的环流,2)流体的阻力损失,3)冲击损失。 3、气缚现象及其防止: 气缚现象:离心泵开动时如果泵壳内和吸入管内没有充满液体,它便没有抽吸液体的能力,这是因为气体的密度比液体的密度小的多,随叶轮旋转产生的离心力不足以造成吸上液体所需要的真空度。像这种泵壳内因为存在气体而导致吸不上液的现象称为气缚。 防止:在吸入管底部装上止逆阀,使启动前泵内充满液体。 4、轴功率、有效功率、效率 有效功率:排送到管道的液体从叶轮获得的功率,用Ne 表示。 效率: 轴功率:电机输入离心泵的功率,用N 表示,单位为J/S,W 或kW 。 二、简述题 1、离心泵的工作点的确定及流量调节 工作点:管路特性曲线与离心泵的特性曲线的交点,就是将液体送过管路所需的压头与泵对液体所提供的压头正好相对等时的流量,该交点称为泵在管路上的工作点。 流量调节: 1)改变出口阀开度——改变管路特性曲线; 2)改变泵的转速——改变泵的特性曲线。 2、离心泵的工作原理、过程: 开泵前,先在泵内灌满要输送的液体。 开泵后,泵轴带动叶轮一起高速旋转产生离心力。液体在此作用下,从叶轮中心被抛向 g QH N e ρ=η/e N N =η ρ/g QH N =

化工原理选择题题库—流体流动解析

流体流动 【当前章节】流体流动内部结构【当前难度】1 1、如下各物理量中,与压强有关的有几个(B )①压强不太高时气体的黏度; ②压强不太高时气体的运动黏度③压强不太高时气体的流速;④压强不太 高时气体的质量流速 A.1 B.2 C.3 D.4 2、流体在管内流动时,如下有几项会使层流内层增厚?(B )* ①流体黏度变小;②流体流速减小;③如为液体,升高其温度;④如为气体,升高其温度 A.1 B.2 C.3 D.4 3、如下关于定态流动和非定态流动的说法,正确的是(B ) A.定态流动时,流体内各处的流动参数()均相同 B.定态流动时,流体内各处的流动参数()均不随时间而变化 C.非定态流动时,流体内各处的流动参数都不相同 D.非定态流动时,流体流量随时间的推移而减小 4、管内流体流动时,如下哪一项不利于形成湍流(B ) A.增大管径 B.减小流体密度 C.增加流体流量 D.减小流体粘度 5、 针对圆管内的流体流动,关于层流与湍流的区别,如下表述中正确的是 (C )* A.剪应力沿径向分布的数学规律不同 B.湍流时不存在由于分子热运动而造成的动量传递,而层流时存在 C.同种流体在同样的速度梯度下,湍流剪应力大于层流 D.湍流时流体所有的质点都在脉动,而层流时流体所有质点都不脉动 6、某黏度为50mPa.s的流体在内径为60mm的圆管内做定态流动,管截面上的速度分布服从u=20y-200y*y。式中y为管截面上某一点至管壁的距离,m;u为

该点处流速,m/s。则管内最大剪应力为(A)* A.1.0Pa B.0.4Pa C.0.021 D.条件不足,无法计算 7、某流体在内径为60mm的圆管内做定态流动,管截面上的速度分布服从u=20y-200y*y。式中y为管截面上某一点至管壁的距离,m;u为该点处流速,m/s。则管内最大速度为(C) A.0.5m/s B.0.48m/s C.0.42m/s D.1.0m/s 8、当圆管内流动充分发展时,其边界层的厚度(B ) A.等于管子的内直径 B.等于管子的内半径 C.大于管子的内半径 D.大于管子的内直径 9、 在研究流体流动问题时,最小的考察对象通常是( A) A.流体的质点 B.流体的分子 C.液滴或气泡 D.流体层 10、流体的连续介质假定是指(D ) A.流体分子之间没有间隙 B.液流之中没有气泡,气流之中没有液滴 C.流体层之间没有间隙 D.流体质点之间没有间隙 11、理想气体状态方程中的压强是指气体的(B ) A.表压强 B.绝对压强 C.真空度 D.以上压强都可用于气体状态方程 12、以下哪项为基准的压强称为真空度(A ) A.当地大气压 B.标准大气压 C.绝对0压强 D.其他三个都不是

