化工原理
第十二章其它传质分离方法
问题1．结晶有哪几种基本方法？溶液结晶操作的基本原理是什么？
答1．溶液结晶，熔融结晶，升华结晶，反应沉淀。
溶液的过饱和。
问题2．溶液结晶操作有哪几种方法造成过饱和度？
答2．冷却，蒸发浓缩。
问题3．与精馏操作相比，结晶操作有哪些特点？
答3．分离纯度高，温度低，相变热小。
问题4．什么是晶格、晶系、晶习？
答4．晶体微观粒子几何排列的最小单元。按晶格结构分类。形成不同晶体外形的习性。问题5．超溶解度曲线与溶解度曲线有什么关系？溶液有哪几种状态？什么是稳定区、介稳区、不稳区？
答5．在一定温度下，开始析出结晶的溶液浓度大于溶解度，所以，超溶解度曲线在溶解度曲线上面。
饱和，不饱和，过饱和状态。
当溶液浓度处于不饱和状态，属于稳定区。当溶液浓度介于超溶解度曲线和溶解度曲线之间，属于介稳区。当溶液浓度大于超溶解度曲线浓度时，属于不稳区。
问题6．溶液结晶要经历哪两个阶段？
答6．晶核生成，晶体成长。
问题7．晶核的生成有哪几种方式？
答7．初级均相成核，初级非均相成核，二次成核。
问题8．什么是再结晶现象？
答8．小晶体溶解与大晶体成长同时发生的现象。
问题9．过饱和度对晶核生成速率与晶体成长速率各自有何影响？
答9．过饱和度ΔC大，有利于成核；过饱和度ΔC小，有利于晶体成长。
问题10．选择结晶设备时要考虑哪些因素？
答10．选择时要考虑溶解度曲线的斜率，能耗，物性，产品粒度，处理量等。
问题11．什么是吸附现象？吸附分离的基本原理是什么？
答11．流体中的吸附质借助于范德华力而富集于吸附剂固体表面的现象。
吸附剂对流体中各组分选择性的吸附。
问题12．有哪几种常用的吸附解吸循环操作？
答12．变温，变压，变浓度，置换。
问题13．有哪几种常用的吸附剂？各有什么特点？什么是分子筛？
答13．活性炭，硅胶，活性氧化铝，活性土，沸石分子筛，吸附树脂等。
活性炭亲有机物，硅胶极性、亲水，活性氧化铝极性、亲水，活性土极性，沸石分子筛极性可改变、筛选分子、选择性强，吸附树脂可引入不同的官能团。
分子筛是晶格结构一定，微孔大小均一，能起筛选分子作用的吸附剂。
问题14．工业吸附对吸附剂有哪些基本要求？
答14．内表面大，活性高，选择性高，有一定的机械强度、粒度，化学稳定性好。
问题15．有利的吸附等温线有什么特点？
答15．随着流体相浓度的增加，吸附等温线斜率降低。
问题16．如何用实验确定朗格缪尔模型参数？
答16．先将朗格缪尔模型线性化m L m x p k x x 111
1
+?=，然后实测p 、x ，确定参数x m 、k L 。
问题17．吸附床中的传质扩散可分为哪几种方式？
答17．分子扩散，努森扩散，表面扩散，固体(晶体)扩散。
问题18．吸附过程有哪几个传质步骤？
答18．外扩散，内扩散，吸附。
问题19．何谓负荷曲线、透过曲线？什么是透过点、饱和点？
答19．固定床吸附器中，固体相浓度随距离的变化曲线称为负荷曲线。出口浓度随时间的变化称为透过曲线。
透过曲线中，出口浓度达到5%进口浓度时，对应的点称为透过点；出口浓度达到95%进口浓度时，对应的点称为饱和点。
问题20．固定床吸附塔中吸附剂利用率与哪些因素有关？
答20．传质速率，流体流速，相平衡。
问题21．常用的吸附分离设备有哪几种类型？
答21．固定床，搅拌釜，流化床。
问题22．什么是膜分离？有哪几种常用的膜分离过程？
答22．利用固体膜对流体混合物各组分的选择性渗透，实现分离。
反渗透，超滤，电渗析，气体渗透分离。
问题23．膜分离有哪些特点？分离过程对膜有哪些基本要求？
答23．不发生相变化，能耗低，常温操作，适用范围广，装置简单。
截留率，透过速率，截留分子量。
问题24．常用的膜分离器有哪些类型？
答24．平板式，管式，螺旋卷式，中空纤维式。
问题25．反渗透的基本原理是什么？
答25．施加的压差大于溶液的渗透压差。
问题26．什么是浓差极化？
答26．溶质在膜表面被截留，形成高浓度区的现象。
问题27．超滤的分离机理是什么？
答27．膜孔的筛分作用，或各组分通过的速率不同。
问题28．电渗析的分离机理是什么？阴膜、阳膜各有什么特点？
答28．离子交换膜使电解质离子选择性透过。
阴膜带正电，只让阴离子通过；阳膜带负电，只让阳离子通过；
问题29．气体混合物膜分离的机理是什么？
答29．努森流的分离作用；均质膜的溶解、扩散、解吸。
一、 选择题 1. 流体阻力的表现，下列阐述错误的是（ ）。 A.阻力越大，静压强下降就越大 B.流体的粘度越大，阻力越大 流体的流动状况是产生流体阻力的根本原因 D.流体的内摩擦力在流体激烈流动时不存在 2. 压强的具有专门名称的国际单位是Pa ，用基本单位表示是（ ）。 A.atm B.mmHg C.Kg/m.s2 D.N/m2 3. 水在直管中流动，现保持流量不变，增大管径，则流速（ ）。 A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断 4. 对不可压缩流体，满足( )条件时，才能应用柏努力方程求解。 A.)%(20p p p 1 21式中压强采用表压表示<- B.)%(01p p p 1 21式中压强采用表压表示<- C.)%(20p p p 1 21式中压强采用绝压表示<- D. )%(01p p p 121式中压强采用绝压表示<- 5. 判断流体的流动类型用（ ）准数。 A.欧拉 B.施伍德 C.雷诺 D.努塞尔特 6. 流体在圆形直管中滞流流动时的速度分布曲线为（ ）。 A.直线 B.抛物线 C.双曲线 D.椭圆线 7. 增大流体的流量，则在孔板流量计的孔板前后形成的压强差（ ）。 A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断 8. 流体在管内流动时的摩擦系数与（ ）有关。 A.雷诺准数和绝对粗糙度 B.雷诺准数和相对粗糙度 C.欧拉准数和绝对粗糙度 B. 欧拉准数和相对粗糙度 9. 测速管测量得到的速度是流体（ ）速度。 A.在管壁处 B.在管中心 C.瞬时 D.平均 10. 在层流流动中，若流体的总流率不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的（ ）倍。 A. 2； B. 6； C. 4； D. 1。 11. 流体在长为3m 、高为2m 的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为（ ）。 A. 1.2m ； B. 0.6m ； C. 2.4m ； D. 4.8m 。 12. 当流体在园管内流动时，管中心流速最大，滞流时的平均速度与管中心的最大流速的关
