5678化工原理复习总结提纲.docx

5678化工原理复习总结提纲.docx

《5678化工原理复习总结提纲.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《5678化工原理复习总结提纲.docx（23页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

5678化工原理复习总结提纲

一、教学课题：

化工原理复习提纲

二、教学目的：

通过化工原理复习，使同学们掌握流体流动相关知识。

三、课时：

4h（包括期中复习、期中考试及期中讲评），

第17次第13周11.21日星期四C25、C26（考试）

第18次第13周11.26日星期二C25、C26（1.2节讲评）

四、课型：

复习课

五、教具：

白板笔、多媒体、激光笔

六、教学重点：

第一章流体流动第二章流体输送机械第三章非均相物质分离

教学难点：

柏努利方程与静力学方程

七、教学方法和手段：

主要以讲授为主，同学们提问为辅

八、主要内容：

绪论

1．国际单位制与法定单位制之间的换算；

2、化工原理的研究对象和内容；

3、化工原理的主要研究方法，化工过程，三传；

4、物料衡算、能量衡算、过程平衡和过程传递速率的概念以及物料衡算和能量衡算的方法及步骤；

5、单元操作的概念；

第一章流体流动

1、流体的主要物性（密度、粘性）和压强的定义、单位、公式及换算，影响粘度的因素；牛顿粘性定律与非牛顿型流体的概念；

2、绝压、表压及真空度概念及关系

3、流体静力学基本方程及应用：

3种表压强与压强差测定

4、流体流动的质量衡算和机械能衡算：

流量（体积与质量流量）、流速（平均与质量流速）（流速与管子直径关系）（液体与气体流速范围）、连续性方程5个、理想流体与实际流体的柏努利方程（单位质量、单位重量、单位体积）及各部分的能量与单位；应用柏努利方程进行流体流动过程的一般计算；能进行流体流动时的机械能损失的一般计算（主要为轴功率计算P34例1-37与扬程高度的计算。

