浙江大学化工原理(过程工程与控制乙) 2009ppe-chap5_3

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浙江大学化工原理(过程工程与控制乙) 2009ppe-chap3_2

100 % ； 100 %
p
压降：好，一般在 5002000Pa 左右小
2009-1-28
zhumingqiao@
2．离心沉降设备
B
旋液分离器：
净化气体含尘
特点：与旋风分离器相比，直径小、锥形部分长 Why?
气体 A
D
尘粒
标准型旋风分离器
zhumingqiao@
二、影响沉降的因素

(Influencing factors for settling process)
1．干扰沉降
由于干扰作用，实际沉降速度小于自由沉降速度。
2．非球形颗粒的沉降
球形度越小，沉降速度越小
颗粒的位向对沉降速度也有影响
2 ut 2 mg 1 dp 0 D p 2 4 3 2 2 d p p g1 d p D u t 0 6 p 8
ut
R e p = d p u t / 1 或 2
4d
图 3 -1 5
曳力系数与雷诺数关系
2．离心沉降速度
2 2
centrifugal
离心力 F c ma
c
离心加速度 a c= r=u /r 不是常量
加速度很小，可近似作为匀速沉降处理
浮力 F b m a c
p
沉降过程没有匀速段，但在小颗粒沉降时，曳力 F D
1．重力沉降设备
什么条件？
ut
d
2 p

p
g

18
思考 3 ：要想使某一粒度的颗粒在降尘室中被 1 0 0 % 除去，必须满足

浙大控制考研-化工版习题集

浙大控制考研-化工版习题集第一周第一次1.（化工版习题集习题一（P6））A-1-1 图1-8是水槽液位系统的两种不同控制方案。

分别画出两个控制系统的方块图；分别指出两个控制系统的被控对象、被控变量和操纵变量；结合这两个系统的方块图，说明方块图中的信号流与工艺流程中的物料流量是不相同的。

A－1－4 如图一热炉，燃料油在炉中燃烧，放出热量以加热原料油。

工艺上要求原料油的出口温度保持在规定的数值上，为此设计a、b两种控制方案。

试分析画出该两种控制方案的方块图，说明它们在控制系统结构上分别属于什么控制系统？当原油的入口温度经常波动时，控制方案b能否使原料油的出口温度保持不变。

第二次1 .《化工过程控制原理》20页2－1（3）图2-11所示为一弹簧阻尼系统，试建立该装置的数学模型。

弹簧上端位移为x，下端位移为y，f为阻尼器的粘性摩擦系数图2-12所示为一水银温度计，试建立该温度计的数学模型。

To为温度计测量值，Ti为环境温度。

设水银质量为M，比热容为c;忽略温度计的玻璃管本身比热容。

水银温度计的外表面积为F，等效导热系数为α。

1．（胡寿松版教科书P70题2－2）设机械系统如下图，其中是输入位移，是输出位移。

试分别列写各系统的微分方程式。

第二周第一次（控制习题集P51 ）A-2-18图2-62所示网络系统中，假设电源内阻为零，外接负载无穷大。

试写出uo与ui之间关系的微分方程式，以Uc1，Uc2 为状态变量，列写该系统的状态空间表达式。

图2-62网络系统（控制习题集P51 A-2-19）试写出图2-63所示网络系统的微分方程式，能否以Uc1，Uc2 为状态变量写该系统的状态空间表达式，为什么？图2-63网络系统第二次A-2-20 图2-64表示弹簧阻尼器系统。

图中f表示粘性摩擦系数，k表示弹簧刚度。

试列写输入位移与输出位移之间的微分方程式。

B-2-1 图2-65所示为一冷热混合槽。

冷热液的温度恒定，分别为和。

化工原理过程工程原理单元练习3-2010604

浙江大学本科生单元练习三课程：过程工程原理（乙）时间：2010年6月4日成绩：学号：姓名：一、填空题1. 常压下，吸收塔某一截面上，含氨3%（摩尔分率）的气体与浓度为1kmol/m3的氨水相遇，若已知传质系数为k x=83.310 - 4kmol/(m2sx)，k y=510 - 4kmol/(m2sy)，相平衡常数m=0.753，则以气相摩尔分率表示的总的推动力、总传质系数K y及传质速率分别为、、。