危险化学品生产企业化工过程安全管理的主要内容综述 作者：新乡市安全生产委员会特聘危险化学品专家组组长：朱振尧 2014.9.13 1、化工过程安全管理的主要内容和任务包括： （1）加强化工过程安全生产信息的收集和利用； （2）全员参与风险辨识和控制； （3）不断完善并严格执行安全操作规程不出现三违现象； （4）通过规范文件和操作管理，确保装置安全运行； （5）开展安全教育和操作技能培训实现达标上岗； （6）严格新装置试车方案和试生产方案的安全管理； （7）保持生产和安全设备设施完好性； （8）作业过程和文件安全管理； （9）承包商安全事项管理； （10）变更过程管理； （11）应急救援管理； （12）事故和事件管理； （13）化工过程安全管理的持续改进等。 2、安全生产信息管理
（1）全面收集安全生产信息。企业要明确责任部门，全面收集生产过程涉及的化学品危险性、工艺和设备等方面的全部安全生产信息，按照要求制定文件实现文件化的要求。 （2）充分利用安全生产信息。企业要综合分析收集到的各类信息，明确提出生产过程安全要求和注意事项。通过建立安全管理制度、制定安全操作规程、制定应急救援预案、制作工艺卡片、编制培训手册和技术手册、编制化学品间的安全相容矩阵表等措施，将各项安全要求和注意事项纳入自身的安全管理中。 （3）建立安全生产信息管理制度。企业要保证生产管理、过程危害分析、事故调查、符合性审核、安全监督检查、应急救援等方面的相关人员能够及时获取最新安全生产信息。企业要建立安全生产信息管理制度，及时更新信息文件。 3、风险管理 （1）建立风险管理制度。企业要制定化工过程风险管理制度，明确风险辨识范围、方法、频次和责任人，规定风险分析结果应用和改进措施落实的要求，对生产全过程进行风险辨识分析。对涉及75种重点监管危险化学品、18种重点监管危险化工工艺和危险化学品重大危险源GB18218-2009辨识（以下统称“两重点一重大”）的生产储存装置进行风险辨识分析，要采用危险与可操作性分析（HAZOP）技术，一般每3年进行一次。对其他生产储存装置的风险辨识分析，针对装置不同的复杂程度，选用安全检查表、工作危害分析、预危险性分析、故障类型和影响分析（FMEA）、HAZOP技术等方法或多种方法组合，可每5年进行一次。 （2）企业管理机构、人员构成、生产装置等发生重大变化或发生生产安全事故时，要及时进行风险辨识分析。企业要全员参与风险辨识分析，要求风险辨识分析必须全覆盖。 （3）确定风险辨识分析内容。化工过程风险分析应包括：工艺技术的本质安全性及风险程度；在役装置的风险辨识分析还要包括发生的变更是否存在风险，吸取本企业和其他同类企业事故及事件教训的措施等。工艺系统可能存在的风险；对严重事件的安全审查情况；控制风险的技术、管理措施及其失效可能引起的后果；现场设施失控和人为失误可能对安全造成的影响。
1 西安交大化工原理电子课件 返回 第十二章 干燥 12.1 概述 12.5 干燥器
2 西安交大化工原理电子课件 返回 12.1 概述 除湿的方法很多，常用的有： 1、机械分离法：即通过压榨、过滤和离心分离等方法去湿。 2、吸附脱水法：即用固体吸附剂。 3、干燥法：即利用热能，使湿物料中的湿分汽化而去湿的方法。 按照热能供给湿物料的方式，干燥法可分为：1）．传导干燥2）．对流干燥3）．辐射干燥4）．介电加热干燥
3 西安交 大化工原 理电子 课件 返回 12.2.1湿空气的性质 一、湿空气中水蒸气含量的表示方法 1、湿度v v a a M M p H M P p M =×=× ?水汽的质量水汽的物质的量＝绝干空气的质量绝干空气的物质的量2、相对湿度 100%s p p ?=×二、湿比容H υ= 干空气体积＋水汽体积 干空气的质量 51273 1.01310)22.42918273H t P +××××＝（＋5 273 1.01310 (0.773 1.244)273t H P +×=+×× 273(0.773 1.244)273H t H υ+=+× 常压下12.2 湿空气的性质及湿度图
4 西安交大化工原理电子课件 返回 三、湿比热容 c H=c a +c v H 常用的温度范围内 1.01 1.88H c H =+a v I I I H =+四、湿空气的焓 通常规定，0o C 时绝干空气及液态水的焓为零,有 ＝ 0()a v I c c H t r H =++(1.01 1.88)2492H t H ++w t 五、干球温度t 和湿球温度干球温度简称温度，是指空气的真实温 度，可直接用普通温度计测量。在对流干燥过程中，只要物料表面足够润湿，湿物料表面温度即为湿球温度。 空气 t,H t W 图12－1 湿球温度计
郑州大学 全日制博士学位研究生培养方案 学科名称：化工过程机械 学科代码：080706 培养单位名称：化工与能源学院 郑州大学研究生院 2013年6月8 日