化工原理实验

《化工原理实验》 讲稿 二0一四年二月

1.雷诺实验 一、实验目的 1.观察层流、湍流的流态及其转化特征; 2.测定临街雷诺准数,掌握圆管流动形态的判别准则; 3.观察紊流(或湍流)产生过程,理解紊流产生机理。 二、实验原理 1. 液体在运动时,存在着两种根本不同的流动状态。当液体流速较小时,惯性力较小,粘滞力对质点起控制作用,使各流层的液体质点互不混杂,液流呈层流运动。当液体流速逐渐增大,质点惯性力也逐渐增大,粘滞力对质点的控制逐渐减弱,当流速达到一定程度时,各流层的液体形成涡体并能脱离原流层,液流质点即互相混杂,液流呈紊流运动。这种从层流到紊流的运动状态,反应了液流内部结构从量变到质变的一个变化过程。 2.当初始状态流速较大时,从紊流到层流的过渡流速为下临界流速,对应的雷诺准数为下临界雷诺数,反之为上临界流速和上临界雷诺数。 μ ρu d = Re (1) 式中 d ——导管直径,m ; ρ——流体密度,kg ·m 3-; μ——流体粘度,Pa ·s ; u ——流体流速,m ·s 1-; 大量实验测得:当雷诺准数小于某一下临界值时,流体流动型态恒为层流;当雷诺数大于某一上临界值时,流体流型恒为湍流。在上临界值与下临界值之间,则为不稳定的过渡区域。对于圆形导管,下临界雷诺数为2000,上临界雷诺数为10000。一般情况下,上临界雷诺数为4000时,即可形成湍流。 应当指出,层流与湍流之间并非是突然的转变,而是两者之间相隔一个不稳定过渡区域,因此,临界雷诺数测定值和流型的转变,在一定程度上受一些不稳定的其他因素的影响。 三、实验装置 (雷诺实验仪CEA —F01型) 雷诺试验装置主要由稳压溢流水槽、试验导管和转子流量计等部分组成,如图1所示。自来水不断注入并稳压溢流水槽。稳压溢流水槽的水流经试验导管和流量计,最后排入下水道。稳压溢流水槽的溢流水,也直接排入下水道。

化工原理习题第一部分流体流动答案

化工原理习题:第一部分 流体流动 一、填空 1.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 2 倍;如果只将管径增加一倍而流速不变,则阻力损失为原来的 1/4 倍。 2.离心泵的特性曲线通常包括 H-Q 曲线、 η-Q 和 N-Q 曲线,这些曲线表示在一定 转速 下,输送某种特定的液体时泵的性能。 3.处于同一水平面的液体,维持等压面的条件必须是 静止的 、 连通着的 、 同一种连续的液体 。流体在管内流动时,如要测取管截面上的流速分布,应选用 皮托 流量计测量。 4.牛顿粘性定律的表达式τ=μ,其应用条件是 牛顿型流体层(滞)流流体。 5.如果流体为理想流体且无外加功的情况下,写出: 单位质量流体的机械能衡算式为????常数=++=g p g u z E ρ22 ??????????????; 单位重量流体的机械能衡算式为????? 常数=++=p u gz E 22 ρρ????????????; 单位体积流体的机械能衡算式为?????? 常数=++=g p g u z E ρ22???????????; 6.有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为 z 1ρg+(u 12ρ/2)+p 1+W s ρ= z 2ρg+(u 22ρ/2)+p 2 +ρ∑h f ,各项单位为 Pa (N/m 2) 。 7.气体的粘度随温度升高而 增加 ,水的粘度随温度升高而 降低 。 8.流体在变径管中作稳定流动,在管径缩小的地方其静压能 减小 。 9.并联管路中各管段压强降 相等 ;管子长、直径小的管段通过的流量 小 。 10 在离心泵工作时,用于将动能转变为压能的部件是____泵壳__________。 11.测流体流量时,随流量增加孔板流量计两侧压差值将 增加 ,若改用转子流量计,随流量增加转子两侧压差值将 不变 。 12. 离心泵的轴封装置主要有两种: 填料密封 和 机械密封 。 13.若被输送的流体粘度增高,则离心泵的压头 降低,流量减小,效率降低,轴

