化工原理绪论、流体流动与流体输送机械
- 格式:docx
- 大小:23.75 KB
- 文档页数:8
目录绪论前言第1章流体流动1.1 概述1.2 流体静力学1.3_流体动力学1.4 流体流动阻力1.5 管路计算1.6 流速与流量的测定1.7 流体流动与动量传递第2章流体输送设备2.1 概述2.2 离心泵2.3 容积式泵2.4 其他类型的叶片式泵2.5 各类泵的比较与选择2.6 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵第3章流体相对颗粒(床层)的流动及机械分离3.1 概述3.2 颗粒及颗粒床层的特性3.3 颗粒与颗粒间的相对运动3.4 沉降3.5 流体通过固定床的流动3.6 过滤3.7 固体流态化及气力输送3.8 气体的其他净化方法第4章传热4.1 概述4.2 热传导4.3 对流传热4.4 表面传热系数的经验关联4.5 辐射传热4.6 传热过程计算4.7 换热器第5章蒸发5.1 概述5.2 蒸发设备5.3 单效蒸发计算5.4 多效蒸发和提高加热蒸汽经济性的其他措施第6章蒸馏6.1 概述6.2 溶液气液相平衡6.3 简单蒸馏和平衡蒸馏6.4 精馏6.5 双组分连续精馏的设计计算6.6 间歇精馏6.7 恒沸精馏和萃取精馏6.8 多组分精馏6.9 特殊蒸馏6.10 板式塔大连理工大学化工原理(参赛课件)第7章气体吸收7.1 概述7.2 吸收过程中的质量传递7.3 相际间的质量传递7.4 低浓度气体吸收7.5 高浓度气体吸收7.6 多组分吸收过程7.7 化学吸收7.8 解吸操作7.9 填料塔第8章萃取8.1 概述8.2 液液相平衡关系8.3 部分互溶物系的萃取计算8.4 完全不互溶物系的萃取计算8.5 溶剂的选择及其他萃取方法8.6 浸取与超临界萃取8.7 萃取设备第9章干燥9.1 概述9.2 湿空气的性质及湿度图9.3 固体物料干燥过程的相平衡9.4 恒定干燥条件下的干燥速率9.5 干燥过程的设计计算9.6 干燥器第10章膜分离和吸附分离过程10.1 概述10.2 膜分离10.3 吸附化工原理实验是深入学习化工过程及设备原理、将过程原理联系工程实际、掌握化工单元操作研究方法的重要课程,是培养和训练化工技术人才分析解决工程实际问题能力的重要环节。
目 录第0章 绪 论0.1 复习笔记0.2 课后习题详解0.3 名校考研真题详解第1章 流体流动1.1 复习笔记1.2 课后习题详解1.3 名校考研真题详解第2章 流体输送机械2.1 复习笔记2.2 课后习题详解2.3 名校考研真题详解第3章 非均相物系的分离和固体流态化3.1 复习笔记3.2 课后习题详解3.3 名校考研真题详解第4章 传 热4.1 复习笔记4.2 课后习题详解4.3 名校考研真题详解第5章 蒸 发5.1 复习笔记5.2 课后习题详解5.3 名校考研真题详解第6章 蒸 馏6.1 复习笔记6.2 课后习题详解6.3 名校考研真题详解第7章 吸 收7.1 复习笔记7.2 课后习题详解7.3 名校考研真题详解第8章 蒸馏和吸收塔设备8.1 复习笔记8.2 课后习题详解8.3 名校考研真题详解第9章 液-液萃取9.1 复习笔记9.2 课后习题详解9.3 名校考研真题详解第10章 干 燥10.1 复习笔记10.2 课后习题详解10.3 名校考研真题详解第11章 结晶和膜分离11.1 复习笔记11.2 名校考研真题详解第0章 绪 论0.1 复习笔记一、化工原理课程的性质和基本内容1.课程的基本内容(1)单元操作根据各单元操作所遵循的基本规律,将其划分为如下几种类型:①遵循流体动力学基本规律的单元操作,包括流体输送、沉降、过滤、物料混合(搅拌)等。
②遵循热量传递基本规律的单元操作,包括加热、冷却、冷凝、蒸发等。
③遵循质量传递基本规律的单元操作,包括蒸馏、吸收、萃取、吸附、膜分离等。
④同时遵循热质传递规律的单元操作,包括气体的增湿与减湿、结晶、干燥等。
从本质上讲,所有的单元操作都可分解为动量传递、热量传递、质量传递这3种传递过程或它们的结合。
(2)化工原理的基本内容化工原理的基本内容就是阐述各单元操作的基本原理、过程计算及典型设备。
2.课程的研究方法(1)实验研究方法(经验法);(2)数学模型法(半经验半理论方法)。