郑州大学化工与能源学院 全日制博士学位研究生培养方案 一、学科名称、代码 学科名称：化工过程机械 学科代码：080706 二、专业简介 化工过程机械学科属于动力工程及工程热物理一级学科，面向化工、石油化工、炼油与天然气加工、轻工、核电与火电、冶金、环境工程、食品及制药等流程工业，以机械、过程、控制一体化的连续复杂系统为研究对象，主要研究流程工业中处理气、液和粉体等物质所必需的高效、节能、安全、环保的设备和机器及其关键技术。本学科是一个专业面广，为国民经济多个行业服务的涵盖机械、化工、控制、信息、材料和力学等多个学科的交叉型学科。其主要理论基础是固体力学、流体力学、热力学、传热学、传质学、化工过程原理和控制理论等学科。本学科与其一级学科中的其它二级学科有着相同的学科基础和内在联系，并和其它一级学科如机械工程、化学工程与技术、食品科学与工程、材料科学与工程、环境科学与工程等学科相互交叉与渗透。本学科所对应的本科专业为过程装备与控制工程。 郑州大学化工过程机械2005年获得博士学位授予权。 目前该学科拥有过程传热与节能河南省重点实验室、换热设备河南省工程实验室、工业节能技术与装备河南省高校工程技术研究中心、生态化工河南省高校工程技术研究中心等科研平台基地。近几年本学科主持承担或完成了许多国家级和省部级科研项目以及中石化、
河南煤业化工集团、中国平煤神马集团等大型企业相关课题，取得了突出成绩，获得了国家科技进步二等奖2项、国家科技进步三等奖2项以及20多项省部级科技成果奖。经过多年的建设与发展，目前该学科具有国家教学名师1名，学科已经形成了一支年龄、学历、职称结构合理，研究力量雄厚，充满朝气与创新精神的“学科带头人＋创新团队”的学科队伍。学科的科研环境、科研条件和人才培养条件优越，学科管理规范，为博士研究生的培养提供了良好的环境和条件。 三、培养目标 博士研究生必须认真学习掌握马列主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想和科学发展观；热爱祖国，品行端正，具有严谨求实的科学态度、勇于创新的工作作风和良好的科研道德；身心健康。 博士研究生应掌握本学科坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识；了解本学科有关研究领域国内外的学术现状和发展趋势；熟练掌握本学科的现代实验方法和技能；掌握科学研究的基本技能和方法；具有独立从事高水平科学研究的能力，并能够做出具有创造性的成果；至少熟练掌握一门外国语；达到《中华人民共和国学位条例》规定的博士学位学术水平。 四、修业年限 博士研究生的基本学制为以 4 年为基础的弹性学制。硕博连读研究生的基本学制为6 年（含硕士阶段2 年）。博士研究生申请学位最长年限为8 年，即自研究生入学之日起到校学位委员会讨论通过其学位论文的时间为8 年。 五、专业与研究方向 研究方向为：
化工过程控制 又称过程控制，是化工生产过程自动控制的简称。在50年代，曾采用化工自动化一词来概括化工生产过程的检测和控制两方面的内容，近年来倾向于将检测与控制分为两个概念。化工过程控制主要是研讨控制理论在化工生产过程中的应用，包括各种自动化系统的分析、设计和现场的实施、运行，而不包括纯理论的研究和仪表的设计、制造。需要着重指出的是，这里所述的化工过程属于学科性的广义化学工艺，而不是行政或部门的概念。所以，化工过程存在于化学工业、石油炼制工业、轻工、热电、食品、漂染、冶炼等许多工业部门。 化工过程控制是一门较新学科，在40年代以前，虽然生产过程中已采用自动化装置，但其设计和运行都是根据经验进行的，没有系统的理论指导。直至40年代中期，才开始把在电工中已较成熟的经典控制理论，初步应用到工业控制中来。50年代早期，在生产上出现高度集中控制的自动化装置。到60年代，高等院校化工系有较完整的教材，出现了控制系统的分析、设计和复杂的新型控制方案的文献资料，以及以计算机为控制工具，利用现代控制理论，进行多变量优化性质的设计的研究论文和学术报告。但是，由于当时计算机的投资大，可靠性差，没有在生产上发挥计算机控制的作用。直到70年代后期，微型计算机问世，在经济性和可靠性方面都有很大进展，在生产上发挥巨大的作用。同时，计算机善长于逻辑判断、程序时序性的工作，因此除控制外，信号报警、生产调度、安全管理、自动开停等都可纳入计算机程序。 控制的特点化工过程控制与一般化工方法最大的区别是动态和反馈。 动态在过程控制中把各种工艺衡算所依据的平衡状态称稳态。但是，实际生产总是在稳态附近波动而变化的。当生产达到稳态时，一个干扰出现后，被控制的变量就会偏离稳态，然后在控制作用下又逐步回至稳态，这个偏离了稳态又回复到稳态的过程称动态过程。在很多情况下，回复过程是振荡式的，可以回到原来起始的稳态，也可以回到另一个新的稳态。多数控制系统的质量指标都是直接从这一动态过程曲线出发而制定的。很多工艺设备的设计也是按可能出现的最大偏离的动态条件进行，而不能都按稳态计算进行。生产中出现的控制措施不力、操作裕度有限等，往往是由于设计依据不当所造成的。 反馈自动控制的成功和发展关键在于信息的反馈。在一个控制系统中，当控制器采取控制措施后，如果能够把控制效果的信息送回到控制器进行比较，以决定下一步如何进行校正。这种将控制效果信息送回到控制器的概念称反馈；这种信息通路称反馈回路。有反馈回路的称闭环控制系统；否则称开环控制系统。采用反馈是提高控制质量的关键措施，改变反馈的大小、形式或规律，对控制质量有不同的影响，甚至可以将不可控的非稳定系统改进为控制质量颇佳的稳定系统。所以称反馈是控制系统的心脏。 控制理论过程控制理论有经典控制理论和现代控制理论两种。经典控制理论是以线性常系数微分方程描述系统为出发点而发展起来的。一般以获得振荡的动态过程为原则,并规定动态过程的一些特征为质量指标:如动态过程中超过新稳态值的量为超调量；偏离原稳态值的最大偏离量为最大偏差；连续两次偏差峰值之比为衰减比；偏差衰减到最大量的95％所需的时间为过渡时间；若振荡后达到的稳态值与开始时的不相同，两个稳态值的差就称余差。由于这些指标不能直接表达为描述系统微分方程的组成部分，这一理论不能按数学方法直接设计理想的控制系统，需要一个凑试过程。但是，这种方法可以较严格地分析系统的控制质量。从线性常系数微分方程式的性质出发，得到两种分析方法：即根轨迹法和频率法。前者是按特征根随控制强度变化的轨迹进行评价的方法；后者应用输入为正弦波时，稳定后输出也是同频正弦波的性质，用输入和输出幅值比及相位差来评价动
