化工原理上册
化工原理上册复习
离心沉降设备－－－旋风分离器
B过滤
过滤方式：深层（床）过滤 滤饼（饼层）过滤，架桥现象 过滤介质：滤饼的支撑物 助滤剂：防止滤饼的孔隙率随压差增大而减小 过滤设备：板框过滤机、加压叶滤机 （设备外形和结构、洗涤方式）
完全湍流时 ∝ｄ－5
生产选用管径需权衡操作费和设备投资费） （3）不装不必要的管件阀门。
EX:用泵将水从水池送至高位槽。高位
槽液面高于水池液面50 m，管路全部 能量损失为20 J/kg，流量为36 m3/h， 高位槽与水池均为敞口。若泵的效率 为60%，求泵的轴功率。（水的密度 取为1000 kg/m3）
第二章
流体输送设备
主要内容： A离心泵 • 离心泵的开、停车 • 离心泵的性能参数及其影响因素 • 管路特性曲线、工作点、工作点的调节 • 气缚现象、气蚀现象及其避免手段 • 选泵（Q、He） B其它类型的泵及风机 正位移式泵在安装、调节上的不同
第三章
A沉降 1.重力沉降： 重力沉降速度
非均相物系的分离
解：设水池液面为1-1’截面，高位槽液面为2-2’，以 水池液面为基准水平面，在两截面间列柏努利方程 式。
Z1 = 0，Z2 = 50 m，u1≈0，u2≈0，P1 = P2 = 0（表 压），Σhf = 20 J/kg ∴ we = 9.81×50 + 20 = 510.5 J/kg 水的质量流率 ws = 36×1000/3600 = 10 kg/s 有效功率Ne = we· = 510.5×10 = 5105 W ws 轴功率N = 5105/0.6 = 8508.3 W
EX:用泵把20℃的苯从地下贮罐送到高位槽，流 量为0.3m3/min，高位槽表压1.1工程大气压。 输送管为Φ89×4mm的无缝钢管。直管长度 65m，并在吸入管口有一底阀(x=0.5)，一个 标准弯头(Le=2.5m)，出口管管路上，有一个 安全阀（Le=10m），一个全开球阀(x=6.4)和 三个标准弯头。求泵输送时所需泵的扬程He。
化工原理上册(选择-填空-判断)题库(包含问题详解)
化工原理试题库（上册）第一章流体流动一、选择题1. 连续操作时，物料衡算通式中的过程积累量GA为（ A ）。
A.零 B.正数 C.负数 D.任意值2. 热量衡算中，物料的焓为相对值，通常规定（ A ）的焓为零。
A.0℃液体B.0℃气体C.100℃液体D.100℃气体 3. 流体阻力的表现，下列阐述错误的是（ D ）。
A.阻力越大，静压强下降就越大B.流体的粘度越大，阻力越大C.流体的流动状况是产生流体阻力的根本原因D.流体的内摩擦力在流体激烈流动时不存在 4. 压强的具有专门名称的国际单位是Pa，用基本单位表示是（ C ）。
A.atmB.mmHgC.Kg/m.s2D.N/m25. 水在直管中流动，现保持流量不变，增大管径，则流速（ B ）。
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断6. 对可压缩流体，满足( C )条件时，才能应用柏努力方程求解。
A.)%(20ppp121式中压强采用表压表示 B. )%(01ppp121式中压强采用表压表示 C.)%(20ppp121式中压强采用绝压表示 D. )%(01ppp121式中压强采用绝压表示 7. 判断流体的流动类型用（ C ）准数。
A.欧拉B.施伍德C.雷诺D.努塞尔特 8. 流体在圆形直管中滞流流动时的速度分布曲线为( B )。
A.直线 B.抛物线 C.双曲线 D.椭圆线9. 增大流体的流量，则在孔板流量计的孔板前后形成的压强差（ A ）。
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断 10. 流体在管内流动时的摩擦系数与（ B ）有关。
A.雷诺准数和绝对粗糙度 B. 雷诺准数和相对粗糙度 C.欧拉准数和绝对粗糙度 D. 欧拉准数和相对粗糙度 11. 测速管测量得到的速度是流体（ C ）速度。
A.在管壁处 B.在管中心 C.瞬时 D.平均12. 在层流流动中，若流体的总流率不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的（ C ）倍。
A. 2； B. 6； C. 4； D. 1。
化工原理上册复习提纲
第五节 阻力损失
h
f
hf hf '
hf直管阻力（沿程阻力）—内摩擦力（流体粘性 ）
hf ’局部阻力 — 管件外部条件引起 — 边界层分离
直管阻力损失的计算
hf
l u d 2
2
64 32lu 层流 Re h f d 2
λ的求算
湍流
图p29
层流： Re
64 Re
原因
（3）搅拌功率的分配
P gqV H
qV d H n
结论：
加大直径或降低转速，流量qV变大，实现大尺度调匀
加大转速或减小直径，压头H 变大，湍动加剧，微观混合
第四章 过滤
第二节 颗粒床层的特性
一、单颗粒特性 比表面积 2、非球形颗粒 3、 的物理意义
S a V
比表面当量直径 d ea
第四节 流体流动的内部结构
一、流动的型态 1、两种流型 层流 湍流
2、流型的判断—雷诺数 Re
Re
du
Re<2000 层流区
Re>4000 湍流区 2000<Re<4000 过渡区，并非一种流型
3、层流、湍流的基本特性
三、边界层及边界脱体 u u
边界层 界限 湍流边 层流边 界层 界层
0
计算中要注意：突然扩大ζ=1，突然缩小ζ=0.5
第六节 管路计算
二、管路计算 1、简单管路 ① qV
4
d 2u
u12 p2 u2 2 l u2 ( gZ 2 ) ( ) ② gZ1 2 2 d 2 du , ) ③ f( d p1
离心泵的工作点
四、组合操作 两台并联泵的合成特性曲线 在同一压头下，两台并联泵的 流量等于单台泵的两倍
化工原理上册(陈敏恒)
主要公式
u2 d1 2 ( ) u1 d2
u p1 u2 p2 gz1 he gz2 h f 2 2
2 1 2
li ui li ( le) i u i i ( ) h f (i ( ) i ) di 2 di 2
式中： Z2=0 ；Z1=?
