化工原理期中考试答案PPT教学课件

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《化工原理》PPT课件

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用压缩空气将密闭容器（酸蛋）中的硫酸压送至敞口高位槽，
如附图所示。输送量为0.1m3/min，输送管路为φ38×3mm的无缝钢
管。酸蛋中的液面离压出管口的位差为10m，且在压送过程中不变。设管路的总压头损失为3.5m（不包括出口），硫酸的密度为1830 kg/m3，问酸蛋中应保持多大的压力？
m3/s或m3/h。
2 、质量流量mS ：单位时间内流经管道任意截面的流体质量，
二、流速
kg/s或kg/h。
1、平均流速u ：单位时间内流体在流动方向上所流经的距离，
m/ s。
2、质量流速G ：单位时间内流经管道单位截面积的流体质量，
三、相互关系： kg/（m2·s）。
mS=GA=πd2G/4
VS=uA=πd2u/4
流体流动应服从一般的守恒原理：质量守恒和能量守恒。从这些守恒原理可得到反映流体流动规律的基本方程式
连续性方程式（质量守恒）
柏努利方程式（能量守恒）
这是两个非常重要的方程式，请大家注意。
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2
1-2-1 流体的流量与流速
一、流量
1、体积流量VS ：单位时间内流经管道任意截面的流体体积，
8
1-2-3 定态流动系统的质量守恒——连续性方程
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流体流速与管道的截面积成反比，截面积越大流速越小，反之亦然。管内不同截面流速之比与其相应管径的平方成反比。
例1-9 7
【例1-7】在稳定流动系统中，水连续从粗管流入细管。粗管内径
d1=10cm，
细管内径d2=5cm，当流量为 4×10 － 3m3/s 时，
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化工原理-精选版课件.ppt

1、牛顿型流体与非牛顿型流体；
2、层流内层与边界层，边界层的分离。
化工原理
本章内容
2019/12/17
1.1 流体静力学基本方程 1.2 流体流动的基本方程 1.3 流体流动现象 1.4 流体在管内的流动阻力 1.5 管路计算 1.6 流速和流量测量
化工原理
第一节流体静力学基本方程
1 流体的密度
化工原理
3、液体密度的计算通常液体可视为不可压缩流体，其密度仅随温度略有变化（极高压强除外）。（1）纯组分液体的密度其变化关系可从手册中查得。
（2）混合液体的密度
取1kg液体，令液体混合物中各组分的质量分率分别为:
xwA、xwB、、xwn ,
当m总 1kg时，xwi
其中xwi
mi

2019/12/17
化工原理
流体流动是最普遍的化工单元操作之一，研究流体流动问题也是研究其它化工单元操作的重要基础。
掌握内容
1、流体的密度和粘度的定义、单位、影响因素及数据的求取；
2、压强的定义、表示法及单位换算； 3、流体静力学基本方程、连续性方程、柏努
利方程及应用； 4、流动型态及其判断，雷诺准数的物理意义
2019/12/17
化工原理
5、与密度相关的几个物理量
（1）比容：单位质量的流体所具有的体积，用υ表示，单
位为m3/kg。
mi m总
假设混合后总体积不变：
2019/12/17
V总