第10章习题解答 1 在操作条件下，以纯净的氯苯为萃取剂，在单级接触萃取器中，萃取含丙酮的水溶液。丙酮－水－氯苯三元混合液的平衡数据见本题附表。试求： ⑴在直角三角形坐标系下，绘制此三元体系的相图，其中应包括溶解度曲线、联接线和辅助曲线； ⑵若近似地将前五组数据中B与S视为不互溶，试在X－Y直角坐标图上标绘分配曲线； ⑶若丙酮水溶液质量比分数为0.4，并且m B/m S=2.0，在X－Y直角坐标图上求丙酮在萃余相中的浓度； ⑷求当水层中丙酮浓度为45％（质量%，下同）时，水与氯苯的组成以及与该水层成平衡时的氯苯层的组成； ⑸由0.12kg氯苯和0.08kg水所构成的混合液中，尚需加入多少kg丙酮即可成为三元均相混合液； ⑹预处理含丙酮35％的原料液800kg，并要求达到萃取平衡时，萃取相中丙酮浓度为30％，试确定萃取剂（氯苯）的用量； ⑺求条件⑹下的萃取相和萃余相的量，并计算萃余相中丙酮的组成； ⑻若将条件⑹时的萃取相中的溶剂全部回收，求可得萃取液的量及组成。 解：⑴依平衡数据绘出溶解度曲线如附图1-1所示，图中各点代号与数据的对应关系注于附表1-1中。联结互成平衡的两液层组成点得E1R1、E2R2、E2R2……等平衡联结线。 由E1、E2、E3……各点作平行于AB边的直线，再由R1、R2、R3……各点作平行于AS边的
直线，两组线分别相交于点G、H、I、J、K，连接P、G、H、I、J、K即得辅助曲线。 ⑵将前五组数据转换为质量比浓度，其结果列于附表1-2中，并在X－Y直角坐标图上标绘分配曲线，如图1-2。 附表1-2 ⑶由X F=0.4，在图1-2上，自点X F作斜率为－m B/m S=－2.0的直线与分配曲线相交于点T，点T的横坐标即为丙酮在萃余相中的浓度X R=0.25。 图1-1 图1-2 ⑷水层中各组分的浓度 由所绘制的溶解度曲线如图1-3，在AB边上确定组分A的浓度为45％的点F，由点F绘直线FW平行于三角形底边BS，则FW线上各点表示A的组成均为45％。FW与溶解度曲线左侧的交点R，即代表水层中含A为45％的组成点，由图可读得点R组成为(质量％)： x A=45％x B=52.8％x S=2.2％
第1章自动控制系统基本概念 填空题： 1.自动控制系统主要由测量元件与变送器、控制器、 执行器和被控对象组成。 2.自动控制系统中，将工艺参数需要控制的设备、机 器或生产过程等，称为被控对象。 3.自动控制系统的干扰作用是指除操纵变量外，作用 于被控对象并引起被控变量变化的一切因素。4.自动控制系统中的操纵变量是指受执行器控制，用 以克服干扰的影响，使被控变量保持给定值的物料流量或能量。 5.自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统。 6.仪表符号除了图形外，圆圈之中还有一串由字母和 数字组成的代号，称为仪表位号。 7.自动控制系统的动态是指被控变量随时间变化的不 平衡状态。 8.自动控制系统的静态是指被控变量不随时间变化的 平衡状态。 9.在分析和设计控制系统时，最常选用的干扰形式是 阶跃干扰。 10.一般来说，自动控制系统在阶跃干扰作用下，希望 得到的过渡过程是衰减振荡过程。
11.衰减振荡过渡过程的衰减比一般取4：1至10：1 范围内为宜。 选择题： 1.下列图形符号中，表示集中仪表盘面安装仪表的是 （ C ） A．B．C． D 2.下列图形符号中，表示就地仪表盘后安装仪表的是 （ B ） A．B．C． D 3.自动控制系统方块图中带有箭头的线条表示 （ A ） A．信号的相互关系，箭头指向方块表示为这个环节的输入，箭头离开方块表示为这个 环节的输出 B．物料从一个设备进入另一个设备 C．能量从一个设备进入另一个设备
D．既表示方框之间的物料流动方向，又表示方框之间的信号流向，两者是一致的 4.自动控制系统可分为定值系统、随动系统和程序系 统，其分类标准是（ D ） A．被控变量的名称B．控制器的控制规律 C．控制系统的复杂程度D．给定值的特点 简答题： 1.简述自动控制系统中都采用负反馈控制的原因。答：采用负反馈，是因为当被控变量受到干扰作用后，若使其升高，则反馈信号升高，经过比较，偏差信号将降低，此时控制器将发出信号而使执行器动作，施加控制作用，其作用方向与干扰作用方向相反，致使被控变量下降，这样就达到了控制的目的。 2.附图所示为某列管式蒸汽 加热器控制流程图。试分 别说明图中PI-307、 TRC-303、FRC-305所代 题4图表的意义。
化工原理 第十二章其它传质分离方法 问题1．结晶有哪几种基本方法？溶液结晶操作的基本原理是什么？ 答1．溶液结晶，熔融结晶，升华结晶，反应沉淀。 溶液的过饱和。 问题2．溶液结晶操作有哪几种方法造成过饱和度？ 答2．冷却，蒸发浓缩。 问题3．与精馏操作相比，结晶操作有哪些特点？ 答3．分离纯度高，温度低，相变热小。 问题4．什么是晶格、晶系、晶习？ 答4．晶体微观粒子几何排列的最小单元。按晶格结构分类。形成不同晶体外形的习性。问题5．超溶解度曲线与溶解度曲线有什么关系？溶液有哪几种状态？什么是稳定区、介稳区、不稳区？ 答5．在一定温度下，开始析出结晶的溶液浓度大于溶解度，所以，超溶解度曲线在溶解度曲线上面。 饱和，不饱和，过饱和状态。 当溶液浓度处于不饱和状态，属于稳定区。当溶液浓度介于超溶解度曲线和溶解度曲线之间，属于介稳区。当溶液浓度大于超溶解度曲线浓度时，属于不稳区。 问题6．溶液结晶要经历哪两个阶段？ 答6．晶核生成，晶体成长。 问题7．晶核的生成有哪几种方式？ 答7．初级均相成核，初级非均相成核，二次成核。 问题8．什么是再结晶现象？ 答8．小晶体溶解与大晶体成长同时发生的现象。 问题9．过饱和度对晶核生成速率与晶体成长速率各自有何影响？ 答9．过饱和度ΔC大，有利于成核；过饱和度ΔC小，有利于晶体成长。 问题10．选择结晶设备时要考虑哪些因素？ 答10．选择时要考虑溶解度曲线的斜率，能耗，物性，产品粒度，处理量等。 问题11．什么是吸附现象？吸附分离的基本原理是什么？ 答11．流体中的吸附质借助于范德华力而富集于吸附剂固体表面的现象。 吸附剂对流体中各组分选择性的吸附。 问题12．有哪几种常用的吸附解吸循环操作？ 答12．变温，变压，变浓度，置换。 问题13．有哪几种常用的吸附剂？各有什么特点？什么是分子筛？ 答13．活性炭，硅胶，活性氧化铝，活性土，沸石分子筛，吸附树脂等。 活性炭亲有机物，硅胶极性、亲水，活性氧化铝极性、亲水，活性土极性，沸石分子筛极性可改变、筛选分子、选择性强，吸附树脂可引入不同的官能团。 分子筛是晶格结构一定，微孔大小均一，能起筛选分子作用的吸附剂。 问题14．工业吸附对吸附剂有哪些基本要求？ 答14．内表面大，活性高，选择性高，有一定的机械强度、粒度，化学稳定性好。 问题15．有利的吸附等温线有什么特点？ 答15．随着流体相浓度的增加，吸附等温线斜率降低。