2. 为简化精馏计算，通常引入的两个基本假定为、。

3. 以下两种蒸馏方式，当在原料液组成一定且得到的液相分率也相同时，则平衡蒸馏的塔顶产品组成比简单蒸馏的组成，其原因为。

4. 在恒定干燥条件下，测得某物料恒速干燥阶段的干燥速率为0.000422 kg/(m2s)。

已知初始含水量为0.4kg水/kg干料，最终含水量为0.15kg水/kg 干料，临界含水量为0.285kg水/kg干料，平衡含水量为0.1kg水/kg干料，G c/A=21.5kg/m2，则恒速干燥时间为。

二、选择题1. 当溶质在吸收剂中溶解度很大时，总的推动力主要用于克服。

A. 液相阻力B. 气相阻力C. 气相和液相各占一半的阻力总和D. 不能确定2. 恒定干燥条件指的是。

A. 湿空气t、H、流量及与湿物料接触方式不变B. 湿空气t、H、t w及与湿物料接触方式不变C. 湿空气t、H及与湿物料流量、接触方式不变D. 上述均不对3. 在一填料吸收塔中吸收某低浓度混合气体中可溶组分，现因故吸收剂中溶质含量升高，若保持其它操作条件不变，则出口气、液相中氨的浓度y a和x b的变化趋势为。

A. y a增大、x b增大B. y a增大、x b减小C. y a减小、x b增大D. y a减小、x b减小4. 一操作中的精馏塔，若保持F、x F、q、D不变，增大回流比R，则提馏段的L、V的变化趋势为。

A. L增大、V减小B. L减小、V增大C. L增大、V增大D. L和V均减小5. 干球温度t 、湿球温度t w及露点温度t d关系为。

浙江大学化工原理考研大纲

太原科技大学全国硕士研究生招生考试业务课考试大纲（初试）科目代码：837科目名称：化工原理1.前言化工原理课程研究生入学考试主要测试考生化工单元操作的掌握情况。

测试分两个方面：一是化工单元过程原理，测试考生基本概念，过程计算和熟悉程度；二是综合应用化工单元过程原理能力，从而对考生有较全面的评价。

2．题型说明化工原理考试采用闭卷考试，试卷由以下三部分构成：（1）基本概念题：由选择题、填空题和解答题构成。

（2）计算题：包括过程计算、公式推导。

（3）实验题：包括实验设计、实验原理和实验现象解释。

3．考试内容3.1绪论（1）化学工程及其发展。

（2）化工原理课程的性质、内容和任务。

（3）四个基本关系:物料衡算、热量衡算、平衡关系及速率关系。

3.2流体流动（1）流体静力学方程及其应用。

（2）流量与流速、定态与非定态流动、连续性方程式、能量衡算式、柏努利方程式的应用。

（3）牛顿粘性定律与流体的粘度、非牛顿型流体的概念、流动类型与雷诺准数、滞流与湍流、边界层的概念。

（4）流体在直管中的流动阻力、摩擦系数、因次分析、管路上的局部阻力、管路系统中的总能量损失。

（5）并联管路与分支管路。

（6）测速管、孔板与文丘里流量计和转子流量计。

3.3流体输送设备（1）离心泵的工作原理和主要部件、离心泵的基本方程式、离心泵的性能参数与特性曲线、离心泵的性能改变和换算、离心泵的气蚀现象与允许吸上高度、离心泵的工作点与调节、离心泵的联用、离心泵的类型与选用。

其它类型泵,如往复泵、旋转泵、漩涡泵的工作原理和适用范围。

（2）离心通风机的结构、性能参数和选择,离心鼓风机和压缩机、旋转鼓风机、真空泵。

3.4非均相物系的分离（1）沉降速度、降沉室、沉降槽。

（2）过滤操作的基本概念、过滤基本方程式、恒压过滤、恒速过滤与先恒速后恒压过滤、过滤常数的测定、过滤设备、滤饼的洗涤、过滤机的生产能力。

3.5传热（1）传热的基本方式。

（2）傅立叶定律、导热系数、平壁热传导、圆筒壁热传导。

浙大化工原理总复习提纲汇编

n
T1
T2
t 2 t 1 其中 t m t 2 ln t 1
t2
（逆、并流）
单管程、单壳程
1 e xp 1 C Rc NTUc c 1 C Rc NTUc 1 C Rc e xp
or
（逆流时总传热速率方程）
1 1 NTU ln1 C R C R （逆流时总传热速率方程） 1 CR 1