流体流动阻力的测定化工原理实验报告

北 京 化 工 大 学 实 验 报 告 课程名称: 化工原理实验 实验日期: 2008.10.29 班 级: 化工0602 姓 名:许兵兵 学 号: 200611048 同 组 人 :汤全鑫 阮大江 阳笑天 流体流动阻力的测定 摘要 ● 测定层流状态下直管段的摩擦阻力系数(光滑管、粗糙管和层流管)。 ● 测定湍流状态不同(ε/d)条件下直管段的摩擦阻力系数(突然扩大管)。 ● 测定湍流状态下管道局部的阻力系数的局部阻力损失。 ● 本次实验数据的处理与图形的拟合利用Matlab 完成。 关键词 流体流动阻力 雷诺数 阻力系数 实验数据 Matlab 一、实验目的 1、掌握直管摩擦阻力系数的测量的一般方法; 2、测定直管的摩擦阻力系数λ以及突扩管的局部阻力系数ζ; 3、测定层流管的摩擦阻力 4、验证湍流区内λ、Re 和相对粗糙度的函数关系 5、将所得光滑管的Re -λ方程与Blasius 方程相比较。 二、实验原理 不可压缩流体(如水),在圆形直管中作稳定流动时,由于粘性和涡流的作用产生摩擦阻力;流体在流过突然扩大和弯头等管件时,由于流体运动的速度和方向突然发生变化,产生局部阻力。影响流体流动阻力的因素较多,在工程研究中,利用因次分析法简化实验,引入无因此数群 雷 诺 数: μρ du = Re 相对粗糙度: d ε 管路长径比: d l 可导出: 2)(Re,2u d d l p ??=?εφρ 这样,可通过实验方法直接测定直管摩擦阻力系数与压头损失之间的关系: 22u d l p H f ? ?=?=λρ

因此,通过改变流体的流速可测定出不同Re 下的摩擦阻力系数,即可得出一定相对粗糙度的管子的λ—Re 关系。 在湍流区内,λ = f(Re ,ε/ d ),对于光滑管大量实验证明,当Re 在3×103至105的范围内,λ与Re 的关系遵循Blasius 关系式,即: 25 .0Re 3163.0=λ 对于层流时的摩擦阻力系数,由哈根—泊谡叶公式和范宁公式,对比可得: Re 64=λ 局部阻力: f H =2 2 u ?ξ [J/kg] 三、装置和流程 四、操作步骤 1、启动水泵,打开光滑管路的开关阀及压降的切换阀,关闭其它管路的开关阀和切换阀; 2、排尽体系空气,使流体在管中连续流动。检验空气是否排尽的方法是看当流量为零时候U 形压差计的两液面是否水平; 3、调节倒U 型压差计阀门1、2、3、 4、5的开关,使引压管线内流体连续、液柱等高; 4、打开流量调节阀,由大到小改变10次流量(Re min >4000),记录光滑管压降、孔板压降数据; 5、完成10组数据测量后,验证其中两组数据,确保无误后,关闭该组阀门; 6、测量粗糙管(10组)、突然扩大管(6组)数据时,方法及操作同上; 7、测量层流管压降时,首先连通阀门6、7、8、9、10所在任意一条回流管线,其次打开进入高位水灌的上水阀门11,关闭出口流量调节阀16; 8、当高位水灌有溢流时,打开层流管的压降切换阀,对引压管线进行排气操作; 9、打开倒U 型压差计阀门5,使液柱上升到n 型压差计示数为0的位置附近,然后关闭该阀门,检 图1 流体阻力实验装置流程图 1. 水箱 2.离心泵 3.孔板流量计 4.管路切换阀 5.测量管路 6.稳流罐 7.流量调节阀

最新化工原理复习整理教学提纲

第1周绪论 1化工原理中的“三传”是指( D )。 A.动能传递、势能传递、化学能传递 B.动能传递、内能传递、物质传递 C.动量传递、能量传递、热量传递 D.动量传递、热量传递、质量传递2因次分析法的目的在于( A )。 A.用无因次数群代替变量,使实验与关联工作简化 B.得到各无因次数群间的确切定量关系 C.用无因次数群代替变量,使实验结果更可靠 D.得到各变量间的确切定量关系 3下列选项中,不是化工原理研究的内容是( C )。 A.单元操作 B.传递过程 C.化学反应 D.物理过程 第2周流体流动(一) 2.1 1在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是( D )。 A.同一种流体内部 B.连通着的两种流体 C.同一种连续流体 D.同一水平面上,同一种连续的流体 2被测流体的( C )小于外界大气压强时,所用测压仪表称为真空表。 A.大气压 B.表压强 C.绝对压强 D.相对压强 3压力表测量的是( B )。 A.大气压 B.表压 C.真空度 D.绝对压强 2.2

1在定稳流动系统中,单位时间通过任一截面的( B )流量都相等 A.体积 B.质量 C.体积和质量 D.体积和摩尔 2在列伯努利方程时,方程两边的压强项必须( C )。 A.均为表压强 B.均为绝对压强 C.同为表压强或同为绝对压强 D.一边为表压强一边为绝对压强 3伯努利方程式中的H项表示单位重量流体通过泵(或其他输送设备)所获得的能量,称为( D )。 A.位能 B.动能 C.静压能 D.有效功 2.3 1( A )可用来判断流体的流动型态。 A.Re B.Nu C.Pr D.Gr 2流体的流动型态有( B )种。 A.1 B.2 C.3 D.4 3滞流与湍流的本质区别是( D )。 A.流速不同 B.流通截面不同 C.雷诺准数不同 D.滞流无径向运动,湍流有径向运动 第2周测验 1装在某设备进口处的真空表读数为50kPa,出口压力表的读数为100kPa,此设备进出口之间的绝对压强差为( A )kPa。 A.150 B.50 C.75 D.100 2 U型压差计不可能测出的值为( D )。