第二章流体输送机械 一、名词解释（每题2分） 1、泵流量 泵单位时间输送液体体积量 2、压头 流体输送设备为单位重量流体所提供的能量 3、效率 有效功率与轴功率的比值 4、轴功率 电机为泵轴所提供的功率 5、理论压头 具有无限多叶片的离心泵为单位重量理想流体所提供的能量 6、气缚现象 因为泵中存在气体而导致吸不上液体的现象 7、离心泵特性曲线 在一定转速下，离心泵主要性能参数与流量关系的曲线 8、最佳工作点 效率最高时所对应的工作点 9、气蚀现象 泵入口的压力低于所输送液体同温度的饱和蒸汽压力，液体汽化，产生对泵损害或吸不上液体 10、安装高度 泵正常工作时，泵入口到液面的垂直距离 11、允许吸上真空度 泵吸入口允许的最低真空度 12、气蚀余量 泵入口的动压头和静压头高于液体饱和蒸汽压头的数值 13、泵的工作点 管路特性曲线与泵的特性曲线的交点 14、风压 风机为单位体积的流体所提供的能量 15、风量 风机单位时间所输送的气体量，并以进口状态计 二、单选择题（每题2分） 1、用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，若离心泵在正常操作围工作，开大出口阀门将导致（） Ａ送水量增加，整个管路阻力损失减少
Ｂ送水量增加，整个管路阻力损失增大 Ｃ送水量增加，泵的轴功率不变 Ｄ送水量增加，泵的轴功率下降 A 2、以下不是离心式通风机的性能参数( ) Ａ风量Ｂ扬程Ｃ效率Ｄ静风压 B 3、往复泵适用于( ) Ａ大流量且流量要求特别均匀的场合 Ｂ介质腐蚀性特别强的场合 Ｃ流量较小，扬程较高的场合 Ｄ投资较小的场合 C 4、离心通风机的全风压等于( ) Ａ静风压加通风机出口的动压 Ｂ离心通风机出口与进口间的压差 Ｃ离心通风机出口的压力 Ｄ动风压加静风压 D 5、以下型号的泵不是水泵( ) ＡＢ型ＢＤ型 ＣＦ型Ｄｓｈ型 C 6、离心泵的调节阀( ) Ａ只能安在进口管路上 Ｂ只能安在出口管路上 Ｃ安装在进口管路和出口管路上均可 Ｄ只能安在旁路上 B 7、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后以下能量的增加值( ) Ａ包括能在的总能量Ｂ机械能 Ｃ压能Ｄ位能（即实际的升扬高度）B 8、流体经过泵后，压力增大?p N/m2，则单位重量流体压能的增加为( ) A ?p B ?p/ρ C ?p/ρg D ?p/2g C 9、离心泵的下列部件是用来将动能转变为压能( ) A 泵壳和叶轮 B 叶轮 C 泵壳 D 叶轮和导轮 C 10、离心泵停车时要( ) Ａ先关出口阀后断电 Ｂ先断电后关出口阀 Ｃ先关出口阀先断电均可 Ｄ单级式的先断电，多级式的先关出口阀 A 11、离心通风机的铭牌上标明的全风压为100mmH2O意思是( ) A 输任何条件的气体介质全风压都达100mmH2O B 输送空气时不论流量多少，全风压都可达100mmH2O C 输送任何气体介质当效率最高时，全风压为100mmH2O D 输送20℃，101325Pa空气，在效率最高时，全风压为100mmH2O D 12、离心泵的允许吸上真空高度与以下因素无关( ) Ａ当地大气压力Ｂ输送液体的温度
第十章 液-液萃取和液-固浸取 1. 25℃时醋酸（A ）–庚醇-3（B ）–水（S ）的平衡数据如本题附表所示。 习题1附表1 溶解度曲线数据（质量分数/%） 试求：（1）在直角三角形相图上绘出溶解度曲线及辅助曲线，在直角坐标图上绘出分配曲线。（2）确定由200 kg 醋酸、200 kg 庚醇-3和400 kg 水组成的混合液的物系点位置。混合液经充分混合并静置分层后，确定两共轭相的组成和质量。（3）上述两液层的分配系数A k 及选择性系数β。（4）从上述混合液中蒸出多少千克水才能成为均相溶液？ 解：（1）溶解度曲线如附图1中曲线SEPHRJ 所示。辅助曲线如附图1曲线SNP 所示。分配曲线如附图2 所示。 （2）和点醋酸的质量分率为 25.0400 200200200 A =++= x 水的质量分率为 50.0400 200200400 S =++=x 由此可确定和点M 的位置，如附图1所示。由辅助曲线通过试差作图可确定M 点的差点R 和E 。由杠杆规则可得 kg 260kg 80040 13 4013=?==M R ()kg 540kg 260800=-=-=R M E
由附图1可查得E 相的组成为 A S B 0.28, 0.71,0.01y y y === R 相的组成为 A S B 0.20, 0.06,0.74x x x === （3）分配系数 A A A 0.28 1.40.20y k x === B B B 0.010.01350.74 y k x = == 选择性系数 7.1030135 .04.1B A === k k β （4）随水分的蒸发，和点M 将沿直线SM 移动，当M 点到达H 点时，物系分层消失，即变为均相物系。由杠杆规则可得 kg 5.494kg 80055 34 5534=?== M H 需蒸发的水分量为 ()kg 5.305kg 5.494800=-=-H M 2. 在单级萃取装置中，以纯水为溶剂从含醋酸质量分数为30%的醋酸–庚醇-3混合液中提取醋酸。已知原料液的处理量为1 000 kg/h ，要求萃余相中醋酸的质量分数不大于10%。试（1）水的用量；（2）萃余相的量及醋酸的萃取率。操作条件下的平衡数据见习题1。 解：（1）物系的溶解度曲线及辅助曲线如附图所示。 由原料组成x F =0.3可确定原料的相点F ，由萃余相的组成x A =0.1可确定萃余相的相点R 。借助辅助曲线，由R 可确定萃取相的相点E 。联结RE 、FS ，则其交点M 即为萃取操作的物系点。由杠杆规则可得 习题1 附图1 习题1 附图2