P1=0(表压) ； P2=9.81×103Pa(表压）
VS 5 VS u2 2 3600 0.0332 1.62m / s A d 4 4
由连续性方程
D>>d
∴u1<<u2,
We=0 ，
h
u1≈0
f
30 J / kg
将上列数值代入柏努利方程式，并整理得：
闸阀（全开）1个： 0.17 标准弯头4个： 0.75×4=3 孔板流量计1个：4 0.17 3 4 7.17
45 (1.43) 2 h f 出 (0.03 7.17) 27.6 J/kg 0.068 2
u2 p2 p1 We z2 g h f 1 2 2
分析： 高位槽、管道出口两截面 解： 取高位槽液面为截面1-1’，连接管出口内侧为截面2-2’, 并以截面2-2’ 的中心线为基准水平面，在两截面间列柏努 利方程式： u、p已知
求△Z
柏努利方程
u1 p1 u2 p2 gZ1 We gZ 2 hf 2 2
2
2
z1=0； p1=0（表压）； u1≈0; z2=20-1.5=18.5m； p2=29.4×103 Pa（表压）;ρ=1100 kg/m3，Σhf=30.8 J/kg d入 2 100 2 u 2 u 入 ( ) 1.2( ) 2.45 d2 70
化工原理（上册）
化⼯原理（上册）化⼯原理（上）试题⼗四[⼀]单选择题（18分）(1) 4℃⽔在SI 制中密度为________；重度为________；在⼯程单位制中密度为________；重度为________。
A 1000kgf/m 3B 1000kg/m 3C 102kgf ·s 2/m 4D 9810N/m 3 (2) 在完全湍流(阻⼒平⽅区)时，粗糙管的摩擦系数λ数值________。
A 与光滑管⼀样B 只取决于ReC 只取决于相对粗糙度D 与粗糙度⽆关 (3) 以下不是离⼼式通风机的性能参数( ) Ａ风量Ｂ扬程Ｃ效率Ｄ静风压(4) 离⼼泵的下列部件是⽤来将动能转变为压能 ( )A 泵壳和叶轮B 叶轮C 泵壳D 叶轮和导轮(5) “在⼀般过滤操作中，实际上起到主要介质作⽤的是滤饼层⽽不是过滤介质本⾝”，“滤渣就是滤饼”则_______。
Ａ这两种说法都对Ｂ两种说法都不对Ｃ只有第⼀种说法正确Ｄ只有第⼆种说法正确 (6) 当换热器中冷热流体进出⼝温度⼀定时，下⾯说法中正确的是。
A ?t m 并B ?t m 逆＝?t m 并＝?t m 折C ?t m 并D ?t m 并< ?t m 逆 >?t m(7) 稳定传热是指______。
A 传热系统中各点的温度不随位置和时间⽽变。
B 传热系统中各点的温度仅随位置变，⽽不随时间变。
C 传热系统中各点的温度不随位置变⽽随时间变。
D 传热系统中各点的温度随位置和时间⽽变。
(8) 为了蒸发浓缩某种粘度随浓度和温度变化较⼤的溶液，应采⽤( ) A 并流加料流程 B 逆流加料流程 C 平流加料流程 [⼆]填空题（18分）(1) ⽓体的黏度随温度的升⾼⽽_________, ⽔的黏度随温度的升⾼⽽______________。
(2) 雷诺准数是哪两个⼒之⽐，Re = ____________________。
欧拉准数是哪两个⼒之⽐，Eu =______________________。
化工原理(上册)—化工流体流动与传热第三版柴诚敬习题答案
化工原理(上册) - 化工流体流动与传热第三版柴诚敬习题答案第一章：引言习题1.1答案：该题为综合性问题，回答如下：根据流体力学原理，液体在容器中的自由表面是一个等势面，即在平衡时，液体表面上各点处的压力均相等。
所以整个液体处于静止状态。
习题1.2答案：该题为计算题。
首先，根据流速的定义：流体通过某个截面的单位时间内通过的体积与截面积之比，可得流速的公式为：v = Q / A，其中v表示流速，Q表示流体通过该截面的体积，A表示截面积。
已知流速v为10m/s，截面积A为0.5m²，代入公式计算得：Q = v × A = 10m/s × 0.5m² = 5m³/s。
所以，该管道内的流体通过的体积为5立方米每秒。
习题1.3答案：该题为基础性知识题。
流体静压头表示流体的静压差所能提供的相当于重力势能的高度。
根据流体的静压力与流体的高度关系可知，流体静压力可以通过将流体的重力势能转化为压力单位得到。
由于重力势能的单位可以表示为m·g·h，其中m为流体的质量，g为重力加速度，h为高度。
而流体的静压头就是将流体静压力除以流体的质量得到的，即流体静压力除以流体的质量。
所以，流体静压头是等于流体的高度。
第二章：流体动力学方程习题2.1答案：该题是一个计算题。
根据题意，已知流体的密度ρ为1.2 kg/m³，截面积A为0.4 m²，流速v为2 m/s，求流体的质量流量。
根据质量流量公式：Q = ρ × A × v，代入已知数值计算得：Q = 1.2 kg/m³ × 0.4 m² × 2 m/s = 0.96 kg/s。
所以，流体的质量流量为0.96 kg/s。
习题2.2答案：该题为综合性问题，回答如下：流体动量方程是描述流体运动的一个重要方程，其中包含了流体的质量流量、速度和压力等参数。
化工原理(天大版)---(上册)第一章 流体流动
p
p dz z
p pdxdy (p )dxdy gdxdydz 0 z p