化工原理实验答案

实验四 1.实验中冷流体和蒸汽的流向,对传热效果有何影响? 无影响。因为Q=αA△t m,不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动,由 于蒸汽的温度不变,故△t m不变,而α和A不受冷流体和蒸汽的流向的影响, 所以传热效果不变。 2.蒸汽冷凝过程中,若存在不冷凝气体,对传热有何影响、应采取什么 措施? 不冷凝气体的存在相当于增加了一项热阻,降低了传热速率。冷凝器 必须设置排气口,以排除不冷凝气体。 3.实验过程中,冷凝水不及时排走,会产生什么影响?如何及时排走冷 凝水? 冷凝水不及时排走,附着在管外壁上,增加了一项热阻,降低了传热速 率。在外管最低处设置排水口,及时排走冷凝水。 4.实验中,所测定的壁温是靠近蒸汽侧还是冷流体侧温度?为什么?传热系数k 接近于哪种流体的 壁温是靠近蒸汽侧温度。因为蒸汽的给热系数远大于冷流体的给热系 数,而壁温接近于给热系数大的一侧流体的温度,所以壁温是靠近蒸汽侧温度。而总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数 5.如果采用不同压强的蒸汽进行实验,对α关联式有何影响? 基本无影响。因为α∝(ρ2gλ3r/μd0△t)1/4,当蒸汽压强增加时,r 和△t 均增加,其它参数不变,故(ρ2gλ3r/μd0△t)1/4变化不大,所以认为蒸汽压强 对α关联式无影响。

实验五固体流态化实验 1.从观察到的现象,判断属于何种流化? 2.实际流化时,p为什么会波动? 3.由小到大改变流量与由大到小改变流量测定的流化曲线是否重合,为什么? 4流体分布板的作用是什么? 实验六精馏 1.精馏塔操作中,塔釜压力为什么是一个重要操作参数,塔釜压力与哪些因素有关? 答(1)因为塔釜压力与塔板压力降有关。塔板压力降由气体通过板上孔口或通道时为克服局部阻力和通过板上液层时为克服该液层的静压力而引起,因而塔板压力降与气体流量(即塔内蒸汽量)有很大关系。气体流量过大时,会造成过量液沫夹带以致产生液泛,这时塔板压力降会急剧加大,塔釜压力随之升高,因此本实验中塔釜压力可作为调节塔釜加热状况的重要参考依据。(2)塔釜温度、流体的粘度、进料组成、回流量。 2.板式塔气液两相的流动特点是什么? 答:液相为连续相,气相为分散相。 3.操作中增加回流比的方法是什么,能否采用减少塔顶出料量D的方法? 答:(1)减少成品酒精的采出量或增大进料量,以增大回流比;(2)加大蒸气量,增加塔顶冷凝水量,以提高凝液量,增大回流比。 5.本实验中进料状态为冷态进料,当进料量太大时,为什么会出现精馏段干板,甚至出现塔顶既没有回流也没有出料的现象,应如何调节?

化工原理第1章流体流动习题与答案

一、单选题 1.单位体积流体所具有的()称为流体的密度。 A A 质量; B 粘度; C 位能; D 动能。 2.单位体积流体所具有的质量称为流体的()。 A A 密度; B 粘度; C 位能; D 动能。 3.层流与湍流的本质区别是()。 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.气体是()的流体。 B A 可移动; B 可压缩; C 可流动; D 可测量。 5.在静止的流体,单位面积上所受的压力称为流体的()。 C A 绝对压力; B 表压力; C 静压力; D 真空度。 6.以绝对零压作起点计算的压力,称为()。 A A 绝对压力; B 表压力; C 静压力; D 真空度。 7.当被测流体的()大于外界大气压力时,所用的测压仪表称为压力表。 D A 真空度; B 表压力; C 相对压力; D 绝对压力。 8.当被测流体的绝对压力()外界大气压力时,所用的测压仪表称为压力表。 A A 大于; B 小于; C 等于; D 近似于。 9.()上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值,称为表压力。 A A 压力表; B 真空表; C 高度表; D 速度表。