第八章课堂练习： 1、吸收操作的基本依据是什么？答：混合气体各组分溶解度不同 2、吸收溶剂的选择性指的是什么：对被分离组分溶解度高，对其它组分溶解度低 3、若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为难溶气体。 4、易溶气体溶液上方的分压低，难溶气体溶液上方的分压高。 5、解吸时溶质由液相向气相传递；压力低，温度高，将有利于解吸的进行。 6、接近常压的低浓度气液平衡系统，当总压增加时，亨利常数E不变，H 不变，相平衡常数m 减小 1、①实验室用水吸收空气中的O2，过程属于（B ） A、气膜控制 B、液膜控制 C、两相扩散控制 ②其气膜阻力（C）液膜阻力A、大于B、等于C、小于 ２、溶解度很大的气体，属于气膜控制 ３、当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m的直线时，则1/Ky=1/ky+ m /kx 4、若某气体在水中的亨利常数E值很大，则说明该气体为难溶气体 5、总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+1/HkG，当(气膜阻力1/HkG) 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。 1、低含量气体吸收的特点是L 、G 、Ky 、Kx 、T 可按常量处理 2、传质单元高度HOG分离任表征设备效能高低特性，传质单元数NOG表征了（分离任务的难易）特性。 3、吸收因子A的定义式为L/（Gm），它的几何意义表示操作线斜率与平衡线斜率之比 4、当A<1时，塔高H=∞，则气液两相将于塔底达到平衡 5、增加吸收剂用量，操作线的斜率增大，吸收推动力增大，则操作线向（远离）平衡线的方向偏移。 6、液气比低于（L/G）min时，吸收操作能否进行？能 此时将会出现吸收效果达不到要求现象。 7、在逆流操作的吸收塔中，若其他操作条件不变而系统温度增加，则塔的气相总传质单元高度HOG将↑，总传质单元数NOG 将↓，操作线斜率（L/G）将不变。 8、若吸收剂入塔浓度x2降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率↑，出口气体浓度↓。 9、在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组成x2增大，其它条件不变，则气相总传质单元高度将（ A ）。 A.不变 B.不确定 C.减小 D.增大 吸收小结： 1、亨利定律、费克定律表达式 2、亨利系数与温度、压力的关系；E值随物系的特性及温度而异，单位与压强的单位一致；m与物系特性、温度、压力有关（无因次） 3、E、H、m之间的换算关系 4、吸收塔在最小液气比以下能否正常工作。 5、操作线方程（并、逆流时）及在y~x图上的画法 6、出塔气体有一最小值，出塔液体有一最大值，及各自的计算式 7、气膜控制、液膜控制的特点 8、最小液气比(L/G)min、适宜液气比的计算 9、加压和降温溶解度高，有利于吸收 减压和升温溶解度低，有利于解吸
浙江大学“过程装备与控制工程”专业简介 --过程装备与控制工程专业（化工过程机械） 1. “过程装备与控制工程”专业处于什么地位？ 2. “过程装备与控制工程”专业主要学习什么？ 3. “过程装备与控制工程”专业学生的就业前景如何？ 4. “过程装备与控制工程”专业研究生招生规模如何？ 5. “过程装备与控制工程”专业毕业的学生适合出国吗？ 6. “过程装备与控制工程”专业课程设置？ 7. “过程装备与控制工程”专业师资情况？ 8. “过程装备与控制工程”教学情况？ 9. “过程装备与控制工程”实验情况？ 10. “过程装备与控制工程”专业学生能够获得哪些方面的锻炼？ FAQ 1.“过程装备与控制工程” 专业处于什么地位？ 浙江大学“过程装备与控制工程”专业是国家重点学科、国家特色专业，前身是“化工设备与机械”专业。 专业成立于1953年，在国内高校中开创了多个第一，已成为我国过程装备与控制工程高层次复合型人才培养和科技创新的基地。1961年开始招收培养研究生；1981年获首批博士学位授予权；1986年首批设立博士后流动站；1996年国家首批211工程重点建设学科。1998年根据教育部专业调整，将化工设备与机械专业建设改造为过程装备与控制工程专业，并于1999年开始按新专业名称招生。2001年被评为本学科首个国家重点学科，2008年被列为首批国家特色专业。 2．“过程装备与控制工程”专业主要学习什么？ “过程装备与控制工程”专业立足于国民经济发展的支柱企业，以流程工业为对象，系统地学习这些流程工业过程中各主要装备的设计、制造与控制基础，融化工、机械、力学、材料、信息与控制等专业于一体，致力于解决社会发展、经济建设和国家安全中的前沿性重大科技问题。 3.“过程装备与控制工程”专业学生的就业前景如何？ “过程装备与控制工程”专业的毕业生在人格品质、创新精神和适应能力等方面都有出色表现，受到社会各界的广泛认同，需求旺盛，供不应求，一次性就业率年年100%，读研率和出国率之和接近50%。经常有本科学生作为交流生送往德国、港澳等地交流学习。 毕业生就业范围非常广，包括复旦大学、武汉大学、上海理工大学、浙江工业大学、青岛科技大学、
