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化工原理（上册）小结第一章 流体流动管路计算 伯努利方程 流动阻力（直管阻力、局部阻力）Vs=Vs 1+Vs 2 连续性方程 静力学方程 流量计 λ~Re压强p （绝对压强、表压、真空度）、流速u 雷诺数Re 、粘度μ、流动类型(滞流、湍流、过渡流)、摩擦系数λ、流动阻力（∑h f 、H f 、∆p f ）、有效功We 、有效压头He 、有效功率Ne第二章 流体输送设备工作原理和主要部件（气缚现象）基本方程式（H ∞~Q 、β、n 、D ）性能参数（Q 、H 、η、N ）和特性曲线（H~Q 、η~Q 、N~Q ）离心泵 性能改变和换算（ρ、μ、n 、D ）气蚀现象和允许吸上高度（允许吸上真空度、汽蚀余量）液体输送设备 工作点与调节（流量调节、并联组合、串联组合）类型和选择其他泵（往复泵、计量泵、旋转泵、旋涡泵）气体输送设备和压缩设备第三章 非均相物系的分离沉降速度u t重力沉降降尘室（V s ≤blu t ）沉降离心沉降速度、分离因素 临界直径f （D,Vs ）离心沉降 原理 分离效果旋风分离器 性能 分离效率（总效率、粒级效率）型式 压降恒压过滤方程式及应用（K 、q e 、θe 、k 、s 、υ）过滤 过滤设备：板框过滤机、叶滤机、转筒真空过滤机（原理、操作、生产能力）滤饼洗涤（横穿法、置换法、θw 、w d dV ⎪⎭⎫⎝⎛θ、Ed dV ⎪⎭⎫ ⎝⎛θ）第四章 传热传热计算 ()()c c pc c h h ph h mr W t t c W Q r W T T c W Q t KS Q 1221−=−=∆=放吸i o si so m o i i o o o d d R R d bd d d K ++++=λαα11 1212ln t t t t t m ∆∆∆−∆=∆n e i i R d Pr 023.08.0λα=傅立叶定律、牛顿冷却定律导热系数、对流传热系数、总传热系数、平均温度差、传热效率、传热单元数夹套间壁 蛇管类型 混合 套管 固定管板蓄热 列管 U 型管换热器 新型换热器 浮头式间壁式换热器传热的强化途径第五章 蒸 发蒸发器：生产能力Q 、生产强度U （强化途径）、结构单效蒸发：Δ、W 、D 、D/W多效蒸发：操作流程（优点、缺点、应用场合）多效蒸发和单效蒸发的比较（多效：Δ大、D/W 小、Q 小、U 小）化工原理（下册）小结蒸馏：平衡蒸馏、简单蒸馏、间歇蒸馏、相对挥发度、理论板、恒摩尔流、回收率、回流比、进料热状况参数、全回流、最小回流比、板效率、理论板当量高度吸收：亨利系数、溶解度系数、相平衡常数、分子扩散、菲克定律、漂流因素、扩散系数、双膜理论、溶质渗透理论、表面更新理论、吸收速率方程式、吸收系数、气膜控制、液膜控制、回收率、液气比、脱吸因素、等板高度、传质单元高度、施伍德准数、施密特准数、伽利略准数蒸馏及吸收塔设备：板式塔1．塔板类型：泡罩塔板、筛板、浮阀塔板的特点2．流体力学性能: 塔板压降、液泛、雾沫夹带、漏液、液面落差影响因素、负荷性能图3．浮阀塔设计：理解4．塔板效率的表示法及影响因素填料塔1．填料特性：比表面积、空隙率、填料因子（干填料因子，湿填料因子）2．填料塔的流体力学性能：压强降（恒持液区、载液区、液泛区、载点、泛点）、液泛（影响因素：填料特性、流体的物理性质、液气比）、润湿性能3．填料塔的计算、附件、与板式塔的比较：了解干燥：干燥系统的热效率、等焓干燥、非等焓干燥、平衡水分、自由水分、结合水分、非结合水分、恒定干燥条件、干燥速率曲线、干燥速率、临界含水量、恒速干燥阶段、降速干燥阶段。
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，是否应关闭系统的出口阀门？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，又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、 你在本实验中掌握了哪些测试流量、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，再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差，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。