10.被测流体的()小于外界大气压力时,所用测压仪表称为真空表。 D A 大气压; B 表压力; C 相对压力; D 绝对压力。 11. 流体在园管流动时,管中心流速最大,若为湍流时,平均流速与管中心的 最大流速的关系为()。 B A. Um=1/2Umax; B. Um=0.8Umax; C. Um=3/2Umax。 12. 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( )。 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。 13.层流底层越薄( )。 C A. 近壁面速度梯度越小; B. 流动阻力越小; C. 流动阻力越大; D. 流体湍动程度越小。 14.双液体U形差压计要求指示液的密度差( ) C A. 大; B. 中等; C. 小; D. 越大越好。 15.转子流量计的主要特点是( )。 C A. 恒截面、恒压差; B. 变截面、变压差; C. 恒流速、恒压差; D. 变流速、恒压差。 16.层流与湍流的本质区别是:( )。 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。 17.圆直管流动流体,湍流时雷诺准数是()。 B A. Re ≤ 2000; B. Re ≥ 4000; C. Re = 2000~4000。 18.某离心泵入口处真空表的读数为 200mmHg ,当地大气压为101kPa, 则泵入

化工原理概念汇总

化工原理概念汇总

化工原理知识 绪论 1、单元操作:(Unit Operations): 用来为化学反应过程创造适宜的条件或将反应物分离制成纯净品,在化工生产中共有的过程称为单元操作(12)。 单元操作特点: ①所有的单元操作都是物理性操作,不改变化学性质。②单元操作是化工生产过程中共有的操作。③单元操作作用于不同的化工过程时,基本原理相同,所用设备也是通用的。单元操作理论基础:(11、12) 质量守恒定律:输入=输出+积存 能量守恒定律:对于稳定的过,程输入=输出 动量守恒定律:动量的输入=动量的输出+动量的积存 2、研究方法: 实验研究方法(经验法):用量纲分析和相似论为指导,依靠实验来确定过程变量之间的关系,通常用无量纲数群(或称准数)构成的关系来表达。 数学模型法(半经验半理论方法):通过分析,在抓住过程本质的前提下,对过程做出合理的简化,得出能基本反映过程机理的物理模型。(04) 3、因次分析法与数学模型法的区别:(08B) 数学模型法(半经验半理论)因次论指导下的实验研究法 实验:寻找函数形式,决定参数

第二章:流体输送机械 一、概念题 1、离心泵的压头(或扬程): 离心泵的压头(或扬程):泵向单位重量的液体提供的机械能。以H 表示,单位为m 。 2、离心泵的理论压头: 理论压头:离心泵的叶轮叶片无限多,液体完全沿着叶片弯曲的表面流动而无任何其他的流动,液体为粘性等于零的理想流体,泵在这种理想状态下产生的压头称为理论压头。实际压头:离心泵的实际压头与理论压头有较大的差异,原因在于流体在通过泵的过程中存在着压头损失,它主要包括:1)叶片间的环流,2)流体的阻力损失,3)冲击损失。 3、气缚现象及其防止: 气缚现象:离心泵开动时如果泵壳内和吸入管内没有充满液体,它便没有抽吸液体的能力,这是因为气体的密度比液体的密度小的多,随叶轮旋转产生的离心力不足以造成吸上液体所需要的真空度。像这种泵壳内因为存在气体而导致吸不上液的现象称为气缚。防止:在吸入管底部装上止逆阀,使启动前泵内充满液体。 4、轴功率、有效功率、效率 有效功率:排送到管道的液体从叶轮获得的功率,用Ne 表示。 效率:轴功率:电机输入离心泵的功率,用N 表示,单位为J/S,W 或kW 。二、简述题 1、离心泵的工作点的确定及流量调节 工作点:管路特性曲线与离心泵的特性曲线的交点,就是将液体送过管路所需的压头与泵对液体所提供的压头正好相对等时的流量,该交点称为泵在管路上的工作点。流量调节: 1)改变出口阀开度——改变管路特性曲线; 2)改变泵的转速——改变泵的特性曲线。 2、离心泵的工作原理、过程: 开泵前,先在泵内灌满要输送的液体。 g QH N e ρ=η /e N N =η ρ/g QH N =

