化工原理复习

1、（1）静力学方程g乙 gz2 旦P2 pg(z1 Z2)9.81 104Pa 735.6mmHg 10mH2O1atm 1.013 105Pa 760mmHg 10.33mH2O 1kgf/cm2（2） U形压差计PaPb Rg( i )g(ZA Zb)（两测压口不在同一高度）Rg(),kg/m 3qv uA G uqm qv uA gai ）（两测压口在同一高度 分别为指示液和被测液体的密度流体的速度u、体积流量qv、质量流量qm、及质量流速G牛顿粘性定律dudy粘度运动粘度1比A2匕2 A2qAu2A222u1d1u2d2S 制单位为 pa.s,1pa.s=10P=1000cPs制单位为连

2、续性方程（稳定流动）（稳定流动， 常数,如:液体） （稳定流动， 常数圆管内）机械能守恒式均质不可压缩流体等温稳态流动的柏努利方程如下:2 比 gz1P122Z!2ghegz2（8）雷诺数duReP1gHeZ2222u22gP2P2gdGduhf1 2(Hf1 2(m)2000,层流4000,湍流ReRe2000Re0.12=0.0265m3 s-1（3）阀全开时，在液面与管出口内侧之间列能量衡算式22P1U1P3U3.1gz113gz33人“32 2式中 ui 比 0 pi = p3 = 0 (表压)Z3 = 0 Zi = 6.92m2U32h1 32 215 20 u3u310.5 0.0

3、18 (15)38.07-U3,2 9.81 6.92彳874.10m/s0.122在测压口与出口内侧间列能量衡算式gz22U22P3gz32U3hf ,2 3式中 U2 = U3Z2 = Z3p3 = 0(表压)P2hf 2 3220、U30.018 (15)0.1 20.018 254.1232.53P2 = 32.53 1000 = 32530 Pa(表压)p2 + ghz = R7 Hgg H = 1.51-(0.62- Rz)/232530 + 1000 9.811.51-(0.62- R/)/2=R7 13600 9.81R = 0.345 m89 4 mm,吸入管直管长度为6 m

4、,压出管直管长度为13 m,两段管路的摩擦系数均为入=0.03吸入管路中装有90 C标准弯头1个（Z =0.75）压出管路装有阀门1个（Z =6.4,） 90C标准弯头2个，管路两端水面高度差为 10 m，泵进口高于水面2 m,管内流量为0.012 m3/s。试求：（1） 泵的扬程；（2）泵进口处断面的压力为多少？如果高位槽中的水沿同样管路流回，不计泵内阻力，是否可流过同样的流量？解：（1）泵的扬程在1-1和2-2截面间列柏努利方程g 2gHeZ2P22U2g 2gH f,1 2吸入管流速Ua压出管流速UbHf,12(临4qV40.012ccc /p22.39m/sd20.0824 0.012

5、0.0624.24m/s0.50.0813 (0.03 - 0.060.75)2.392由于1、2截面很大，U1 =0, u2=0;He Z由液面P1gP3P11.5P1 = P2,2 9.814 2426.4)15.1m2 9.81所以Hf,1210 15.1 25.1m1-1至进口处3-3列柏努利方程2U1Z32U3H f ,1 3g(z3 Z1)2U3H f,1 31.01325 105 1000 9.816(0.030.5 0.75)0.0846.885 10 Pa2 1000 2.39221000 2.392当水从高位槽沿原路返回时,在高位槽液面2-2与水面1-1之间列柏努利方程Z2

6、P2g2U22gZ1P1g2U12gH f,2 1Hf,21 10 (0.03130.060.50.75 2 6.4)飞8qv2 0.064 9.81(0.030.080.75)8%2240.089.813/s解得 qv = 9.85 W-3 m3/s 0.012 m所以 当水从高位槽沿原路返回时，其流量比原来小。5如图5所示，用离心泵将池中常温水送至一敞口高位槽中。泵的特性曲线方程为F个 90弯头（总当量长度为 5.3m）, 1个全开的闸阀（当量长度 长度为28.3）,管子采用114 4mm的钢管，估计摩擦因数为0.03。m3/h?H 25.7 7.36 10 *2 （ H的单位为m,qv的

7、单位为m3/h）,管出口距池中水面高度为13m， 直管长90m，管路上有若干为0.6m） , 1个底阀（当量（1）闸阀全开时，管路中实际流量为多少（2） 为使流量达到60 m3/h,现采用调节闸阀开度方法，如何调节才行？此时，闸阀的 阻力系数、泵的有效功率为多少？HezP gu2gH f1 22222式中，zZ2,P 0,uU2，H f1 2ll eu2g2g2gd1 2 2gu4qv3(c, m /K 、。代入上式得：(qv , m /hd 23600HeZ2lle-182qv(1)24d12 dg3600将z213m，0.03, l90m，d0.106m，le5.3 0.628.3 34.