1 4 w
（板框）
w
（叶滤机、转筒真空机）
1．重力沉降速度
u 2 mg 1 D dp 0 p 2 4
2 t
浮力 Fb 曳力 FD
Rep=dput/ 1 或 2 层流区 or 爬流区
质量力 Fc
颗粒在流体中沉降时受力
D
无相变时：
Q m h c ph T1 T2 m c c pc t 2 t 1
Q KAt m
有相变时：
Q mr
1 1 Ra1 b Ra2 1 KA 1 A1 A1 Am A2 2 A2
t1
Nu 0.023Re
0.8
n 0.4 被加热 Pr n 0.3 被冷却
位头
动压头
静压头
外加压头
压头损失
每一项单位均为 m
机械能衡算方程：
2 2 u1 p1 u2 p2 gz 1 w e gz 2 wf 2 2
64 l u 层流：阻力计算式：直管 w f Re d 2 湍流： f Re, d
一般规定，允许汽蚀余量
h hmin 0.3

浙江大学-化工原理-硕士学位研究生入学考试-2004真题

1、（22 分）如图所示的送水系统中，两支管路上各装一个阀门 K1 和 K2，AB 管段的长度为 10m（包括局部力的当量长度在内），B 点为泵出口处。各管路的内径均为 38mm。阀门 K1 和 K2 适当开启时，泵只向槽 1 送水而不向槽 2 送水，槽 2 的水也不向下流，此时泵入口
e 处真空表读数为 23.4kPa。已知摩擦因数均为 0.025，水的密度为 1000kg/m3,两水槽中液
以及进口温度一定时，为使液体温度升到最高采用的流程为
。
（A）液体走管外，液体并联逆流操作（B）液体走管内，液体并联并流操作
（C）液体走管内，液体串流并流操作（D）液体走管外，蒸汽串联逆流操作
7、对同一物系，其冷凝传热热阻比无相变过程对流传热热阻小的原因是
。
8、连续操作的单效蒸发器用于蒸发 NaOH 溶液，加热蒸汽压力为 100kpa（表压），蒸发室
项，而气体在离心通风机中所获
得的主要是机械能中的
项。
4、“叶滤机洗涤速率与恒压过滤最终速率相等”，这一结论通常隐含如下前提条件：
。
5、在温度 200~600°C 时，氧化铜的黑度大于氧化铝的黑度，则氧化铝的发射能力氧
化铜的发射能力。
（A）大于（B）等于（C）小于（D）不能确定
6、用两台相同的列管式换热器加热冷液体，加热剂为饱和水蒸汽。在蒸汽压力、液体流量
(2)、若选定气体出干燥器的温度过高（或过低），其弊端是什么？ 5、（15 分）在填料层高度为 4m 的常压逆流吸收塔内，用清水吸收空气的氨，已知入塔空气中含氨 5%（体积分率），塔顶空气中含氨 0.5%（体积分率），实际液气比为 0.98，又已知在该塔操作条件下，氨气系统的平衡关系为 y=mx（式中，m 为常数，x、y 分别为液、气相中氨的摩尔分率），且测得与含氨气 1.77%（体积分数）的混合气体充分接触后的水中氨浓度为 18.89g/1000g 水。（1）求该填料塔的气相总传质单元高度（单位 m）；（2）现水温上升，其他操作条件不变，试分析气、液相出塔浓度如何变化？

浙江大学化工原理教学大纲

过程工程原理（甲）I”教学大纲课程：091C0010课程名称：过程工程原理（甲）I英文名称： Process Engineering Principles (A) Ⅰ周学时：3-0学时学分：3学分课程类别：大类课预修课程：高等数学、普通物理、物理化学、热力学面向对象：化学工程与工艺专业、生物工程专业、制药工程专业教学方式：多媒体教学目的与基本要求：通过本课程的学习，使学生了解动量传递、热量传递的基本理论，掌握流体流动和输送、过滤、沉降、流态化以及换热、蒸发等单元操作的原理，熟悉相应设备的结构和特点，并熟练进行上述各单元操作的工艺计算及设备设计或选型。