5、流体的流动型态：

层流与湍流的特征，什么是层流内层，管流速度分布；流动边界层的概念。

6、直管的流动阻力：

范宁公式；层流时管中心的最大速度；层流时的摩擦系数；摩擦系数与雷诺数及相对粗糙度的关系；

7、局部阻力计算方法；流体在管内流动的总阻力计算；简单管路计算；与管路的结构与常见的管件知识。

8、流量计的测量原理（如孔板流量计主要用于哪里？

）。

第二章流体输送机械

1、流体输送机械分类与泵的概念；

2、离心泵的基本结构和工作原理；

3、离心泵的主要性能参数、特性曲线、安装高度、功率和效率、流量调节方法、离心泵选型的基本知识点。

4、离心泵的气缚和气蚀现象，并在生产中避免其产生的方法即如何避免它们的产生；

5、往复泵和旋转泵的原理和特点，与离心泵有何区别？

各类泵在化工生产中的应用；

6、气体输送机械分哪几类？

离心风机、空压机及水环真空泵的工作原理。

第三章

1、均相物系与非均相物系相关概念；

2、重力沉降与离心沉降的基本公式；

3、过滤机理和过滤基本参数；

4、恒压过滤方程及过滤常数的测定；

5、液固、气固分离

期中考试题目：

一、填空题（每空0.5分，共30分）

1、化工过程中的三传是指、和。

2、单元操作根据设备中各种参数随时间的关系,可分为和两类。

3、气体在管路中流动时，常用流速范围为

，液体在管路中流动时，常用流速范围为

。

4、牛顿粘性定律=，粘度在SI制中的单位是。

5、1atm=__________Pa=____________mmH20=___________mmHg。

6、流体在圆形直管内滞流流动时，其速度分布是__________型曲线，其管中心的最大流速为平均流速的_________，縻擦数

与

的关系为__________。

7、流体作湍流流动时，邻近管壁处存在一，雷诺数愈大，湍流程度愈剧烈，则该层厚度。

8、化工原理研究的对象是，其生产过程可以看成是由

、和。

9、常温下水的密度为1000

，粘度为1cp，在

的管内以

速度流动Re=_________，其流动类型为。

10、流体在圆管内流动时的摩擦阻力可分为和两种。

11、局部阻力的计算方法有法和法。

12、在静止的同一种连续流体的内部，各截面上______能与______能之和为常数。

13、实际流体在直管内流过时，各截面上的总机械能____守恒。

因实际流体流动时有________。

14、管路的几种连接方法分别是、和、等。

15、流体输送机械是向系统补充所需机械能，用于流体的或。

16、气体输送设备包括、、和。

17、泵是指，按其工作原理来分可分根据工作原理分、、和。

18、离心泵的工作点为和的交点。

19、从系统中抽出气体，使其中的压强低于大气压的设备称为。

20、降沉室内颗粒得以沉降的条件。

21、过滤操作实际上是滤液通过和__________的流动过程，按照固体颗粒被截留的情况，过滤可分为和两类。

22、过滤的推动力有3种，分别是、和。

23、沉降主要用于分离、和混合物，其中沉降的分离效果更好。

二、选择题（每题1分，共20分）

1、层流和湍流的本质区别是（）。

A、流速不同B、流通截面积不同C、雷诺数不同D、层流无径向流动，湍流有径向流动；

2、下列结论不正确的是（）。

A、液体的粘度随温度的升高而减小B、气体的粘度随温度的升高而增大C、液体的粘度基本上不随压强变化D、气体的粘度随压强增大而减小

3、下列计算公式不正确的是（）。

A、ρ=m/VB、ρ=1/vC、ρ=pM/RTD、ρ=ρ0×T/T0×p0/p

4、下列属于基本单位的是（）。

A、NB、PaC、JD、m

5、层流底层越薄，则以下结论正确的是（）。

A、近壁处速度梯度越小B、流动阻力越小C、流动阻力越大D、流体湍动程度越小

6、流体在圆形直管内作定态流动，雷诺准数Re＝1500，则其摩擦系数应为（）。

A、0.032B、0.0427C、0.0267D、无法确定

7、流体在圆形直管中作层流流动时，其直管阻力损失与流速u的关系为（）

A、与u2成正比B、与u成正比C、与u1.75成正比D、与u0.55成正比

8、离心泵的主要部件不包括（）。

A、叶轮B、泵壳C、电机D、附属装置

9、按所产生的压头大小，低压泵为（）。

A、20mH2OB、30mH2OC、20～50mH2OD、50mH2O

10、离心泵的扬程是指（）。

A、液体的升扬高度B、1kg液体经泵后获得的能量C、1N液体经泵后获得的能量D、从泵出口到管路出口间的垂直高度，即压出高度

11、离心泵铭牌上标明的是泵在（）时的主要性能参数。

A、流量最大；B、压头最大；C、效率最高；D、轴功率最小

12、关于液体物性对离心泵特性曲线的影响，说法正确的有（）。

A、粘度越大，则泵的轴功率越小B、粘度与泵的扬程无关C、密度与泵的扬程无关D、密度大则泵的轴功率大

13、在单位重量流体的柏努利方程式中各项的单位为（）。

A、ＰａB、ｍC、Ｊ／ｋｇD、Ｎ

14、离心泵吸入管路底阀的作用是（）。

A、阻拦液体中的固体颗粒B、避免出现气蚀现象C、维持最低的允许吸上高度；D、防止启动前充入的液体从泵内漏出

15、离心泵的工作点是（）。

A、H-Q曲线B、N-Q曲线C、η-Q曲线D、泵特性曲线与管路特性曲线的交点

16、对于离心泵操作，下列说法正确的是（）

A、两台相同的泵并联操作时，并联后的流量是原来单台的2倍B、两台相同的泵串联操作时，并联后的扬程是原来单台的2倍C、两台相同的泵并联操作时，并联后的流量小于原来单台的2倍D、两台相同的泵串联操作时，并联后的扬程大于原来单台的2倍；

