化工原理考研題庫(kù)

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化工原理試題庫(kù)試題一一：填空題（18分）1、某設(shè)備上，真空度的讀數(shù)為80mmHg,其絕壓=mHPa.該地區(qū)的大氣壓為720mmHg。2、常溫下水的密度為100013，粘度為lep，在△內(nèi)=100/ww的管內(nèi)以3名速度流動(dòng)，其流動(dòng)類型為o3、流體在管內(nèi)作湍流流動(dòng)時(shí)，從中心到壁可以.4、氣體的粘度隨溫度的升高而，水的粘度隨溫度的升高o5,水在管路中流動(dòng)時(shí)，常用流速范圍為/，低壓氣體在管路中流動(dòng)時(shí)，常用流速范圍為%6、離心泵與往復(fù)泵的啟動(dòng)與調(diào)節(jié)的不同之處是：離心泵..往復(fù)泵..7、在非均相物系中，處于狀態(tài)的物質(zhì)，稱為分散物質(zhì)，處于狀態(tài)的物質(zhì)，稱為分散介質(zhì)。8、間竭過濾操作包括...o9、傳熱的基本方式為..o10、工業(yè)上的換熱方法有...=Ika稱為,其物理意義為.,提高管內(nèi)a值的有效方法.提高管外a值的有效方法o12、蒸汽冷凝有二種方式，即和。其中，由于,其傳熱效果好。二：?jiǎn)柎痤}（36分）1、一定量的流體在圓形直管內(nèi)作層流流動(dòng)，若將其管徑增加一倍，問能量損失變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮?、何謂氣縛現(xiàn)象？如何防止？3、何謂沉降？沉降可分為哪幾類？何謂重力沉降速度？4、在列管式換熱器中，用飽和蒸汽加熱空氣，問：（1）傳熱管的壁溫接近于哪一種流體的溫度？（2）傳熱系數(shù)K接近于哪一種流體的時(shí)流傳熱膜系數(shù)？（3）那一種流體走管程？那一種流體走管外？為什么？5、換熱器的設(shè)計(jì)中為何常常采用逆流操作？6、單效減壓蒸發(fā)操作有何優(yōu)點(diǎn)？三：計(jì)算題（46分）1、如圖所示，水在管內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)，設(shè)管路中所有直管管路的阻力系數(shù)為4=0.03,現(xiàn)發(fā)現(xiàn)壓力表上的讀數(shù)為5膽42°，若管徑為100mm,求流體的流量及閥的局部阻力系數(shù)？2、在■列管式換熱器中，用冷卻將100°C的熱水冷卻到50°。，熱水流量為60mZ，冷卻水在管內(nèi)流動(dòng)，溫度從20°。升到45°。。已知傳熱系數(shù)K為2000?2c，換熱管為。25x2.5/ww的鋼管，長(zhǎng)為3m.。求冷卻水量和換熱管數(shù)（逆流）。

1已知：。熱水=96。"3。熱水=。冷水=4187.K試題一答案：一、填充題1,8.7m〃2°,8.53x104/?a.2、r細(xì)=°131平0=3、1()5湍流。3、層流、過渡流和湍流。4、增加、降低。5、3-8%、8-15%。6、啟動(dòng)前應(yīng)灌滿液體，關(guān)出口閥門、用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量；往復(fù)泵啟動(dòng)前不需灌液，開旁路閥、用旁路閥來調(diào)節(jié)流量的。7、分散、連續(xù)。8、過濾、洗滌、卸渣、清洗濾布、重整。9、熱傳導(dǎo)、對(duì)流傳熱、熱輻射。10、間壁式、混合式、蓄熱式、熱管。11、稱為對(duì)流傳熱膜系數(shù)。當(dāng)流體與壁面溫度差為1K時(shí)，通過單位面積單位時(shí)間內(nèi)所傳遞熱量的多少。增加流程、加拆流擋板。12、滴狀冷凝和膜狀冷凝。滴狀冷凝成小液滴沿壁面直接落下。二：?jiǎn)柎痤},"Jv11、h\=A\.—.——。a2=1-"2=777=Tm1'不=64/它也史A力2=42./?22dl2gd\2g冷442、離心泵只能空轉(zhuǎn)而不能輸送液體的現(xiàn)象。離心泵啟動(dòng)前應(yīng)灌滿液體。3、沉降是指依靠外力的作用，利用分散物質(zhì)與分散介質(zhì)的密度差異，使之發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而分離的過程。沉降可分為重力沉降和離心沉降。顆粒以加速運(yùn)動(dòng)的末速度這一不變的速度作勻速沉降運(yùn)動(dòng)，這一速度稱為重力沉降速度。3、傳熱管的壁溫接近于蒸汽的溫度；傳熱系數(shù)K接近于空氣的對(duì)流傳熱膜系數(shù)；空氣走管內(nèi)，飽和蒸汽走管外。(蒸汽散熱快)。4、因?yàn)槟媪鞑僮鳎和苿?dòng)力大，所需的傳熱面積??；減少載熱體的用量。5、可以降低溶液的沸點(diǎn)，可以利用低壓蒸汽或廢氣作為加熱劑，可以濃縮不耐高溫的溶液，可以減少蒸發(fā)器的熱損失。三：計(jì)算題1、圖示，在1-1,2-2面間列板努利方程22wiPiU2P2,'Z1++—=z2++上4+力2gpg2gPg2,2210+0+0=0+5+——+2.-.—+$-yt.—2x9.81d2g&2g

25=〃2J2x9.81+0.03.—.―1—+0.5.0.12x9.812x9.81

3u-2.44展%兒=0.019以=68”%在2?2,3?3面間列板努利方程27U2P2〃3P3/1Z2+4-2-a4-=Z34-+，2gpg2gpgz2220+5=0+丸?—.—+cl±j.—+c—d2g'出2g'2g25=2.44g2x9.81251+0.03.——.+0.12x9.812x9.811=8。即流體的流量為o.oigmZsg.g”)/局部阻力系數(shù)為8。2、(1),V2=K.A2.t2.42=A：.3O2.30x60K=3.56x106膽,2—3r=3.2x10.t'22112,3(2),Vl=K.Al.-T=-VlV=22(3)、V2=2K.A2.t,V2=2K.A2.t=2x3.56x10-6x302.2x3600V=6.8加3。3、G1C1(r1-r2)=,G2=32%A/=42.5°CA=G2C2(t2-ti)/KAt=39Am2.〃=167.即冷卻水的流量為32“%和管子根數(shù)為167根。試題二一：填充題（20分）1、牛頓粘性定律，粘度在SI制中的單位是o2、常用測(cè)定流量的流...3、在流動(dòng)系統(tǒng)中，若截面上流體的流速、壓強(qiáng)、密度等僅隨而變，不隨而變，稱為穩(wěn)定流動(dòng)。若以上各量既隨而變，又隨而變，稱為不穩(wěn)定流動(dòng)。4、等邊三角形的邊長(zhǎng)為a,其當(dāng)量直徑為.5、流體在圓形直管內(nèi)滯流流動(dòng)時(shí)，其速度分布是型曲線，其管中心的最大流速為平均流速的,縻擦系數(shù)4與He的關(guān)系為。6、泵是指,按其工作原理來分可分為7、氣體按壓縮比來分，可分為.?^一廠8、降沉室:內(nèi)顆粒得以沉降的條件o9、過濾操作實(shí)際上是濾液通過和的流動(dòng)過程，過濾速率是指.10、傳熱一般采用逆流操作，但為.時(shí)采用并流操作。11、用二種厚度相同的材料保溫時(shí)，往往把的材料包在內(nèi)層，以達(dá)到好的保溫效果。12、蒸發(fā)是利用溶液中溶質(zhì)的,用加熱的方法使部分溶劑汽化并除去溶液的濃度或析出溶質(zhì)。13、金屬的導(dǎo)熱系數(shù)大都隨其純度的增加而,隨其溫度的升高—o14、對(duì)流傳熱的熱阻主要集中在，因強(qiáng)化對(duì)流傳熱的重要途徑。15、工程上流體流經(jīng)換熱器的壓降通常限定在Kpa.二：?jiǎn)柎痤}（30分）

41、流體的流動(dòng)形態(tài)有哪幾種？如何判斷？2、何謂層流內(nèi)層？其厚度受哪些因素影響？3、采用多級(jí)壓縮的優(yōu)點(diǎn)有哪些？4、列管式換熱器為何要進(jìn)行熱補(bǔ)償？5、單層圓筒壁的內(nèi)、外半徑分別為H和廠2,壁表面溫度分別為7,和/，若/

51、t="二、N.S/。2、孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)。3、位置、時(shí)間、時(shí)dy/m間、位置。4、J%。。5、拋物線、0.5、%.6、為液體提供能量的輸送機(jī)械，離心式、往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)式和流體作用式。7、通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)。8、顆粒的停留時(shí)間大于沉降時(shí)間。9、介質(zhì)和濾渣層的流動(dòng)，單位時(shí)間內(nèi)所獲到的濾液量。10、控制溫度、降低粘度、減少阻力。11、導(dǎo)熱系數(shù)小的。12、不揮發(fā)性、提高。13、增加、增加。14、層流內(nèi)層、減薄層流內(nèi)層的厚度。15、10.13-101.3.二：?jiǎn)柎痤}1,流體的流動(dòng)形態(tài)有兩種：層流和湍流；用雷諾準(zhǔn)數(shù)來判斷，當(dāng)ReY2000,為層流，當(dāng)Re>4000為湍流。2、在湍流主體內(nèi)靠近管壁處始終存在著一層作層流流動(dòng)的流體薄層,此薄層稱為層流內(nèi)層。受管徑、流速、粘度和密度。3、避免壓縮后氣體溫度過高，提高氣缸容積系數(shù)，減小功率，使壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)更為合理。4、列管式換熱器中，山于兩流體的溫度不同，使管束和殼體的溫度也不相同，因此它們的熱膨脹程度也有區(qū)別。若兩流體的溫度差較大（50°C以上）時(shí)，由于熱應(yīng)力會(huì)引起設(shè)備的變形，甚至彎曲和破裂。因此我們要考慮熱補(bǔ)償。5、九（7—tQ=In—門—tIn二4心門二：計(jì)算題1、設(shè)接平行管道后,總流量為々二平行管流量為匕和P2板努利方程:2?32+2p2p乙J'2P3132圖2ft總壓降相同得:%2?苧+41=42=義3=義，1\=12=13=%,1?u\8"3=在"V》."21乎=6330%力—=1.53彳.0.092.360022.“2=1.53%oZ=Hs---hf'=Hs-2g15320.02.2.9.81501532——.=1.555%0.092.9.81

6考慮0.5m的安裝安全系數(shù)。則泵的安裝高度為1m.N軸="電〃甩=2.0.94=1.88Kw.1.5322.9.81"""優(yōu)+…H=16.75m.N=HQpg=16.75.35.1000.9.81/3600=1.6Kw.=85%.3、換熱器已有的傳熱面積：A=n.7r.dl=30.3.14.0.025.3=7.07w2,求所需的傳熱面積：冷凝段的熱量：Qi=w，=0.07.356=24.9Kw冷卻段的熱量：02=w.C1.(r1-T2)=0.07.1.05.36=2.65Kw?？偀崃繛椋篞=Q[+Q2=27.55Kw冷卻水的用量：6水=27.55C.(r2-/i)-4.187.(30-5)=0263冷卻水離開冷卻段的溫度：/="+瞑=5+2&=7.4%0.263.4.187冷凝段的溫度差：加=(46-7.4)-(46-30)o_._ND?/L冷卻段的溫度差：A/=,46-7.4In46-30(46-7.4)-(10-5):1640c,46-7.4In冷凝段所需傳熱面積:A\=冷卻段所需傳熱面積:A2=10-5Q24.9.1000…2==4.847m2KAt200.25.7Q2.65.1000…2—==1.61wKAt100.16.4所需的總的傳熱面積:A=6.45w2.4、水分蒸發(fā)量：W=F\1-^=0.625F,/一%=375.(X17F=1000Kg,W=625Kg溶液的沸點(diǎn)為/=60.1+8=68.1°。。傳熱系數(shù)K為：K=Q_625.2354.9.1000AM~10.3600.(120.2-68.1)=785°C改變壓力后的傳熱系數(shù)：K=625.2354.9.1000AM-10.3600.(138.8-68.1)578可見結(jié)垢以后的傳熱系數(shù)降低.試題三

71、空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下密度為1.29%3，在025Mpa下（絕壓）80°。時(shí)的密度為2、產(chǎn)生流體阻力的原因有.3、轉(zhuǎn)子流量計(jì)在安裝時(shí)應(yīng)。4、連續(xù)性方程2s2是指導(dǎo)出來的，它適用流體。5、直管阻力的表示式為,管中流出7出=流入管中:入_?6、離心泵的安裝高度超過允許安裝高度時(shí)，離心泵會(huì)發(fā)生現(xiàn)象。7、往復(fù)式壓縮機(jī)的工作循環(huán)為...四個(gè)階段。8、一熱流體將熱量通過壁面?zhèn)鹘o冷流體的過程是9、固定管板式列管式換熱器中，壓力高、腐蝕性以及不清潔的物料應(yīng)走程。10、一根暴露在外的熱管子以.散發(fā)熱量。11、a=0.023.二（Re）（）.8.（Pr）”式中兩個(gè)準(zhǔn)數(shù)Re=,Pr=.若液體被冷卻時(shí)〃內(nèi)12、多效蒸發(fā)主要有..三種典型流程。二：判斷題（18分）1、在并聯(lián)管路中，它們的阻力相等，同理在串聯(lián)管路中，它們的流速也是相等的。（穩(wěn)定流動(dòng)）。2、轉(zhuǎn)子流量計(jì)可以讀出任何流體的流量。3、用雷諾準(zhǔn)數(shù)來判斷流體的流動(dòng)形態(tài)時(shí)，在SI制中屬層流范圍，在cgs制中屬湍流范圍。4、粘度是流體的物理性質(zhì)之一，則宙諾準(zhǔn)數(shù)也是流體的物理性質(zhì)之一。離心泵銘牌上的性能參數(shù)是指泵揚(yáng)程最高點(diǎn)下的性能參數(shù)。5、往復(fù)式壓縮機(jī)的工作循環(huán)是由吸氣、排氣、膨脹、壓縮四個(gè)階段組成。6、沉降器的生產(chǎn)能力與沉降速度及沉降面積有關(guān)，與沉降高度無關(guān)。7、氣相與液相所組成的物系稱為氣相非均相物系。8、用板框式過濾機(jī)進(jìn)行恒壓過濾操作，隨著過濾時(shí)間的增加，濾液量不斷增加，生產(chǎn)能力也不斷增加。9、多層導(dǎo)熱時(shí)，其推動(dòng)力為各層推動(dòng)力之和，阻力也為各層阻力之和。10、流體對(duì)流傳熱膜系數(shù)一般來說有相變時(shí)的要比無相變時(shí)為大。11、多層平壁穩(wěn)定導(dǎo)熱時(shí)，如果某層壁面導(dǎo)熱系數(shù)小，則該層的導(dǎo)熱熱阻大，推動(dòng)力小。12、若以飽和蒸汽加熱空氣，傳熱的壁面溫度一般取空氣和蒸汽的平均溫度。13、所謂黑體就是人們所講的黑顏色的物體。14、在同一種流體中，不可能同時(shí)發(fā)生自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流。15、多效蒸發(fā)可以提高蒸汽的利用率，二次蒸汽利用一次稱為單效蒸發(fā)，利用二次稱為雙效蒸發(fā)，依次類推。16、對(duì)流傳熱系數(shù)是物質(zhì)的一種物理性質(zhì)。17、黑體、鏡體、和灰體都是理想化的物體，在自然界中并不存在。18、總傳熱系數(shù)K可用來表示傳熱過程的強(qiáng)弱，與冷、熱流體的物性無關(guān)。三：計(jì)算題（64分）1、圖示，“U”管壓差計(jì)甲的上部管內(nèi)充滿了水，下部為汞，汞的液面落差為3c機(jī)，求心已？若再接一“U”管壓差計(jì)乙，其上部仍為水，下部放置不知名的液體，且測(cè)得R乙=63.5c%,求0乙？2、一降層室長(zhǎng)為5m,寬為3m,高為4m。