p g 0 z p 沿x轴： x 0 p 沿y轴： y 0
z
dzdxdy gdxdydz 0
z2，p2
dz
dx p dy x
① ② ③ y
m V 0 V
1) 对于气体=f（P，T） 根据理想气体状态方程：
m RT M m PM V RT
2) 标准状态下（1atm，0 ℃）的气体每mol气体的体积为22.4升
M 3 ， 标准状态下的密度， Kg / m 22.4 103
流体的密度
3)
混合物密度的求取 i. 对于液体
定态流动
输入的总能量=输出的总能量 以1Kg为基准：
2 u1 u2 U1 gZ1 P11 Qe We U 2 gZ2 2 P2 2 2 2 2 u U gZ ( P ) Qe We 2
以上两式称为定态流动过程的总能量衡算式
1-2-4能量衡算方程式
当P1=P2时，R=0，两扩大室液面是平的 当P1P2时，R 0，两扩大室液面仍是平的
1-1-4 流体静力学基本方程式的应用
2.
液位的测量
最初的液位计 • 易于破碎 • 不易于远观 用液柱压差计原理的液位计 Pa=gx+ AgR Pa´= g（h+x+R） gx+ AgR= g（h+x+R） h A R 当容器里液位达最高时，h=0，R=0 容器里液位越底，h越大，R也越大
1) 2)
z 1 p0
3)
静止的、连续的同一种液体内，处于同一水平面上各点的压强 相等 当P0发生改变时，液体内部各点的压强P也发生同样大小的变 化 式c可改写成（p-p0）/ （g）=h，说明压强差的大小可用
化工原理上册复习提纲
化工原理第一章流体流动一、流体的压强1.单位：1atm（标准大气压）=1.0125×105Pa=101.25KPa=760mmHg=10.33mH2O=1.033kgf/cm22.表示方法：表压强：用压力表测得的读数，表压=绝压-当地大气压真空度：真空表测得的读数，真空度=当地大气压-绝压表压=-真空度二、流体静力学基本方程应注意液柱高度表示压差大小时必须指明是何种液体。
静压能：液面下方、任一两点的位能和静压能相等等压面原则：在静止的连续的同一液体内部处于同一水平面上各点的压强相等。
P=P0+ρgh三、流量单位时间内通过管道任一流通截面的流体量，称为流量。
单位时间内流过任一流通截面的流体体积称为体积流量，符号为V S，单位为：m3/s单位时间内流过任一流通截面的流体质量称为质量流量，符号为W s，单位为：kg/s二者的关系为：W s=ρV s=uAρ四、流速单位时间内流体在流动方向上，所流过的距离称为流速，以u表示，单位m/s。
实验表明：流体流经一段管路时，由于流体存在黏性，使得管截面上各点的速度不同。
在工程计算上为了方便起见，流体的流速通常指整个管截面上的平均流速。
平均速度：指体积流量与流通截面面积之比：以u表示，单位为m/s。
u=V sW s=ρV s=uAρA五、稳态流动与非稳态流动稳态过程→连续非稳态过程→间歇六、连续性方程公理：质量守恒 能量守恒 u 1d 12=u 2d 22两个流量速度之比等于两个管径平方的反比。
细管比粗管流速高u 1u 2=A 1A 2=u 1u 2=（d2d 1）2七、伯努利方程12u 12+gZ 1+p1ρ=12u 22+gZ 2+p2ρ动能：12u 2 单位：J/Kg 位能：zg 单位：J/Kg 静压能：pρ 单位：J/Kg将上述伯努利方程转换为：12u 12+gz 1+p1ρ+W e =12u 22+gz 2+p2ρ+∑h f 有效功：We 单位：J/Kg总摩擦力：∑h f 克服流动阻力而消耗的机械能。
化工原理（上册）复习知识点
化⼯原理（上册）复习知识点第1章流体流动常温下⽔的密度1000kg/m3,标准状态下空⽓密度1.29 kg/m31atm =101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=760mmHg（1）被测流体的压⼒ > ⼤⽓压表压 = 绝压－⼤⽓压（2）被测流体的压⼒ < ⼤⽓压真空度 = ⼤⽓压－绝压= －表压静压强的计算柏努利⽅程应⽤层流区（Laminar Flow ）：Re < 2000；湍流区（Turbulent Flow ）：Re > 4000；2000流型只有两种：层流和湍流。
当流体层流时，其平均速度是最⼤流速的1/2。
边界层：u<0.99u 0阻⼒损失：直管阻⼒损失和局部阻⼒损失当量直径d e管路总阻⼒损失的计算突然缩⼩局部阻⼒系数ζ= 0.5，突然扩⼤局部阻⼒系数ζ= 1。
流体输送管路的计算:通常，管路中⽔的流速为1~3m/s 。
并联管路, 各⽀管的阻⼒损失相等。
毕托管测量流速测量流量: 孔板流量计, ⽂丘⾥流量计, 转⼦流量计。
孔板流量计的特点；结构简单，制造容易，安装⽅便，得到⼴泛的使⽤。
其不⾜之处在于局部阻⼒较⼤，孔⼝边缘容易被流体腐蚀或磨损，因此要定期进⾏校正，同时流量较⼩时难以测定。
转⼦流量计的特点——恒压差、变截⾯。
第2 章流体流动机械压头和流量是流体输送机械主要技术指标离⼼泵的构件: 叶轮、泵壳（蜗壳形）和轴封装置离⼼泵的叶轮闭式效率最⾼，适⽤于输送洁净的液体。
半闭式和开式效率较低，常⽤于输送浆料或悬浮液。
⽓缚现象：贮槽内的液体没有吸⼊泵内。