17、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素无关的是（）。

A、颗粒的几何尺寸B、颗粒与流体的密度C、流体的水平流速D、颗粒的形状；

18、下列对绝压、表压和真空度说法不正确的有（）

A、绝对压强是指流体的真实压强B、绝压与表压之间在数值上相差一个外界大气压C、真空度是负的表压值D、真空度等于绝对压强减大气压强

19、关于旋风分离器的说法，下列哪一项说法不正确

A、进口气速大，分离效果好B、进口气速大，阻力损失大C、分离器的压强在器壁处最高D、气量一定直径越大，分离效果越好

20、下列关于临界直径的说法，正确的有（）

A、临界直径大，则设备的处理能力大B、临界直径大，则设备的处理能力小C、临界直径小，颗粒分离的总效率低D、临界直径是颗粒的当量直径

三、判断题（每题1分，共15分）

1、用雷诺准数来判断流体的流动形态时，在SI制中属层流范围，在cgs制中属湍流范围。

（）。

2、粘度是流体的物理性质之一，则雷诺准数也是流体的物理性质之一。

（）

3、压强相同的面称为等压面，在静止流体中，水平面即为等压面。

（）

4、粘度是流体的物理性质之一，则雷诺准数也是流体的物理性质之一。

（）

5、稳定流动是指流体在流动时，任一截面的流速、流量和压力等与流动有关的物理量都不随时间的变化而变化。

（）

6、对于离心泵特性曲线中的N-Q曲线，N总随Q的增大而增加。

（）

7、往复泵的流量调节方法跟离心泵一样，都可以通过改变出口阀门的开度来改变流量。

（）

8、往复式压缩机的工作循环是由吸气、排气、膨胀、压缩4个阶段组成。

（）

9、泵的实际安装高度必须大于或者等于允许安装高度。

（）

10、离心泵流量、扬程与被输送流体的密度无关。

（）

11、输送液体的温度越高，则离心泵越易发生汽蚀。

（）

12、沉降器的生产能力与沉降速度及沉降面积有关，与沉降高度无关。

（）

13、用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，滤液量不断增加，生产能力也不断增加。

（）

14、在过滤过程中，为减少可压缩滤饼的过滤阻力，可使用助滤剂来改善滤饼结构，减少细微颗粒对过滤介质中孔道的堵塞。

（）

15、气相与液相所组成的物糸称为气相非均相物糸。

（）

四、问答题（每题5分，共20分）

1、流体的流动形态有哪几种？

如何判断？

何谓层流内层？

其厚度受哪些因素影响？

2、离心泵的工作原理？

3、气缚和气蚀现象的区别、危害、联系及防止？

4、如何进行液固分离？

五、计算题（第1题5分，第2题10分）

1、本题附图所示的开口容器内盛有油和水。

油层高度h1=0.7m、密度ρ1=800kg/m3，水层高度h2=0.6m、密度ρ2=1000kg/m3。

（1）判断下列两关系是否成立即pA=p'ApB=p'B

（2）计算水在玻璃管内的高度h。

2、用泵将贮槽中密度为1200kg/m3的溶液送到蒸发器内，贮槽内液面维持恒定，其上方压强为101.33×103Pa，蒸发器上部的蒸发室内操作压强为26670Pa（真空度），蒸发器进料口高于贮槽内液面15m，进料量为20m3/h，溶液流经全部管路的能量损失为120J/kg，管路直径为60mm，当泵效率为0.65时，求泵的功率（包括轴功率及有效功率）。

四：

简答题（8分×4小题=32分）

1．流体的流动形态有哪几种？

如何判断？

何谓层流内层？

其厚度受哪些因素影响？

流体的流动形态有3种：

层流和湍流、过渡流；用雷诺准数来判断，当

，为层流，当

为湍流，介于两者之间为过渡流。

在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动的流体薄层，此薄层称为层流内层。

受管径、流速、粘度和密度。

2.简述离心泵工作过程中，气缚与汽蚀现象的区别与联系及其危害。

离心泵只能空转而不能输送液体的现象。

离心泵启动前应灌满液体泵内压强最低处的压强等于同温度下输送液体的饱和蒸汽压时，此时液体将急剧汽化，并产生大量汽泡，使得叶轮表面或泵内壳表面产生裂缝，泵体振动，产生噪声，其流量和扬程明显下降。

