化工原理思考题答案
第一章流体流动与输送机械
1、压力与剪应力的方向及作用面有何不同（P7、P9）
答：压力垂直作用于流体表面，方向指向流体的作用面，剪应力平行作用于流体表面，方向与法向速度梯度成正比。
2、试说明黏度的单位、物理意义及影响因素（P9）
答:单位是N·s/㎡即Pa·s，也用cp（厘泊），1cp=1mPa·s，物理意义：黏度为流体流动时在与流动方向相垂直的方向上产生单位速度梯度所需的剪应力（分子间的引力和分子的运动和碰撞）。影响因素：流体的种类、温度和压力。
3、采用U型压差计测某阀门前后的压力差,压差计的读数与U型压差计放置的位置有关吗？ （P12-13例1-3）
答：无关，对于均匀管路，无论如何放置，在流量及管路其他条件一
定时，流体流动阻力均相同，因此U型压差计的读数相同，但两截面的压力差却不相同。
4、流体流动有几种类型？判断依据是什么？（P25）
答：流型有两种，层流和湍流，依据是：Re≤2000时，流动为层流；Re≥4000时，为湍流， 2000≤Re≤4000时，可能为层流，也可能为湍流
5、雷诺数的物理意义是什么？（P25）
答：雷诺数表示流体流动中惯性力与黏性力的对比关系，反映流体流动的湍动程度。
6、层流与湍流的本质区别是什么？（P24、P27）
答：层流与湍流的本质区别是层流没有质点的脉动，湍流有质点的脉动。
7、流体在圆管内湍流流动时，在径向上从管壁到管中心可分为哪几个区域？（P28）
答：层流内层、过渡层和湍流主体三个区域。
8、流体在圆形直管中流动，若管径一定而流量增大一倍，则层流时能量损失时原来的多少倍？完全湍流时流体损失又是原来的多少倍？（P31、32、33）2f32dluW、AqVu
答：层流时Wf∝u，管径一定流量u增大一倍，Wf增大一倍能量损失是原来的2倍，完全湍流时Wf∝u² ，管径一定流量u增大一倍，Wf增大流量增大四倍，能量损失是原来的4倍。
化工原理实验思考题
实验一：柏努利方程实验
1． 关闭出口阀，旋转测压管小孔使其处于不同方向（垂直或正对流向），观测并记录各测压管中的液柱高度H并回答以下问题：
（1） 各测压管旋转时，液柱高度H有无变化？这一现象说明了什么？这一高度的物理意义是什么？
答：在关闭出口阀情况下，各测压管无论如何旋转液柱高度H 无任何变化。这一现象可通过柏努利方程得到解释：当管内流速u=0时动压头022uH动，流体没有运动就不存在阻力，即Σhf=0，由于流体保持静止状态也就无外功加入，既We=0，此时该式反映流体静止状态 见（P31）。这一液位高度的物理意义是总能量（总压头）。
（2） A、B、C、D、E测压管内的液位是否同一高度？为什么？
答：A、B、C、D、E测压管内的液位在同一高度（排除测量基准和人为误差）。这一现象说明各测压管总能量相等。
2． 当流量计阀门半开时，将测压管小孔转到垂直或正对流向，观察其的液位高度H/并回答以下问题：
（1） 各H/值的物理意义是什么？
答：当测压管小孔转到正对流向时H/值指该测压点的冲压头H/冲；当测压管小孔转到垂直流向时H/值指该测压点的静压头H/静；两者之间的差值为动压头H/动=H/冲-H/静。
（2） 对同一测压点比较H与H/各值之差，并分析其原因。
答：对同一测压点H＞H/值，而上游的测压点H/值均大于下游相邻测压点H/值，原因显然是各点总能量相等的前提下减去上、下游相邻测压点之间的流体阻力损失Σhf所致。
（3） 为什么离水槽越远H与H/差值越大？
（4） 答：离水槽越远流体阻力损失Σhf就越大，就直管阻力公式可以看出22udlHf与管长l呈正比。
3. 当流量计阀门全开时，将测压管小孔转到垂直或正对流向，观察其的液位高度H//并回答以下问题：
（1） 与阀门半开时相比，为什么各测压管内的液柱高度H//出现了变化？
答：从采集的数据可以看出，阀门全开时的静压头或冲压头与半开时相比，各对应点的压头均低于半开时的静压头或冲压头，因为直管阻力Hf与流速呈平方比（公式3-1）。