化工原理流体流动章节习题

第一章 流体流动 一 基本概念 1、连续性方程 2、液体和气体混合物密度求取 3、离心泵特性曲线的测定 二、核心公式 第一章、流体流动与流体输送机械 (1)流体静力学基本方程 (例1-9) U 型管压差计 (2)柏努利方程的应用(例1-14) (3)范宁公式 (4)离心泵的安装高度(例2-5) 三.问答题 1. (7分)离心泵的特性曲线是如何测定的?其特性曲线主要由哪几条曲线构成? 答:离心泵的特性曲线是在一定转速和常压的清水为工质做实验测得的.主要曲线有:H-Q,N-Q,η-Q 三条曲线,在曲线中要注明泵型号、转速. 2. (8分)试说明层流和湍流的主要区别。 答:1.质点的运动运动方式不同,层流只有轴向的运动,没有径向的脉动,而湍流质点是杂乱无章的运动,两个方向的运动都存在. 2. 流体流动速度分布不同:层流为抛物线形式,而湍流则是严格的抛物线,它的速度分布线前端基本是平直的. 3.运动的受力情况不同:层流主要是内摩擦力,服从牛顿粘性定律,而湍流由湍流应力和内摩擦力共同作用,可以仿造牛顿粘性定律写为:dy du ) e (+ν=τ 3. 离心泵启动前,为什么要先灌满水?与离心泵安装高度有关的性能指标有那些? 4.选择输送管路的管径时,从技术经济角度应考虑那些因素?如何选择? 5.离心泵的实验中,泵启动前与关闭时注意什么问题,为什么?流量调节采用什么方法,其优缺点各是什么? 6. 搞清楚离心泵的扬程与升扬高度、允许吸上高度和安装高度各组概念的区别和联系。(6 分) (1)扬程又称压头,是泵对1N 液体所提供的有效能J/N ;而升扬高度指泵上、下游两液面的垂直高度,它只是扬程中位能差一项。 (2)允许吸上高度Hg 是指上游贮槽液面与泵吸入口之间允许达到的最大垂直距离。

化工原理实验思考题答案汇总

流体流动阻力的测定 1.在测量前为什么要将设备中的空气排尽?怎样才能迅速地排尽?为什么?如何检验管路中的空气已经被排除干净? 答:启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。关闭出口阀后,打开U 形管顶部的阀门,利用空气压强使U 形管两支管水往下降,当两支管液柱水平,证明系统中空气已被排除干净。 2.以水为介质所测得的?~Re关系能否适用于其他流体? 答:能用,因为雷诺准数是一个无因次数群,它允许d、u、、变化 3?在不同的设备上(包括不同管径),不同水温下测定的?~Re数据能否关联在同一条曲线上? 答:不能,因为Re二du p仏与管的直径有关 离心泵特性曲线的测定 1.试从所测实验数据分析,离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门?本实验中,为了得到较好的实验效果,实验流量范围下限应小到零,上限应到最大,为什么? 答:关闭阀门的原因从试验数据上分析:开阀门意味着扬程极小,这意味着电机功率极大,会烧坏电机 (2)启动离心泵之前为什么要引水灌泵?如果灌泵后依然启动不起来,你认为可能的原因是什么? 答:离心泵不灌水很难排掉泵内的空气,导致泵空转而不能排水;泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏,即使电机的三相电接反了,泵也会启动的。 (3)泵启动后,出口阀如果不开,压力表读数是否会逐渐上升?随着流量的增大,泵进、出口压力表分别有什么变化?为什么? 答:当泵不被损坏时,真空表和压力表读数会恒定不变,水泵不排水空转不受

外网特性曲线影响造成的 恒压过滤常数的测定 1.为什么过滤开始时,滤液常常有混浊,而过段时间后才变清? 答:开始过滤时,滤饼还未形成,空隙较大的滤布使较小的颗粒得以漏过,使滤液浑浊,但当形成较密的滤饼后,颗粒无法通过,滤液变清。? 2.实验数据中第一点有无偏低或偏高现象?怎样解释?如何对待第一点数据? 答:一般来说,第一组实验的第一点△ A A q会偏高。因为我们是从看到计量桶出现第一滴滤液时开始计时,在计量桶上升1cm 时停止计时,但是在有液体流出前管道里还会产生少量滤液,而试验中管道里的液体体积产生所需要的时间并没有进入计算,从而造成所得曲线第一点往往有较大偏差。 3?当操作压力增加一倍,其K值是否也增加一倍?要得到同样重量的过滤液,其过滤时间是否缩短了一半? 答:影响过滤速率的主要因素有过滤压差、过滤介质的性质、构成滤饼的 颗粒特性,滤饼的厚度。由公式K=2I A P1-s, T=qe/K可知,当过滤压强提高一倍时,K增大,T减小,qe是由介质决定,与压强无关。 传热膜系数的测定 1.将实验得到的半经验特征数关联式和公认式进行比较,分析造成偏差的原因。 答:答:壁温接近于蒸气的温度。 可推出此次实验中总的传热系数方程为 其中K是总的传热系数,a是空气的传热系数,02是水蒸气的传热系数,3是铜管的厚度,入是铜的导热系数,R1、R2为污垢热阻。因R1、R2和金属壁的热阻较小,可忽略不计,则Tw- tw,于是可推导出,显然,壁温Tw接近于给热系数较大一侧的流体温度,对于此实验,可知壁温接近于水蒸气的温度。