这一现象称为汽蚀现象。

确定合适的安装高度以确保不发生汽蚀现象。

3、气缚和气蚀现象的区别、危害、联系及防止？

离心泵只能空转而不能输送液体的现象。

离心泵启动前应灌满液体泵内压强最低处的压强等于同温度下输送液体的饱和蒸汽压时，此时液体将急剧汽化，并产生大量汽泡，使得叶轮表面或泵内壳表面产生裂缝，泵体振动，产生噪声，其流量和扬程明显下降。

这一现象称为汽蚀现象。

确定合适的安装高度以确保不发生汽蚀现象。

4、如何进行液固分离？

1）、出于获得固体产品的目的，可采用以下方法：

⏹①增浓。

固相浓度小于1%可采用连续沉降槽、旋液分离器、沉降离心机浓缩。

⏹②过滤。

粒径大于50微米，可采用过滤离心机，分离效果好，滤饼含液量低；小于50微米宜采用压差过滤设备。

固相浓度为1%-10%可采用板框压缩机，5%以上可采用真空过滤机。

10%以上采用过滤离心机

2）澄清液体可采用以下方法：

⏹①利用连续沉降槽、过滤机、过滤离心机或沉降离心机分离不同大小的颗粒，还可加入絮凝剂或助滤剂。

⏹②澄清要求非常高时，可在最后采用深层过滤。

五：

计算题（9分×2小题=18分）

1．本题附图所示的开口容器内盛有油和水。

油层高度h1=0.7m、密度ρ1=800kg/m3，水层高度h2=0.6m、密度ρ2=1000kg/m3。

（1）判断下列两关系是否成立，即pA=p'ApB=p'B

（2）计算水在玻璃管内的高度h。

解：

（1）判断题给两关系式是否成立

pA=p'A的关系成立。

因A与A'两点在静止的连通着的同一流体内，并在同一水平面上。

所以截面A-A'称为等压面。

pB=p'B的关系不能成立。

因B及B'两点虽在静止流体的同一水平面上，但不是连通着的同一种流体，即截面B-B'不是等压面。

（2）计算玻璃管内水的高度h

由上面讨论知，pA=p'A，而pA=p'A都可以用流体静力学基本方程式计算，即

pA=pa+ρ1gh1+ρ2gh2

pA'=pa+ρ2gh

于是pa+ρ1gh1+ρ2gh2=pa+ρ2gh

简化上式并将已知值代入，得

800×0.7+1000×0.6=1000h

解得h=1.16m

2．用泵将贮槽中密度为1200kg/m3的溶液送到蒸发器内，贮槽内液面维持恒定，其上方压强为101.33×103Pa，蒸发器上部的蒸发室内操作压强为26670Pa（真空度），蒸发器进料口高于贮槽内液面15m，进料量为20m3/h，溶液流经全部管路的能量损失为120J/kg，求泵的有效功率。