2、 启动泵前为什么要先关闭出口阀，待启动后，再逐渐开大？而停泵时，也要先关闭出口阀？答：防止电机过载。
何谓轨线？何谓流线？为何流线互不订交？99答：轨线是同一流体质点在不一样时辰所占空间地点的连线；流线是采纳欧拉法观察的结果，流线上各点的切线表示该点的速度方向；因为同一点只有一个速度，由此可知，流线互不订交。
2. 动能校订系数α为何老是大于、等于1的？试说明原由？00简述数学模型法例划实验的主要步骤。
00、03、06、10答：数学模型实验研究方法立足于对所研究过程的深刻理解，按以下主要步骤进行工作：①将复杂的真切过程自己化简成易于用数学方程式描绘的物理模型；②将所获取的物理模型进行数学描绘即成立数学模型；③经过实验对数学模型的合理性进行查验并测定模型参数。
4. 流体流动过程中，稳固性是指什么？定态性是指什么？01简述因次论指导下的实验研究方法的主要步骤。
01、04答：因次剖析法的详细步骤：①找出影响过程的独立变量；②确立独立变量所波及的根本因次；③结构因变量和自变量的函数式，往常以指数方程的形式表示；④用根本因次表示所有独立变量的因次，并出各独立变量的因次式；⑤依照物理方程的因次一致性原那么和π定理获取准数方程；⑥经过实验概括总结准数方程的详细函数式。
层流与湍流的实质差别是什么？02答：湍流的最根本特色是出现了径向的速度脉动。
当流体在管内层流时，只有轴向速度而无径向速度，牛顿型流体听从牛顿粘性定律；但是在湍流时，流体质点沿管道流动的同时还出现了径向的随机脉动，这类脉动加快了径向的动量、热量和质量的传质，动量的传达不单因因为分子运动，而根源于流体质点的横向脉动速度。
非牛顿流体中，塑性流体的特色是什么？02、05、06、10答：含固体量许多的悬浮体常表现出塑性的力学特色，即只有当施加的剪应力大于某一临界值〔折服应力〕以后才开始流动，流动发生后，往常拥有剪切稀化性质，也可能在某一剪切率范围内有剪切增稠现象。
8. 什么是流体流动的界限层？界限层分离的条件是什么？03答：因为流体粘性的作用，凑近壁面的流体将接踵受阻而降速，跟着流体沿壁面前流动，流体受影响的地区渐渐扩大，而流速降为未受边壁影响流速的99%之内的地区即为界限层。
华东理工大学化工原理思考题(根据其精品课程网站下载)第一章流体流动问题1. 什么是连续性假定? 质点的含义是什么? 有什么条件?答1．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。
质点是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。
问题2. 描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?答2．前者描述同一质点在不同时刻的状态；后者描述空间任意定点的状态。
问题3. 粘性的物理本质是什么? 为什么温度上升, 气体粘度上升, 而液体粘度下降?答3．分子间的引力和分子的热运动。
通常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；温度上升，热运动加剧，粘度上升。
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，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。
问题4. 静压强有什么特性?答4．静压强的特性：①静止流体中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等；③压强各向传递。
问题5. 图示一玻璃容器内装有水，容器底面积为8×10-3m2，水和容器总重10N。
(1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向)；(2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少？哪一侧的压力大？为什么？题5附图题6附图答5．1）图略，受力箭头垂直于壁面、上小下大。
2）内部压强p=ρgh=1000×9.81×0.5=4.91kPa；外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa<内部压强4.91kPa。
因为容器内壁给了流体向下的力，使内部压强大于外部压强。
