化工原理王志魁第四版复习大纲及复习题解析

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第一章流体流动 1 流体静力学 压强的基准;

流体静力学方程及应用。“等压面” 2 管内流体流动的基本方程式 流量与流速间的关系; 连续性方程及应用; 柏努利方程及应用要点。 3 管内流体流动现象

黏度的单位及换算、影响因素(温度); 流体流动类型及判据;

两种基本流动类型的区别。 “质点运动方式、管内流速分布”

“理解边界层的概念及对传质传热的影响” 4 管内流体流动的摩擦阻力损失 流动阻力产生的原因和条件;

摩擦系数的影响因素(P37图1-28); 当量直径;

直管及局部阻力计算。 5 管路计算 6 流量的测定

常见流量计的类型及应用。

? 流体流动问答题

1 流体流动有哪两种基本流动类型,如何判断?

2 从质点运动方式和管内流速分布两方面说明层流和 湍流的区别。

3 一定量的液体在圆形直管内作滞流流动。若管长及

液体物性不变,而管径减至原有的一半,问因流动

阻力产生的能量损失为原来的多少倍?若流动处于 完全湍流区,则结果如何?简要写出推导过程。

4 期中问答题1 5 P55 1-6

? 流体流动的计算 主要计算公式:

流量与流速间关系式; 连续性方程; 柏努利方程;

摩擦阻力损失计算式。

1

注意:截面选取、压强基准、储槽液面流速可略。局部阻力系数与截面选取应一致 辅助计算式:

当量直径、雷诺数、功(效)率和计算

? 流体流动的计算 计算类型:

(1)求输送设备的功率(效率); (2)求设备间的相对位置; (3)求输送的流量; (4)求某截面处压强; (5)求管径。

注意:单位的一致性。 1 离心泵的工作原理

气缚现象及产生的原因、如何防止。 2 离心泵的主要部件及其作用 3 离心泵的主要性能参数 4 离心泵的特性曲线

一定转速下离心泵特性曲线的特点;

输送流体的密度和黏度变化对离心泵的流量、

扬程、轴功率及效率的影响。 5 离心泵的工作点和流量调节 “工作点”、“额定点(设计点)”; 离心泵常用的流量调节方法,流量调节时工 作点的变化,画图示意。

6 离心泵的汽蚀现象和安装高度

汽蚀现象及产生的原因、如何防止,表示离 心泵汽蚀性能的主要参数。 “通过计算判断是否发生汽蚀” 7 离心泵的操作和选型

启动和关闭时的要点及原因; 选型主要依据。 8 正位移泵 特点、举例。

? 流体输送设备问答题 1 简述离心泵的工作原理。

2 说明离心泵的主要部件及其作用。 3 气缚和汽蚀产生的原因、现象、如何防止?

4 离心泵在启动和关闭时的操作要点有哪些? 说明原因。

5 已知泵入口真空度和操作温度下液体的饱和

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蒸汽压,通过计算判断是否会发生汽蚀现象?

6 正位移泵有哪些操作特性?列举几种常见正位移泵。

? 流体输送设备的计算 计算类型:

(1)离心泵安装高度的确定; (2)工作点的确定 1 重力沉降

沉降速度的定义和计算; 降尘室的计算;

指定粒径的颗粒能够完全分离下来的必要条件

沉降速度、临界粒径、生产能力三者之间的关系

多层降尘室的计算要点。“分层”

降尘室生产能力与沉降速度和底面积有关,与高度无关。降尘室分层后,若要求分离的最小颗粒直径不变,则沉降速度不变、沉降时间减少、生产能力增大。 2 过滤

工业上常见过滤方式及其特点; 过滤速率基本方程;

形式、影响因素、简化假设 恒压过滤方程及其应用。

过滤常数K的定义式和影响因素 过滤介质阻力可以忽略的含义——qe?0 ? 沉降的计算 计算公式:

层流区的沉降速度计算公式; 沉降速度与生产能力、沉降面积之间的关系; 多层降尘室的层数与总处理量(总沉降面积)和

单层处理量(单层沉降面积)间的关系式。

? 沉降的计算 计算类型:

(1)求能够分离下来的最小颗粒直径; (2)求沉降速度或生产能力; (3)求气流水平流速;

(4)求沉降面积或多层降尘室的层数或高度。

注意计算步骤中的假设和校核!