课程简介本课程主要介绍动量传递、热量传递的基本理论，流体流动和输送、过滤、沉降、流态化以及换热、蒸发等单元操作的基本原理及工艺计算，相应设备的结构和特点。

主要内容及学时分配教学时数共计48学时。

绪论 0.5学时本课程内容、学习方法和学习要求。

第一章流体力学基础 17.5学时1、基本概念：流体的性质、连续介质模型。

2、流体静力学及其应用：静止流体所受的力、流体静力学基本方程、静力学原理在压力和压力差测量上的应用。

3、流体流动的基本方程：流速、流量、牛顿黏性定律、流动类型和雷诺数、几种时间导数、连续性方程、运动方程、总能量衡算和机械能衡算方程、阻力损失。

4、管路计算：简单管路、复杂管路、管网简介、可压缩流体的管路计算。

5、边界层及边界层方程：普兰特边界层理论、边界层积分动量方程及其应用、边界层的形成和发展、边界层分离。

6、湍流：湍流特点及其研究方法、湍流应力。

7、流速、流量测量：变压头流量计、变截面流量计。

第二章流体输送机械 7学时1、速度式流体输送机械：离心式流体输送机械的基本方程、离心泵与离心通风机的结构、工作原理与分类、离心泵与离心通风机的性能、离心泵与离心通风机的特性曲线、离心泵与离心通风机的工作点和流量调节、离心泵与离心通风机的安装和选用、其他速度式流体输送机械。

浙江大学化工原理(过程工程与控制乙)实验报告流体力学综合实验

实验报告课程名称：过程工程原理实验（乙）指导老师：金伟光成绩：__________________ 实验名称：流体力学综合实验（一、二）实验类型：工程实验同组学生姓名：_张子宽、王浩、张宇、任欣一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得1、流体流动阻力的测定实验1.1 实验目的：1.1.1 掌握测定流体流经直管、阀门时阻力损失的一般实验方法1.1.2 测定直管摩擦系数λ与雷诺数的关系，验证在一般湍流区内λ与的关系曲线1.1.3测定流体流经阀门时的局部阻力系数ζ1.2 实验装置与流程：1.2.1 实验装置介绍：实验对象部分由贮水箱、离心泵、不同管径和材质的水管、阀门、管件、涡轮流量计、U形流量计等所组成。

实验管路部分有两段并联长直管，自上而下分别为用于粗糙管直管阻力系数和光滑管直管阻力系数。

同时在粗糙直管和光滑直管上分别装有闸阀和截止阀，用于测定不同种类阀门的局部阻力。

水的流量使用涡流流量计测量，管路直管阻力和局部阻力采用压差传感器测量。

1.2.2 实验装置示意图，箭头所示为实验流程：图1.Re Re代表温度传感器，度；压差变送器；2—离心泵1.3 基本原理：流体通过由直管、管件和阀门等组成的管路系统时，由于粘性剪应力和涡流应力的存在，要损失一定的机械能。

流体流经直管时所造成的机械能损失成为直管阻力损失。

流体通过管件、阀门时由于流体运动方向和速度大小的改变所引起的机械能损失成为局部阻力损失。

1.3.1直管阻力摩擦系数λ的测定：由流体力学知识可知，流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为：（1）公式中： fp ∆：流体流经l 米直管的压力将，；λ：直管阻力摩擦系数，无因次； d ：直管内径，m ；f h ：单位质量流体流经l 米直管的机械能损失,J/K ；ρ：流体密度，kg/；l ：直管长度，m ；u ：流体在管内流动的平均速度，m/s ；由上面的式子可知：（2）式子中：Re ：雷诺数，无因次μ：流体粘度，kg/(m*s)。

浙江大学化工原理(过程工程与控制乙) 2009ppe-chap4_1

3
t t1 t2 t3 t4
推动力热阻
t2 t3 b2 2 Am 2 总热阻
0

t3 t4 b3 3 Am 3
r1 r2 t2
总推动力
b
i 1
i
i A mi
r
2009-2-8
zhumingqiao@
b1
b2
b3
*4.2.3一维稳态导热-----薄壳衡算法
定解条件： I . C ： = 0 时， t 0 = f（ x， y ， z）
B .C ： t w = 常数
q w= 常数 ----------------------第一类 B .C ----------------------第二类 B .C
qw
2009-2-8
t x
微元控制体
q x q y q z 于是： x y z
若、 cp 为常数，则：
q y q x q z x y z
S c p t
t S c p
t+ t
n l
物性之一：与物质种类、热力学状态（T、P）有关
等物理含义：代表单位温度梯度下的热通量大小，温面及温度梯度
故物质的越大，导热性能越好。一般地，导电固体> 非导电固体，液体> 气体
2009-2-8
T ，气体，水，其它液体的。
zhumingqiao@
若为常数，则：
2 2 2t t t 2 2 2 x y z
t S c p
---------直角坐标系下的 p x x