xwA
A

xwB
B

xwn m总
n m
化工原理
1 xwA xwB xwn
m A B
n
——液体混合物密度计算式

化工原理-习题-课件PPT

P0
gZ0
0
∴3-3’截面的总势能大于2-2’截面的总势能，水能被
吸入管路中。求每小时从池中吸入的水量柏努利方程
求管中流速u
在池面与玻璃管出口内侧间列柏努利方程式：
34
gZ3
u3 2 2
P3
gZ 2
P2
u22 2
式中：
Z3 0m， Z2 3m
u3 0
P3
0(表压） P2
57.08J
/ kg
2
)
130.8 - 9.81 3 - 9.871000
91560Pa
从计算结果可见：P2>P3>P4 ，而P4<P5<P6，这是由于流体在管内流动时，位能和静压能相互转换的结果。
30
5）流向的判断在φ45×3mm的管路上装一文丘里管，文丘里管
上游接一压强表，其读数为137.5kPa，管内水的流速 u1=1.3m/s，文丘里管的喉径为10mm，文丘里管喉部一内径为15mm的玻璃管，玻璃管下端插入水池中，池内水面到管中心线的垂直距离为3m，若将水视为理想流体，试判断池中水能否被吸入管中？若能吸入，再求每小时吸入的水量为多少m3/h？
gZ1
u2 1 2
P1
gZ 2
u2 2 2
P2
式中： Z1=Z2=0
P1=3335Pa（表压），P2= - 4905Pa（表压）
m
M T0 Pm 22.4 TP0
10
29 273[101330 1/ 2(3335 4905)]
22.4
293101330
1.20kg / m3
u12
3335
P1 P 水 gh
P2 P 水g(h R)

化工原理(全套课件148p) 课件

§1、2流体静力学及其应用
▪ 1、流体静止时的性质： ▪ 质量m , 体积 V 密度 ρ ▪ 压强P =压力P
静止流体所受力---压强（压力）
▪ 1）压强的定义：静止流体单位面积上所受到的压力称为压强，习惯上称压力。
▪ 2）压强的符号：P ▪ 3）压强的单位：1atm =101325Pa
=760mmHg =10.33mH2O= 1.033at ▪ 4）压强大小的表征： ▪ 表压=绝对压强—当地大气压 ▪ 真空度=当地大气压—绝对压强
化工原理
梁燕波
绪论
▪ 根据专业人才培养的目标和《化工原理》课程的教学目的，我们选择了由何潮洪、冯宵编写的教材《化工原理》。该课程是一门重要的技术基础课，在整个专业教学过程中是承前启后，由理及工的桥梁。要求学生了解工业生产中所涉及的问题，掌握解决问题的途径，并能运用经济观点综合处理问题，提高分析和解决问题的能力。为学生在今后的学习和工作中，正确而有效地联系工业生产打下基础。
化工原理课程的要求
▪ 化工原理分为： ▪ 理论课和实践课(实验、见习)
1、理论课要求
▪ 1、上课时间 ▪ 2、所用教材：由冯宵、何潮洪主编由科学出版
社出版的“十一五“国家级规划教材，《化工原理》上下册。 ▪ 3、教学内容：上册流体力学基础、流体输送机械、热量传递基础、传热过程计算与换热器。下册质量传递基础、气体吸收、蒸馏、气— 液传质设备。 ▪ 4、上课要求：课堂做笔记、每次有作业，使用计算器，每周交作业，每章有测试。
上两式为流体静力学方程。
补充练习
▪ 我们可以用汞柱和水柱表示压强，也可以用空气柱表示。
▪ P=ρgh ； 101325=1.29*9.8*h ； h=8015m

化工原理期中试题及答案

课程名称：化工原理（
）水的流量及闸阀的当量长度
值，用静力学方程求H 。

在1－1与2－2两截面之间
列柏努利方程式求流速，然后再用连续性方程求流量、用阻力方程求e l 。

形管等压面列静力学方程得；
m
92.651.11000
13600
62=-⨯
读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。

——笛卡尔
鱼我所欲也
[ 先秦] 《孟子》
鱼，我所欲也；熊掌，亦我所欲也。

二者不可得兼，舍鱼而取熊掌者也。

生，亦我所欲也；义，亦我所欲也。

二者不可得兼，舍生而取义者也。

生亦我所欲，所欲有甚于生者，故不为苟得也；死亦我所恶，所恶有甚于死者，故患有所不避也。

如使人之所欲莫甚于生，则凡可以得生者何不用也？使人之所恶莫甚于死者，则凡可以避患者何不为也？由是则生而有不用也，由是则可以避患而有不为也。

是故所欲有甚于生者，所恶有甚于死者。

非独贤者有是心也，人皆有之，贤者能勿丧耳。

一箪食，一豆羹，得之则生，弗得则死。

呼尔而与之，行道之人弗受；蹴尔而与之，乞人不屑也。

万钟则不辨礼义而受之，万钟于我何加焉！为宫室之美，妻妾之奉，所识穷乏者得我与？乡为身死而不受，今为宫室之美为之；乡为身死而不受，今为妻妾之奉为之；乡为身死而不受，今为所识穷乏者得我而为之；是亦不可以已乎？此之谓失其本心。