问题6.图示两密闭容器内盛有同种液体，各接一U形压差计，读数分别为R1、R2，两压差计间用一橡皮管相连接，现将容器A连同U形压差计一起向下移动一段距离，试问读数R1与R2有何变化？(说明理由)答6．容器A的液体势能下降，使它与容器B的液体势能差减小，从而R2减小。
华东理工大学《化工原理》课程研究生入学考试复习大纲考试用教材：《化工原理（第三版）》陈敏恒、丛德滋、方图南、齐鸣斋编，化学工业出版社2006参考书：《化工原理详解与应用》丛德滋、丛梅、方图南编，化学工业出版社2002复习大纲：第一章流体流动概述流体流动的两种考察方法；流体的作用力和机械能；牛顿粘性定律。
静力学静止流体受力平衡得研究方法；压强和势能得分布；压强的表示方法和单位换算；静力学原理的工程应用。
守恒原理质量守恒；流量，平均流速；流动流体的机械能守恒（柏努利方程）；压头；机械能守恒原理的应用；动量守恒原理及其应用。
流体流动的内部结构层流和湍流的基本特征；定态和稳态的概念；湍流强度和尺度的概念；流动边界层及边界层分离现象；管流数学描述的基本方法；剪应力分布。
流体流动的机械能损失沿程阻力损失（湍流阻力）的研究方法———“黑箱法”；当量的概念（当量直径，当量长度，当量粗糙度）；局部阻力损失。
管路计算管路设计型计算的特点、计算方法（参数的选择和优化，常用流速）；管路操作型计算的特点、计算方法；阻力损失对流动的影响；简单的分支管路和汇合管路的计算方法；非定态管路计算（拟定态计算）。
流量和流速的测量毕托管、孔板流量计、转子流量计的原理和计算方法非牛顿流体的流动非牛顿流体的基本特性。
第二章流体输送机械管路特性被输送流体对输送机械的基本能量要求；管路特性方程；带泵管路的分析方法——过程分解法。
离心泵泵的输液原理；影响离心泵理论压头的主要因素（流量、密度及气缚现象等）；泵的功率、效率和实际压头；离心泵的工作点和流量调节方法；离心泵的并联和串联‘离心泵的安装高度、气蚀余量；离心泵的选用。
其它泵容积式泵的工作原理、特点和流量调节方法（以往复泵为主）。
气体输送机械气体输送的特点及全风压的概念；气体输送机械的主要特性；风机的选择；压缩机和真空泵的工作原理，获得真空的方法。
第三章液体搅拌典型的工业搅拌问题；搅拌的目的和方法；搅拌装置，常用搅拌浆的型式，挡板及其它构件；混合效果的度量（均匀性的标准偏差、分割尺度和分割强度）；混合机理；搅拌功率；搅拌器经验放大时需要解决的问题。
5-1解：因为是一级反应，对于PTF 反应器有：()1ln 1A k x τ=-解得k τ=2.30对于CSTR 反应器有：()1AA x k x τ=-解得：A x =0.75-2解：依题意得：()0121A A A x c k x τ=-解得01A c k τ=2当其它条件不变，而体积是原来的六倍时，02A c k τ=601A c k τ=12 通过()0221A A A x c k x τ=-=12解得A x =0.755-3解：对管式反应器：()11ln 0.9161A k x τ==- 对CSTR 反应器有：()2 2.3331A A x k x τ==- 根据阿累尼乌斯公式：383.610/42310R k k e-⨯= ； 3283.610/20T R k k e -⨯= 32383.610/0283.610/42310 2.55T R Rk e k k k e -⨯-⨯== T 2=440K5-4解：5-5解：假设反应为n 级，则：500010.10.920.1500010.250.75150.25n n A n n A kc k kc k -==-==解得n=2，所以有：/286200.10.00036E R k e-= /357200.10.00225E Rk e -= 解得E=21.87kJ5-6解：每天的醋酸丁酯的物质的量为2400/116=20.69kmol每小时醋酸丁酯的物质的量为20.69/（24×60）=0.0144 kmol/min 所以每小时醋酸的物质的量流量为0.0144×2=0.0288 kmol/min 丁醇每小时物质的量流量为0.0288×4.97=0.143kmol/min v 0为（0.0288×60+0.143×74）÷0.75=16.41L/minc A0=1.756×10-3 kmol/L假设反应器的体积为V ，则()32300.5 1.7561016.4117.40.5 1.75610VV v --⨯⨯==⨯⨯⨯V=1074L=1.074m 35-7 证明：01012101111A A A Af c V v k c V c v k c ⎛⎫=- ⎪⎝⎭⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭ （式A ）000112111A A A Af v c v c V V k c k c ⎛⎫⎛⎫+=-+- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭对上式求导，()1210A d V V dc +=时，12V V +有最小值。