8內(nèi)部用隔板分成20層，用來回收含塵氣體中的球形固體顆粒，操作條件下含塵氣體的流量為36000加%,氣體密度P=0.9，/3，粘度為〃=0.03mPa.s.塵粒密度p=4300)/3。試求理論上能100%除去的最小顆粒直徑？3、外徑為200mm的蒸汽管道，管外壁溫度為160°Co管外包以導(dǎo)熱系數(shù)為2=0.08+l.lx10-4/的保溫材料。要求保溫層外壁面溫度不超過60°。，每米管長(zhǎng)的熱損失不超過150%。問保溫層的厚度應(yīng)為多少？4、欲將濃度為25%,沸點(diǎn)為13L5°C,流量為3600”［的NaOH水溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮到50%。料液的進(jìn)口溫度為200。，加熱蒸汽的壓強(qiáng)為392.4Kpa(絕壓)，冷凝器的壓強(qiáng)為53.32Kpa.據(jù)經(jīng)驗(yàn)蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)可取1100，/7,溶液的密度為1500K/若忽略蒸發(fā)器的熱損失。求加熱/m2-.K/m5蒸汽的消耗量及蒸發(fā)器所需的傳熱面積？C=4.93%0。已知：p=53.32Kpa,t=83°C,r=200034gp=392.4Kpa,7=142.9°。&=2143%目試題三答案一：填充題1、25%臺(tái)。2、內(nèi)縻擦力和流體的流動(dòng)狀態(tài)。3、保持垂直。4、質(zhì)量守恒定律、01=夕2,25、丸、1、0.5.6、氣蝕現(xiàn)象。d27、吸氣、壓縮、排氣、膨脹四個(gè)階段所組成。8、熱流體以對(duì)流傳熱的方式將熱量傳給壁面、壁面間的熱傳導(dǎo)、冷流體以對(duì)流傳熱的方式獲得熱量9、管程。10、自然對(duì)流、熱輻射。11、Re=生過、2,=匕巳、“=0.312、并流、逆流和平流。二：判斷題6、10、17為對(duì)，其余都為錯(cuò)。三：計(jì)算題1、△/?=(°示一/7測(cè))尺8取=(13.6-l)0.03.9.81.103=3.708Apa?Ap=(p--1)0.635.9.81.1。3=3.7O8即。，。示=1600A2、降沉室的總面積：A=20.5.3=300w2?沉降速度：?=-=36000=0.033A300.3600/s設(shè)沉降區(qū)為層流，則有：uJ?(所辦g

90.033=，.（4300-0.919.8118.0.03.10-3t/=2.06xl0-5w.3、驗(yàn)算：Re=dup2.06xIO-5.0.033.0.90.03.10-3=0.66Y1o8=47mm。4,保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)：2=0.0921^/^0Q_2-/（7-/）_2.3.140.0921（160-60）_7=ln^/=lnlOO+^/o（）加熱蒸汽消耗量“二華工理嚅^=0.736%/D.R0.736.2143.___?所需的傳熱面積為：A==z；=125.9加?。KAt1100.（142.5-131.5）即所需的加熱蒸汽消耗量為0.736%o所需的傳熱面積為125.9掰2試題四一：填充題（20分）1、邊界層的形成是流體具有結(jié)果。2、用阻力系數(shù)法來計(jì)算突然擴(kuò)大和突然縮小的損失時(shí)，按_管內(nèi)的流速來計(jì)算動(dòng)項(xiàng)。3、長(zhǎng)方形的長(zhǎng)為2a,寬為a,其當(dāng)量直徑為4、粘度的物理意義是促使流體產(chǎn)生單位速度梯度的.5、經(jīng)內(nèi)徑為158mm的鋼管輸送運(yùn)動(dòng)粘度為90a/的燃料油，若保持油品作層流流動(dòng)，則最大流速不能超過。6、用離心泵在兩個(gè)敞開容器間輸液，若維持兩容器的液面高度不變，當(dāng)關(guān)小輸送管道的閥門后，管道的總阻力將o6、離心泵的工作點(diǎn)是曲線與曲線的交點(diǎn)。8、往復(fù)式壓縮機(jī)的余隙條數(shù)￡=,e則4容增大，生產(chǎn)能力.9、沉降操作是指在某種中利用分散相和連續(xù)相之間的，使之發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)分離的操作。沉降過程有和沉降兩種方式。10、工業(yè)上常用的過濾介質(zhì)主要有、、O11、在過濾操作中，真正發(fā)揮攔截顆粒作用的主要是而不是.12、在平壁穩(wěn)定熱傳導(dǎo)過程中，通過三層厚度相同的材料，三層間的溫度差變化是依次降低，則三層材料的導(dǎo)熱系數(shù)的大小順序o13、沸騰傳熱可分為三個(gè)區(qū)域，它們是、、.應(yīng)維持在區(qū)內(nèi)操作。14、用飽和蒸汽加熱水，經(jīng)過一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)傳熱阻力迅速加大，這可能是由于月f引起的。15,溫度差損失包括、,二：選擇題1、層流和湍流的本質(zhì)區(qū)別是（）A、流速不同；B、流通截面積不同；C、雷諾數(shù)不同；D、層流無徑向流動(dòng)，湍流有徑向流動(dòng)；

102、選擇下述流體在管路中常用的流速（1）、過熱水蒸汽（），（2）、水及一般流體（（3）、壓強(qiáng)較高的氣體（），（4）、粘度較大的液體（A、1-3%，B、0.5-1/，C、15-20%,D、30-50%3、4、離心泵銘牌上標(biāo)明的是泵在（A、流量最大；C、效率最高；下列結(jié)論正確的是（）時(shí)的主要性能參數(shù)。B、壓頭最大；D、軸功率最?。篈、液體的粘度隨溫度的升高而減??；B、氣體的粘度隨溫度的升高而增大：C、液體的粘度基本上不隨壓強(qiáng)變化；D、氣體的粘度隨壓強(qiáng)增大而減小。5、離心泵吸入管路底閥的作用是（）。A、阻攔液體中的固體顆粒；B、避免出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象；C、維持最低的允許吸上高度；D、防止啟動(dòng)前充入的液體從泵內(nèi)漏出:6、在一個(gè)過濾周期中，為了達(dá)到最大生產(chǎn)能力應(yīng)（）A、過濾時(shí)間應(yīng)大于輔助時(shí)間；B、過濾時(shí)間應(yīng)小于輔助時(shí)間；C、過濾時(shí)間應(yīng)等于輔助時(shí)間；D,過濾加洗滌所需時(shí)間等于1/2周期；7、下述說法中正確的是（）。A、過濾速率與過濾面積成正比；B、過濾速率與過濾面積的平方成正比；C、過濾速率與濾布阻力成反比：D、過濾速率與操作壓差的平方成正比；8、在降塵室中，塵粒的沉降速度與下列因素?zé)o關(guān)的是（）.A、顆粒的幾何尺寸；B、顆粒與流體的密度：C、流體的水平流速；D、顆粒的形狀；9、旋液分離器是利用離心力分離（）。A、離心機(jī)可分離液液混合物；B、離心機(jī)可分離液固混合物；C、離心機(jī)可分離氣固混合物；D、離心機(jī)所分離的不均勻混合物中至少有一相是液相；10、傳熱過程中當(dāng)兩側(cè)流體的對(duì)流傳熱系數(shù)都較大時(shí)，影響傳熱過程的將是（）。A、管壁熱阻；B、管內(nèi)對(duì)流傳熱熱阻；C、污垢熱阻：D、管外對(duì)流傳熱熱阻；11、下述措施中對(duì)提高換熱器殼程對(duì)流傳熱系數(shù)有效的是（）。A、設(shè)置折流擋板；B、增大板間距；C、增加管程數(shù)；D、增加管內(nèi)流體的流速；12、在確定換熱介質(zhì)的流程時(shí)，通常走管程的有（），走殼程的有（A、高壓流體；B、蒸汽;C、易結(jié)垢的流體;D、腐蝕性流體：E、粘度大的流體;F、被冷卻的流體:B、殼程流體流速過低;D、管內(nèi)流動(dòng)阻力增大；B、選用翅片管；D、增加殼程數(shù)：13、采用多管程換熱器,雖然能提高管內(nèi)流體的流速,增大其時(shí)流傳熱系數(shù)，但同時(shí)地導(dǎo)致（A、管內(nèi)易結(jié)垢；C、平均溫差下降；14、增大換熱器傳熱面積的辦法有（A、選用粗管排列；C、增加管程數(shù)：15、關(guān)于傳熱系數(shù)K下述說法中錯(cuò)誤的是（）。A、傳熱過程中總傳熱系數(shù)K實(shí)際上是個(gè)平均值；B,總傳熱系數(shù)K隨著所取的傳熱面不同而異；C,總傳熱系數(shù)K可用來表示傳熱過程的強(qiáng)弱，與冷熱流體的物性無關(guān);D、要提高K值，應(yīng)從降低最大熱阻著手；

11三：計(jì)算題1、圖示為一輸油管路，未裝流量計(jì)，但在A、B分別測(cè)得壓強(qiáng)為PA=\50Kpa,P『140Kpa,試估算管道中汕的流量？已知：管為。89x4awm,A、B間距為10m,其中管道的當(dāng)量長(zhǎng)度為9.3m,p=820^/3,〃=121cp。2、試證明球形顆粒在重力場(chǎng)中作自山沉降時(shí)，層流區(qū)域內(nèi)的沉降速度公式為：”。u18.〃3、用一板框壓濾機(jī)在300Kpa壓強(qiáng)差下過濾某懸浮液。已知過濾常數(shù)K為7.5x10m/,qe為0.012"/2。要求每一操作周期得8m3濾液，過濾時(shí)間為0.5h。設(shè)濾餅不可壓縮，且濾餅與濾液體積之比為0.025。試求：過濾時(shí)間；若操作壓強(qiáng)差提高至600Kpa,現(xiàn)有一臺(tái)板框過濾機(jī)，每框的尺寸為635x635x25mm,若要求每個(gè)過濾周期仍得8%3濾液，則至少需要多少個(gè)框能滿足要求？過濾時(shí)間又為多少？4、一臥式列管換熱器，鋼質(zhì)換熱管長(zhǎng)為3m,直徑為。25x2mm。水以0.7%的流速在管內(nèi)流動(dòng)，并從17°。被加熱到37°C。流量為1.25*%、溫度為72°C燒的飽和蒸汽在管外冷凝成同溫度的液體。燃蒸汽的冷凝潛熱為315%魚。已測(cè)得：蒸汽冷凝傳熱系數(shù)為800%20c，管內(nèi)側(cè)熱阻為個(gè)側(cè)熱阻的40%,污垢熱阻又為管內(nèi)側(cè)熱阻的70%,試核算換熱管的總根數(shù)及換熱器的管程數(shù)。計(jì)算時(shí)可忽略管壁熱阻及熱損失。試題四答案一：填充題1、粘性。2、細(xì)。3、管路特性曲線、離心泵特性曲線。8、%。。4、剪應(yīng)力。5、1.14%。'Xi/、小'大。6、不變。7,9、力場(chǎng)、密度、重力、離心。10、11、14、15、二：織物介質(zhì)、粒狀介質(zhì)、多孔性固體介質(zhì)。濾餅層、過濾介質(zhì)。12、依次增加。13、自然對(duì)流、膜狀對(duì)流、核狀對(duì)流、核狀對(duì)流。冷凝水未排出、溶液沸點(diǎn)升高、判斷題不凝性氣體未排靜壓力、流體阻力所引起的溫度差損失。1、D.2、D、A、Co3、Co4、A、B、C.5、Bo6、D7、B.8、Co9、Bo10、B.11>Ao12、A、C、13、C、D.14、Bo15、Co三：計(jì)算題1、在A-B兩點(diǎn)間列板努利方程:D：B、E、F“2Z/+-《=Z8+pg2gPB2g150xl030H=1+820.9.81140xl03820.9.8119.3+40.0812.9.81

12,0.117X=u64設(shè)流體在管路中作層流流動(dòng)，貝生2=—Re“=1.7/Am2=0.02=^-^-.U2=0.02。u核算雷諾準(zhǔn)數(shù)：/?e=三吆=933Y2000。則：油品的流量為P=/jr/2”=31.524la1a2、顆粒作自山沉降，受力：F\=_jv.d'.pqg,F尸一.兀.d'.pg6622maoFy-F2-F0171JF3=g-.7V.d-y-〃=產(chǎn)舞迎i2%.’〃=與言3、過濾面積：(q+qe)2=K.T,(%+0.012^=7.5.10-5.05.3600,A=22.5m2.濾餅體積：V=8.0.025=0,2w3框數(shù)〃=0.20.635.0.635.0.025=20o過濾總面積：J=0.6352.2.20=16.13/m2?（q+qe}2=K.T,（^613+0.012）2=1.5.10-4r,7=0.478/7。5、傳熱量為：Q=394Kw。所需水量：邛=4.713*%。M=44.25°C=單管水量：爪=0.243%,每程所需管子數(shù)為：〃=20。每程傳熱面積：4=4.71加2,傳熱系數(shù)：K=476.2所需傳熱面積：1=18.7%2管程數(shù)為：n=4.總管數(shù)為80根。試題五,：簡(jiǎn)答題（60分）1、圖示管路中，流體作穩(wěn)定流動(dòng)。問（1）、靜壓頭上-!GPg——'i—B_i哪個(gè)大？為什么？（2）、體積流量V哪個(gè)大？為什么？（3）、：；質(zhì)量流速哪個(gè)大？為什么？;-圖i（不計(jì)阻力）；j