化工原理 流体流动

化工原理绪论、流体流动、流体输送机械 一、填空题 1.一个生产工艺是由若干个__________ 和___________构成的。 2.各单元操作的操作原理及设备计算都是以__________、___________、___________、和___________四个概念为依据的。 3.常见的单位制有____________、_____________和_______________。 4.由于在计量各个物理量时采用了不同的__________,因而产生了不同的单位制。 5.一个过程在一定条件下能否进行,以及进行到什么程度,只有通过__________来判断。 6.单位时间内过程的变化率称为___________。 二问答题 7.什么是单元操作?主要包括哪些基本操作? 8.提高过程速率的途径是什么? 9.第一章流体流动 一填空题 1.单位体积流体的质量称为________,它与________互为倒数。 2.流体垂直作用于单位面积上的力,称为____________。 3.单位时间内流经管道任一截面的流体量称为________,其表示方法有________和________两种。 4.当管中流体形成稳定流动时,管中必定充满流体,即流体必定是_________的。 5.产生流体阻力的根本原因是________;而___________是产生流体阻力的第二位原因。另外,管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力_______________。 6.流体在管道中的流动状态可分为______ 和__________两种类型,二者在内部质点运动方式上的区别是_____________________________________。 7.判断液体内处于同一水平面上的各点压强是否相等的依据是_________、___________、________________。 8.流体若由低压头处流向高压头处时,所加入外加功的作用是______________________________。 9.在测量流体的流量时,随流量的增加孔板流量计两侧的压差将_______,若改用转子流量计,随流量增加转子两侧压差值________。 一、选择题 10.液体的密度随温度的升高而_________。

化工原理基本概念和原理

化工原理基本概念和原理 蒸馏––––基本概念和基本原理 利用各组分挥发度不同将液体混合物部分汽化而使混合物得到分离的单元操作称为蒸馏。这种分离操作是通过液相和气相之间的质量传递过程来实现的。 对于均相物系,必须造成一个两相物系才能将均相混合物分离。蒸馏操作采用改变状态参数的办法(如加热和冷却)使混合物系内部产生出第二个物相(气相);吸收操作中则采用从外界引入另一相物质(吸收剂)的办法形成两相系统。 一、两组分溶液的气液平衡 1.拉乌尔定律 理想溶液的气液平衡关系遵循拉乌尔定律: p A=p A0x A p B=p B0x B=p B0(1—x A) 根据道尔顿分压定律:p A=Py A而P=p A+p B 则两组分理想物系的气液相平衡关系: x A=(P—p B0)/(p A0—p B0)———泡点方程 y A=p A0x A/P———露点方程 对于任一理想溶液,利用一定温度下纯组分饱和蒸汽压数据可求得平衡的气液相组成; 反之,已知一相组成,可求得与之平衡的另一相组成和温度(试差法)。 2.用相对挥发度表示气液平衡关系 溶液中各组分的挥发度v可用它在蒸汽中的分压和与之平衡的液相中的摩尔分率来表示,即v A=p A/x A v B=p B/x B 溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥发度之比为相对挥发度。其表达式有:α=v A/v B=(p A/x A)/(p B/x B)=y A x B/y B x A 对于理想溶液:α=p A0/p B0 气液平衡方程:y=αx/[1+(α—1)x] Α值的大小可用来判断蒸馏分离的难易程度。α愈大,挥发度差异愈大,分离愈易;α=1时不能用普通精馏方法分离。 3.气液平衡相图 (1)温度—组成(t-x-y)图 该图由饱和蒸汽线(露点线)、饱和液体线(泡点线)组成,饱和液体线以下区域为液相区,饱和蒸汽线上方区域为过热蒸汽区,两曲线之间区域为气液共存区。 气液两相呈平衡状态时,气液两相温度相同,但气相组成大于液相组成;若气液两相组成相同,则气相露点温度大于液相泡点温度。 (2)x-y图 x-y图表示液相组成x与之平衡的气相组成y之间的关系曲线图,平衡线位于对角线的上方。平衡线偏离对角线愈远,表示该溶液愈易分离。总压对平衡曲线影响不大。 二、精馏原理 精馏过程是利用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理进行的,精馏操作的依据是混合物中各组分挥发度的差异,实现精馏操作的必要条件包括塔顶液相回流和塔底产生上升蒸汽。精馏塔中各级易挥发组分浓度由上至下逐级降低;精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度,原因之一是:塔顶易挥发组分浓度高于塔底,相应沸点较低;原因之二是:存在压降使塔底压