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二、压力、流速和流量的测量
为了了解和控制生产过程，需要测定管路或设备内的压力、流速及流量等参数，以便合理地选用和安装测量仪表。而这些测量仪表的工作原理又多以流体的静止或流动规律为依据。
第二节流体静力学
一、流体的压缩性
流体的特征是分子之间的内聚力极小，几乎有无限的流动性，而且可以几乎毫无阻力地将其形状改变。当流速低于声速时，气体和液体的流动具有相同的规律。
热力学基本方程式是以液体为例推导出来的，也适用于气体。因在化工容器中，气体的密度也可认为是常数。值得注意的是，静力学基本方程式只能用于静止的连通着的同一种流体内部，因为他们是根据静止的同一种连续的液柱导出的。
3、静力学基本方程的应用流体静力学基本方程在化工生产过程中应用广泛，通常用于测量流体的压力或压差、液体的液位高度等。
2、静力学基本方程的讨论
（1）在静止的液体中，液体任一点的压力与液体密度和其深度有关。液体密度越大，深度越大，则该点的压力越大。
（2）在静止的、连续的同一液体内，处于同一水平面上各点的压力均相等。此压力相等的截面称为等压面。
第二节流体静力学
(3) 当液体上方的压力或液体内部任一点的压p1 力有变化时，液体内部各点的压力p2 也发生同样大小的变化。
气压强为基准测得的流体表压=绝对压强－（外界）大气压强
③真空度当被测流体内的绝对压强小于当地（外界）大气压强时，使用真空表进行测量时真空表上的读数称为真空度。即
真空度=（外界）大气压强－绝对压强
第二节流体静力学
在这种条件下，真空度值相当于负的表压值。图1-1 绝对压强、表压和真空度的关系因此，由压力表或真空表上得出的读数必须根据当时、当地的大气压强进行校正，才能得到测点的绝对压。绝对压强、表压强与真空度之间的关系，可以用图11表示。为了避免绝对压强、表压与真空度三者关系混淆，在以后的讨论中规定，对表压和真空度均加以标注，如 2000Pa（表压）、600mmHg（真空度）。如果没有注明，即为绝压。

化工原理考试题及答案幻灯片课件

• A、大于 • B、小于 • C、等于 • D、小于或等于
5.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 ( B )
• A. 包括内能在内的总能量 • B. 机械能
C. 压能 D. 位能（即实际的升扬高度）
6. 当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为(在并联的各条管路中稳定流动时，流体的能量损失皆相等。（ √ ）
3. 离心泵的出口阀关闭，其流量为零，则所需的轴功率也为零。（ × ）
4. 旋风分离器是利用惯性离心力作用来净化气体的设备。（ √ ）
5. 做板框压滤机的过滤实验时，滤液的流动路线与洗涤水的流动路线是相同的。（×）
6. 为提高离心机的分离效率，通常采用小直径，高转速的转鼓。（ √ ）
• A、表面汽化 B、核状沸腾 C、不稳定膜状沸腾 D、稳定膜状沸腾
15. 评价旋风分离器性能的主要两个指标为（B ）
• A、压降和速度 B、分离效率和压降 C、分离效率和分割直径 D、总效率和粒级效率
三、判断题(10分，对的划√，错的划×，每题1分):
1. 流体在圆管内流动时，管的中心处速度最大，而管壁处速度为零。（ √ ）
7. 强化传热过程最有效的途径是增大传热面积，提高传热温度差。（ ×）
8. 多层平壁导热过程中，传热总推动力为各壁面温度差之和。（ √）
9. 蛇管换热器是属于间壁式换热器的一种（√）
10 液体的充分混合是靠搅拌浆叶直接打击的结果。（ × ）
四、计算题(50分，要求写出计算公式和主要的计算步骤)
B)变截面、变压
C)恒流速、恒压差； D)变流速、恒压差。
3. 柏努利方程的物理意义可以从题图中得到说明，若忽略A，B间的阻力损失，试判断B玻璃管水面所处的刻度。（ A ）