132、圖示，測(cè)出A、B兩端點(diǎn)的壓力差？3、管子的類型有哪幾種？表示方法有哪幾種？家里的自來水管是什么管？4、何謂離心泵的汽蝕現(xiàn)象？如何防止？5、何謂過濾介質(zhì)？對(duì)過濾介質(zhì)有何要求？6、說明熱負(fù)荷與傳熱速率的概念及兩者之間的關(guān)系？7、何謂加熱劑和冷卻劑？舉例說明之？8、敘述導(dǎo)熱系數(shù)、對(duì)流傳熱膜系數(shù)、圖5-2傳熱系數(shù)的單位及物理意義？9、強(qiáng)化傳熱的途徑有哪些？10、蒸發(fā)操作有何特點(diǎn)？二：計(jì)算題1、容器A、B分別盛有水和密度為go。，/?的灑精，中間接一水銀壓差計(jì)。(1)當(dāng)容器A中的壓強(qiáng)尸x=2.943xl()4p。(表壓)時(shí)，測(cè)得H=0.3m,0.5/w,力2=。?2加，求容器B內(nèi)的壓強(qiáng)為多少？(2)當(dāng)容器A中的壓強(qiáng)減小至尸4=1.962xl()4p。，容器B內(nèi)的壓強(qiáng)不變，則水銀壓差計(jì)內(nèi)的讀數(shù)為多少？2、3、4、用油泵從貯罐向反應(yīng)器輸送液態(tài)異丁烷，貯罐內(nèi)異丁烷液面恒定，其上方壓強(qiáng)為652.365Kpa。泵位于貯罐液面以下1.5m處，吸入管路的全部壓頭損失為1.6m。異丁烷在輸送條件下的密度為53()K/3，飽和蒸汽壓為637.65Kpa。在泵的性能表上查得，輸送流量下泵的允許汽蝕余量為3.5m。試問該泵能否正常操作？在一板框過濾機(jī)上過濾某種懸浮液，在O.IMpa(表壓)下20分鐘可在每平方米過濾面積上得到0.197m3的濾液，再過濾20分鐘又得到濾液0.09僅3，試求共過濾1小時(shí)可得總濾液量為多少？某溶液在單效蒸發(fā)器中蒸濃，用飽和蒸汽加熱,需加熱蒸汽量2100%,加熱蒸汽的溫度為120%,其汽化潛熱為2205%.。已知蒸發(fā)器內(nèi)二次蒸汽的冷凝溫度為81°C,各項(xiàng)溫度差損失共為9°C。求該換熱器的傳熱面積？(管壁熱阻、垢層熱阻及熱損失忽略不計(jì))一：?jiǎn)柎痤}22,77上PBJBPA」PB1、Z1=Z^H1,YPg2gPg2gp.gpgVA=VB-W=up,印4=%b。2、p=pA+p^.g.(R+h),p=pB+p^.g[Z+A)+p^.gJ?Ap=Pa-Pb=P?1-S-z+(0示一夕測(cè))g?&Z=0測(cè)-gZ+仿示―0測(cè))g.R。3、管子的類型有：鋼管、鑄鐵管、有色金屬管和非金屬管。表示方法有：英寸表示法、公寸直徑表示法、外徑乘壁厚。4、

14泵內(nèi)壓強(qiáng)最低處的壓強(qiáng)等于同溫度下輸送液體的飽和蒸汽壓時(shí)，此時(shí)液體將急劇汽化，并產(chǎn)生大量汽泡，使得葉輪表面或泵內(nèi)殼表面產(chǎn)生裂縫，泵體振動(dòng)，產(chǎn)生噪聲，其流量和揚(yáng)程明顯下降。這一現(xiàn)象稱為汽蝕現(xiàn)象。確定合適的安裝高度以確保不發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。5、過濾介質(zhì)：一種多孔性物質(zhì)。要求：多孔性、阻力??；有一定的機(jī)械強(qiáng)度；有一定的化學(xué)穩(wěn)定性。

156、傳熱速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過傳熱面的傳熱量。熱負(fù)荷：當(dāng)生產(chǎn)上需要加熱（或冷卻）某物料時(shí)，便要求換熱器在單位時(shí)間內(nèi)向該物料輸入或輸出一定的熱量，這是生產(chǎn)對(duì)換熱器換熱能力的要求，稱為該換熱器的熱負(fù)荷。一個(gè)滿足生產(chǎn)的換熱器應(yīng)該是：傳熱速率等于（略大于）熱負(fù)荷.7、加熱劑：給出熱量對(duì)物料起加熱作用的載熱體稱為加熱劑。例蒸汽。冷卻劑：取走熱量對(duì)物料起冷卻作用的載熱體稱為冷卻劑。例水。8、導(dǎo)熱系數(shù):在壁厚為1m時(shí)，在單位面積單位時(shí)間內(nèi)以熱傳導(dǎo)的方式所傳遞熱量的多少。單位是：叱,X。傳熱系數(shù):當(dāng)冷熱流體的溫度差為1K時(shí)，通過單位面積單位時(shí)間內(nèi)所傳遞熱量的多少。單位是：力2長(zhǎng)。對(duì)流傳熱膜系數(shù):當(dāng)流體與壁面溫度差為1K時(shí)，通過單位面積單位時(shí)間內(nèi)以對(duì)流傳熱的方式所傳遞熱量的多少。單位是：22長(zhǎng)。9、強(qiáng)化傳熱的途徑有：增加傳熱面積；（增加有效傳熱面積）增加溫度差；（采用逆流流動(dòng)）增加傳熱系數(shù)K（增加流體的湍流流動(dòng)，防止垢層熱阻的形成及及時(shí)地消除垢層熱阻）10、蒸發(fā)操作的特點(diǎn)：溶液沸點(diǎn)的升高；節(jié)約能源；物料本身的工藝特性。二：計(jì)算題：1、P=Pa+P\-S^\，P=PB+P2ghHggR。3PB=-p2Sh2-pHgSR+Pa+P}S^\，-7.26x10pa.(r_r、(R_R')P=Pa+P\-S-—，P=PB+P2-g-h2+—^~+PHggR(?\(?\,R-RiR-RPA+PvS-h=Pb+P2g〃2+---+PHgg?R。<)\)R=0.22\tn02,0Z=P「P-Ah—hf,ZP-g即泵不能正常工作。652365-637650530.9.81—3.5—1.6=—2.27/w3、(g+4e)2=K.T,(0.197+/A=K.20.60,(0.206)2=7C.2.20.60?(q+冊(cè))2=K.2.2.20.60。qe=0.022oK=3.96xl0-8么。q—0.356.過濾1小時(shí)所得到的總濾液量為0.3564、傳熱量：2=D〃=21O%6oox22O5=129OKw.溶液的沸點(diǎn)：/=81+9=90°。。溫差：△/=120-90=30°。。傳熱系數(shù)：K=?1+2/35OO+=2.4358000.K

16傳熱面積:K.M12902.435.30=17.66m2故所需的傳熱面積為17.66加2。試題六一：填充題（20分）1、精微分離的依據(jù)是的差異，要使混合物中的組分得到完全分離,必須進(jìn)行多次地..2、相對(duì)揮發(fā)度的表示式a=.對(duì)于二組分溶液的蒸儲(chǔ)，當(dāng)a=l時(shí)，能否分離3、q的定義式是,飽和液體進(jìn)料q=—.飽和蒸汽進(jìn)料q=—.蒸汽是液體的3倍的混合進(jìn)料時(shí)q=—。4、二組分的連續(xù)精情操作，精福段操作線方程為歹=0.75x+0.245,提儲(chǔ)段操作線方程為y=1.25x—0.02,當(dāng)q=1時(shí)，則x%=xd=?5、在連續(xù)精儲(chǔ)中，其它條件均不變時(shí)，僅加大回流，可以使塔頂產(chǎn)品X。,若此時(shí)加熱蒸汽量V不變，產(chǎn)品量D將o若在改變R的同時(shí)，保持塔頂采出量不變，必需增加蒸汽用量，那么冷卻水用量將o6、壓力.溫度將有利于吸收的進(jìn)行。7、完成下列方程，并指出吸收系數(shù)的單位。N=k（ci-）k的單位.n=Kg（p-）Kg的單位.8、吸收過程中的傳質(zhì)速率等于分子散速率的條件是9、飽和空氣在恒壓下冷卻，溫度由。降至上，其相對(duì)濕度①，絕對(duì)濕濕度H，露點(diǎn),濕球溫度10、萃取操作的依據(jù)是一.萃取操作選擇溶劑的主要原則是簡(jiǎn)答題（36分）敘述恒縻爾流假設(shè)的內(nèi)容？板式塔塔板上造成液面落差的原因有哪些？如何防止？試推導(dǎo)并流吸收塔的操作線方程？并在y-x的相圖上表示出來？1、2、3、4、敘述雙膜理論的論點(diǎn)？5、畫出單級(jí)萃取操作相圖？6、敘述濕空氣的性能參數(shù)？三：計(jì)算題（44分）1、雙股進(jìn)料的二元連續(xù)進(jìn)料，均為泡點(diǎn)液相進(jìn)料，進(jìn)料液為FbF2,求第三段的汽相和液相流量？已知第一段的汽液相流量分別為V和L。2、某填料吸收塔用純輕油吸收混合氣中的苯，進(jìn)料量為1000標(biāo)準(zhǔn)加%\進(jìn)料氣體中含苯5%（體積百分?jǐn)?shù)），其余為惰性氣體。要求回收率95%。操作時(shí)輕油含量為最小用量的1.5倍，平衡關(guān)系為Y=1.4Xo已知體積吸收總系數(shù)為Kva=125Km/3卜，輕油的平均分子量為170。求輕油用量和完成該生產(chǎn)任務(wù)所需填料層高度？

173、有一干燥系統(tǒng)如圖，新鮮空氣為/o=2O°C,H0=0.01右%行空氣與干燥器出口溫度為t2=50°C,濕度為“2=0080.8，2”2，0H0試題六答案:一：填充題1,各組分的揮發(fā)度、部分汽化和部分冷凝。2、不能。3、5、進(jìn)料的液化分率、q=l、q=0>q=0.25?提高、下降、增加。4、x%=0.08,x°=0.98。6,增加、下降。7,8、NA=k.（Ci-CY4的單位是%;Na=Kg\P-P*）,Kg的單位層流或靜止。20.s.atm9、不變、下降、下降、下降。的廢氣匯合后進(jìn)入預(yù)熱器（廢氣/新鮮空氣=0.08/0.2）,干燥器中的干物料為Gi=150（）K%,溫含量為％1=0.47,%2=6°5，求新鮮空氣加入量和預(yù)熱器加入的熱量？r(r1-y)=L.(x-xj3、10、組分在萃取劑中的溶解度的差異；對(duì)被萃取組分有較好的選擇性、與稀釋劑互溶度愈小愈好、易回收便宜無毒性。二：?jiǎn)柎痤}1、恒縻爾溢流：在精微塔的精儲(chǔ)段內(nèi)，從每一塊塔板上下降的液體的千縻爾流量皆相等，提微段內(nèi)也是如些，但兩段不一定相等。恒縻爾汽化流：在精儲(chǔ)塔的精儲(chǔ)段內(nèi)，從每一塊塔板上上升的汽體的千縻爾流量皆相等，提微段內(nèi)也是如些，但兩段不一定相等。2、液流量、塔板結(jié)構(gòu)和液流長(zhǎng)度；可采取雙溢流或多溢流降液管、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的篩板塔。Y=--X+-X}+Y}oVV4、相互接觸的氣、液兩流體間存在著穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)各有一個(gè)很薄的有效層流膜層，吸收質(zhì)是發(fā)分子擴(kuò)散的方式通過此膜層；在相界面處，氣、液兩相達(dá)到相平衡；在膜層以外的中心區(qū)域，由于流體的充分湍動(dòng)，吸收質(zhì)的濃度是均勻的，即兩相中心區(qū)的濃度梯度為0,全部濃度變化集中在兩個(gè)有效層流膜層內(nèi)。6、濕空氣的性質(zhì)參數(shù)有：相對(duì)濕度、濕度、靖、比容、比熱、干球溫度、濕球溫度、露點(diǎn)溫度、絕熱飽和溫度。三：計(jì)算題1、解：由物料衡算得：V+Fr+F2+L=L而料液是泡點(diǎn)進(jìn)料，貝ij：v"=V,Fx+F2+L=L\

182、解:v_0.0571=111-0.05=0.0526,卜丫-°)=00526.(1-95%)=0.00263。、2=0,0.0526-0.002630.0526='°1.4L=1.5.L33L=1.5.1.33.1°。％24=8,1。%廣170.89.1=15147^^。Ar2=0.00263,X]="(、『'2)=002825,0.01305LArm=0.00651,Z=~k=2.74/77kay八必?八/m即輕油量為15147*%,所需填料層高度為2.74m。3、解:由等焰過程找到預(yù)熱后混合氣的狀態(tài)點(diǎn)“1=0.0652卜空氣，/1=80.5°Co由質(zhì)量比找到混合氣的狀態(tài)點(diǎn)叱0.0652心％干空氣，tm=43°C干燥水分量：W=Gx-G2=1500-150°"一』47）=663.16凡%1-0.05/h663.160.08-0.01.(1+0.01)=9568*%W/、新鮮空氣量：L=.(l+"o)=H2-4oQp=(1.01+1.88”機(jī)),一〃)=(1.01+1.88.0.0652).(80.5-43)=42.47Kw。即新鮮空氣量為9568%,預(yù)熱所提供的熱量為42.74Kw?試題七-：填充題（20分）1、直接水蒸汽加熱的精播塔適用于?與間接蒸汽相比，相同要求下，所需理論塔板數(shù)將.2、平衡線表示塔的任一截面上氣、液兩相的,操作線表示了3、溶液中各組分之揮發(fā)度可用它在和與之平衡的液相之比來表示，若是理想溶液，則o4、對(duì)拉烏爾定律產(chǎn)生正偏差是由于.5、對(duì)拉烏爾定律產(chǎn)生負(fù)偏差是由于?6、在板式塔的設(shè)計(jì)中，為了減少霧沫夾帶，我們可以適當(dāng)?shù)厮揭钥账馑伲部梢赃m當(dāng)?shù)匕彘g距。，7、實(shí)驗(yàn)室用水吸收空氣中的。。2,基本屬于控制，其氣膜中的濃度梯度液膜中的濃度梯度，氣膜阻力液膜阻力。