过程控制工程2009-2010考试题(ZJU)

5.
数字 PID 的位置式为 u (k ) K c e(k )

Ts Ti
T e(i) T e(k ) e(k 1) u
d s i 1
k

s
，增量式为
T T u (k ) K c e(k ) e(k 1) s e(k ) d e(k ) 2e(k 1) e(k 2) 。 Ti Ts
u1 () u1 (0) ，所以 y2 () y2 系统各属于什么系统？并说明理由。
（a）
图 10
（b）
两个系统的结构图
答：图 10（a）为前馈反馈控制，（b）为串级控制。串级控制和前馈反馈控制的区别在于第二个被检测变量（图（a）中为原油的流量，图（b）中为燃料油的流量）是否会受到调节阀的影响。显然图（a）中原油的流量不会受到燃料油调节阀的影响，而图（b）中燃料油调节阀直接改变燃料油的流量。
浙江大学 20 09 –20 10 学年春夏学期
《过程控制工程》课程期末考试试卷
请考生仔细阅读以下注意事项： 1. 诚信考试，沉着应考，杜绝违纪。 2. 课程号： 11120510__，考试试卷：√A 卷、B 卷（请在选定项上打√） 3. 开课学院：_控制系____ 4. 考试形式：√闭、开卷（请在选定项上打√），允许带__计算器__入场 5. 考试日期： 2010 年 07 月 01 日,考试时间： 120 分钟考生姓名：题序得分评卷人一、（19 分）填空题（每空 1 分） 1. 2. 3. 反馈控制系统由（被控）对象，测量变送，末端执行器和采用纯比例控制时，Kc 增大控制作用增强，系统的稳定性变差控制器，余差会四部分组成。变小。一二学号：三四五所属院系：六七 _ 八总分

浙江大学考研化工原理91-99真题答案

1991年（共两大题、十一小题）一、计算题：1.（10分）如图所示，水自水面为大气压的高位槽经总管道流入分支管道A和B,然后排入大气。

管道的内径均为27mm管内摩擦系数可取为λ=0.04，支管A上的全部管件及阀门(全开)的当量长度∑l eA=9.8m，支管B上的全部管件及阀门(全开)的当量长度∑l eB=9m,总管的全部管件和入口的当量长度∑l eO=1.1m,当支管A上的阀A v 全开，而支管B上的阀Bv部分开启到某一定程度时，测得支管A 中的水流量为0.5m3/h,试求此时支管B中的水流量为多少m3/h 。

(排入大气，d=27mm,λ=0.04,∑L eA=9.8m,∑L eB=9m, ∑L eo=1.1m;当A全开, B部分开启，V A=0.5m3/h，求此时VＢ)SOLU: d oe= d eA = d eB=27mm, V0=V A+V B∴u０=u B+u B, u A=4V/πd2=4×0.5/(π×0.0272×3600)m/s=0.243m/sE to′= E ta+ W foe+ W feA= E tB+ W foe+ W feB∴ E ta+ W feA= E tB+W feB16＋{λ(L eA+∑L eA)/ d eA）}(u A2/2g)= {λ(L eB+∑L eB′)/ d eB）}(u B2/2g)20={λ(L oe+∑L oe)/ d oe）}(u02/2g)+16+{λ(L eA+∑L eA)/ d eA）}(u A2/2g)得 20={0.04(16+50+1.1)/ 0.027）}(u02/2g)+16+{0.04(16+5+9.8)/ 0.027）}(0.2432/2g) u0=0.873m/s∴ uＢ= u０－uＡ＝0.63m/s∴ＶＢ＝uＢAＢ＝0.063×πd2/4=1.298m3/h即此时Ｂ支管流量为1.3m3/h.2.（15分）如图所示，用离心泵将敞口水池中的水送到反应塔内，出水管口高出水池液面4m，塔顶压力表读数为1.17×105Pa，输送管道为内径50mm的钢管，已知管路调节阀全开喷水量为30m3/h时，管路总阻力为2mH2O柱。