8、2代入式1 得:2qvHe130.0390 34.2 彳8240.1060.1064 9.813600(2)13 1.8273210 qv解(1)水池液面而泵的特性曲线方程为：H 25.7 7.36 104qV2(3)3泵工作He H，联立求解式 2、3得：qv 70.4m /h He H 22.05m2(2)为使流量由qv 70.4m /h变为60 m3/h，需关小闸阀。闸阀关小后，泵特性曲线方程(式3)不变，由此可以求出新的工作点。将 qv60m3/h 代入式 3 得：H 25.7 7.36 1 0 4 602 23.05m3qv、H也应满足阀门关小后的管路特性方程，该方程仍可用式 将qv

9、I 90m, d60m3/h，He0.106m，le23.05m，5.3 le1表示。z213m，0.03，28.3 33.6 le 代入式 1：23.05130.0333.6 le900.10682 0.1064 9.8160 23600qv 60m /h, H23.05m就是闸阀关小后新的工作点的横、纵坐标。泵的有效功率为：23.05 1000 60 9.81Pe H qvg3769W 3.77kW360068.2m解之得：le1、气体在一水平等径管中作等温稳定流动上游截面为1 ,下游截面为2,则管路中两截面处的质量流量qmi q m2 ,雷诺数Ree_Re 2 ,密度p 1p2。（ ）2

10、、水在一段圆形直管内作层流流动，若其它条件不变，现流量及管径均减小为原来的二分之一，则此时因流动阻力产生的压力损失为原来的 倍。3、有人希望使管壁光滑些，于是在管道内壁上涂上一层石蜡，倘若输送任务不变，且流体呈层流流动，流动的阻力将会如何变化？4、 某液体在内径为di的水平管路中稳定流动，其平均流速为ui，当它以相同的体积流量通过某内径为 d2（d2=di/2）的管子时，流速将变为原来的 倍；流动为层流时，管子两端压力降 P为原来的倍；湍流时（完全湍流区）Pf为原来的倍。5、流体流过两个并联管段1和2,两管内均呈滞流，两管的管长、管内径及体积流量分别是 11、12、dx d2、61、qv2。若

11、 11 =2l 2， d1=2d2 则 qd q v1=。1. 湍流流动的特点是，故其瞬时速度等于与之和。2. 雷诺准数的物理意义是 。3 .当地大气压为 755mmHg，现测得一容器内的绝对压力为350mmHg，则其真空度为mmHg。4以单位体积计的不可压缩流体的机械能衡算方程形式为5实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是题7附图应6如图所示，水由敞口恒液位的高位槽流向压力 恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，管 路总阻力损失（包括所有局部阻力损失）将（1）不变（2）变大变小（4）不确定7.如图所示的并联管路，其阻力关系是(A) ( hf)A1B ( hf)A2B(B) ( hf)A

12、B=( hf)A1B+( hf)A2B(C)(hf)AB =( hf)A1B=( hf)A2B(D)( hf)AB ( hf)A1B=(hf)A2B8孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者题8附图是恒、变，而后者是恒二 = =P0rHrrO30m20m题1附图、变。9.如图所示，水从槽底部沿内径为100mm的水平管子流出，阀门前、后的管长见图。槽中水位恒定。今测得阀门全闭时，压力表读数p=59.3kPa。现将阀 门全开，试求此时管内流量。已知阀门(全开)的阻力系数为 6.4,管内摩擦 因数=0.018。1. 答：脉动，时均速度，脉动速度2. 答：惯性力和黏性力之比。4. 答：gZ15.

13、答：黏性6. 答：(1)2U1P1Ws2gZ22U227.答：(C)&答：截面、压头，压头、截面9.答：槽面水位高度 HP59.3103g10009.81在槽面与管子出口间列机械能衡算式,得：30206.0459.810.51.00.1解得：u2.65m/ s1 21 23V du- 0.12.650.0208m /s443. 答：405 mmHgP2 Wf6.045m2-6.4 P2-5-=-= 30m20m题1附图374.9m / h1、 棉花保温性能好，主要是因为 。(A )棉纤维素导热系数小；(B) 棉花中含有相当数量的油脂；(C) 棉花中含有大量空气，而空气的运动又受到极为严重的阻碍

14、;(D) 棉花白色，因而黑度小。2、在房间中利用火炉进行取暖时，其传热方式为；(A) 传导和对流(B) 传导和辐射(C) 传导、对流和辐射，但对流和辐射是主要的。3、 一定流量的液体在一25 2.5mm的直管内作湍流流动， 其对流传热系数=1000w/m2.C。如流量与物性都不变，改用一19疋mm的直管，则其 值将变为w/m2. C。(A) 1059( B) 1496(C) 1585( D) 16784、 有一列管换热器，由38根25 X 2.5无缝钢管组成，某有机蒸汽在管外冷凝，管内通冷却水，水流速0.5m/s，相应的Re104及对流传热膜系数为，当水流量减为一半时，对流传热膜系数改变为=。

15、(A)= (1/2)( B) (1/2)(C)2.5mm 的管子组成，长2m,壳程为水蒸汽冷凝，其传热膜系数 a1=10000 W/(mK)，管程走溶液，流量 为0.03m3/s,进口温度t1=20 T,密度900kg/m 3,比热3.9kJ/(kg C-)，管壁和污垢热阻可以忽略管内溶液侧的传热膜系数 a=2500 W/(m “ K)，管内为湍流，求：(1) 以外表面为基准的总传热系数Ko ；(2) 溶液的出口温度t2 ；(3) 若检修中发现有8根管子已损坏，将坏管堵塞后继续使用，流量不变。此时换热器的总Ao100002500 2038 3.14 0.025 2 5.967m2(3分)Q4皿2。卩2住2tjKO AOtm1666.7t2 20Q0.03 9003.9(t2 20)5.967t21000110 20Inii i110 t2传热系数和溶液出口温度将变多少?(门以外表面积计Ko 1 1666.7W/(m2 K) ( 3分)112528.1