198、在吸收操作時(shí):若解吸因素膽外增加，而氣、液進(jìn)料組成不變，則溶質(zhì)的回收率將9、組分A、B的分配系數(shù)之比值能否萃取分離。10,理論干燥過程是指.11、總壓為O.IMpa的空氣溫度小于100°。時(shí)，空氣中水蒸汽分壓的最大值應(yīng)為12、單級(jí)萃取操作中，料液為F,若溶劑用量愈大，則混合物的點(diǎn)愈S點(diǎn)，當(dāng)達(dá)到，溶液變?yōu)榫幌?。二：?jiǎn)柎痤}(30分)1、何謂理論板？為什么說一個(gè)三角形梯級(jí)代表一塊理論塊？2、何謂塔的漏液現(xiàn)象？如何防止？3、填料可分為哪幾類？對(duì)填料有何要求？4、寫出任意一種求溫度的方法？5、敘述多級(jí)逆流萃取操作是如何求理論級(jí)數(shù)的？三：計(jì)算題(50分)1、用一精微塔分離二元理想混合物，已知a=3,進(jìn)料濃度為工尸=0.3,進(jìn)料量為2000Km1,泡點(diǎn)進(jìn)料。要求塔頂濃度為0.9,塔釜濃度為0.1(以上均為縻爾分率)。求塔頂、塔釜的采出量,若R=2/?min，寫出精微段和提儲(chǔ)段的操作線方程？2、用純水吸收空氣一氨混合氣體中的氨，氨的初始濃度為0.05(縻爾濃度)。要求氨的回收率不低于95%,塔低得到的氨水濃度不低于0.05.已知操作條件下的氣、液相平衡關(guān)系為丫=0.95X。試計(jì)算：(1),逆流操作，氣體流量取0.02即少。且Kya=0.02K/。//。求所需填料層高度？(2)、采用部分吸收劑再循環(huán)流程，新鮮吸收劑與循環(huán)量之比為20,氣體流量不變，體積吸收總系數(shù)也不變，求所需填料層高度？3、在密閉的容器內(nèi)，盛有溫度為20°c,總壓為101.3Kpa,濕度為0.01空氣的濕空氣。水蒸汽的飽和蒸汽壓為2.338Kpa。試求：(1)、該空氣的相對(duì)濕度及容納水分的最大能力為多少？(2)、若容器內(nèi)壓入溫度為20°c的干空氣，使總壓上升為303.9Kpa。該空氣的相對(duì)濕度及容納水分的最大能力為多少？試題七的答案：一：填充題1、待分離的混合物為水溶液，且水是難揮發(fā)組分的情況。理論板數(shù)要多。2、易揮發(fā)組分在氣、液兩相間的濃度關(guān)系：易揮發(fā)組分在塔內(nèi)的下一塊塔板中上升的氣相中的組成與上一塊塔板上的液相組成之間的操作線關(guān)系。3、氣相中的分壓、縻爾分率、同溫度下的飽和蒸汽壓來表示。4、不同種分子之間的引力小于同種分子之間的引力所造成的。5、不同種分子之間的引力大于同種分子之間的引力所造成的。6、增大、減少、增大。7、液膜控制、小于、小于8、減少。9、能。10、干燥過程為等燧過程。11、該溫度下水蒸汽的飽和蒸汽壓。12、接近、溶解度曲線上。二：?jiǎn)柎痤}

201、理論板：離開這一塊板上的氣、液相組成滿足平衡關(guān)系的板；在繪三角形梯級(jí)時(shí)，正好使用了一次平衡關(guān)系和一次操作線關(guān)系，與逐板法相比，正好跨過了一塊板，可認(rèn)為一個(gè)三角形梯級(jí)代表了一塊理論板。2、塔板上的液體直接從塔板上漏下的現(xiàn)象。增加上升蒸汽量。3、填料主要可分為實(shí)體填料和網(wǎng)體填料；要求要有較大的比表面積，較高的空隙率，一定的化學(xué)穩(wěn)定性和一定的機(jī)械強(qiáng)度，重量輕，造價(jià)低。4,h=0.622-^—,利用露點(diǎn)溫度查得p,即可算出濕度。5、第一，在三角形相圖上作出溶解度曲線和輔助曲線：第二，根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)找出原料液組成點(diǎn)F、末級(jí)萃余相組成點(diǎn)/?〃、溶劑點(diǎn)S、利用杠桿規(guī)則找到Ei；第三，聯(lián)結(jié)FEi和R”S的延長(zhǎng)線交于△這一操作點(diǎn)：第四，作△2的延長(zhǎng)線交于后2點(diǎn)，找到氏2后，作小火2的延長(zhǎng)線交于后3點(diǎn)；以此類推，直至最終萃余相的組成小于R〃為此。所作的聯(lián)結(jié)線數(shù)目，即為所求的理論級(jí)數(shù)。三：計(jì)算題1、F=D+W2000=0+%D=5QQKm%Fxf=Dxd+Wxw2000.0.3=Z)0.9+fTO.1印=1500%%3YY=,x=0.3,xa=0.3,歹『OS。i+2xqqR=2.6oy=———x+*DR+lR+ly=1.83x-0.083,^p-yq_Amin——Yq-Xqy-0.722x4-0.25,即精微塔的塔頂和塔釜采出量分別為50。Km%和1500Kmo/。兩段的操作線方程為y=0.722%+0.25和y=l.83x-0.083。2、Y]=0.0526,y2=000250丫尸0.0526,X2=0△Y尸0.00263,AK2=0.0025oArw=0.00256。z=91一丫2)0?02.(0.0526—0.0025)=196〃,Kya.SAYm0.02.0.00256’4犬=20,由質(zhì)量守恒得:LR.X[=(L+L,*2=0.00238"1=0.00263,"2=000°23,AKw=0.000963?z=一(丫「丫2)=0.02.(0.0526-0.0025)=493wKva.SAYm0.02.0.000963即填料層高度分別為19.6m和49.3m。3、nHpH=0.622-^-,p=-———P-p0.622+H0.622+0.01=L60%-。=68.6%。/Z?JJb0.01.101.3=1.603A/?ao容納水分的最大能力即飽和濕度:H?=0.622-0f=0.622.P-P°2.338101.3-2.338=0.0147心“干空氣。

210〃產(chǎn)0.622P-P-P°=L60%=68.6%。/Z.JJO干空氣。同理，H=0.622-^—=0.622.―—=0.0033心力力P-p303.9-1.604/Kg=0.622.—々變一=0.00482心4力二小2。303.9-2.338/Kg+仝氣試題八一：填充題（20分）1、精帽塔內(nèi)，氣液兩相的流動(dòng)，液體靠自上而下地流動(dòng)，氣體靠自下而上地與液體成逆流流動(dòng)。2、全回流時(shí)，操作線與重合,操作線方程為，理論塔板數(shù)為.當(dāng)回流比減少到稱為最小回流比，所需的理論塔板數(shù).適宜的回流比應(yīng)通過確定。3、y-x相平衡曲線上各點(diǎn)的溫度是.4、當(dāng)增大操作壓強(qiáng)時(shí)，精溜過程中物系的相對(duì)揮發(fā)度，塔頂溫度，塔釜溫度5、精儲(chǔ)塔設(shè)計(jì)時(shí)，若工藝要求一定，減少需要的理論板數(shù)，回流比應(yīng)，蒸微釜中所需的加熱蒸汽消耗量應(yīng)，所需塔徑應(yīng),操作費(fèi)和設(shè)備費(fèi)的總設(shè)資將是6、享利定律-?其數(shù)學(xué)表達(dá)式....7、所謂氣膜控制，即吸收總阻力集中在一側(cè),而?側(cè)阻力可忽略;如果說吸收質(zhì)氣體是屬于難溶氣體，則此吸收過程是控制。8、填料了島度的計(jì)管將要涉及.與這三種關(guān)系式的應(yīng)用。9、離開干燥器的濕空氣溫度上比絕熱飽和溫度.目的是.10、物料中的水分與空氣達(dá)到平衡時(shí)，物料表面所產(chǎn)生的水蒸汽分壓與空氣中水蒸汽分壓11、非吸水性物料，如黃沙、瓷土等平衡水分接近于.12、萃取和精儲(chǔ)同樣是分離的單元操作，但萃取操作更適用二：判斷題（30分）1、所謂恒縻爾流假設(shè)就是指每?塊塔板上上升的蒸汽量是相等的，而下降的液體量也是相等的。2、精儲(chǔ)操作中，兩操作線的位置都隨進(jìn)料狀態(tài)的變化而變化。3、精福操作的依據(jù)是物系中組分間沸點(diǎn)的差異。4、精福段操作線方程y=0.65x+0.4,絕不可能。5、回流比相同時(shí)，塔頂回流液體的溫度越高，分離效果越好。6、精福塔的全塔總效率不等于塔內(nèi)各板的默弗里效率。7、在吸收計(jì)算中，用比縻爾組成來表示是為了計(jì)算上的方便。8、吸收操作線總是位于平衡線的上方是由于氣相中的溫度高于液相中的溫度。9、一個(gè)氣相傳質(zhì)單元高度是指這段填料層內(nèi)的濃度變化與推動(dòng)力相等。10、有一二元混合物，加入一定量的萃取劑后，其夕=1,認(rèn)為能用萃取的方法來分離此二元混合物。11、△是指諸操作線的交點(diǎn)。12、溫球溫度與絕熱飽和溫度與水的初溫高低有關(guān)。13、臨界含水量是區(qū)分結(jié)合水分與非結(jié)合水分的分界點(diǎn)。

2214、含結(jié)合水分為主的物質(zhì)，為了加快干燥時(shí)間，可采取增加空氣流速的辦法。15、任何溫物料只要與一定溫度的空氣相接觸都能被干燥為絕干物料。三：計(jì)算題（50分）1、圖示的精福塔是由一只蒸儲(chǔ)釜和一塊實(shí)際板所組成。料液由塔頂加入，泡點(diǎn)進(jìn)料，xf=0.2,今測(cè)得塔頂易揮發(fā)組分的回收率為80%,系統(tǒng)的相對(duì)揮發(fā)度為a=3.0。且工。=0.3求：殘液組成X力和該塊塔板的液相默夫里效率？（蒸儲(chǔ)釜可視為一塊理論板）。2、某生產(chǎn)車間使用一填料塔，用清水逆流吸收混合氣中的有害組分Ao已知操作條件下，氣相總傳質(zhì)單元高度為1.5m,進(jìn)塔混合氣中組分A的縻圖8-1爾分率為0.04,出塔尾氣組成為0.0053,出塔水溶液濃度為0.0125,操作條件下的平衡關(guān)系為丫=2.5X。試求：液汽比為最小液汽比的多少倍？，所需的填料層的高度？3、在常壓連續(xù)理想干燥器中，用通風(fēng)機(jī)將空氣送至預(yù)熱器，經(jīng)120°C飽和蒸汽加熱后進(jìn)入干燥器以干燥某種溫物料，已知空氣的狀態(tài)為：S=150C,水蒸汽分壓po=L175即a,a=90°C,/2=50°C。物料的狀態(tài)為：犬尸0.15心%絕干料，工2=0.01心%^絕干料。干燥器的生產(chǎn)能力為G2=250%。預(yù)熱器的總傳熱系數(shù)為K=500y20。。試求通風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量和預(yù)熱器的傳熱面積？試題八的答案-：填充題1、重力、壓力差。2、對(duì)角線、尸X、最小、兩操作線的交到相平衡線時(shí)、無限多、經(jīng)濟(jì)核算。3、不等的。4、減少、增加、增加。5、增大、增大、增大、急速下降至一最低點(diǎn)后又上升。6、總壓不太高時(shí)，在一定溫度下，稀溶液上方溶質(zhì)組分的平衡分壓與它在液相中的濃度之間的關(guān)系。E.x,y=rnx'丫=mX。7、氣膜、液膜、液膜。8、物料衡算、傳質(zhì)速率、相平衡。9、高20-50K、防止干燥產(chǎn)品反潮。10、相等。11、零。12、液體均相混合物、溶液沸點(diǎn)高、沸點(diǎn)相近、恒沸物、熱敏性物料。-：判斷題4、6、7、為對(duì)，其余都為錯(cuò)。三：計(jì)算題1、=08,2=。8.生=0.8.%FjcfFxD0.3〃w14/WF貝ij,—=?yC0=0.2,—.x尸.0.2=0.0857。F/3F.xpW

23*xw=l+2.y。0.31+2.0.3=0.125oE初=xp-xwXp~X]y0.2-0.1250.2-0.0857=65.6%即塔釜濃度為x%=0.0857,液相組成表示的默夫里效率為65.6%。3、L=丫廠丫2VXrX20.0417-0.005330.01297=2.804.0.0417-0.00533、004%5='°=0.0417,y2=0.00533,0.01297。Z=N/.Hg=5.1LL5=7.67m液汽比為最小液汽比為1.286倍。所需的填料層高度為7.67m。4、展Gc.(X「￥2)=34.7K%干空氣。"2=0-023跖7%干空氣Z=(1.O1+1.88//o/口2=(LOI+L88〃i)力+2490”尸110%且干空氣。K=￡(0722+1244/70)‘0+273273=1822加%\0=L(/[-/())=47Kw△t=59.9°c.QKAt,X2=16wo即通風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量為1822罐和所需的傳熱面積為16%2。試題九一：填充題（20分）1、某連續(xù)精微塔中，若精儲(chǔ)段操作線方程的截距為零，則精儲(chǔ)段操作線斜率等于提微段操作線的斜率等于，回流比等于,微出液等于，回流液量等于2、理想溶液的特點(diǎn)是同分子間作用力異分子間作用力，形成的混合溶液中沒有3、精儲(chǔ)塔結(jié)構(gòu)不變，操作時(shí)若保持進(jìn)料的組成、流率、熱狀況及塔頂流率一定，只減少塔釜的熱負(fù)荷，則塔頂組成，塔底組成4、精福塔的塔底溫度總是塔頂溫度，其原因、-O5、已測(cè)得精微塔自塔頂下數(shù)第四和第五層塔板的兩相組成為0.62、0.75、0.70、0.82,其中X4=0.70,試判斷：>>4=、、5=、x5=°