启动与停泵灌液完毕，关闭出⼝阀，启动泵，这时所需的泵的轴功率最⼩，启动电流较⼩，以保护电机。
启动后渐渐开启出⼝阀。
f e h u p gz h u p gz +++=+++222221112121ρρf e Hg u z g p H g u z g p +++=+++2222222111ρρµρdu =Re 222'2e 2e 2u d l l u d l l u d l h h h f f f ???? ??++=???? ??+=??? ??+=+=∑∑∑∑∑∑ζλλζλ停泵前，要先关闭出⼝阀后再停机，这样可避免排出管内的⽔柱倒冲泵壳内叶轮，叶⽚，以延长泵的使⽤寿命。
化工原理上册习题及重点
21. 用离心泵向锅炉供水，若锅炉中的压力突然升高，则泵提供的流 减小 ，扬程_____________ 增大 量________ 。
22.如本题附图所示，槽内水位维持不变。槽底部与内径为 100mm钢管相连，管路上装有一个闸阀，阀前离管路入口 端15m处安有一个指示液为汞的U管压差计，测压点与管路 出口端之间距离为20m。ρ 汞 = 13600kg / m 3 ①当闸阀关闭时测得R = 600mm, h = 1500mm; 当闸阀部分开启时， 测得 R / = 400mm, h / = 1400mm, 管路摩擦系数取 λ = 0.02, 入口处局部阻力系数取0.5，问每 小时从管中流出水量为多少m3? ②当阀全开时（取闸阀全开 le d = 15, λ = 0.018), 测压点B处的静压强为若干Pa(表压）?
15. 如图所示系统，大管内径为 d1＝45mm，液 体在大管内的流速为 0.5m/s，小管内径为 d2＝ 19mm，从1-1到2-2截面（管内截面）的阻力 损失为15J/kg，则2-2处的流速为 2 . 8 质量守恒（连续性） m/s，此值是根据 方程计算而得。
16. 米糠油在管中作层流流动，若流量不变 ,管径、管长不变，油温升 高，粘度为原来的 1/2 ，则摩擦阻力损失为原来的 倍。 1 / _____ 2
d 的关系
8.流体通过非圆管的摩擦阻力计算
l u 摩擦阻力 h f = λ de 2
9 .局部阻力计算
2
deu ρ Re = µ
4A de = Π
le u u hf = λ =ζ d 2 2
2
2
10 .输送设备消耗的功率 Pa = Pe / η Pe = ρ gH e q v = he q m
11.并联管路 q v = q v1 + q v 2 + q v 3 + ......
《化工原理(上)》教学大纲
《化工原理(上)》教学大纲一、课程基本信息二、课程教育目标1．掌握流体流动及传热等化工过程的基本原理和典型设备的构造及性能；2. 通过本课程知识的系统学习，培养学生的工程观点和解决工程实际问题的能力，包括对化工单元操作进行工程计算的能力、正确运用工程图表的能力以及运用技术经济观点分析、解决工程实际问题的能力；3. 通过学习一些处理工程的基本方法，如因次分析法、数学模型法、过程分解法、试差计算法和图解计算法等，使学生具备在不同场合选用不同方法处理工程问题的能力；4. 通过对基本原理、工程计算和典型设备的讲授，培养学生从过程的基本原理出发，观察、分析、综合、归纳众多影响因素，从中找出问题的主要方面，运用所学知识解决工程问题的科学思维能力和创新思维能力；4、通过本课程学习，培养学生的自学能力和独立工作能力，能根据所处理问题的需要，寻找、阅读有关手册、参考书、文献资料并理解其内容。
三、理论教学内容与要求1. 绪论与流体流动概述（2学时）化工过程与单元操作；本课程性质和任务流体流动及输送问题；流体的连续性和压缩性；流体的物性2．流体静力学（2学时）压强的定义、性质、单位及表示方法；静力学方程及应用；液柱压差计3. 流体流动的守恒原理（5学时）流量与流速；定态流动与非定态流动；流体流动的连续性方程；流体流动的机械能衡算；伯努利方程及应用4．流体流动的内部结构（3学时）牛顿粘性定律；流体的粘度；牛顿型流体与非牛顿型流体；雷诺实验；两种流动型态及判据；层流与湍流的特征；管流剪应力分布和速度分布5．流体流动的阻力计算（3学时）直管内流动阻力与量纲分析；摩擦阻力系数；局部阻力损失；当量的概念（当量直径，当量长度）；边界层概念；流动机械能损失计算6. 管路计算与流量测量（4学时）简单管路计算：复杂管路的特点及计算要点；毕托管、孔板流量计、文丘里流量计及转子流量计的测量原理和计算方法7.离心泵（5学时）流体输送机械的作用与分类；离心泵工作原理与主要部件；气缚现象；离心泵性能参数与特性曲线；管路特性方程；工作点的概念和流量调节；安装高度与气蚀现象；离心泵的类型、选用、安装与操作8.其它类型泵与气体输送机械（3学时）往复泵工作原理与结构、性能参数与流量调节、正位移泵特性；旋涡泵、计量泵与旋转泵；离心式通风机工作原理、性能参数与选型计算；罗茨鼓风机；离心式压缩机；真空泵与往复压缩机9.传热概述与热传导（3学时）传热过程在化工生产中的应用；传热的基本方式；工业换热过程；传热速率；傅立叶定律；导热系数及影响因素；一维定态热传导计算（单层与多层平壁、单层与多层圆筒壁）10. 