化工原理实验三单相流体阻力测定实验

实验三 单相流体阻力测定实验 一、实验目的 ⒈ 学习直管摩擦阻力△P f 、直管摩擦系数的测定方法。 ⒉ 掌握不同流量下摩擦系数 与雷诺数Re 之间关系及其变化规律。 ⒊ 学习压差传感器测量压差,流量计测量流量的方法。 ⒋ 掌握对数坐标系的使用方法。 二、实验内容 ⒈ 测定既定管路内流体流动的摩擦阻力和直管摩擦系数。 ⒉ 测定既定管路内流体流动的直管摩擦系数与雷诺数Re 之间关系曲线和关系式。 三、实验原理 流体在圆直管内流动时,由于流体的具有粘性和涡流的影响会产生摩擦阻力。流体在管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和摩擦系数有关,它们之间存在如下关系。 h f = ρf P ?=2 2 u d l λ (3-1) λ= 22u P l d f ?? ?ρ (3-2) Re = μ ρ ??u d (3-3) 式中:-d 管径,m ; -?f P 直管阻力引起的压强降,Pa ; -l 管长,m ; -u 管内平均流速,m / s ; -ρ流体的密度,kg / m 3 ; -μ流体的粘度,N ·s / m 2 。 摩擦系数λ与雷诺数Re 之间有一定的关系,这个关系一般用曲线来表示。在实验装置中,直管段管长l 和管径d 都已固定。若水温一定,则水的密度ρ和粘度μ也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降△P f 与流速u (流量V )之间的关系。 根据实验数据和式3-2可以计算出不同流速(流量V )下的直管摩擦系数λ,用式3-3计算对应的Re ,从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系,绘出λ与Re 的关系曲线。

四、实验流程及主要设备参数: 1.实验流程图:见图1 水泵8将储水槽9中的水抽出,送入实验系统,首先经玻璃转子流量计2测量流量,然后送入被测直管段5或6测量流体流动的光滑管或粗糙管的阻力,或经7测量局部阻力后回到储水槽, 水循环使用。被测直管段流体流动阻力△p可根据其数值大小分别采用变送器18或空气—水倒置∪型管10来测量。

第一章流体流动东南大学化工考研复试化工原理考试题库

第一章流体流动 一、单项选择题(每小题1分) 1.在SI单位制中,通用气体常数R的单位为( ) A. atm·cm / mol·K B. Pa·m /mol·K C. Kf·m / mol·K D. Ibf·ft / Ibmol·K 2.系统处于稳态指的是( ) A. 系统操作参数不随时间改变 B. 系统操作参数不随位置改变 C. 系统操作参数随位置改变,但不随时间改变 D. 系统操作参数随时间改变,但不随位置改变 3.下列流体中,认为密度随压力变化的是( ) A.甲烷 B.辛烷 C.甲苯 D. 水 4. 下列关于压力的表述中,正确的是( ) A. 绝对压强= 大气压强+ 真空度 B. 绝对压强= 大气压强- 真空度 C. 绝对压强= 大气压- 表压强 D. 绝对压强= 表压强+ 真空度 5.某系统的绝对压力为0.06MPa,若当地大气压为0.1MPa,则该系统的真空度为( ) A. 0.1MPa B. 0.14MPa C. 0.04MPa D. 0.06MPa 6. 容器中装有某种液体,任取两点A,B,A点高度大于B点高度,则( ) A. p A > p B B. p A < p B C. p A = p B D. 当液面上方的压强改变时,液体内部压强不发生改变 7.在一水平变径管路中,在小管截面A和大管截面B连接一U型压差计,当流体流过该管时,压差计读数R值反映( )。 A.A、B两截面间的压强差;B.A、B两截面间的流动阻力; C.A、B两截面间动压头变化;D.突然扩大或缩小的局部阻力。 8. 使用U型管压差计测量较小压差时,为了准确读数,下列方法中正确的做法是() A. 选择较大密度的指示液 B. 选择较小密度的指示液 C. 使用与被测流体密度相近的指示液 D. 加大指示液与被测流体密度的差别 9.用一U型管压差计测定正辛烷在管中两点间的压强差,若两点间的压差较小,为了提高读数精度,你认为较好的指示剂为( ) A. 乙醇 B. 水 C. 汞 D. 甲苯 10.所谓理想流体,指的是() A. 分子间作用力为零的流体 B. 牛顿流体 C. 稳定的胶体 D. 气体 11.牛顿粘性定律适用于牛顿型流体,且流体应呈( )。 A.过渡型流动;B.湍流流动;C.层流流动;D.静止状态。12.有两种关于粘性的说法:( ) (1) 无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。 (2) 粘性只有在流体运动时才会表现出来。 A.这两种说法都对B.第一种说法对,第二种说法不对 C.这两种说法都不对D.第二种说法对,第一种说法不对

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