第一章流体流动1。
什么是流体连续稳定流动?答案:流体连续稳定流动是指流体在流动时,流体质点连续的充满其所在空间,流体在任一截面上的流动的流速、压强和密度等物理量不随时间而变化。
2。
流体粘度的意义是什么?流体粘度对流体流动有什么影响?答案:流体的粘度是衡量流体粘性大小的物理量,它的意义是相邻流体层在单位接触面积上,速度梯度为1时,内摩擦力大小.流体的粘度愈大,所产生粘性也愈大,液体阻力也愈大。
3。
何谓层流流动?何谓湍流流动?用什么量来区分它们?答案:层流:流体质点沿管轴作平行直线运动,无返混,在管中的流速分布为抛物线,平均流速是最大流速的0.5倍。
湍流:流体质点有返混和径向流动,平均流速约为最大流速的0。
8倍。
以Re来区分,Re〈2000为层流、Re>4000为湍流。
4.什么是连续性假定?答案:假定流体是由许多质点组成的,彼此间没有间隙,完全充满所占有空间的连续的介质。
,这一假定称为连续性假定.5流体流动的连续性方程的意义如何?答案:流体流动的连续性方程是流体流动过程的基本规律,它是根据质量守恒定律建立起的,连续性方程可以解决流体的流速、管径的计算选择,及其控制。
6.流体静力学基本方程的意义是什么?答案:静止流体内部任一水平面上的压强与其位置及流体的密度有关,位置越低,压强越大;静止液体内部压强随界面上的压强而变,表明液面上所受的压强能以同样大小传递到液体内部.7。
流速与管路建设投资费及运行操作费的关系.答案:当流量一定时,流速大,管径小,投资费用小;但流速大,管内流体流动阻力增大,输送流体所消耗的动力增加,操作费用则随之增大。
反之,在相同条件选择小流速,动力消耗固然可以降低,但管径增大后建设投资增加。
8。
稳态流动和非稳态流动9。
流体的静压力具有的特性答:静压力的方向与其作用面相垂直,且在各个方向的数值相同,即静压力为标量.10.试简述非圆型管当量直径的含义及计算方法答:把4倍的水力半径定义为非圆管的当量直径第二章流体输送机械1。
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。
化工原理绪论、流体流动、流体输送机械一、填空题1.一个生产工艺是由若干个__________ 和___________构成的。
2.各单元操作的操作原理及设备计算都是以__________、___________、___________、和___________四个概念为依据的。
3.常见的单位制有____________、_____________和_______________。
4.由于在计量各个物理量时采用了不同的__________,因而产生了不同的单位制。
5.一个过程在一定条件下能否进行,以及进行到什么程度,只有通过__________来判断。
6.单位时间内过程的变化率称为___________。
二问答题7.什么是单元操作?主要包括哪些基本操作?8.提高过程速率的途径是什么?9.第一章流体流动一填空题1.单位体积流体的质量称为________,它与________互为倒数。
2.流体垂直作用于单位面积上的力,称为____________。
3.单位时间内流经管道任一截面的流体量称为________,其表示方法有________和________两种。
4.当管中流体形成稳定流动时,管中必定充满流体,即流体必定是_________的。
5.产生流体阻力的根本原因是________;而___________是产生流体阻力的第二位原因。
另外,管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力_______________。
6.流体在管道中的流动状态可分为______ 和__________两种类型,二者在内部质点运动方式上的区别是_____________________________________。
7.判断液体内处于同一水平面上的各点压强是否相等的依据是_________、___________、________________。
8.流体若由低压头处流向高压头处时,所加入外加功的作用是______________________________。