管路直径为60mm。

解：

取贮槽液面为1―1截面，管路出口内侧为2―2截面，并以1―1截面为基准水平面，在两截面间列柏努利方程。

式中Z1=0Z2=15mp1=0（表压）p2=－26670Pa（表压）u1=0

=120J/kg

将上述各项数值代入，则

泵的有效功率Ne为：

Ne=We·ws

式中

Ne=246.9×6.67=1647W=1.65kW

实际上泵所作的功并不是全部有效的，故要考虑泵的效率η，实际上泵所消耗的功率（称轴功率）N为

设本题泵的效率为0.65，则泵的轴功率为：

考后记：

期中总结

（一）、容易出错失分的题目：

一、填空题：

1、常温下水的密度为1000

，粘度为1cp，在

的管内以

速度流动，其流动类型为

湍流。

（此处对于粘度的换算同学们掌握不彻底，P17页1厘泊=10-3pa.s,所以很多同学们粘度则没有乘10-3，结果为3000，层流。

此处有80%以上出错。

）

2、流体在管内作层流流动时，从中心到壁可以__湍流、过渡流和层流内层。

（很多同学写的为湍流、过渡流及层流，P38在湍流时分别1-25，70%同学们错。

）

3、气体的粘度随温度的升高而增加，水的粘度随温度的升高而降低

（少部分同学写反了，个别的同学们没有写，如23班的王忠雨，24班的余莎与陈曦，P17）

4、气体在管路中流动时，常用流速范围为10—30

液体在管路中流动时，常用流速范围为0.5—3

。

（少部分同学写反了，个别的同学们没有写，这道题较简单，P26表1-1某些流体在管道中的常用流速如低压高压空气流速范围这就较难。

）

8．牛顿粘性定律

，粘度在SI制中的单位是

。

（属于公式，死记硬背，但是很多同学记不牢，不求甚解。

P16）

9．1atm=______101300_____Pa=_________10.330____mH2o=____760_________mmHg。

（附录一化工常用法定计量单位及单位换算：

这属于化工基本知识，压强压力的换算在各计算题里都要涉及到，都不需要换算，属于P205页里死记硬背的知识，可是同学们还是掌握不够。

）

10．流体在圆形直管内滞流流动时，其速度分布是抛物线型曲线，其管中心的最大流速为平均流速的2，縻擦糸数

与

的关系为

。

（P37，平均流速是最大流速的1/2.反过来同学们就记错了，还是未记牢。

）

11、对一定的生产任务,即Vs一定,管子直径d的大小取决于所选择的流速u,流速选得愈大（小），所需管子的直径愈小（大）。

（少部分同学记反了，个别的同学们没有写，P25这题属于送分题目。

）

12、在柏努利方程中，总机械能是指位能、动能和静压能之和。

根据衡算基准不同（，柏努利方程式中各项单位分别为J/kg、Pa或J/N和m或J/m3。

（大部分同学单位未记牢，如黄飞全部写的为J/kg，也可以写Pa,与m，个别的同学们没有写，P31这道题稍微有点难度，但是前面总机械能的组成比较容易，但还有同学未写如王裕凯、潘少鹏，还有同学写错，如方文韬写机械的用量、机械的输出，很混乱。