第一章流体流动 质点含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比起分子自由程 却要大得多。 连续性假定假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。 拉格朗日法选定一个流体质点,对其跟踪观察，描述其运动参数(如位移、速度等)与时间的关系。 欧拉法在固定空间位置上观察流体质点的运动情况，如空间各点的速度、压强、密度等，即直接描述各有关运动参数在空间各点的分布情况和随时间的变化。定态流动流场中各点流体的速度u 、压强p不随时间而变化。 轨线与流线轨线是同一流体质点在不同时间的位置连线，是拉格朗日法考察的结果。流线是同一瞬间不同质点在速度方向上的连线，是欧拉法考察的结果。系统与控制体系统是采用拉格朗日法考察流体的。控制体是采用欧拉法考察流体的。 理想流体与实际流体的区别理想流体粘度为零，而实际流体粘度不为零。粘性的物理本质分子间的引力和分子的热运动。通常液体的粘度随温度增 加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主。气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主。 总势能流体的压强能与位能之和。 可压缩流体与不可压缩流体的区别流体的密度是否与压强有关。有关的称为可压缩流体，无关的称为不可压缩流体。 伯努利方程的物理意义流体流动中的位能、压强能、动能之和保持不变。平均流速流体的平均流速是以体积流量相同为原则的。 动能校正因子实际动能之平均值与平均速度之动能的比值。 均匀分布同一横截面上流体速度相同。 均匀流段各流线都是平行的直线并与截面垂直,在定态流动条件下该截面上
的流体没有加速度, 故沿该截面势能分布应服从静力学原理。 层流与湍流的本质区别是否存在流体速度u、压强p的脉动性，即是否存在流体质点的脉动性。 稳定性与定态性稳定性是指系统对外界扰动的反应。定态性是指有关运动参数随时间的变化情况。 边界层流动流体受固体壁面阻滞而造成速度梯度的区域。 边界层分离现象在逆压强梯度下，因外层流体的动量来不及传给边界层，而形成边界层脱体的现象。 雷诺数的物理意义雷诺数是惯性力与粘性力之比。 量纲分析实验研究方法的主要步骤: ①经初步实验列出影响过程的主要因素； ②无量纲化减少变量数并规划实验； ③通过实验数据回归确定参数及变量适用围，确定函数形式。 摩擦系数 层流区,λ与Re成反比，λ与相对粗糙度无关； 一般湍流区，λ随Re增加而递减，同时λ随相对粗糙度增大而增大； 充分湍流区，λ与Re无关,λ随相对粗糙度增大而增大。 完全湍流粗糙管当壁面凸出物低于层流层厚度，体现不出粗糙度过对阻力 损失的影响时，称为水力光滑管。Re很大，λ与Re无关的区域，称为完全湍流粗糙管。同一根实际管子在不同的Re下，既可以是水力光滑管，又可以是完全湍流粗糙管。 局部阻力当量长度把局部阻力损失看作相当于某个长度的直管，该长度即为局部阻力当量长度。 毕托管特点毕托管测量的是流速，通过换算才能获得流量。 驻点压强在驻点处，动能转化成压强(称为动压强)，所以驻点压强是静压强与动压强之和。 孔板流量计的特点恒截面，变压差。结构简单，使用方便，阻力损失较大。转子流量计的特点恒流速，恒压差，变截面。 非牛顿流体的特性 塑性：只有当施加的剪应力大于屈服应力之后流体才开始流动。
《化工传递过程原理》课程教学大纲 课程名称：化工传递过程原理/Chemical Transfer Process(中文/英文) 课程类别：专业课 学时/学分：32/2.0 开课单位：化学与制药工程系 开课对象:化学工程与工艺专业（本科） 选定教材：《化工传递过程基础》，陈涛，北京，化学工业出版社，2008。 参考书：《动量，热量与质量传递原理》，威尔特（美），北京，化学工业出版社，2005。 一、课程性质、目的和任务 《化工传递过程原理》是针对化学工程与工艺方向的必修课。是一门探讨自然现象和化工过程中动量、热量和质量传递速率的课程。化学工程中各个单元操作均被看成传热、传质及流体流动的特殊情况或特定的组合，对单元操作的任何进一步的研究，最终都是归结为这几种传递过程的研究。将化工单元操作（化工原理）的共性归纳为动量、热量和质量传递过程（"三传"）的原理系统地论述，将化学工程的研究方法由经验分析上升为理论分析方法。各传递过程既有独立性又有类似性，虽然课程中概念、定义和公式较多，基本方程又相当复杂给学习带来一定的困难，但可运用"三传"的类似关系进行研究理解，使学生掌握化学工程专业中有关动量、热量和质量传递的共性问题。 本课程的教学目的是了解和掌握三传现象的机理及其数学描述，建立微分方程。确定边界条件从而分别求出过程的解析、数值解或转化为准数关联式，培养学生分析和解决化学工程中传递问题的能力，为在工程上进一步改善各种传递过程和设备的设计、操作及控制过程打下良好的理论基础。具体为包括动量传递、热量传递和质量传递过程、非牛顿流体中的传递现象、粘弹性及广义牛顿流体连续性方程和运动方程及其应用、边界层方程及其应用、湍流理论评价、能量方程、对流传热的解析、温度边界层、平壁和楔形强制层流传热的数学描述、湍流传热的解析计算、自然对流的传热过程等。 二、课程内容的基本要求 本课程系统论述了化学工程中“三传”的基本原理，数学模型和求解方法，传递速率的理论计算，“三传”的类比及传递理论的工程应用等内容，全书共分三篇，共12章。 1、绪论。传递过程概论，阐述流体流动导论，了解三传的类似性和衡算方法。 2、第一篇（第2章~第5章）。动量传递，包括动量传递概论与动量传递微分方程，动量传递方程的若干解，边界层流动和湍流。了解平壁间的稳态平行层流，掌握圆管与套管环隙中的稳态层流及
《化工过程控制课程设计报告》 学院： 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 起止日期：2011年12月18日～2011年12月23日
目录 1.课程设计目的 (2) 2.课程设计题目和要求 (2) 3.设计内容 (2) 3.1吸收塔和解吸塔的控制 (2) 3.1.2控制方案的论证与选择 (4) 3.1.3分程控制系统的设计 (5) 3.1.4控制系统硬件选择 (6) 3.1.7测量变送器的选择 (7) 4.设计总结 (9) 参考书目 (9)