? 过滤的计算

2

计算公式:

恒压过滤方程式;

滤框体积(滤渣体积)的计算式;

单框过滤面积、总过滤面积及框数的关系。 辅助计算式:

注意过滤面积计算式A?n?2l2

? 过滤的计算 计算类型:

(1)求过滤常数; (2)求获得某滤液(滤渣)量需要的过滤时间; (3)求某过滤时间下获得的滤液(滤渣)量; (4)求过滤面积或滤框数目及框厚。 注意恒压过滤方程中的过滤时间和滤液体积均为累积量!

1 热量传递的三种方式 2 热传导

傅立叶定律;

热导率的含义和影响因素;固体>液体>气体 稳态传热的含义及其在多层平壁导热中的体现。

理解传热速率表示为推动力/阻力的含义 热导率大、则热阻大,该层的温降也大。 3 对流传热

对流传热的机理;

间壁两侧温度分布,热阻集中在层流底层 蒸汽冷凝的两种方式(特点和影响因素); 滴状冷凝时的对流传热系数远大于膜状冷凝

对流传热系数的影响因素;

典型流体的对流传热系数的大致范围。 有相变的流体对流传热系数远大于无相变流体的对流传热系数,间壁换热时壁面温度接近于对流传热系数大的一侧流体温度。 4 两流体间传热过程的计算 5 换热器

换热器采用逆流换热的优缺点;

管壳式换热器的分类(按照热补偿方式); 换热器设计中流体流径的选择原则、管间设 置折流挡板的原因; 强化传热的主要途径。

? 传热问答题

1 画出间壁两侧流体传热时任一截面的温度分布图,并说明对流传热热阻集中在层流

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底层中的原因。

2 影响对流传热系数的因素有哪些? 3 工业生产中为何常采用逆流换热? 4 P181 4-19

5 管壳式换热器在什么情况下要考虑采取热补偿措施,按照热补偿方式不同可分为哪几种?

? 传热问答题

6 管壳式换热器设计时,下列各流体通常走管程还

是壳程,为什么? (1)腐蚀性的流体;(2)饱和蒸气冷凝; (3)压力高的流体;(4)黏度大的流体。 计算公式:

热量衡算式(求流量或流体出口温度); 传热速率方程;

对数平均温差计算式; 总传热系数计算式; 换热面积计算式。

? 传热过程的计算 计算类型:

(1)计算加热介质或冷却介质的流量; (2)计算流体的出(入)口温度; (3)计算换热量;

(4)确定某侧流体的对流传热系数; (5)计算(校核)换热面积或管长(管数)。 注意:相变换热情况下热量的计算; 不同流向时的对数平均温差的计算; 总传热系数与面积或直径相对应。 1 吸收操作的依据

2 气液相平衡关系——亨利定律 亨利定律的不同表达形式、各系数的影响因素

(物系、温度、压力)及相互关系; 传质方向的判断和传质推动力的确定。 气相中溶质分压大于与其接触的液相平衡分压时,发生吸收过程,操作线位于平衡线的上方。

3 吸收过程的传质速率 两相间传质双膜理论; 稳态传质的含义;

传质速率表达式的含义、推动力和阻力 (传质系数)的对应关系; 气膜控制和液膜控制。

3

吸收溶解度很大的气体,传质过程速率通常受气膜控制,吸收溶解度很小的气体,传质过程速率通常受液膜控制。 4 吸收塔的计算 回收率(吸收率); 最小液气比;

吸收剂用量对设备费用和塔操作的影响。

? 吸收问答题

1 简述双膜理论的基本要点。

2 吸收剂用量对吸收操作有何影响?如何确定适 宜液气比?

3 在图上给定吸收操作线和平衡线,确定 塔顶及塔底的吸收推动力。

4 通过计算说明传质方向和推动力。如P231 5-9

? 吸收问答题

5 通过计算说明吸收过程是液膜控制还是气膜控

制。如P232 5-12

6 推导纯吸收剂吸收时,最小液气比与吸收率和

相平衡常数之间的关系。 计算公式:

摩尔比与摩尔分数的换算; 全塔物料衡算; 操作线方程;

最小液气比的计算公式; 传质单元数的计算公式; 传质单元高度的计算公式; 填料层高度的计算公式。

? 吸收塔的计算 计算类型:

(1)求吸收剂用量;

(2)求出塔吸收液组成或吸收尾气组成; (3)求传质单元数;

(4)求传质单元高度或确定传质系数; (5)计算(校核)填料层高度。 1 蒸馏操作的依据

2 汽液相平衡关系——拉乌尔定律 相对挥发度的定义及影响因素。

相对挥发度越大,说明两组分越易分离 3 精馏原理

精馏操作基本原理(多次部分汽化和部分冷

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