9.在测量流体的流量时,随流量的增加孔板流量计两侧的压差将_______,若改用转子流量计,随流量增加转子两侧压差值________。
一、选择题10.液体的密度随温度的升高而_________。
A 增大B 减小C 不变D 不一定11.表压值是从压强表上读得的,它表示的是_________。
A 比大气压强高出的部分B 设备的真实压力C 比大气压强低的部分D 大气压强12.流体的流动类型可以用___________的大小来判定。
A 流速B 雷诺准数C 流量D 摩擦系数13.气体在等截面的管道中流动时,如质量流量不变则其质量流速_________。
A 随温度大小变化B 随压力大小变化C 不变D 随流速大小变化14.粘度愈大的流体其流动阻力__________。
A 愈大B 愈小C 二者无关系D 不会变化15.柏努利方程式既可说明流体流动时的基本规律也能说明流体静止时的基本规律,它表明静止流体内任一点流体的__________是常数。
A 总能量B 静压能与动压能的和C 压强D 静压能16.流体的流动状态是由多方面因素决定的,d、u、ρ增大,都使流体向_________方向移动,μ增大,使流体向________方向移动。
A 湍流B 滞流C 过渡流D 稳流17.湍流流动的流体随Re值的增大,摩擦系数与________关系不大,而________的影响却越来越明显。
A 雷诺准数B 粘度C 管壁粗糙度D 流体阻力18.当液体内部任一点的压强有变化时,将使液体内部其它各点的压强_________。
A 发生变化B 发生同样大小的变化C 不变化D发生不同情况的变化二、判断题19.气体的粘度随压力的升高而增大。
( )20.层流内层的厚度随流体湍动程度的增加而增加。
( )21.流体在管路中作稳定流动时,任一截面处流体的流速、密度与截面积的乘积均相等。
( )22.当液体内部某点压强一定时,则液体的密度越大,此点距液面的高度也越大。
( ) 23.流体阻力的主要表现之一是静压强下降。
( )24.真空度为定值时,大气压强越大,则绝对压强越大。
( )25.流动的流体各种机械能的形式是可以相互转化的,但任一截面上流体具有的各种机械能的总和是常数。
( )26.U型管测压仪中指示液的密度比被测液的密度小时,应倒置安装。
( )27.因流动阻力而引起的压力降是指1m3流体流动时所损失的机械能。
( )四、问答题1.什么叫密度、相对密度和比容?写出它们的关系式。
2.表示压强的常用单位有哪几种?分别写出工程大气压和物理大气压与其它常用单位间的换算关系。
3.什么叫体积流量、质量流量、流速和质量流速?它们之间有什么关系?4.流体稳定流动的连续方程式如何表示?当管路有分支的情况下又怎样表示?5.流体在管路中稳定流动具有哪几种机械能量?它们之间有什么规律?写出描述其规律的方程式。
6.何谓层流内层?层流内层的厚度与雷诺准数有什么关系?7.想要降低流体的阻力,应从哪些方面着手?8.为什么可以用液柱高度来表示压强的大小?9.写出计算管径的方程式。
在流量一定的情况下,管径是否越小越好?为什么?第二章流体输送机械一、填空题一、离心泵的主要工作部件为_________、________、__________等部件。
二、离心泵的主要性能为________、________、____________、___________。
三、往复式压缩机实际工作循环由________、_________、_________、和________所组成。
四、将表明__________、__________、和__________关系的曲线绘在同一张图上,称为离心泵的特性曲线。
五、为了保证不发生汽蚀现象,离心泵的实际安装高度只能_______理论计算出的最大吸上高度。
六、采用多级压缩的优点是______________________、_________________________、_________________________。
七、表示管路所需的__________与____________的函数关系的曲线称为管路特性曲线;它与所配用泵的__________曲线绘在一张图上,则两线的交点称为泵的工作点。
八、凡是正位移泵,在开泵前必须先将_________打开,否则泵内的压强将因____________而压力急剧升高,造成事故。