对流传热（4学时）对流传热过程；牛顿冷却定律；对流传热系数及其影响因素；准数方程与准数的物理意义；管内强制对流传热；管外强制对流传热；自然对流传热；蒸汽冷凝传热；液体沸腾传热11. 热辐射（1学时）物体的辐射能力；斯蒂芬-波尔兹曼定律；克希霍夫定律；两灰体间的辐射传热12. 传热过程的计算（5学时）间壁传热过程；热量衡算式；总传热系数计算与分析；串联热阻与控制热阻；污垢热阻；总传热速率方程；平均温度差计算与分析；间壁换热过程计算13. 换热器（2学时）各类工业换热器结构及应用；列管式换热器的参数与流程的选择原则；列管式换热器的设计与选型计算；工业传热过程的强化14. 讨论课（4学时）流体流动计算；传热计算四．实验教学内容与要求1.绪论（2学时）介绍化工原理实验课的研究对象、一般研究方法、特点及数据处理方法2.柏努利演示实验（2学时）实测静止和流动的流体中各项压头及其相互转换;验证流体静力学原理和柏努利方程;实测流体流动压头变化及相应压头损失,确定两者相互之间关系3.雷诺演示实验（2学时）观测雷诺数与流体流动类型关系;观察层流中流体质点的速度分布4.流体阻力实验（4学时）掌握流体流动阻力测定方法,测定直管摩擦阻力系数及局部阻力系数;验证层流区摩擦阻力系数与雷诺数和管子相对粗糙度关系5.离心泵性能实验（4学时）测定离心泵性能曲线并确定最佳工作范围;测定孔板流量计的孔流系数6.强制对流传热膜系数的测定实验（4学时）通过实验确定传热膜系数准数关联式中的系数和指数;分析影响传热膜系数的因素;了解强化传热的途径五．作业每周布置和收交作业，作业每周4~7题，总计60道题左右。
化工原理(上册)复习知识点
第1章 流体流动常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度1.29 kg/m31atm =101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=760mmHg（1）被测流体的压力 > 大气压 表压 = 绝压－大气压（2）被测流体的压力 < 大气压 真空度 = 大气压－绝压= －表压静压强的计算柏努利方程应用层流区（Laminar Flow ）：Re < 2000；湍流区（Turbulent Flow ）：Re > 4000；2000 <Re < 4000时，有时出现层流，有时出现湍流，或者是二者交替出现，为外界条件决定，称为过渡区。
流型只有两种：层流和湍流。
当流体层流时，其平均速度是最大流速的1/2。
边界层：u<0.99u 0阻力损失：直管阻力损失和局部阻力损失当量直径d e管路总阻力损失的计算突然缩小局部阻力系数ζ= 0.5，突然扩大局部阻力系数ζ= 1。
流体输送管路的计算:通常，管路中水的流速为1~3m/s 。
并联管路, 各支管的阻力损失相等。
毕托管测量流速测量流量: 孔板流量计, 文丘里流量计, 转子流量计。
孔板流量计的特点；结构简单，制造容易，安装方便，得到广泛的使用。
其不足之处在于局部阻力较大，孔口边缘容易被流体腐蚀或磨损，因此要定期进行校正，同时流量较小时难以测定。
转子流量计的特点——恒压差、变截面。
第2 章 流体流动机械压头和流量是流体输送机械主要技术指标离心泵的构件: 叶轮、泵壳（蜗壳形）和 轴封装置离心泵的叶轮闭式效率最高，适用于输送洁净的液体。
半闭式和开式效率较低，常用于输送浆料或悬浮液。
气缚现象：贮槽内的液体没有吸入泵内。
启动与停泵灌液完毕，关闭出口阀，启动泵，这时所需的泵的轴功率最小，启动电流较小，以保护电机。
启动后渐渐开启出口阀。
f e h u p gz h u p gz +++=+++222221112121ρρf e Hg u z g p H g u z g p +++=+++2222222111ρρμρdu =Re 222'2e 2e 2u d l l u d l l u d l h h h f f f ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=∑∑∑∑∑∑ζλλζλ▪ 停泵前，要先关闭出口阀后再停机，这样可避免排出管内的水柱倒冲泵壳内叶轮，叶片，以延长泵的使用寿命。
化工原理上册主要公式
化工原理上册主要公式第一章 流体流动与输送机械 1. 流体静力学基本方程：gh p p ρ+=022. 双液位U 型压差计的指示: )(2121ρρ-=-Rg p p )3. 连续性方程：常数=uA4. 理想流体的伯努力方程：ρρ222212112121p u g z p u g z ++=++ 5. 实际流体机械能衡算方程：f e h p u g z W p u g z ∑+++=+++ρρ222212112121 6. 雷诺数：μρdu =Re7. 直管阻力：ρρμλff p d lu u d l h ∆==⋅⋅=223228. 局部阻力：2'2'22u h u d l h f e f ⋅=⋅⋅=ξλ或9. 出口局部阻力系数：1=ξ；进口的局部阻力系数：5.0=ξ 10. 流体输送机械的效率：NN e=η 11. 流体输送机械的轴功率：s e w W gQH N ==ρ12. 管路特性曲线：2e e BQ K H +=，其中gp z K ρ∆+∆=，gu d l l H BQ e f e2))((22ξλ∑++∑=∑=13. 