化工原理考试题ppt课件

5. 理想气体在恒定外压pӨ下从10dm3膨胀到16dm3, 同时吸热126J。
则此气体的⊿U 为
()
A. -284J
B. 842J
C. -474J
D. 474J
6. 等温等压下，在A和B组成的均相体系中，若A的偏摩尔体积随浓度的
改变而增加，则B的偏摩尔体积将
()
A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定
,nc
B. G
nB
T
, p ,nC
S
C.
nB
T , p,nc
D.
VB nB
T , p,nc
11. 在α，β两种相中均含有A和B两种物质，当达到平衡时，下列哪种情
况是正确( ) A. A B
.B A A
C. A B
.D A B
12. NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时有（）
如右图所示温度t下在被隔板分割为体系相等的两容器中分别放入物质的量均为1mol的ab两种理想气体它们的压力均为p若将隔板抽掉两气体则进行混合平衡后气体的分压力pb为a2pb4pcp2dp在恒温恒容的容器中有ab两种理想气体ab的分压力和分体积分别为papb和vavb往容器中加入10mol的c理想气体则b的分体积往容器中加入10mol的c理想气体则a的分压力b的分体积3
()
A. 理想气体从101325Pa反抗恒定的10132.5Pa膨胀到10132.5Pa
B. 在0℃、101325Pa下，冰融化成水
C. 电解CuSO4的水溶液
D. 气体从(298K，101325Pa)可逆变化到(373K，10132.5Pa )
3. 非理想气体进行绝热自由膨胀时，下述答案中哪一个错误

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P 1 V 1lnP P 1 2 (10020) 1000ln(29 2 4 0 .2 10 1 0 00) 142.7 103kJh-1
（2）绝热压缩
W s(R)K K 1V 1P 1 (P P 1 2)K K 11
2020/12/11
10
对于混合气体
1 y i 0 . 2 8 3 0 . 3 3 6 0 . 1 9 4 5 0 . 1 1 5 7 0 . 0 7 0 6
一、选择题
1.对1mol符合
p
RT
V b
状态方程的气体，
S p
T
等于（
C