九、往复式压缩机的排气是________的,解决排气不均匀的措施之一是安装缓冲罐,此装置还具有________________________的作用。
二、选择题一〇、启动离心泵前,需用被输送液体把泵灌满,其原因是为了防止________ 。
A 气缚现象B 气浮现象C 气蚀现象D 排不出液体一一、离心泵内的叶轮有开式、半闭式和闭式三种,其中闭式叶轮的_________。
A 效率最低B 效率最高C 效率适中D 无法判断一二、调节泵的工作点可采用改变管路特性曲线的方法来达到,其具体措施是_________。
A 调节泵的进口阀B 调节泵的转速C 调节泵的出口阀D 调节支路阀一三、气体压送机械的出口压强与进口压强之比在4以上的是_________。
A 鼓风机B 压缩机C 通风机D 真空泵一四、用泵将液体从低处送往高处的高度差称为__________。
A 升扬高度B 吸上高度C 扬程D 安装高度一五、离心泵运转时,其扬程随流量的增大而__________;而往复泵的实际流量会随扬程的增大而_________。
A 减小B 增大C 不变D 不一定一六、往复式压缩机的余隙系数越大,压缩比越大,则容积系数__________。
A 越大B 越小C 不变D 不一定一七、输送液体的粘度越大,则液体在泵内的能量损失越大,使离心泵的扬程、流量________,而功率______ 。
A 减小B 增大C 不变D 不一定一八、离心泵在停泵时,应先关闭出口阀,再停电机,这是为了防止___________。
A 汽蚀现象B 电流过大C 高压流体倒流D 气缚现象三、判断题一九、离心泵吸入管的单向底阀是为了防止泵内液体倒流回贮槽。
( ) 二〇、泵壳不仅作为一个汇集液体的部件,而且是一种转能装置。
( )二一、离心泵启动时应关闭出口阀,这样可避免功率过大而烧坏电机。
( )二二、往复泵可用出口阀调节流量也可用回流支路调节流量。
( )二三、往复式压缩机在运行中,不允许关闭出口阀,这样可防止压力过大而造成事故。
( )二四、离心式压缩机与离心鼓风机相同,各级叶轮大小相等。
( )二五、离心式压缩机常用的调节方法是调节入口阀的开度,此方法是改变了压缩机的特性曲线。
()二六、离心泵工作点的坐标是泵实际工作时的流量和扬程,也是管路的流量和所需的外加压头。
( )二七、一台往复式压缩机工作时的压缩比不能太大,否则将使压缩机根本吸不进气体。
( )四、问答题二八、为什么离心泵启动之前,要先灌满液体?泵吸入管末端为什么要安装单向底阀?二九、在有的离心泵叶轮的盖板上钻有少量小孔,其原因何在?三〇、轴封的作用是什么?为什么填料密封的松紧度必须合适?三一、扬程和升扬高度有什么区别?三二、为什么离心泵启动时要关闭出口阀?三三、试说明一般选择离心泵类型的方法和步骤。
三四、往复泵的流量为什么不均匀?为了改善这一状况,可以采取哪些措施?三五、往复式压缩机中直接参与压缩过程的主要部件有哪些?三六、为什么要采取多级压缩?在多级压缩中,通常有哪些附属装置?活塞环的作用是什么?三七、标准答案绪论一、填空题1.单元操作;化工单元2.物理衡算;能量衡算;平衡关系;过程速率3.绝对单位制;工程单位制;国际单位制(SI制) 4.基本物理量、基本单位 5.平衡关系 6. 过程速率。
二、问答题三八、要点:化工生产过程中普遍采用的、遵循共同的物理变化规律、所用设备相似、具有相同作用的基本操作。
包括流体的流动与输送、沉降、过滤、离心分离、传热、蒸发、结晶、蒸馏和吸收等。
三九、要点:过程速率=过程推动力/过程阻力。
增大过程推动力和降低过程阻力都可提高过程速率。
第一章流体流动一、填空题1.密度;比容2.流体的压强3.流量;体积流量;质量流量4.连续流动的5.内摩擦力;流体的流动状态;的大小有影响6.层流(滞流);湍流(紊流);层流:质点沿管轴作有规则的平行运动、湍流:质点作不规则的杂乱运动7.静止的;连通的;连续的同一种液体8.分别或同时提高流体的位压头;动压头;静压头以及弥补损失能量9.增大;不变。
二、选择题1. B2. A3. B4. C5. A6. B7. A 、B8. A、C9. B三、判断题1. T;2. F;3. T;4. F;5. T;6. T;7. F;8. T;9. T。