浙大化工原理第一章-流体流动的基本概念与流体中的传递现象

1.2.5 压强的测量
简单测压管 A点的压强 pA pa gR A点的表压 pA pa gR U型测压管
p1 pA gh p2 pa 0 gR
A点的压强 pA pa 0gR gh A点的表压 pA pa 0gR gh 若容器内为气体，<<0，则
pA pa 0gR
pa
流体质点：微观上充分大，微观上充分大→时间连续宏观上充分小的分子团。宏观上充分小→空间连续
流体运动中的物理量都可视为空间和时间的连续函数。这样一来，就能用数学分析方法来研究流体运动。
x, y,z,t T T x, y,z,t u ux, y,z,t
注：该假定对绝大多数流体都适用。但是当流动体系的特征尺度与分子平均自由程相当时，例如高真空稀薄气体的流动，连续介质假定受到限制。
p3 p4 0 gz3 z4
1
z1 z2
3
2 4
z3 z4
p4 pB gz4
A
B
【例1.3】
空气
1
z1 z2
3
2 4
z3 z4
A
B
pA pB gz1 z2 z3 z4 0gz1 z2 z3 z4
0 gR1 R2 10001.29.81 0.32 0.5 8034.5Pa
p1 p2
02
a
b
01
【例1.2】
如图所示密闭室内装有测定室内
气压的U型压差计和监测水位高 pa 度的压强表。指示剂为水银的U 型压差计读数 R 为 40mm，压强表读数 p 为 32.5 kPa 。试求：水位高度 h。
pa p0
Rh
P
解：po pa R(Hg g )g pa RHg g

浙江大学化工原理过程工程与控制乙2009ppechap81

2009-2-18
zhumingqiao@
8.2 气液相平衡（溶解平衡）
(Gas-liquid equilibrium) 一．溶解度 solubility
气液达到相平衡时，液相中的溶质浓度称为溶解度。
根据相律可知，
自由度数 F C 2 322 3
A
A+B
S
（气体）（液体）
故1 1
KL kL
1 H
kL
kG
11
Kx kx
组成
pG
pi Ci
气相主体
L
G
1 1 m K y ky kx
1 1 1 Kx kx kym
2009-2-18
11 1
K G kG Hk L
1H1
K L kG kL
zhumingqiao@
距离
双膜模型
传质方向液相主体
CL z
2009-2-18
zhumingqiao@
8.1 概述(Introduction)
一、什么是吸收？
利用气体混合物中各组分在液体溶剂中溶解度的差异来分
离气体混合物的操作称为吸收。
solubility
溶质 A 惰性组分 B 吸收剂 S
solute Inert component solvent
-----以液相摩尔分率差为总传质 x y m
推动力的总吸收速率方程
组成
pG
pi Ci
气相主体
G
L
传质方向液相主体
CL
8.3 吸收过程模型及吸收速率方程
吸收速率方程的分析:
1．关于传质推动力
气
相
操作点
P
离平衡线越近，

浙江大学化工原理

d u
因次分析过程：
（1）通过实验找到所有影响因素：
w f f d，l，u，，，
管壁绝对粗糙度
浙江大学本科生课程化工原理
第一章流体力学基础
5/18
表1
管道类别无缝黄铜管、钢管、铅管金新的无缝钢管、镀锌铁管新的铸铁管属具有轻度腐蚀的无缝钢管具有显著腐蚀的无缝钢管旧的铸铁管
R p 2Rl w R lg sin
2 2
p
2 p2 1 p1 w w 2 1
浙江大学本科生课程化工原理
2l w - gh R
4 w l wf d
h
引入阻力系数： f
w
u2 2
3/18
l
第一章流体力学基础
长径比，无因次
2 l u2 l u wf 4f d 2 d 2
f e
第一章流体力学基础
9/18
莫狄（Moody）图
0.10 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04
l u wf d 2
d
2
0.05 0.04 0.03 0.02 0.015 0.01 0.008 0.006 0.004 0.002

0.03 0.025
某些工业管材的绝对粗糙度约值
绝对粗糙度，mm 0.010.05 0.10.2 0.3 0.20.3 0.5 以上 0.85 以上非金属管管道类别干净玻璃管橡皮软管木管道陶土排水管很好整平的水泥管石棉水泥管绝对粗糙度，mm 0.00150.01 0.010.03 0.251.25 0.456.0 0.33 0.030.8
管
浙江大学本科生课程化工原理

浙江大学-化工原理-硕士学位研究生入学考试-2009真题

浙江大学二00九年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目化工原理编号 838注意：答案必须写在答题纸上，写在试卷或草稿纸均无效。