绪论单元测试1.化学工业是对原料进行化学加工以获得有用产品的过程工业。
A:对B:错答案:A2.化学工程学科的形成与发展经历了化工工艺学、单元操作和传递过程三阶段。
A:错B:对答案:B第一章测试1.A:CB:BC:AD:D答案:D2.如图1所示的定态流动系统，若AB段与CD段的管径、粗糙度和长度相同，两压差计的指示液均相同，则两压差计的读数关系为( )。
A:R1 < R2B:不能确定C:R1 = R2D:R1 > R2答案:C3.通常情况下，气体和液体的黏度依次随温度的升高而( )。
A:减小、增大B:增大、增大C:增大、减小D:减小、减小答案:C4.如图2所示，已知A、B两点压强pA = pB，则管中水的流向为( )。
A:向下流动B:静止C:向上流动D:不能确定答案:A5.敞口水槽的恒液位H、外界气压p0、底部出水管内径d等参数中，若忽略阻力损失，则出水速度u与( )有关。
A:仅dB:仅HC:仅p0D:H，p0，d答案:B第二章测试1.离心泵的扬程是指（）。
A:实际的升扬高度B:泵的吸上高度C:液体出泵和进泵的压强差换算成的液柱高D:单位重量液体通过泵的能量答案:D2.离心泵的扬程是( )。
A:单位重量液体出泵和进泵的机械能差值B:泵的吸液高度C:实际的升扬高度D:液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度答案:A3.离心泵启动以前必须充满液体是为了防止发生( )。
A:汽蚀现象B:气缚现象C:开机流量过大烧毁电D:汽化现象答案:B4.离心泵的入口一般不安装阀门，如果对已经安装的阀门操作不当可能引起( )。
A:流量过大烧毁电机B:气缚现象C:汽蚀现象D:汽化现象答案:C5.离心泵效率最高的点称为( )。
A:工作点B:最大轴功率点C:设计点D:操作点答案:C第三章测试1.搅拌器具有的两种功能是产生总体流动和强剪切。
A:错B:对答案:B2.搅拌效果均可采用调匀度进行评价。
A:错B:对答案:A3.旋桨式搅拌器具有大流量、高压头的特点。
华东理工大学《化工原理》课程研究生入学考试复习大纲考试用教材：《化工原理（第三版）》陈敏恒、丛德滋、方图南、齐鸣斋编，化学工业出版社2006参考书：《化工原理详解与应用》丛德滋、丛梅、方图南编，化学工业出版社2002复习大纲：第一章流体流动概述流体流动的两种考察方法；流体的作用力和机械能；牛顿粘性定律。
静力学静止流体受力平衡得研究方法；压强和势能得分布；压强的表示方法和单位换算；静力学原理的工程应用。
守恒原理质量守恒；流量，平均流速；流动流体的机械能守恒（柏努利方程）；压头；机械能守恒原理的应用；动量守恒原理及其应用。
流体流动的内部结构层流和湍流的基本特征；定态和稳态的概念；湍流强度和尺度的概念；流动边界层及边界层分离现象；管流数学描述的基本方法；剪应力分布。
流体流动的机械能损失沿程阻力损失（湍流阻力）的研究方法———“黑箱法”；当量的概念（当量直径，当量长度，当量粗糙度）；局部阻力损失。
管路计算管路设计型计算的特点、计算方法（参数的选择和优化，常用流速）；管路操作型计算的特点、计算方法；阻力损失对流动的影响；简单的分支管路和汇合管路的计算方法；非定态管路计算（拟定态计算）。
流量和流速的测量毕托管、孔板流量计、转子流量计的原理和计算方法非牛顿流体的流动非牛顿流体的基本特性。
第二章流体输送机械管路特性被输送流体对输送机械的基本能量要求；管路特性方程；带泵管路的分析方法——过程分解法。
离心泵泵的输液原理；影响离心泵理论压头的主要因素（流量、密度及气缚现象等）；泵的功率、效率和实际压头；离心泵的工作点和流量调节方法；离心泵的并联和串联‘离心泵的安装高度、气蚀余量；离心泵的选用。
其它泵容积式泵的工作原理、特点和流量调节方法（以往复泵为主）。
气体输送机械气体输送的特点及全风压的概念；气体输送机械的主要特性；风机的选择；压缩机和真空泵的工作原理，获得真空的方法。
第三章液体搅拌典型的工业搅拌问题；搅拌的目的和方法；搅拌装置，常用搅拌浆的型式，挡板及其它构件；混合效果的度量（均匀性的标准偏差、分割尺度和分割强度）；混合机理；搅拌功率；搅拌器经验放大时需要解决的问题。