实验一、流体流动阻力的测定
1、 进行测试系统的排气工作时，是否应关闭系统的岀口阀门？为 什么？
答：在进行测试系统的排气时，不应关闭系统的出口阀门，因为出口 阀门是排气的通道，若关闭，将无法排气，启动离心泵后会发生 气缚现象，无法输送液体。
2、 如何检验系统内的空气已经被排除干净？
答：可通过观察离心泵进口处的真空表和出口处压力表的读数，在开 机前若真空表和压力表的读数均为零，表明系统内的空气已排干 净；若开机后真空表和压力表的读数为零，则表明，系统内的空 气没排干净。
3、 在U形压差计上装设“平衡阀”有何作用？在什么情况下它是 开着的，又在什么情况下它应该关闭的？
答：用来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的，其作用对 象是系统的阻力，平衡阀能够将新的水量按照设计计算的比例平 衡分配，各支路同时按比例增减，仍然满足当前气候需要下的部 份负荷的流量需求，起到平衡的作用。平衡阀在投运时是打开的, 正常运行时是关闭的。
4、 U行压差计的零位应如何校正？
答：先打开平衡阀，关闭二个截止阀，即可U行压差计进行零点校验。
5、 为什么本实验数据须在对数坐标纸上进行标绘？ 答：为对数可以把乘、除因变成加、减，用对数坐标既可以把大数变 成小数，乂可以把
小数扩大取值范围，使坐标点更为集中清晰， 作出来的图一目了然。
6、 你在本实验中寧握了哪些测试流量、压强的方法，它们各有什
么特点？
答：测流量用转子流量计、测压强用U形管压差计，差压变送器。转 子流量计，随流量的大小，转子可以上、下浮动。u形管压差计 结构简单，使用方便、经济。差压变送器，将压差转换成直流电 流，直流电流由毫安表读得，再由己知的压差〜电流回归式算岀 相应的压差，可测大流量下的压强差。
实验二、离心泵特性曲线的测定
1、 离心泵启动前为什么要先灌水排气？本实验装置中的离心泵 在安装上有何特点？
答：为了防止打不上水、即气缚现象发生。
化工原理实验思考题（填空与简答）
一、填空题：
1. 孔板流量计的C~Re关系曲线应在 单对数 坐标纸上标绘。
2. 孔板流量计的Vs -R关系曲线在双对数坐标上应为_直线—。
3. 直管摩擦阻力测定实验是测定一入与Re的关系,在双对数坐标纸上标绘。
4. 单相流动阻力测定实验是测定一直管阻力 和 局部阻力 o
5. 启动离心泵时应 关闭出口阀和功率开关 o
6. 流量增大时离心泵入口真空度 增大出口压强将 减小。
7. 在精馆塔实验屮，开始升温操作时的第一项工作应该是一开循环冷却水。
8. 在精馆实验中，判断精馅塔的操作是否稳定的方法是塔顶温度稳定
9. 在传热实验中随着空气流量增加其进出口温度差的变化趋势：进出口温差 随空气流量增加而减小。
10. 在传热实验中将热电偶冷端放在冰水中的理由是_减小测量误差。
11・萃取实验屮水_为连续相，煤油为分散相。
12. 萃取实验中水的出口浓度的计算公式为CE\=VR（CR\—C』VE °
13. 干燥过程可分为 等速干燥 和 降速干燥。
14 •干燥实验的主耍廿的之一是 掌握十燥曲线和十燥速率曲线的测定方法o
15. 过滤实验釆用悬浮液的浓度为5% ,其过滤介质为帆布 -
16. 过滤实验的主要内容 测定某一压强下的过滤常数 o
17. 在双对数坐标系上求取斜率的方法为： 需用对数值来求算，或者直接用
尺子在坐标纸上量取线段长度求取。
18. 在实验结束后，关闭手动电气调节仪表的顺序一般为： 先习轩动旋钮旋
至零位，再关闭电源。
19. 实验结束后应 清扫现场卫生，合格后 方可离开。
20. 在做实验报告吋，对于实验数据处理有一个特别要求就是：要有•组数据 处理的计算示例。
21 •在阻力实验中，两截面上静压强的差釆用倒U形压差计测定。
22. 实验数据屮各变量的关系可表示为表格，图形和公式.
23. 影响流体流动型态的因素有流体的流速、粘度、温度、尺寸、形状等.