1.课程设计目的 通过本课程设计，让学生进一步熟悉吸收塔液位控制系统方法及应用，将学到的东西与实践相结合。培养学生综合运用本门课程及有关课程的基本知识去解决某一实际问题，加深对该课程知识的理解。锻炼学生独立思考问题的能力和查看资料来解决问题的能力。 2.课程设计题目和要求 本次课程设计设计的吸收塔和解吸塔的液位流量均匀控制系统。整个装置是贫液从解吸塔底部流出经锅炉给水预热器冷却后，用贫液泵送到吸收塔顶，自上而下流过两层填料，再与半贫液汇合，此次设计根据贫液的控制要求，应采用均匀控制系统对其液位、流量进行控制。由于均匀控制系统具有结构无特殊性的特点，采用的是液位、流量串级均匀控制系统，温度控制系统需要达到工艺上规定的控制 3.设计内容 3.1吸收塔和解吸塔的控制 吸收是利用液体吸收剂收集或冷凝气流中的某些组分的过程。而解吸过程刚好相反，它是将已吸收的组分从液体中除去或解吸出来。这两个过程可以相互独立地进行，例如从烟道气中吸收二氧化硫，或从“酸水”中解吸硫化氢。而更多的情况是这两个过程联合运行，例如大型氨厂脱碳工序普遍采用联合运行的工艺流程，见图 今以它为例简单的介绍如下： 温度为250℃左右的低变气用水淬冷到露点（178℃），然后进入低变气再沸器，
化工原理第八章吸收 8.1 概述 一、吸收的目的和依据 目的： （1）回收有用物质； （2）脱除有害物质组分； （3）制备溶液。 依据：混合气体中各组分在溶剂中溶解度的差异。 二、吸收的流程 溶质——A；惰性组分——B；溶剂——S。 吸收过程的主要能耗在解吸上。 三、溶剂的选择： 技术方面：溶解度要高，选择性要强，对温度要敏感，容易解吸。 经济及安全方面：不易挥发，较好的化学稳定性；价廉、易得；无毒、不易爆易燃。 四、吸收的分类： 物理吸收与化学吸收 等温吸收与非等温吸收 单组份吸收与多组分吸收 低浓度吸收（直线）与高浓度吸收（曲线）
8.2 相际传质过程 8.2.1 单相传质速率方程 ()() A G A Ai G i K P P K P y y →=-=-气相主体界面： N ()A y i K P y y =-N y G K PK =，G K ——气相传质分系数，P ——总压。 ()() A L Ai A L i k C C k C x x →=-=-总界面液相主体：N ()A x i k x x =-N x L k C k =总，L k ——液相传质分系数，C 总——总浓度。 8.2.2 界面浓度 亨利定律适用时，有解析法： ()();A y i x i i i i i k y y k x x y x y mx =-=-??=? N 联立求解得、 图解法： 画图 8.2.3 相际传质速率方程 假设亨利定律适用， 1、以气相分压(*)A A P P -表示总推动力 ()()A G A Ai L Ai A K P P k C C =-=-N
111=+G G L K k Hk 2(*)/()A G A A G K P P K kmol m s Pa =-??N ，——气相总传质系数 2、以液相浓度(*)A A C C -表示总推动力 (*)A G A A K C C =-N 11=+L L G H K k k /L K m s ——液相总传质系数 比较之，有=G L K HK 3、以气相摩尔分率(*)y y -表示总推动力 2(*)/(A y y K y y K kmol m s =-?N ——气相总传质系数，） 11=+y y x m K k k =P y G K K 4、以液相摩尔分率(*)x x -表示总推动力 2 (*)/(A x x K x x K kmol m s =-?N ——液相总传质系数，） 111=+x x y K k mk =m ,=C x y x M L K K K K
第1章流体流动重点复习题及答案 学习目的与要求 1、掌握密度、压强、绝压、表压、真空度的有关概念、有关表达式和计算。 2、掌握流体静力学平衡方程式。 3、掌握流体流动的基本概念——流量和流速，掌握稳定流和不稳定流概念。 4、掌握连续性方程式、柏努利方程式及有关应用、计算。 5、掌握牛顿黏性定律及有关应用、计算。 6、掌握雷诺实验原理、雷诺数概念及计算、流体三种流态判断。 7、掌握流体流动阻力计算，掌握简单管路计算，了解复杂管路计算方法。 8、了解测速管、流量计的工作原理，会利用公式进行简单计算。 综合练习 一、填空题 1．某设备的真空表读数为200 mmHg，则它的绝对压强为____________mmHg。当地大气压强为101.33 103Pa. 2．在静止的同一种连续流体的内部，各截面上__________与__________之和为常数。 3．法定单位制中粘度的单位为__________，cgs制中粘度的单位为_________，它们之间的关系是__________。 4．牛顿粘性定律表达式为_______，它适用于_________流体呈__________流动时。 5．开口U管压差计是基于__________原理的测压装置，它可以测量管流中___________上的___________或__________。 6．流体在圆形直管内作滞流流动时的速度分布是_____________形曲线，中心最大速度为平均速度的________倍。摩擦系数与_____________无关，只随_____________加大而_____________。 7．流体在圆形直管内作湍流流动时，摩擦系数λ是_____________函数，若流动在阻力平方区，则摩擦系数是_____________函数，与_____________无关。 8．流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为_____________。邻近管壁处存在_____________层，Re值越大，则该层厚度越_____________ 9．实际流体在直管内流过时，各截面上的总机械能_________守恒，因实际流体流动时有_____________。