）

二、单项选择题（1分×10小题=10分）

1、离心泵吸入管路底阀的作用是（）。

A、阻拦液体中的固体颗粒；B、避免出现气缚现象；

C、维持最低的允许吸上高度；D、防止启动前充入的液体从泵内漏出

（此道题P74页，包括陈芸、许柳在内都被第二个选项所蒙蔽，书上有现成的话即为第四个选项。

）

2、中压泵的扬程为（）mH2O。

A、20B、30C、20-50D、30-50

（此题为补充内容，送分题目。

此道题居然有同学们选了第四个，如许微睿，也是记得不够牢固）

3、离心泵铭牌上标明的是泵在（）时的主要性能参数。

A、流量最大；B、压头最大；C、效率最高；D、轴功率最小

（P79此题是第三个，包括李晶在内也选错了，有的写的第一个。

也是记得不够牢固）

4、下列结论不正确的是（）。

A、液体的粘度随温度的升高而减小；

B、气体的粘度随温度的升高而增大；

C、液体的粘度基本上不随压强变化；

D、气体的粘度随压强增大而减小

（P17此题有点混淆，但是课前都有强调，23班的同学记得好些。

）

5、层流和湍流的本质区别是（）

A、流速不同；B、流通截面积不同；

C、雷诺数不同；D、层流无径向流动，湍流有径向流动

（此题基本上没有选错）

6、下列计算公式不正确的是（）。

A、ρ=m/VB、ρ=1/vC、ρ=pM/RTD、ρ=ρ0×T/T0×p0/p

（P14,同样此题期中复习作了强调，1-1.1-2.1-3.1-4，第四个选项反了故错）

7、下列属于基本单位的是（）。

A、NB、PaC、JD、m

（P204,附录1同样此题期中复习作了强调，为第四个选项，个别同学搞错）

8、关于液体物性对离心泵特性曲线的影响，说法正确的有（）

A、粘度越大，则泵的轴功率越小

B、粘度与泵的扬程无关

C、密度与泵的扬程无关

D、密度大则泵的轴功率大

（P79,离心泵的扬程与液体密度无关，很多同学搞错，包括许柳失分。

这题难度稍大）

9、不可压缩流体在一直径为d的圆管内以速度u作连续定常流动，当圆管直径由d变成2d时，此时该流体的速度为（）

（此题与填空P37，平均流速是最大流速的1/2.再乘2倍即可。

）

A、uB、2uC、u/4D、u/2

10、下列不是气体输送机械的是（）。

A、通风机；B、鼓风机；

C、真空泵；D、离心泵

（P93，此题较简单，基本上未有同学选错。

）

三：

判断题（1分×8小题=8分）

1．输送液体的温度越高，则离心泵越易发生汽蚀。

（）

（此题为错，但是60%以上的同学选错了，包括成绩好的，还是对汽蚀现象掌握不牢靠。

）

2．用雷诺准数来判断流体的流动形态时，在SI制中属层流范围，在cgs制中属湍流范围。

（此题为错，徐雪错，她误解了。

很多同学掌握不牢靠。

）

（）

3．粘度是流体的物理性质之一，则雷诺准数也是流体的物理性质之一。

（）

4、离心泵铭牌上的性能参数是指泵扬程最高点下的性能参数。

（）

5．压强相同的面称为等压面，在静止流体中，水平面即为等压面。

（）

6．对于离心泵特性曲线中的N-Q曲线，N总随Q的增大而增加。

（）

7．泵的实际安装高度必须大于或者等于允许安装高度。

（）

8．稳定流动是指流体在流动时，任一截面的流速、流量和压力等与流动有关的物理量都不随时间的变化而变化。

（后面几题除第八题外，其他的基本上同学们判断正确，第八题主要是流量是随时间变化而变化的。

）（）

四：

简答题（8分×4小题=32分）

1．流体的流动形态有哪几种？

如何判断？

何谓层流内层？

其厚度受哪些因素影响？

流体的流动形态有两种：

层流和湍流；用雷诺准数来判断，当

，为层流，当

为湍流。

在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动的流体薄层，此薄层称为层流内层。

受管径、流速、粘度和密度。

（此题P36页，很多同学对流体的型态还是不够透彻，还有层流内层是在湍流时候的一种现象，凡是这里为写条件的都扣分。

）

2.简述离心泵工作过程中，气缚与汽蚀现象的区别与联系及其危害。

离心泵只能空转而不能输送液体的现象。

离心泵启动前应灌满液体泵内压强最低处的压强等于同温度下输送液体的饱和蒸汽压时，此时液体将急剧汽化，并产生大量汽泡，使得叶轮表面或泵内壳表面产生裂缝，泵体振动，产生噪声，其流量和扬程明显下降。

这一现象称为汽蚀现象。

确定合适的安装高度以确保不发生汽蚀现象。

（此题P74、P82页，很多同学对气缚与气蚀理解不透彻，未看清题意，区别则为他们相互之间的现象，联系即它们都为离心泵的一种不正常现象，而危害肯定是对泵有损坏，影响它的效率功率，对于汽蚀则主要泵内压强最低处的压强等于同温度下输送液体的饱和蒸汽压时，这是关键词，只有这样发生了汽化才能发生后面的一系列情况。

24班比23班答得较好。

）

3、简述离心泵工作原理？

离心泵与往复泵各自调节流量有何区别？

（此题P74，课间跟同学们讲了两个阶段，但是23班还是有很多同学们未写或者是写得不够完整，故扣分多，24班此题较好。

）

4、分析与比较绝压、表压和真空度？

（定义及联系）

（此题P18，基本上同学们都做得较好，两个班扣分不多，较容易。

唯有万众溶画了图其他的都为文字表达。

）

五：

计算题（9分×2小题=18分）

1．本题附图所示的开口容器内盛有油和水。

油层高度h1=0.7m、密度ρ1=800kg/m3，水层高度h2=0.6m、密度ρ2=1000kg/m3。

（1）判断下列两关系是否成立，即pA=p'ApB=p'B

（2）计算水在玻璃管内的高度h。

解：

（1）判断题给两关系式是否成立

pA=p'A的关系成立。

因A与A'两点在静止的连通着的同一流体内，并在同一水平面上。

所以截面A-A'称为等压面。

pB=p