单泵的特性曲线：2BQ A H -=，两台相同泵并联的特性曲线：22⎪⎭⎫⎝⎛-=Q B A H ，两台相同泵串联的特性曲线：22BQ A H-= 14. 离心泵的汽蚀余量：gp g u g p NPSH vρρ-+=2211 15. 离心泵的允许吸上真空度：gp p H a s ρ1'-=16. 离心泵的允许安装高度：10,0)(----=f r vg H NPSH gp p H ρ，10,212'---=f s g H gu H H17. 比例定律：32''''''⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛==n n N N n n H H n n Q Q ，18. 切割定律：32''''''⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛==D D N N D D H H D D Q Q ，第二章 非均相物系分离 1. 形状系数：ps S S =φ 2. 层流区重力沉降速度：()μρρ182gd u s t -=3. 降尘室颗粒完全除去的条件：t θθ≥或t u H u l //≥4. 降尘室的生产能力：t s u A V 底≤5. 层流区离心沉降速度：()Ru d u Ts r 2218μρρ-=6. 旋风分离器能分离下来的临界颗粒的粒径：i c u B d /∝7. 总效率和粒级效率的关系：∑==ni i p i x 1,0ηη8. 恒压过滤方程：θ222KA V V V e =+，e e KA V θ22=，)()(22e e KA V V θθ+=+ 9. 连续过滤机的浸没度：360浸没角度=ψ10. 当滤布阻力忽略时，连续过滤机的生产能力：ψKn A Q 465= 第三章 传热1. 单层壁的定态热导率：，或mS b tQ λ∆=2. 多层圆筒壁定态热传导方程：∑=+-=ni mii in S b t t Q 111λ 3. 牛顿冷却定律：t S Q ∆=α 4. 总传热速率方程：m o o t S K Q ∆=5. 热负荷：流体无相变时，热流体放出的热量：)(21T T c W Q ph h -=，冷流体吸收的热量：)(12t t c W Q pc c -= 流体只有相变时的热负荷：Wr Q =6. 考虑热阻的总传热系数方程：io si so i o i m o o d d R R d d d d b K ⋅++⋅+⋅+=αλα111o 7. 逆流和并流时对数平均温度差：1212ln t t t t t m ∆∆∆-∆=∆ 8. 错流和折流时的温度差：'m t m t t ∆=∆∆φ9. 若热流体是最小值流体：mph h pc c ph h t T T C W KSNTU T T t t C W C W C C t T T T ∆-==--==--=21min 2112max min 1121，，ε 10. 若冷流体是最小值流体：mpc c ph h pc c t t t C W KSNTU t t T T C W C W C C t T t t ∆-==--==--=12min 1221max min 1112，，ε 11. 努塞尔数λαl Nu =普朗克数λμCp =Pr 12. 流体在圆形管内做强制对流：10000Re>，1600Pr6.0<<，50/>dlnNu PrRe023.08.0=，或nCpdud⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛=λμμρλα8.0023.0，其中当流体被加热时，n=0.4，当流体被冷却时n=0.3。
化工原理第四版谭天恩上册笔记
尊敬的读者，今天我将与大家共享《化工原理第四版谭天恩上册》的学习笔记和个人理解。
在本文中，我将深入探讨该教材涵盖的内容，并结合个人观点和理解，希望能为大家带来有价值的信息。
一、导论在《化工原理第四版谭天恩上册》中，谭天恩教授首先介绍了化工原理的基本概念和原理，包括物质的基本性质、化工过程的基本特征以及化工原理研究的基本方法。
从中我们可以了解到化工原理的研究对象是化工过程，而化工过程则是在控制条件下进行的物质转化过程。
这一部分的学习，让我对化工原理有了更清晰的认识，也让我明白了化工原理对于化工工程的重要性。
二、物质的结构和性质接下来，教材详细介绍了物质的结构和性质，包括物质的微观结构、宏观性质以及相平衡等内容。
在学习过程中，我深刻理解了化工原理中物质的基本单位是分子和原子，不同的物质由不同的分子组成，而分子之间的相互作用决定了物质的宏观性质。
通过学习相平衡的知识，我也了解到了在不同条件下，物质的相态会发生改变，这对于化工过程的设计和操作具有重要的指导意义。
三、化学平衡化学平衡是化工原理中一个非常重要的概念，也是化工过程中需要重点考虑的问题。
在教材中，谭天恩教授详细介绍了化学反应的平衡原理、平衡常数的计算以及影响平衡的因素等内容。
通过学习，我对化学反应达到平衡时物质浓度的变化规律有了更清晰的认识，也对平衡常数的计算方法有了更深入的了解。
这些知识对于我理解化工过程中的反应平衡和控制具有重要意义。