第五章 吸收相组成的换算【5-1】 空气和CO 2的混合气体中，CO 2的体积分数为20%，求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多少？解 因摩尔分数=体积分数，.02y =摩尔分数 摩尔比 ..020251102y Y y ===--． 【5-2】 20℃的l00g 水中溶解lgNH 3, NH 3在溶液中的组成用摩尔分数x 、浓度c 及摩尔比X 表示时，各为多少？解 摩尔分数//117=0．010*******／18x =+浓度c 的计算20℃，溶液的密度用水的密度./39982s kg m ρ=代替。
溶液中NH 3的量为 /311017n kmol -=⨯ 溶液的体积 /.33101109982 V m -=⨯溶液中NH 3的浓度//.33311017==0．581／101109982n c kmol m V --⨯=⨯ 或 .3998200105058218s s c x kmol m M ρ==⨯=．．／ NH 3与水的摩尔比的计算 //1170010610018X ==．或 ..00105001061100105x X x ===--． 【5-3】进入吸收器的混合气体中，NH 3的体积分数为10%，吸收率为90%，求离开吸收器时NH 3的组成，以摩尔比Y 和摩尔分数y 表示。
吸收率的定义为 122111Y Y Y Y Y η-===-被吸收的溶质量原料气中溶质量解 原料气中NH 3的摩尔分数0.1y = 摩尔比 (11101)01111101y Y y ===-- 吸收器出口混合气中NH 3的摩尔比为()...211109011100111Y Y η=-=-⨯=（）摩尔分数 (22200111)=0010981100111Y y Y ==++ 气液相平衡【5-4】 l00g 水中溶解lg 3 NH ，查得20℃时溶液上方3NH 的平衡分压为798Pa 。
此稀溶液的气液相平衡关系服从亨利定律，试求亨利系数E(单位为kPa )、溶解度系数H[单位为/()3kmol m kPa ⋅]和相平衡常数m 。
第 五 章 习 题沉降1.试求直径30μm 的球形石英粒子在20℃水中与20℃空气中的沉降速度各为多少?石英的密度为2600kg/m 3。
2.密度为2000kg/m 3的球形颗粒，在60℃空气中沉降，求服从斯托克斯定律的最大直径为多少？ 3.直径为0.12mm ，密度为2300kg/m 3的球形颗粒在20℃水中自由沉降，试计算颗粒由静止状态开始至速度达到99%沉降速度所需的时间和沉降的距离。
4. 将含有球形染料微粒的水溶液(20℃)置于量筒中静置1小时, 然后用吸液管于液面下5cm 处吸取少量试样。
试问可能存在于试样中的最大微粒直径是多少μm? 已知染料的密度是3000kg/m 3。
5. 某降尘室长2m 、宽1.5m, 在常压、100℃下处理2700m 3/h 的含尘气。
设尘粒为球形,ρp =2400 kg/m 3, 气体的物性与空气相同。
求：(1) 可被100%除下的最小颗粒直径;(2) 直径0.05mm 的颗粒有百分之几能被除去?6. 悬浮液中含有A 、B 两种颗粒, 其密度与粒径分布为:ρA = 1900 kg/m 3, d A =0.1～0.3mm ；ρB = 1350 kg/m 3, d B =0.1～0.15mm 。
若用ρ= 1000 kg/m 3的液体在垂直管中将上述悬浮液分级, 问是否可将A 、B 两种颗粒完全分开?设颗粒沉降均在斯托克斯定律区。
7. 试证ζ・Re p 2为与沉降速度无关的无因次数据, 且当ζ・Re p 2小于何值时则沉降是在斯托克斯定律区的范围以内? *8. 下表为某种催化剂粒度分布及使用某种旋风分离器时每一粒度范围的分离效率。
粒径 μm5～10 10～20 20～40 40～100 质量分率0.20 0.20 0.30 0.30 粒级效率ηi 0.80 0.90 0.95 1.00试计算该旋风分离器的总效率及未分离下而被气体带出的颗粒的粒度分布。
若进旋风分离器的催化剂尘粒的量为18g/m 3气, 含尘气的流量为1850 m 3 /h, 试计算每日损失的催化剂量为多少kg? 流态化9. 在内径为1.2m 的丙烯腈硫化床反应器中, 堆放了3.62吨磷钼酸铋催化剂, 其颗粒密度为1100kg/ m 3, 堆积高度为5m, 流化后床层高度为10m 。