）
A. R/V；
B. R； C. －R/p； D. R/T
2.下述说法哪一个正确？某物质在临界点的性质（ D ）。
A. 与外界温度有关 B. 与外界压力有关
C. 与外界物质有关 D. 是该物质本身的特性。
3.对理想气体有（ C ）。
C*plnTT12
RlnP2 p1
。
4.
对于一个产功设备，机械效率可表示为
Ws W sR
。
5.对于理想气体的压缩过程可分为等温压缩，绝热压缩，
和多变压缩三种。这三种过程消耗的功按从小到大的排
列顺序为等温压缩<多变压缩<绝热压缩。
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3
三、计算题 1.试运用适当的普遍化关系计算1mol的1,3-丁二烯在2.5MPa， 400K时的体积。
算出B0，B1，根据公式的数值。
Bpc B0B1计算出B，从而得到Z
RTc
2.对封闭体系，单位质量能量平衡方程式是_ _U ____q__w _,对稳
定流动体系单位质量能量的平衡方程式是0 _Q _ _W __s _ _H __ . E p E K
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2
3.理想气体从T1、P1变化到T2、P2求熵变为
V Z R p T 0 . 7 5 5 7 2 . 5 8 . 3 1 1 0 4 6 4 0 0 1 . 0 0 5 1 0 3 m 3 m o l 1
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5
2.用一压缩机将空气从100kPa，5℃压缩到1000kPa，压缩机的气缸用水冷却。水通过冷却夹套，其流率为 100kg/kmol。冷却水入口温度为5℃，出口温度为16℃，空气离开压缩机时的温度为145℃。试计算压缩机所做的功。假设空气为理想气体，其摩尔定压热容Cp=29.3kJ/ （kmol·K）。所有对环境的传热均可忽略。水的比热容为 Cp水=4.19kJ/(kg·K)可以查表
hT T 1 2C pdTC pT 2T 1
29.31455
4.102103kJ/kmol
2020/1根2/1据1 热力学第一定律，忽略过程的动能和位能有：
7
根据热力学第一定律，忽略过程的动能和位能有：
hqws
则有：
ws qh
4.601 9304.101 230 8.711130kJ/kmol
2020/12/11
6
2. 解：以被压缩的空气为系统，以1kmol空气作为基准。在此过
程中空气放出的热量为：
q m 水 C p 水 to u t tin
1 4 0 . 1 1 0 9 5 6 4 . 6 1 0 3 k / 0 k 9 Jmo
因为空气为理想气体，所以其焓变为：
吸入气体的温度为40℃，由20KPa（表压）压缩至 294.2KPa（表压）。大气压为100KPa。试计算等温压缩、
绝热压缩与多变压缩的可逆压缩功。半水煤气可视为理想气体，其多变指数m=1.2。
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解：（1）等温压缩
W s(R )Q P P 1 2V dP nR T 1lnP P 1 2
A . (H / P )T0
B . (H / P )T0
C . (H / P )T0
D . (H / T )P0
4. 当压力趋于零时，1mol气体的压力与体积乘积（PV）趋于（ D ）。
A. 零 B 无限大 C. 某一常数 D. RT
5. 纯流体在一定温度下，如压力低于该温度下的饱和蒸汽压，则此物质的状
因此用普遍化第二维里系数法
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4
B 0 0 .0 8 3 0 T .4 r 1 2 .6 2 0 .0 8 3 0 . 0 9 . 4 4 1 2 2 2 1 .6 0 .3 8 2 0
B 1 0 .1 3 9 0 .1 7 2 0 .1 3 9 0 .1 7 2 0 .0 8 2 9
T 4 .2 r
0 .9 4 1 2 4 .2
B p c B 0 B 1 0 . 3 8 2 0 0 . 1 9 5 0 . 0 8 2 9 0 . 3 9 8 2
R T c
Z 1 R B T p c c T p r r 1 0 .3 9 8 2 0 0 . .5 9 7 4 7 1 4 2 0 .7 5 5 7
所以压气机所做的功为:8711kJ/kmol
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8
3：某厂高压压缩机一段吸气量为1000m3h-1（操作状态）。吸入的气体为半水煤气，其组成（摩尔百分数）如下：
组成
CO
H2
N2
H2O CO2
28.3 33.6 19.45 11.57 7.06
绝热指数K 1.40 1.41 1.41 1.31 1.30
态（ D ）。
A2.0饱20/和12/蒸11 汽 B. 饱和液体 C. 过冷液体 D. 过热蒸汽
1
二、填空题
1.根据Pitzer提出的三参数对应态原理，计算给定T，p下纯流
体的压缩因子Z时，可查表得到 Z0 和 Z1 ，并根据公式
Z=Z0+ωZ1 ，计算出Z。如果无法查表，也可以根据截断
Virial公式Z=1+Bp/RT，利用B0，B1仅为对比温度的函数，计
解：从附表1查得1,3-丁二烯的物性数据： Pc=4.33MPa， Tc=425.0K， ω=0.195 则有：
TrT T c44 20 50 .0 K K0.9412 prp p c4 2 ..3 5 3 M M P P aa0.5774
0 .6 8 6 0 .4 3 9 p r 0 .6 8 6 0 .4 3 9 0 .5 7 7 4 0 .9 3 9 5 T r 0 .6 8 6 0 .4 3 9 p r