246、塔板負(fù)荷性能圖中有線，分別是、、、7、在選擇吸收劑時(shí)，應(yīng)主要考慮的4個(gè)方面是8、對(duì)于低濃度氣體吸收操作，在求傳質(zhì)單元數(shù)時(shí)，解析法的適用條件是,對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法的適用條件是,梯級(jí)圖解法的適用條件是,圖解積分法的適用條件是。9、生產(chǎn)上常見的脫吸方法有、、.10.萃取過程是。11、溶解度曲線將三角形相圖分為兩個(gè)區(qū)域，曲線以內(nèi)為,曲線以外為,萃取操作只能在內(nèi)進(jìn)行。12.恒定干燥條件是指以及都不變。二：選擇題（30分）1、精微的操作線為直線主要是因?yàn)椋ǎ〢、理論板假設(shè)；B、理想物系；C、塔頂泡點(diǎn)回流：D、恒縻爾流假設(shè)：2、某二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成x4=0.5時(shí)泡點(diǎn)為八，與之相平衡的氣相組成、=0.75時(shí)，相應(yīng)的露點(diǎn)溫度為上，則（）。A、/1=12;B、11〈叮；C、/］〉〃；D、不能判斷；3、精儲(chǔ)操作中，若其它條件都不變，只將塔頂?shù)倪^冷液體回流改為泡點(diǎn)回流，則塔頂產(chǎn)品組成X。變化為（）。A,變?。築、變大；C、不變；D、不確定；4、二元溶液連續(xù)精循計(jì)算中，進(jìn)料熱狀況的變化將引起以下線的變化（）。A、提微段操作線與q線；B、平衡線；C、平衡線與精儲(chǔ)段操作線；D、平衡線與q線；5、某真空操作精微塔，在真空度降低后，若保持F、D、R、Xf、q及加料位置不變，則塔頂產(chǎn)品組成X。變化為（）。A、變??；B、變大；C、不變；D、不確定：6,不能引發(fā)降液管液泛這種不正常操作現(xiàn)象的原因是（）。A、塔板間距過?。籅、嚴(yán)重漏液；C、過量霧沫夾帶；D、氣、液負(fù)荷過大；7,對(duì)常壓操作的低濃度吸收系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)總壓在較小范圍內(nèi)增時(shí)，亨利系數(shù)E將（），相平衡常數(shù)將（），溶液解系數(shù)H將（）。A、增加；B、降低；C、不變；D、不確定；8、操作中的吸收塔，當(dāng)其它操作條件不變，僅降低吸收劑入塔濃度，則吸收率將（）：又當(dāng)用清水作吸收劑時(shí)，當(dāng)其它操作條件不變，僅降低入塔氣體濃度，則吸收率將（）。A、增大；B,降低；C、不變：D、不確定；9、低濃度逆流吸收操作中，若其它操作條件不變，僅增加入塔氣量，則氣相總傳質(zhì)單元高度將（）;氣相總傳質(zhì)單元數(shù)將（）.A、增加；B、減少：C、不變；D、不確定；10、萃取劑加入量應(yīng)使原料和萃取劑的和點(diǎn)M位于（）。A、溶解度曲線上方區(qū)；B、溶解度曲線下方區(qū)；C、溶解度曲線上；D、縱坐標(biāo)線上；

2511、用純?nèi)軇㏒對(duì)A、B混合物進(jìn)行單級(jí)理論萃取，當(dāng)S用量增加時(shí)，保持進(jìn)料量F和組成》尸不變，所獲得的萃取液組成應(yīng)（）。A、增加：B、減少；C、不變；D、不一定；12、含水濕物料與一定狀態(tài)下的空氣（非飽和狀態(tài)下的）相接觸，能被除去的水分為（）?A、結(jié)合水分和非結(jié)合水分；B、平衡水分和自由水分；C、非結(jié)合水分和部分結(jié)合水分；D、部分平衡水分和自由水分；三：計(jì)算題（50分）1、某二元混合物在連續(xù)精儲(chǔ)塔中分離，飽和液體進(jìn)料，組成為工尸=0.5,塔頂儲(chǔ)出液組成為0.9,釜液組成為0.05,（以上均為易揮發(fā)組分的縻爾分率），相對(duì)揮發(fā)度為3,回流比為最小回流比的2倍。塔頂設(shè)全凝器，泡點(diǎn)回流，塔釜為間接蒸汽加熱。試求：進(jìn)入第一塊理論板的氣相濃度？離開最后一塊理論板的液相濃度？2,有一填料吸收塔，填料層高5m,塔徑1m,處理丙酮和空氣的混合氣體，其中空氣的流量為V=92熱咻,入塔氣體濃度丫尸0.05（比縻爾濃度，下同），操作條件為：P=\0\.3Kpa,t=25°C,用清水逆流吸收，出塔濃度為丫2=0?0026,%1=0.0194,平衡關(guān)系為Y=2X。試求：體積吸收總系數(shù)Kya?每小時(shí)可回收丙酮量？3、以三氯乙烷為萃取劑，在25°C時(shí)從含丙酮33%（質(zhì)量％）的水溶液中萃取丙酮。丙酮水溶液的處理量為1000”，，若用320%三氯乙烷進(jìn)行連續(xù)逆流萃取，允許最終萃余液中含丙酮8%o試用三角形相圖求所需理論級(jí)數(shù)？（溶解度曲線和輔助曲線見下圖）。試題九答案-：填充題1、1；1；無限大；0；進(jìn)料量。2、等于：體積效應(yīng)和熱效應(yīng)。3、降低；增加。4、高于；塔頂輕組分的濃度高，相應(yīng)的泡點(diǎn)低；塔底壓力高于塔頂，塔底的泡點(diǎn)較高。5、y4=0.82；乃=。,75；X5=0.62?6、5條；液泛線：漏液線；夾帶線：液相負(fù)荷上限線；液相負(fù)荷下限線。7、溶解度；選擇性；揮發(fā)度；粘性。8、操作范圍內(nèi)平衡線為直線；操作范圍內(nèi)平衡線為直線；操作范圍內(nèi)平衡線彎曲程度不大；各種情況。9、通入惰性氣體；通入水蒸汽；降壓。10、在混合液中加入溶劑使溶質(zhì)由原溶液轉(zhuǎn)移到溶劑中的過程。11、兩相區(qū)：均相區(qū)；兩相區(qū)。12、溫度、濕度、速度與物料接觸狀況。二：選擇題1、D.2、Ao3、Ao4、Ao5、A。6、B。7、C；B；C。8、A；Co9,A；B.10、Bo11、D。12、C。三：計(jì)算題

261、以尸=1煬%為準(zhǔn)，F(xiàn)=D+W,Fxf=Dxd+Wxw得：D=0529Km%,W=0471Km。%。(yx3Y相平衡關(guān)系為：y=-fX,y=±L。-l+(a-l).xl+2.xq線為：x=0.5,則，Xg=0.5,0.75。最小回流比為：7?mjn=0.6o7?=1.2o精饋段操作線方程為：y=0.545x+0.4LxD=yi=0.9,y\=3.X|1+2.X|勺=0.75,32=0545x1+0.41,y2=0-819.同理提儲(chǔ)段操作線方程為：y=1.405尤-0.0202。3x而塔釜相當(dāng)于一塊理論板。yw=——,xw=0.05,yw=0.1346?1+2"yw=1.405xw-0.0202,xn=0.1115o即：進(jìn)入第一層理論板的氣相濃度為0.819；離開最后一層理論板的液相濃度為0.1115。2、Z匕心-丫2)Kya.SAYmy=92而％Y}=0.05,X2=0.0026%1=0.0194,^2=0oAr^O.0112,AK2=00026,\Y0.006z5…92.(0.05-0.0026)KyaJ'4,a120006oKva=l85Kmo1/.ya/m3.h回收的丙酮量為：匕心-丫2）=4.36述加%。即體積吸收總系數(shù)為185%%3力；回收的丙酮量為4.361Km/0試題十一s簡(jiǎn)答題（50分）1、在精鐲操作過程中為什么要有回流及再沸器？2、何謂干燥速率？干燥過程分為哪幾個(gè)階段？各受什么控制？3、什么位置為適宜的進(jìn)料位置？為什么？4、濕物料中的水分按能否用干燥操作分為？按除去的難易程度可分為？5、用連續(xù)精鐳塔在常壓下分離二元理想混合物。據(jù)圖回答以下問題？精馀段操作線方程提儲(chǔ)段操作線方程進(jìn)料狀況為,g為.進(jìn)料組成為X尸，塔頂X口,塔釜XW.回流比R為,若塔頂產(chǎn)物D=30%m%,則回流量為L(zhǎng)=。全回流時(shí)R=,^min=.最小回流比R.總理論塔板數(shù)為，精譚段理論塔板數(shù)為?若總板效率為Et=50%,則所需實(shí)際塔板數(shù)為o提儲(chǔ)段第二塊板上的氣、液相組成為?

27在I—H圖上找出A、B、C的狀態(tài)點(diǎn)？其變化如圖:圖十-17、某精微塔中，操作線方程如下：精微段：^=0.723x4-0.263提錨段：y=1.25x-0.0187若原料液于泡點(diǎn)下進(jìn)入精儲(chǔ)塔，試求：x尸、xd、Xfj/及R?圖十一6揮發(fā)度為3的理想份的組成為60%同）的料液于泡點(diǎn)譙出液中易揮發(fā)組90%,殘液中易揮發(fā)2%o儲(chǔ)出液時(shí)原料液用比為1.5,它相當(dāng)倍？液加到板上后，加二：計(jì)算題（50分）1、有某平均相對(duì)溶液，其中易揮發(fā)組（縻爾分率，以下相下送入精鐳塔。要求份的組成不小于組份的組成不大于求：每獲IkmolH里」若回流于Hmin的多少假設(shè)料料板上的濃度仍為60%,求提飾段第二塊理論板上的液相組成?2、某吸收過程中，平衡關(guān)滿足亨利定律Y=mX。已知吸收劑和惰性氣體的用量分別為L(zhǎng)Kmo%和7Kmo%,吸收過程中進(jìn)出塔的氣、液相濃度分別為匕、y2、X］、證明當(dāng)解吸因素:匕=1時(shí)，傳質(zhì)單元數(shù):

28“一jy-y*Y2-mx23、某干燥器將肥料從含水5%干至0.5%(濕基)，干燥器的生產(chǎn)能力Gc為1.5Kg絕干%。物料進(jìn)出干燥器的溫度分別為21°C及66°。。濕空氣經(jīng)預(yù)熱后的溫度為127°。，濕度為0.007Kg%g干空氣，出干燥器的溫度為62°C。若干燥器內(nèi)無補(bǔ)充熱量，熱損失忽略不計(jì)。試確定干空氣的消耗量及空氣離開干燥器時(shí)的濕度？(Cs=L88%gK)?試題十答案一：簡(jiǎn)答題1、回流是保證精鐳塔正常而穩(wěn)定操作的必要條件。是補(bǔ)充塔板上的液相組成和數(shù)量；使塔板上的液相組成和數(shù)量保持穩(wěn)定；提高塔頂產(chǎn)品的濃度。再沸器主要是提供一定的上升蒸汽量。2、干燥速率是單位時(shí)間單位干燥面積上所汽化的水分量。干燥分恒速干燥階段和降速干燥階段。恒速干燥階段受表面汽化速率控制，降速干燥階段受內(nèi)部擴(kuò)散控制。3、跨過兩操作線交點(diǎn)的梯級(jí)所對(duì)應(yīng)的加料位置為適宜的加料位置。此時(shí)所需的理論塔板數(shù)為最少。4、濕物料中的水分按能否用干燥操作來分：平衡水分和自由水分。按除去的難易程度來分：結(jié)合水分和非結(jié)合水分。7、y=0.723x+0.263,y=0.125x-0.0178。R=2.61；X［）=0.95；0.0748：x尸=0.53。二：計(jì)算題1、已知：a=3,x尸=0.6,xd=0,9,x卬=0.02,q=”，依3x相平衡關(guān)系：y=-7?-=，14-（6Z—1）X1+2%F=W+DF=W+1,尸x06=wx0.02+1x0.9o聯(lián)立求解得：F=\.52Kmolo最小回流比：q=1,xp=0.6=Xg,3xyq-i+2x3.061+2.0.6=0.818.xD-yq0.9-0.818Amin===0.376。m,nyo-xa0.818-0.6jqq其倍數(shù)為：〃=1'%376=4。j'wx提儲(chǔ)段操作線方程：y-一產(chǎn)，L-WL-WW=0.52,L=L+F=R.D+F=\.5+1.52=3.02y=1.208x-0.00416由xi'=0.6,得：y2=1.208x-0.00416=0.72?即：提福段第二塊板上的氣相組成為0.72.