四、热力学基础热力学是化工工程中不可或缺的基础学科，而在《化工原理第四版谭天恩上册》中，也着重介绍了热力学的基本概念、热力学系统的性质以及热力学过程的基本规律。
通过学习这一部分内容，我对热力学系统的分类和性质有了更清晰的认识，也对热力学过程中能量转化和传递的规律有了更深入的理解。
这些知识对于我理解化工过程中能量转化和热力学参数的计算具有重要的指导意义。
总结回顾通过学习《化工原理第四版谭天恩上册》，我对化工原理的基本概念、物质的结构和性质、化学平衡以及热力学基础等方面有了更全面、深刻和灵活的理解。
化工原理(上册)
3. 用离心泵在两个敞口容器间输液。若维持 两容器的液面高度不变，当关小输送管道 的阀门后，管道的总阻力将____。 • 答案：不变 • 分析：在两个液面间列柏努力方程式，因 位能、静压能和动能均不变化，所以管道 总损失不变；阀门开度减小后，导致局部 阻力增大，水量减小，直管阻力减小，总 阻力不变化。
VS Aut
•
d 2 (s )g ut 18
•
故 d min
Vs 18 Vs g( s ) A
9.下述说法中正确的是 。 A．过滤速率与过滤面积成正比 B．过滤速率与过滤面积的平方成正
比；
C．过滤速率与滤布阻力成反比；D．过滤速率与操作压差的平 方成正比； • 答案：B dV KA2 • 分析：可由过滤基本方程直接求得 d 2(V V )
3.流体流动的类型有：滞流、湍流和过渡流。（ ） • 答案： × 过渡流并非第3种流型，只是这时流体处于不稳定的过渡 状态，可能是滞流、也可能是湍流，或者二者交替出现，
分析：从本质上讲，流体流动只有滞流、湍流两种类种。
要视流体进口段的情况、管壁粗糙度以及周围有无振动等
外界条件决定。 4.连续性方程所反应的管路各截面上流速的变化规律与管路 上是否装有管件、阀门或输送设备等无关。（ ） 答案：√
第四章
1.“为了节省冷却介质的用量，在设计换热器的过程中，应尽量提高冷却介质的 出口温度。”这种说法是否正确？ • 答：不正确。 冷却介质的出口温度越高，其用量越小，回收热能的品位也越高，动力消耗也随 之减小。但出口温度升高的结果，导致传热推动力即对数平均温差降低，所 需传热面积增大，设备费用增大。因此必须从综合角度考虑，全面加以权衡， 确定一个适宜的出口温度。 如CaCO3、 MgCO3、CaS04、MgSO4等。若出口温度过高，上述盐类就会
化工原理天大上册(完整版)
化工原理上册(陈敏恒)
Ne WeWS 242 10.37 2510W 2.51kW
NP Ne
2.51 4.18 0.6
泵输送功率的计算——阻力损失待求 将2×104kg/h的某种水溶液用泵从反应器输送 到高位槽。在操作条件下的水溶液的平均密度为 1073kg/m3，粘度为0.63mPa· s。反应器液面上方保 持26.7kPa的真空度，高位槽液面上方为大气压。泵 的进口管道为φ108mm×4mm，长为5m，管路上装 有90o标准弯头1个,全开闸阀1个。泵的出口管道为 φ76×4的钢管，长为45m，取管壁绝对粗糙度为 0.3mm，管路上装有全开闸阀1个，孔板流量计1个 （局部阻力系数为4），90o标准弯头4个，反应器内 液面与管路出口的垂直距离为15m。今在库房里有一 台备用的离心泵，其效率为66%，轴功率为3.71kW。 试计算该泵的轴功率能否满足要求。
为29.4kPa（表压）。设泵的效率为60%，试求泵
所需的功率。
20m
1.5m
解：在1-1′截面和2-2′截面间列柏努利方程
1 2 p1 1 2 p2 z1 g u1 We z2 g u2 h f 2 2 p2 p1 1 2 2 We ( z2 z1 ) g (u2 u1 ) h f 2
入口管段：
VS / 2 104 / 3600 /1073 u 0.66 m/s 2 2 0.785d 0.785 (0.10) du 0.1 0.66 1073 5 Re 1.12 10 3 0.63 10 0.3 0.003 λ=0.027 d 100 90o标准弯头1个： 0.75 进口损失： 0.5
分析： 高位槽、管道出口两截面 解： 取高位槽液面为截面1-1’，连接管出口内侧为截面2-2’, 并以截面2-2’ 的中心线为基准水平面，在两截面间列柏努 利方程式： u、p已知
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•
= p f ,2
l2 u2 2 2 4
p f ,1
l1 u1
7.某精馏塔顶操作压强须维持在5.3kPa，若当地气 压计的读数为100.6kPa (775mmHg) ，塔顶真空 表读数应为_____kPa (mmHg)。
• 答案：95.3(715)
三、判断题
1.流体静力学基本方程式只适用于己于重力场，其他(如离心场) 不适用。( )
4.经内径为158mm的钢管输送运动粘度为90mm2/s的燃料油。 若保持油品作滞流流动，最大流速不能超过 。
• 答案：1.14m/s
• 分析：令临界雷诺数等于2000，
Re
du v
0.158u 90 106
2000
即可求得大速度。
•
解之
u 1.14m/ s
5.如果管内流体流量增大1倍以后，仍处于滞流状态，则流动阻力
答案：对
分析：流体静力学基本方程式推导的前提是重力场，研究的是 流体在重力和压力作用下的平衡规律。由于流体处于相对静 止状态，所以流体所受的力只有重力（注意：无离心力等）。 在使用该方程式时当然离不开推导过程中重力场这一先决条 件。
2. 在定态流动中，各截面上流体的流速、压强、密度等有关物 理量不随时间和位置而变。（ ）
是因为饱和蒸汽与低于其温度的壁面接触后，冷凝为液体，释放出大 量的潜在热量。虽然蒸汽凝结后生成的凝液覆盖着壁面，使后续蒸汽 放出的潜热只能通过先前形成的液膜传到壁面，但因气相不存在热阻， 冷凝传热的全部热阻只集中在液膜，由于冷凝给热系数很大，加上其 温度恒定的特点，所以在工业上得到日益广泛的应用。
• 如要加热介质是过热蒸汽，特别是壁温高于蒸汽相应的饱和温度时， 壁面上就不会发生冷凝现象，蒸汽和壁面之间发生的只是通常的对流 传热。此时，热阻将集中在靠近壁面的滞流内层中，而蒸气的导热系 数又很小，故过热蒸汽的对流传热系数远小于蒸汽的冷凝给热系数， 这就大大限制了过热蒸汽的工业应用。
• 答案： ×
分析：这是对定态流动的误解。定态流动要求就某一位置讲， 与流动有关的物理量不随时间改变，但各物理量可因位置不 同而异
3.流体流动的类型有：滞流、湍流和过渡流。（ ） • 答案： × 分析：从本质上讲，流体流动只有滞流、湍流两种类种。
• 一、问答题 • 1、为什么不能用当量直径的方法来计算非圆形管子或设备
的截面积？
• 答：当量直径的计 例如：滞流时应用当量直径计算阻力的误差就比较大，用于 矩形时，其截面积的长宽之比不能超过3∶1。而且最初只是 用它来计算非圆形截面管子或设备的直径，不能随意推广用 其计算非圆形截面管子或设备的截面积。
• 二 、填空题
1.边界层的形成是液体具有
的结果。
• 答案：粘性
分析：由于流体具有粘性，使壁面粘附一层停滞不动的流体层； 同样还是因为流体具有粘性，使得静止层流体与其相邻的流
体层间产生内磨擦力，导致相邻流体层速度减慢。
这种减速作用由壁面附近的流体层依次向流体内部传递，而流 速受到壁面影响的这一区域就的我们通常所说的边界层。如
• 例如：一外管内径为d1、内管外径为d2的套管环隙，其当
量直径de=d1-d2。
•
若用(d1-d2)做直径来计算该环隙截面积，则为
4
(d1
d2
)2
，
• 而实际上该环隙的截面积应为
4
(d12
d22)
。
• 二者显然不等。所以在范宁公式、泊谡叶方程以及Re数中
的流速都是指流体的真实流速，而不能用当量直径de来计
增大到原来的
倍。
答案：2
分析：由泊谡叶方程知，在滞时流动阻力与流速的一次幂成正比。 需注意的是变化前后的流动型态。本例中如果流量增大1倍后， 流体不再作滞流流动，则流动阻力不止增大到原来的2倍。
6.在滞流区，若总流量不变，规格相同的两 根管子串联时的压降为并联时的 倍。
• 答案：4 • 分析：由泊谡叶方程知：
算，只是式中直径的可用当量直径de代之。
2. 离心泵的特性曲线H－Q与管路的特性曲线He－Qe有何不 同？二者的交点意味着什么？
答：将离心泵的基本性能参数之间的关系描绘成图线称为离 心泵的特性曲线。这里讨论的是其中的一条H－Q曲线。 它表明转速一定时，离心泵的流量和该流量下泵的能提供 的压头即做功本领之间的对应关系。该曲线由生产厂家测 定并提供，是泵本身固有的特性，它只与泵自身的结构 （如叶片弯曲情况、叶轮直径等）、转速有关，而与其所 在的管路及其他外界条件无关。所以离心泵的特性曲线图 只须注明型号、转速即可。
5.冷热流体通过间壁的传热过程
(1)热流体 Q1(对 流 )管壁内侧 (2)管壁内侧 Q2 ( 热传导 )管壁外侧 (3)管壁外侧 Q3 (对 流 ) 冷流体
6. 非均相分离的目的
① 收集分散物质； ② 净化分散介质； ③ 环境保护与安全生产。
7、工业上常使用饱和蒸汽做为加热介质而不用过热蒸汽，为什么？ 答：使用饱和蒸汽做为加热介质的方法在工业上已得到广泛的应用。这
标志着流体流动的湍动程度。
4.应用柏努利方程式解题要点
１）作图与确定衡算范围 根据题意画出流动系统的示意图，并指明流体的流
动方向。定出上、下游截面，以明确流动系统的 衡算范围；
２）正确选取截面；保证未知量在截面或截面之间
３）选取基准水平面；确定两截面上的压强,并要求 压强的表示方法一致;
４）按照单位一致的原则,确定有关物理量的单位。
• 二者的交点M称为泵在该管路上的工作点。意味着它所对 应的流量和压头，既能满足管路系统的要求，又能为离
• 心泵所提供，即 Q Qe，H He 。
• 换言之，M点反映了某离心泵与某一特定管路相连接时的 运转情况。离心泵只能在这一点工作。
3.Re的物理意义 Re反映了流体流动中惯性力与粘性力的对比关系，
果流体没有粘性，就不会润湿壁面，也没有内磨擦力的存在， 亦无边界了。
2.两个系统的流体力学相似时，雷诺数必相等。所以雷诺数又 称作 。
• 答案：相似准数
3. 用离心泵在两个敞口容器间输液。若维持 两容器的液面高度不变，当关小输送管道 的阀门后，管道的总阻力将____。
• 答案：不变
• 分析：在两个液面间列柏努力方程式，因 位能、静压能和动能均不变化，所以管道 总损失不变；阀门开度减小后，导致局部 阻力增大，水量减小，直管阻力减小，总 阻力不变化。