292a，仃J",dYNg=j丫2^Y-mX:丫-加仁丫+2-％5dY_I』Y^~mX2Y2—mX1y匚%_1=丫匚加丹-(丫2--2)=yry2_°Y2-mX2Y2-mX2Y2-mX2卬=0.238長(zhǎng)%。3、干燥水分量：%G「(:廣2)(1-WjXl-^2)干燥器熱量衡算：心(1.01+1.88〃o).(“七)=印.(1.88/2+2490-4.19。2)+GcJ?2-%)L=10.95用力。濕度:WH2-"0H2=0.0287Kg水/干空氣。

30第一章流體流動(dòng)一、填空題：1.雷諾準(zhǔn)數(shù)的表達(dá)式為_Re=dup/u。當(dāng)密度P=1000kg.m，粘度口=1厘泊的水，在內(nèi)徑為d=100mm,以流速為Im.s在管中流動(dòng)時(shí)，其雷諾準(zhǔn)數(shù)等于10，其流動(dòng)類型為_湍流.2.當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?50mmHg時(shí)，測(cè)得某體系的表壓為lOOmmHg,則該體系的絕對(duì)壓強(qiáng)為850mmHg,真空度為_-100mmHg.4.管出口的局部阻力系數(shù)等于—1.0，管入口的局部阻力系數(shù)等于—0.5_.5.流體體積流量用q=u.A來計(jì)算；質(zhì)量流量用q=u.A.P來計(jì)算；而流體流速用u=q/A來計(jì)算。6.流體在園直管內(nèi)流動(dòng)，當(dāng)Re24000時(shí)的流型稱為—湍流—，其平均速度與最大流速的關(guān)系為_Wm=0.8Wmax,而ReW2000的流型稱為滯流其平均速度為Wm=0.5Wmaxo7,加贏等徑管中作穩(wěn)定流動(dòng)，流體由于流動(dòng)而有摩擦阻力損失，流體的流速沿管長(zhǎng)_不變。8.當(dāng)Re為已知時(shí)，流體在圓形管內(nèi)呈層流時(shí)的摩擦系數(shù)入=64/Re，在管內(nèi)呈湍流時(shí),摩擦系數(shù)X與Re、e/d有關(guān)。9.牛頓粘性定律的表達(dá)式為t=pdu/dy，動(dòng)力粘度（簡(jiǎn)稱為粘度）U的SI單位為Pa.s或N.s.m.運(yùn)動(dòng)粘度v的SI單位為m.s.10.水由敞口恒液位的高位槽通過一管道流向壓力恒定的反應(yīng)器,當(dāng)管道上的閥門開度減小后，水流量將減小，摩擦系數(shù)增大，管道總阻力損失—不變。11.流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生摩擦阻力的根本原因是流體具有—粘性.12.壓頭轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)中，在一定流速下某測(cè)壓管顯示的液位高度為靜壓頭值,流速再增大時(shí)，液位高度—降低—，因?yàn)椤枇p失增大.13.靜止液體中兩處壓力相等的條件是_連續(xù)、同一液體、同一水平面.14.液體在園管內(nèi)作穩(wěn)定連續(xù)流動(dòng)時(shí)，當(dāng)Re<_2000時(shí)為滯流流動(dòng)，其卜=_64/Re;當(dāng)ReN4000時(shí)為湍流流動(dòng)。當(dāng)Re繼續(xù)增大到大于某一定值時(shí)，則流體流動(dòng)在完全湍流區(qū)，當(dāng)e/d為一常數(shù)時(shí)，其X值為—常數(shù)—.16.P/（Pg）的物理意義是表示流動(dòng)系統(tǒng)某截面處單位—重量流體所具有的靜壓能,稱為靜壓頭.17.當(dāng)20℃的水（P=998.2kg.ni，口=1.005厘泊）在內(nèi)徑為100mm的圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，若流速為1.0m.s時(shí),其雷諾數(shù)Re為9.93X10流動(dòng)型態(tài)為湍流.18.雷諾準(zhǔn)數(shù)的表達(dá)式為Re=dup/u=當(dāng)密度P=1000kg.m，粘度=1（厘泊）的水,在內(nèi)徑為d=15min,以流速為0.1m.s在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，雷諾數(shù)等于1500流動(dòng)類型為久流19.柏努利方程實(shí)驗(yàn)中，在一定流速下某測(cè)壓管顯示的液位高度為靜壓頭，當(dāng)流速再增大時(shí),液位高度降低因?yàn)椤枇p失增大20.如圖所示，已知，P水=1000kg.m,P空氣=1.29kg.m,R=102mm,則△P=l_kN.m，;

31二、選擇題：1.一個(gè)被測(cè)量體系外柱按上一個(gè)U型壓差計(jì)，出現(xiàn)如圖情況,說明體系與大氣壓是（A）關(guān)系A(chǔ).體系〉大氣壓B.體系〈大氣壓C.體系=大氣壓2,流體在園管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，管中心流速最大，若為湍流時(shí)，平均流速與管中心的最大流速的關(guān)系為（B）A.Um=l/2UmaxB.Um=0.8UmaxC.Um=3/2Umax3.從流體靜力學(xué)基本方程了解到U型管壓力計(jì)測(cè)量其壓強(qiáng)差是（A）A.與指示液密度、液面高度有關(guān)，與U形管粗細(xì)無關(guān)B.與指示液密度、液面高度無關(guān)，與U形管粗細(xì)有關(guān)C.與指示液密度、液面高度無關(guān)，與U形管粗細(xì)無關(guān)4.轉(zhuǎn)子流量計(jì)的主要特點(diǎn)是（C）.A.恒截面、恒壓差；B.變截面、變壓差；C.恒流速、恒壓差；D.變流速、恒壓差。6.層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是：（D）。A.湍流流速＞層流流速；B.流道截面大的為湍流，截面小的為層流；C.層流的雷諾數(shù)〈湍流的雷諾數(shù)；D.層流無徑向脈動(dòng)，而湍流有徑向脈動(dòng)。7.在穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中，水由粗管連續(xù)地流入細(xì)管,若粗管直徑是細(xì)管的2倍，則細(xì)管流速是粗管的（C）倍。A.2B.8C.48.柏努利方程的物理意義可以從題圖中得到說明,若忽略A,B間的阻力損失，試判斷B玻璃管水面所處的刻度。（A）A.a位置B.c位置C.b位置a9.用SI制基本單位表示的壓強(qiáng)的單位應(yīng)該是（C）bA.PaB.N.mC.kg.m.sD.mmHg10.表壓與大氣壓、絕對(duì)壓的正確關(guān)系是（A）oLA.表壓=絕對(duì)壓-大氣壓B.表壓=大氣壓-絕對(duì)壓fij.C.表壓=絕對(duì)壓+真空度X」11.流體在園管內(nèi)作滯流流動(dòng)時(shí)，阻力與流速的（C）成比例,作完全湍流時(shí)，則呈（A）成比例。A.平方B.五次方C.一次方12.流體流動(dòng)產(chǎn)生阻力的根本原因是,因?yàn)榱黧w流動(dòng)（C）.A.遇到了障礙物；B.與管壁產(chǎn)生摩擦C.產(chǎn)生了內(nèi)摩擦切向力13.在穩(wěn)定連續(xù)流動(dòng)系統(tǒng)中，單位時(shí)間通過任一截面的（B）流量都相等。A.體積B.質(zhì)量C.體積和質(zhì)量14.穩(wěn)定流動(dòng)是指流體在流動(dòng)系統(tǒng)中，任一截面上流體的流速、壓強(qiáng)、密度等與流動(dòng)有關(guān)的物理量（A）。A.僅隨位置變，不隨時(shí)間變B.僅隨時(shí)間變、不隨位置變

32C.既不隨時(shí)間變，也不隨位置變8.轉(zhuǎn)了流量計(jì)的工作原理主要是靠流體（C）.A.流動(dòng)的速度B.對(duì)轉(zhuǎn)子的浮力C.流動(dòng)時(shí)在轉(zhuǎn)子的上、下端產(chǎn)生了壓強(qiáng)差。9.將管路上的閥門關(guān)小時(shí)，其阻力系數(shù)（B）.A,變小B.變大C.不變10.水在園形直管中作滯流流動(dòng)，流速不變，若管子直徑增大一倍,則阻力損失為原來的（A）。A.1/4B.1/2C.2倍11.設(shè)備內(nèi)的真空度愈高，即說明設(shè)備內(nèi)的絕對(duì)壓強(qiáng)（B）。A.愈大B.愈小C.愈接近大氣壓、12.一般情況下，溫度升高，液體的粘度（B）；氣體的粘度（A）。A.增大B.減小C.不變13.園管的摩擦系數(shù)入=64/Re公式的適用范圍是（A）。A.滯流B.過渡流C.湍流三、判斷題：1.化工單元操作是一種物理操作，只改變物質(zhì)的物理性質(zhì)而不改變其化學(xué)性質(zhì)。（J）2.用U形管液柱壓差計(jì)測(cè)量流體壓強(qiáng)差時(shí)，測(cè)壓管的管徑大小和長(zhǎng)短，都會(huì)直接影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。（x）3.當(dāng)輸送流體的管徑一定時(shí)，增大流體的流量，雷諾準(zhǔn)數(shù)減少。（x）4.當(dāng)流體充滿導(dǎo)管（圓形）作穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí)，單位時(shí)間通過任一截面的體積流量相等。（x）5.牛頓粘性定律是：流體的粘度越大，其流動(dòng)性就越差。（x）6.孔板流量計(jì)是文丘里流量計(jì)的改進(jìn)，其壓頭損失比文氏流量計(jì)小得多。（x）7.經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)得出，雷諾Re<2000時(shí)，流型肯定是層流，這是采用國(guó)際單位制得出的值，采用其他單位制應(yīng)有另外數(shù)值。（x）8.表壓強(qiáng)代表流體的真實(shí)壓強(qiáng)。（x）9.流體流動(dòng)狀態(tài)的判斷依據(jù)是雷諾數(shù)Re。（V）10.一般情況下氣體的粘度隨溫度的升高而增大（J）；液體的粘度隨溫度的升高而減小。（V）11.流體在園管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，管的中心處速度最大,而管壁處速度為零。（V）12.當(dāng)量直徑de,既可用來計(jì)算雷諾數(shù)Re（V）:也可用來計(jì)算非園形管子的截面積。（X）13.流體阻力產(chǎn)生的根本原因是流體與壁面之間的摩擦而引起的。（x）14.原油在園形管中作湍流流動(dòng)時(shí),其它條件不變，而管長(zhǎng)增加一倍，則阻力損失增加一倍，（V）15.在并聯(lián)的各條管路中穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，流體的能量損失皆相等。（V）16.液體的相對(duì)密度是指液體的密度與水的密度的比值。（J）17.流體流經(jīng)孔板流量計(jì)的能量損失較大（J）；而流經(jīng)文丘里流量計(jì)的能量損失較?。↗）18.滯流內(nèi)層的厚度隨雷諾數(shù)的增大而增厚。（x）20.穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，液體流經(jīng)各截面的質(zhì)量流量相等（J）：則流經(jīng)各截面處的體積流量也相等（V）四、簡(jiǎn)答題：2.學(xué)習(xí)流體流動(dòng)與輸送，你認(rèn)為應(yīng)解決些什么問題？***答學(xué)習(xí)流體流動(dòng)與輸送一般應(yīng)解決以下問題：（1）合理選擇流體輸送管道的管徑。（2）確定輸送流體所需的能量和設(shè)備。（3）流體流量測(cè)量和速度、體積和質(zhì)量流量、壓力，以及控制。（4）流體流動(dòng)的形態(tài)和條件，作為強(qiáng)化設(shè)備和操作的依據(jù)。3.理想流體和實(shí)際流體如何區(qū)別？***答案理想流體是流體沒有粘性，流動(dòng)時(shí)，不產(chǎn)生摩擦阻力，液體體不可壓縮，受熱不膨脹：而實(shí)際流體是具有粘性，有摩擦阻力，液體是可以壓縮，受熱是膨脹。4.（8分）Z+p/Pg=Z+p/pg（1）,p=p+Pgh（2）這兩個(gè)靜力學(xué)方程式說明些什么？***答案（1）說明靜止的連續(xù)的同一流體，同一水平面上的各點(diǎn)，深度相同，它的壓強(qiáng)亦相等；

33（2）說明液體內(nèi)部任一點(diǎn)的壓強(qiáng)是液面深度的函數(shù)，距離液面越深，則壓強(qiáng)越大，當(dāng)液面壓強(qiáng)變化，必將引起液體內(nèi)部各點(diǎn)發(fā)生同樣大小的變化。

347.何謂層流流動(dòng)？何謂湍流流動(dòng)？用什么量來區(qū)分它們？***答案層流：流體質(zhì)點(diǎn)沿管軸作平行直線運(yùn)動(dòng)，無返混，在管中的流速分布為拋物線，平均流速是最大流速的0.5倍。湍流：流體質(zhì)點(diǎn)有返混和徑向流動(dòng)，平均流速約為最大流速的0.8倍。以Re來區(qū)分，Re<2000為層流、Re>4000為湍流。8.何謂牛頓型流體？何謂非牛頓型流體？***答案服從牛頓粘性定律的流體稱為牛頓型流體。不服從牛頓粘性定律的，稱為非牛頓型流體。非牛頓型流體又分為假塑性流體和脹塑性流體。同一水平面上，P=P。（2）閥C打開，流體流動(dòng)，有阻力，為Z且P=P則u=u：.P>P11.在有一個(gè)穩(wěn)壓罐的一條管徑不變的輸送管上的A.B處分別裝上一個(gè)相同規(guī)格的壓力表（如圖所示）。問：（1）當(dāng)管路上的閥門C關(guān)閉時(shí)，兩個(gè)壓力表的讀數(shù)是否一致？為什么？（2）當(dāng)管路上閥門C打開時(shí)，兩個(gè)壓力表的讀數(shù)是否相同？為什么？（設(shè)A.B處的氣體密度近似相等）***答案（1）閥C關(guān)閉時(shí)，流體為靜止?fàn)顟B(tài)，=Z,d=d15.在相同管徑的兩條園形管道中，同時(shí)分別流動(dòng)著油和清水（口油>U水），若雷諾數(shù)相同,且密度相近,試判斷油速大還是水速大？為什么？***答案?/Re^=Re/（<而u油>u水，u油>u水18.如圖所示，ABC三點(diǎn)在同一水平面上，d=d=d,問：（1）當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，A.B.C三點(diǎn)處的壓強(qiáng)哪個(gè)大？哪個(gè)??？或相等？（2）當(dāng)閥門打開，高位槽液面保持不變，A.B.C三點(diǎn)處的壓強(qiáng)哪個(gè)大？哪個(gè)??？或相等？水套案***（1）閥門關(guān)閉，水處于靜止?fàn)顟B(tài)，p=p=p（2）閥門打開，水穩(wěn)定流動(dòng)，有阻力，且d=d=d>P19.如圖所示:>d,問：⑴A.B.C三點(diǎn)在同一水平面上，d=d,d當(dāng)閘閥關(guān)閉時(shí)，A.B.C三點(diǎn)處的壓強(qiáng)那個(gè)大？哪個(gè)?。炕蛳嗟?？（2）當(dāng)閥門打開，高位槽水位穩(wěn)定不變，A.B.C三截面處的壓強(qiáng)、流量、流速哪個(gè)大？哪個(gè)小？或相等？***答案⑴p=p=p（2）①V=V=V②u=uu>uu>u③流動(dòng)流體有阻力，由柏努利方程知：p>p與P的大小由u、u和hfc之值決定>PP20.什么叫化工單元操作？常用的化工單元操作有哪些？***答案化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，具有共同物理變化，遵循共同的物理學(xué)定律的一些物理操作過程。例如：流體流動(dòng)、流體輸送、非均相分離、傳熱、蒸發(fā)、蒸儲(chǔ)、吸收、萃取、干燥等。

35流體的重要性質(zhì)1.某氣柜的容積為6000n?,若氣柜內(nèi)的表壓力為5.5kPa,溫度為40℃?已知各組分氣體的體枳分?jǐn)?shù)為：L40%、岫20%、CO32%、C027%,CH,1%,大氣壓力為101.3kPa,試計(jì)算氣柜滿載時(shí)各組分的質(zhì)量。解：氣柜滿載時(shí)各氣體的總摩爾數(shù)〃，=也=(1013+5-5)x1000.0x6000=246245.4molRT8.314x313各組分的質(zhì)量：=40%〃,xA/小=40%x246245.4x2kg=197kg小,=20%〃.xM'=20%x246245.4x28kg=1378.97kgmm=32%〃,xMco=32%x246245.4x28kg=2206.36kgmm,=7%?,xMg,=7%x246245.4x44kg=758.44kgmmi=l%n,xA/CHj=1%x246245.4x16kg=39.4kg2.若將密度為830kg/n/的油與密度為710kg/n?的油各60kg混在一起，試求混合油的密度。設(shè)混合油為理想溶液。解：mt=mt+m2=(60+60)kg=120kg匕=匕+匕叫?嗎=P\Pi606083O7+710m3=0.157m3Pm=y-=yY^kg/m'=764.33kg/m3流體靜力學(xué)3.已知甲地區(qū)的平均大氣壓力為85.3kPa,乙地區(qū)的平均大氣壓力為101.33kPa,在甲地區(qū)的某真空設(shè)備上裝有一個(gè)真空表，其讀數(shù)為20kPa。若改在乙地區(qū)操作，真空表的讀數(shù)為多少才能維持該設(shè)備的的絕對(duì)壓力與甲地區(qū)操作時(shí)相同？解：(1)設(shè)備內(nèi)絕對(duì)壓力絕壓=大氣壓-真空度=(85.3x103-20x103)Pa=65.3kPa(2)真空表讀數(shù)真空度=大氣壓-絕壓=(101.33x10,-65.3x1(T?a=36.03kPa4.某儲(chǔ)油罐中盛有密度為960kg/n?的重油(如附圖所示)，油面最高時(shí)離罐底9.5m,油面上方與大氣相通。在罐側(cè)壁的下部有一直徑為760mm的孔，其中心距^底1000mm,孔蓋用14mm的鋼制螺釘緊固。若螺釘材料的工作壓力為39.5X106pa,問至少需要幾個(gè)螺釘(大氣壓力為101.3Xl()3pa)?解：由流體靜力學(xué)方程，距罐底1000mm處的流體壓力為p=p+/^/j=[101.3xl03+960x9.81x(9.5-1.0)]Pa=1.813xl03Pa(絕壓)作用在孔蓋上的總力為7T尸=（P-A）4=Q-813x1O'—101.3x10、）x」x0.762N=3.627x10*N每個(gè)螺釘所受力為F=39.5xlOx--rO.O142N=6.O93xlO?N14因此

36n=F]F[=3.627x10*/(6.093xltf)N=5.95=6(個(gè))習(xí)題4附圖習(xí)題6附圖在管道人=800高度可流體的習(xí)題7附圖13.3kPa（表本題附圖所便從液封管度h?5.如本題附圖所示，流化床反應(yīng)器上裝有兩個(gè)U管壓差計(jì)。習(xí)題5附圖讀數(shù)分別為R=500mm,&=80mm,指示液為水銀。為防止水銀蒸氣向空間擴(kuò)散，于右側(cè)的U管與大氣連通的玻璃管內(nèi)灌入一段水，其?昂度7?3=1。0mm°試求X、8兩點(diǎn)的表壓力。解：（1）4點(diǎn)的壓力Pa=p水g&+。乘=（1000x9.81x0.1+13600x9.81x0.08）Pa=1.165x104Pa（表）（2）8點(diǎn)的壓力Pb=Pz+%g&=（1.165x10,+1360械9.8以0.5,a=7.836xlO,Pa（表）6.如本題附圖所示，水在管道內(nèi)流動(dòng)。為測(cè)量流體壓力，某截面處連接U管壓差計(jì)，指示液為水銀，讀數(shù)/?=100mm,mm。為防止水銀擴(kuò)散至空氣中，在水銀面上方充入少量水，其以忽略不計(jì)。已知當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?01.3kPa,試求管路中心處壓力。解：設(shè)管路中心處流體的壓力為p根據(jù)流體靜力學(xué)基本方程式，Pz=p*則P+P水gh+P灰gR=PaP=Pu-P^-p^gR=(101.3xlO3-1000x9.8x0.8-13600x9.8xO.1)Pa=80.132kPa7.某工廠為了控制乙快發(fā)生爐內(nèi)的壓力不超過壓），在爐外裝一安全液封管（又稱水封）裝置，如示。液封的作用是，當(dāng)爐內(nèi)壓力超過規(guī)定值時(shí)，氣體排出。試求此爐的安全液封管應(yīng)插入槽內(nèi)水面下的深解：。木g6=13.3h=13.3/^g）=13.3x1000/（1000x9.8）m=1.36m流體流動(dòng)概述8.密度為1800kg/n?的某液體經(jīng)一內(nèi)徑為60mm的管道輸送到某處，若其平均流速為0.8m/s,求該液體的體積流量（mVh）、質(zhì)量流量（kg/s）和質(zhì)量通量［kg/OT?-s）］。

37解：4=uA=u-d2=0.8xx0.062x3600m7s=8.14m5/hjr314_Ws=uAp=u—d2p=0.8x^—x0.062x1000kg/s=2.26kg/sG=up=0.8xl000kg/（m2-s）=800kg/（m2-s）6.在實(shí)驗(yàn)室中，用內(nèi)徑為1.5cm的玻璃管路輸送20℃的70%醋酸。已知質(zhì)量流量為10kg/min。試分別用用SI和厘米克秒單位計(jì)算該流動(dòng)的雷諾數(shù)，并指出流動(dòng)型態(tài)。解：（1）用SI單位計(jì)算查附錄70%醋酸在20℃時(shí)，p=1069kg/m\//=2.50xl0-3Past/=1.5cm=0.015m“b=10/（60x7t/4x0.0152x1069）m/s=0.882m/sRe==0.015x0.882x1069/（2.5x10,）=5657故為湍流。（2）用物理單位計(jì)算p-1069g/cm,,n0.025g/（cm's）d=1.5cm，ub==88.2cm/sdu.p.Re=—=1.5x88.2x1.069/0.025=56577.有一裝滿水的儲(chǔ)槽，直徑1.2m,高3m。現(xiàn)由槽底部的小孔向外排水。小孔的直徑為4cm,測(cè)得水流過小孔的平均流速與槽內(nèi)水面高度z的關(guān)系為：m0=0.62j2zg試求算（1）放出1n?水所需的時(shí)間（設(shè)水的密度為1000kg/m3）；（2）又若槽中裝滿煤油，其它條件不變，放出1m'煤油所需時(shí)間有何變化（設(shè)煤油密度為8OOkg/m3）?解：放出In?水后液面高度降至初則z.=z0=（3-0.8846）m=2.115m0.785x1.22、由質(zhì)量守恒，得w-w+逆■=（），嗎=0（無水補(bǔ)充）2'A0W］=叫人=0.62/4J2爐（4為小孔截面積）M=pAZ（A為儲(chǔ)槽截面積）故有0.62^4,7^+pA—=0dO即=-0.62%d。上式積分得0=—I—（—）（z^2-z'l2）0.62后4=，（（3吐-2.115心b=126.4s=2.1min0.625/2x9.8110.04J11.如本題附圖所示，高位槽內(nèi)的水位高于地面7m,水從0108mmX4mm的管道中流出，管路出口高于地面1.5mo已知水流經(jīng)系統(tǒng)的能量損失可按￡方產(chǎn)5.5"2計(jì)算，其中u為水在管內(nèi)的平均流速（m/s）。設(shè)流動(dòng)為穩(wěn)態(tài)，試計(jì)算（1）44截面處水的平均流速；（2）水的流量（n?/h）。解：（1）/-⑷截面處水的平均流速

38在高位槽水面與管路記口截面之間列機(jī)械能衡算方程，得甑+TMbl+-=gZ2+TMh2+&+Z"2p2p式中Z\=lm,"bi?0，Pi=0（表壓）Z2=1.5m,P2~0（表壓），Mb2=5.5m2代入式（1）得9.81x7=9.81xl.5+1z/；2+5.5^2wb=3.0m/s（2）水的流量（以m'/h計(jì)）匕=mw/4=3.0x^x（0.018-2x0.004）2=0.02355nV/s=84.78nr7h習(xí)題11附圖習(xí)題12附圖解：在4、8兩截面之間列機(jī)械能衡算方程華?+旦=8?2+—+SA,2p2p式中21=22=0.“bi=3.0m/s%=即?卜4，卜2.5得鬻鬻苧［m/s=L232m/s\A2))\0.053-0.003x2)EAf=1.5J/kgE1Z^-%=限”+Z4=12322~2-52+1.5)j/kg=-O.866J/kg故=0.866/9.81m=0.0883m=88.3mmPg13.如本題附圖所示，用泵2將儲(chǔ)罐1中的有機(jī)混合液送至精微塔3的中部進(jìn)行分離。已知儲(chǔ)罐內(nèi)液面維持恒定，其上方壓力為1.0133x105pa。流體密度為SOOkg/nA精微塔進(jìn)口處的塔內(nèi)壓力為1.21xlO5Pa,進(jìn)料口高于儲(chǔ)罐內(nèi)的液面8m,輸送管道直徑為。68mmx4mm,進(jìn)料量為20m3/h?料液流經(jīng)全部管道的能量損失為70J/kg,求泵的有效功率。解：在截面兒才和截面8-8'之間列柏努利方程式，得乙+與+g4+K*+￥+gZ2+Z〃,p2p2B一J=/3B'_/二二￥匕習(xí)題13附圖12.20℃的水以2.5m/s的平均流速流經(jīng)038mmX2.5mm的水平管，此管以錐形管與另一053mmX3mm的水平管相連。如本題附圖所示，在錐形管兩側(cè)/、8處各插入一垂直玻璃管以觀察兩截面的壓力。若水流經(jīng)4、8兩截面間的能量損失為1.5J/kg,求兩玻璃管的水面差(以mm計(jì))，并在本題附圖中畫出兩玻璃管中水面的相對(duì)位置。

39p}=1.0133xl05Pa；p2=1.21xlO5Pa；Z2-Zx=8.0m；〃產(chǎn)0；Z4=70J/kg“產(chǎn)匕=上=X。?！猈s=1.966WA(0.068-2x0.004)2%=￡A+qUg(Z2-Zj+Z4P2"（1.21-l.O133）xlO51.9662noonW,=L++9.8x8.0+70J/kg8002Jz||=（2.46+1.93+78.4+70）J/kg=l75J/kgNc=wJVc=20/3600x800x173W=768.9W14.本題附圖所示的貯槽內(nèi)徑￡>=2m,槽底與內(nèi)徑4為32I~——mm的鋼管相連，槽內(nèi)無液體補(bǔ)充，其初始液面高度"為習(xí)題14附圖2m（以管子中心線為基準(zhǔn)）.液體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的全部能量損失可按￡力尸207計(jì)算，式中的"為液體在管內(nèi)的平均流速（m/s）。試求當(dāng)槽內(nèi)液面下降1m時(shí)所需的時(shí)間。解：由質(zhì)量衡算方程，得將式叫=吠+%12deTF叫=0,wz=-d}ubpAM兀7dh——=D~p—d。4’d。(2),(3)代入式(1)得—t/(Jwhp+—D2p—=0404dO,D.2dh.〃卜+(—)—=ob4de在貯槽液面與管出口截面之間列機(jī)械能衡算方程(1)(2)(3)(4)g4+爭(zhēng)旦=%+9+上+功2p2p即g/,吟+功吟+20”；=20.5”；或?qū)懗伞?些琮9.81人=0.692“式(4)與式(5)聯(lián)立，得0.692服+(二一了—=00.032A0即一5645半r=y[hi.c.0=0,h=h\=2m；0=9,h=\xn積分得0=-5645x2(1-2172=4676s=1.3h動(dòng)量傳遞現(xiàn)象與管內(nèi)流動(dòng)阻力(5)15.某不可壓縮流體在矩形截面的管道中作一維定態(tài)層流流動(dòng)。設(shè)管道寬度為6,高度2則，且6>>為,流道長(zhǎng)度為3兩端壓力降為“，試根據(jù)力的衡算導(dǎo)出（1）剪應(yīng)力r隨高度y（自中心至任意一點(diǎn)的距離）變化的關(guān)系式；（2）通道截面上的速度分布方程；（3）平均流速與最大流速的關(guān)系。

40解：（1）由于b?yo,可近似認(rèn)為兩板無限寬，故有t=（-Ap?2yb）=2y（1）2bLL（2）將牛頓黏性定律代入（1）得y上式積分得U="y、C（2）2q邊界條件為尸0,片0,代入式（2）中，得C=-C=-^-yl21jL因此"=若（/-療）⑶2/aL⑶當(dāng)產(chǎn)加片“max故有再將式（3）寫成(4)根據(jù)"b的定義，得16.不可壓縮流體在水平圓管中作一維定態(tài)軸向?qū)恿髁鲃?dòng)，試證明（1）與主體流速"相應(yīng)的速度點(diǎn)出現(xiàn)在離管壁0.293八處，其中外為管內(nèi)半徑：（2）剪應(yīng)力沿徑向?yàn)橹本€分布，且在管中心為零。當(dāng)片〃b時(shí)，由式（1）1-=2%(1)（-）2=1-1r2解得r=0.7077;由管壁面算起的距離為y=q—〃=彳—0.707彳=0.293,對(duì)式（1）求導(dǎo)得(2)山--匕--T由丁(3)在管中心處，尸0,故r=0o16.流體在圓管內(nèi)作定態(tài)湍流時(shí)的速度分布可用如下的經(jīng)驗(yàn)式表達(dá)試計(jì)算管內(nèi)平均流速與最大流速之比“/“max。

411=_v?貝iJr=R（l—y）R''18.某液體u-—（u工2nrdr=—[y'""a2nR2（1-y）dy=2"af（，"-嚴(yán)）dy=0.81lu^以一定的質(zhì)量流量在水平直圓管內(nèi)作湍流流動(dòng)。若管長(zhǎng)及液體物性不變，將管徑減至原來的1/2,問因流動(dòng)阻力而產(chǎn)生的能量損失為原來的多少倍？解:或式中因此又由于流體在水平光滑宜圓管中作湍流流動(dòng)時(shí)工%=叱p=入竽號(hào)Z九=（Z%4出MbiA=2,&=（立）2=4孕=（勺）（2）（4）2=32?0316-Re0252=（則嚴(yán)5=（位嚴(yán)=（2x1嚴(yán)5=（0.5）。25=0.8414R與d2uj4VAo故含_1=32X0.84=26.919.用泵將2X104kg/h的溶液自反應(yīng)器送至高位槽（見本題附圖）。反應(yīng)器液面上方保持25.9X103Pa的真空度，高位槽液面上方為大氣壓。管道為076mmX4mm的鋼管，總長(zhǎng)為35m,管線上有兩個(gè)全開的閘閥、一個(gè)孔板流量計(jì)（局部阻力系數(shù)為4）、五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)彎頭。反應(yīng)器內(nèi)液面與管路出口的距離為17m。若泵的效率為0.7,求泵的軸功率。（已知溶液的密度為1073kg/m3,黏度為6.3xlO"Pa.s。管壁絕對(duì)粗糙度可取為0.3mm。）解：在反應(yīng)器液面1-1與管路出口內(nèi)側(cè)截面2-2,間列機(jī)械能衡算方程，以截面1-1,為基準(zhǔn)水平面，得%+4+旦+%=8馬+￡+乙+%2p2p（1）式中Zj=0?Z2=llm,i/bi^Oub2=---=2x10；m/s=1.43m/sb2兀蝮3600x0.785x0.0682x10737pPi=-25.9XIO?pa（表），02=0（表）將以上數(shù)據(jù)代入式（1）,并整理得—（一吟+花+動(dòng)4.25.9x1Q31073+24=192.0+Z4143=9.81X17+—2

42其中Z4—+匕/+Xc亨Re==0068x1.43x1073=1656x1Qs〃0.63x10”e/d=0.0044根據(jù)He與e/d值，查得人0.03,并由教材可查得各管件、閥門的當(dāng)量長(zhǎng)度分別為閘閥（全開）：0.43X2m=0.86m標(biāo)準(zhǔn)彎頭：2.2X5m=llm故\h=（0.03X35+686+11+（）,5+4）LlLj/kg=25.74J/kg?0.0682,于是wc=（192.0+25.74）J/kg=217.7J/kg泵的軸功率為N=Ww/77=-217-7x2x104W=1.73kW*,/3600x0.7流體輸送管路的計(jì)算20.如本題附圖所示，貯槽內(nèi)水位維持不變。槽的底部與內(nèi)徑為100mm的鋼質(zhì)放水管相連，管路上裝有一個(gè)閘閥，距管路一,入口端15m處安有以水銀為指示液的U管壓差計(jì)，其一臂與管力W—道相連，另一臂通大氣。壓差計(jì)連接管內(nèi)充滿了水，測(cè)壓點(diǎn)與管15m..20m路出口端之間的直管長(zhǎng)度為20m0-高—（1）當(dāng)閘閥關(guān)閉時(shí)，測(cè)得R=600mm、A=1500mm；當(dāng)閘閥,u部分開啟時(shí)，測(cè)得R=400mm、〃=1400mm。摩擦系數(shù)4可取為0.025,管路入口處的局部阻力系數(shù)取為0.5。問每小時(shí)從管中流V-出多少水（n?）?習(xí)題20附圖（2）當(dāng)閘閥全開時(shí)，U管壓差計(jì)測(cè)壓處的壓力為多少Pa（表壓）。（閘閥全開時(shí)￡15,摩擦系數(shù)仍可取0.025。）解：（1）閘閥部分開啟時(shí)水的流量在貯槽水面1-1與測(cè)壓點(diǎn)處截面2-2間列機(jī)械能衡算方程，并通過截面2Q的中心作基準(zhǔn)水平面，得gz,+%乙/+牛+乙+2%⑷2p2p式中口=0（表）Z1可通過閘閥全關(guān)時(shí)的數(shù)據(jù)求取。當(dāng)閘閥全關(guān)時(shí),式中h=\.5m,/?=0.6m將已知數(shù)據(jù)代入式（b）得（13600x0.6，八Z]=1.5m=6.66m1V1000）=（之^+或）々=2.13”：=（0.025x^-+0.5）-a20.1將以上各值代入式（a）,即9.81X6.66=<+^^+2.1321000解得人=3.13m/s水的流量為匕=3600：/人=（3600x0.785xO.l2x水靜止不動(dòng)，根據(jù)流體靜力學(xué)基本方程知（b）幺=2.13"；2b3.13）m3/s=1.43m3/sp2=p^gR-p%ogR=（13600X9.81X0.4-1000x9.81xl.4）Pa=39630Pa（表）〃b2=°，2尸0

43（2）閘閥全開時(shí)測(cè)壓點(diǎn)處的壓力在截面1-1,與管路出口內(nèi)側(cè)截面33間列機(jī)械能衡算方程，并通過管中心線作基準(zhǔn)平面，得84+與+且=爐,+與+馬+Z/,（C）2P2p式中Z|=6.66m,Z3=0,〃bi=O，Pi=P3z%z=。+Q9=「0.025（^4+15）+0.5I與=4.8嗝a20.12將以上數(shù)據(jù)代入式（c）,即9.81X6.66=<+4.81ub22解得?b=3.13m/s(d)再在截面1-1與2-2,間列機(jī)械能衡算方程，基平面同前，得附+?+且=爐2+乎+旦+24一22P2p式中zi=6.66m.Z2=0,"bia。，〃b2=3.51m/s,pi=O（表壓力）Zk=（0.025群+0.5）等J/kg=26.2J/kg將以上數(shù)值代入上式，則9.8lx6.66=^-+-^-+26.221000解得p2=3.30XlO,pa（表壓）21.10C的水以5001/min的流量流經(jīng)一長(zhǎng)為300m的水平管，管壁的絕對(duì)粗糙度為0.05mm。有6m的壓頭可供克服流動(dòng)的摩擦阻力，試求管徑的最小尺寸。解：由于是直徑均一的水平圓管，故機(jī)械能衡算方程簡(jiǎn)化為旦二%Z優(yōu)P上式兩端同除以加速度g,得且二區(qū)=X4/g=6m(題給)pg(a)(b)即Z4=4,幺1=6X9.81J/kg=58.56J/kgVs500xl(rAAin,_,_2uh=——==0.01062460x"44將取代入式（a）,并簡(jiǎn)化得才=2.874x10-4/17與Re及e/d有關(guān)，采用試差法，設(shè)7=0.021代入式(b),求出用0.0904m。下面驗(yàn)算所設(shè)的7值是否正確：e/d=0.05x1OT/0.0904=0.000553w?=0.0106例.0904?m/s=1.3m/s10C水物性由附錄查得片1000kg/m3,〃=130.77X1O_5Pa-SRe=雙夕/〃0.0904x1.3x1000(y(l30.77x105)=8.99xl04由e/d及Re,查得4=0.021故d=0.0904m=90.4mm

4422.如本題附圖所示，自水塔將水送至車間，輸送管路用例14mmx4mm的鋼管，管路總長(zhǎng)為190m（包括管件與閥門的當(dāng)量長(zhǎng)度，但不包括進(jìn)、出口損失）。水塔內(nèi)水面維持恒定，并高于出水口15m。設(shè)水溫為12°C,試求管路的輸水量（m3/h）.解：在截面1-1'和截面2-2'之間列柏努利方程式，得—+y+=—+y+gZ2+XAfp2p2/?!=1.0133xl05Pa；p2=1.0133xl05Pa：Z2-Z,=15.0m；m,*0習(xí)題22附圖^=g(Z/Z2)-Z4=9.8x15-^+0.5)苧+>+L5)=294(1)I294%=」(1792.459+1.5)采用試差法，假設(shè)〃2=2.57m/s=2.19xl050.106x2.57x999.8124.23x10-5取管壁的絕對(duì)粗糙度為0.2mm,則管壁的相對(duì)粗糙度為工=%a0.0019d106查圖1-22,得A=0.024代入式（1）得，u2=2.57m/s故假設(shè)正確，%=257m/s314r=m2J=2.57x——管路的輸水量x(0.114-2x0.0042)x3600m7h=81.61m3/h23.本題附圖所示為一輸水系統(tǒng)，高位槽的水面維持恒定，水分別從8C與50兩支管排出，高位槽液面與兩支管出口間的距離均為11。ZB管段內(nèi)徑為38m、長(zhǎng)為58m；8c支管的內(nèi)徑為32mm、長(zhǎng)為12.5m：支管的內(nèi)徑為26mm、長(zhǎng)為14m,各段管長(zhǎng)均包括管件及閥門全開時(shí)的當(dāng)量長(zhǎng)度。AB與8c管段的摩擦系數(shù)4均可取為0.03。試計(jì)算（1）當(dāng)BD支管的閥門關(guān)閉時(shí)，8c支管的最大排水量為多少（n?/h）；（2）當(dāng)所有閥門全開時(shí)，兩支管的排水量各為多少（m3/h）?（8。支管的管壁絕對(duì)粗糙度，可取為0.15mm,水的密度為1000kg/m3,黏度為°0°lPas。）解：（1）當(dāng)3。支管的閥門關(guān)閉時(shí)，8c支管的最大排水量在高位槽水面1-1.與8c支管出口內(nèi)側(cè)截面C-C間列機(jī)械能衡算方程，并以截面C-C為基準(zhǔn)平面得g4+《+且=-+（+立+Z42P2p式中Z|=l1m,Zc=O,P\=Pc

45故警+24=9.81Xll=107.9J/kg￡>/=(兒紅/+aco=(0.03x2+0.5)也竺?=23.15〃"0.0382「125E4m=(0.03x上^-)由0.032-y^-=5.86w^c?.?％=學(xué))2練趾dAB?，?"：—=(,)""&=0-5ub.gCJO將式（e）代入式（b）得Z"f=ZAB+EhfBC=23.15x0.5wu?r=11,58w??rI/OD.oC(a)(b)(c)(d)(e)(f)將式(f)、(d)代入式(b),得Z%=11.58〃；3c+5.86%5c=17.44〃；8c〃bC=〃b,BC,并以E力f值代入式(a),解得〃b,Bc=2.45m/sjr故/片3600X-X0.0322X2.45m3/h=7.10m3/h4（2）當(dāng)所有閥門全開時(shí)，兩支管的排水量根據(jù)分支管路流動(dòng)規(guī)律，有g(shù)Zc+乎+且+Z%BC=gZD4--^-+—+2pZp兩支管出口均在同一水平面上，下游截面列于兩支管出口外側(cè)，于是上式可簡(jiǎn)化為Z%恥=Zh四2友恥=（,￡+，c+品）^^a22=(0.03x衛(wèi)士+1)生”=6.36”黑0.0322bJCZ2U77^7+1)W=(269.21+0.5)

46前已算出Z九/a=23.15i/乙=6.36〃；RC因此23.15〃L+6.36〃；bc=107.90^10D.0C在式（b）、（C）>（d）中，〃bX8、〃b,8C、〃b,8￡>即2均為未知數(shù)，且入又為〃b,8O的函數(shù)，可采用試差法求解。設(shè)“b,BD=L45m/s,則nJ/0.26x1.45x1000—Zj0.15八…。Re=dubp/〃==37700e/d==0.00581x1026查摩擦系數(shù)圖得於。034。將2與〃b,BD代入式（b）得1.36“：口。=（269.2x0.034+0.5）xl.452解得“b.Bc=L79m/s將〃b.8C、〃b、8Q值代入式（C），解得wbAB=（0.708x1.79+0.469x1.45）m/s=1.95m/s將〃38、值代入式（d）左側(cè)，即1.375xl.952+6.36x1.792=108.4計(jì)算結(jié)果與式（d）右側(cè)數(shù)值基本相符（108.4^107.9）,故如,bd可以接受，于是兩支管的排水量分別為rBC=3600X：X0.0322X1.79m，/h=5.18n?/hKBC=3600x-x0.0262x1.45m7h=2.77m3/h24.在內(nèi)徑為300mm的管道中，用測(cè)速管測(cè)量管內(nèi)空氣的流量。測(cè)量點(diǎn)處的溫度為20°C,真空度為500Pa,大氣壓力為98.66X1()3pa。測(cè)速管插入管道的中心線處。測(cè)壓裝置為微差壓差計(jì)，指示液是油和水，其密度分別為835kg/m3和998kg/n?,測(cè)得的讀數(shù)為100mm。試求空氣的質(zhì)量流量(kg/h)。解：AP=(pA-pc)gR=(998-835)x9.8x0.IPa=159.74Pa查附錄得，20℃,101.3kPa時(shí)空氣的密度為1.203kg/n?,黏度為1.81、10326,則管中空氣的密度為p=1.203x98?皆_—kg/m3=1.166kg/m'“a=J型=42x159.74/1.166m/s=16.55m/:0.3x16.55x1.1661.81X105=3.198x1（）5八dupD?_maxLCjnax一查圖1-28,得—=0.85“max〃=0.85%=0.85x16.55m/s=14.07m/s匕=MJp^^=14.07x0.785x0.32xl.166kg/h=ll.159kg/h25.在姆8mmx2.5mm的管路上裝有標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)，孔板的孔徑為16.4mm,管中流動(dòng)的是20°C的甲苯，采用角接取壓法用U管壓差計(jì)測(cè)量孔板兩側(cè)的壓力差，以水銀為指示液，測(cè)壓連接管中充滿甲苯?，F(xiàn)測(cè)得U管壓差計(jì)的讀數(shù)為600mm,試計(jì)算管中甲苯的流量為多少(kg/h)?解：已知孔板宜徑4=16.4mm,管徑4=33mm,則4/4=("。/4)2=8.oi64/O.O33)2=0.247設(shè)Re>Re°,由教材查圖1-30得C°=0.626,查附錄得20C甲苯的密度為866kg/m3,黏度為0.6X103Paso甲苯在孔板處的流速為

47Mo=c12gHs「㈤=0.626秒9爪。.6萬36匹⑥3=8.24m/;\pV8667T甲苯的流量為匕=3600UoAop=3600x8.24x-x0.01642kg/h=5427kg/h檢驗(yàn)Re值，管內(nèi)流速為16.4"33"2x8.24m/s=2.04m/sc,,0.033x2.04x866___?Re=d.uh.pu=：=9.72x10>Rer1b,K,0.6x10-3c原假定正確。非牛頓型流體的流動(dòng)26.用泵將容器中的蜂蜜以6.28Xl()3m3/s流量送往中，管路長(zhǎng)(包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度)為20m,管徑為蜂蜜的流動(dòng)特性服從暴律r=0.051也0.5!,密度p=1250kg泵應(yīng)提供的能量(J/kg)?解：在截面1-r和截面2-2'之間列柏努利方程式,—+^-+gZ}+^c=—+^-+gZ2+Xh(pLpZ習(xí)題26附圖高位槽0.1m./m3,求得Pi=1.0133x1()5pa；P2=1.0133x1()5pa；Z2-Zt=6.0m；u,*0;m2?0(V%=g(Z2-Zj+Z4=9.8x6-/l^^^=58.8-4言=58.8-6426.28x10〃l422=64A：3〃+l4〃〃"-2--8n_|=64x0.05xPdn3x0.5+14x0.5|°5O,805-21250x0.105051QOQ=3.2x12.5°5——8一°5=3.2x3.54xx0.354=0,004512501250We=58.8-642=(58.8-64x0.0045)J/kg=58.51J/kg