一、填空与选择题（每题3分，共48分）1、（3分）改善U 形管压差仪的测量精度、减小测量相对误差的方法有--、---、---、等2、（3分）如图表明，管中的水----。

A 静止 B 向上流动C 向下流动 D 不确定朝哪个方向流动3、（3分）泵在实际工作中，其实际压头较理论压头为小，而泵的实际轴功率较理论值为高，下述中不属于其理由的是----。

A 、泵叶轮外缘液体的压力能高于中心吸入口处，使部分液体在泵体与叶轮间的缝隙漏回吸入口；B 、真实叶轮中叶片数目并非无限多，液体在叶轮中有环流运动，且流体在泵内流动时存在摩擦阻力损失C 、在轴承、轴封等处有机械摩擦D 、泵质量不过关，质量好的泵不存在该差别4、（3分）当颗粒（球形）粒径大于临界粒径时，旋风分离器的实际粒级效率并不是100%,而是小于100%，主要原因是：越到壁面附近，流体表观黏度越大；此外，还有流体而被置换而向上运动的影响、--和---等。

5、（3分）对回转真空过滤机，--（假设条件改变时仍能正常生产）A 、过滤时间越长生产能力越大B 、过滤时间越短生产能力越大C 、过滤时间越长获得的滤液量越大D 、非过滤区越大生产能力越大6、（3分）若忽略流体与器壁间的摩擦阻力损失，则流化床的---与流体的表观速度有关。

A 、压力降B 、全部颗粒的净重；C 、广意压义D 、摩擦阻力损失7、（3分）保温瓶为双层玻璃结构，双层玻璃之间抽真空，且双层玻璃相对面上镀银，试给出保温瓶能保温的理由。

（银的黑度远远小于玻璃的黑度）8、（3分）设计蒸发器时，为减小蒸发所需的传热面积以便降低设备费用，应选择方案---A 、多效蒸发流程B 、低的加热蒸汽压力C 高的料液温度D 高的蒸发室压力9、（3分）警察小王注意到：失踪的经理在离开办公室前曾烧好一壶咖啡，桌上还有半杯咖啡，从水分蒸发而流在杯壁上的痕疾可以看出咖啡原来是充满到离杯口之下1cm ，他估计杯高为8cm 。

化工原理浙江大学流体输送

r2
c2r c2
c2u b2
思考：与 H 有关的因素有哪些？分别是怎样的关系？讨论：（ 1 ） H 与流量 Q 、叶轮转速、叶轮的尺寸和构造（r2、b2、2）有关；（ 2 ）叶轮直径越大、转速越大，则H越大；
1
浙江大学《化工原理》电子教案/第二章
w2
2 2
2
c2
c2r
叶轮是离心泵的心脏部件，有2 至6 片弯曲的叶片。
闭式叶轮敞式叶轮半闭式叶轮
思考：三种叶轮中哪一种效率高？闭式叶轮的内漏最小，故效率最高，敞式叶轮的内漏最大。但敞式叶轮和半闭式叶轮不易发生堵塞现象
7/39
浙江大学《化工原理》电子教案/第二章
内漏
二．离心泵主要构件的结构及功能
4/39
浙江大学《化工原理》电子教案/第二章
§ 2.1.1 离心泵
一、离心泵的构造和工作原理
1、离心泵的构造：请点击观看动画
1、叶轮： 2、泵壳： 3、泵轴及轴封装置：
泵轴
思考：为什么泵的叶片向后弯曲？泵壳呈蜗壳状？
吸入导管
压出导管
泵壳
叶轮
底阀
5/39
浙江大学《化工原理》电子教案/第二章
轴功率效率
用N表示，单位W 或kW
Ne QgH N N
（无量纲）
电
电功率
N 电出
传
N
N N电出传电机 N电出电功率电
浙江大学《化工原理》电子教案/第二章

Ne
Ne N
25/39
泵
三．离心泵的主要性能参数及特性曲线
与效率有关的各种能量损失：（1）容积损失：

浙江大学过程装备与控制工程（化工过程机械）

浙江大学过程装备与控制工程（化工过程机械）欢迎选择浙江大学“过程装备与控制工程”专业--过程装备与控制工程专业（化工机械研究所）1. “过程装备与控制工程”专业处于什么地位？2. “过程装备与控制工程”专业主要学习什么？3. “过程装备与控制工程”专业学生的就业前景如何？4. “过程装备与控制工程”专业研究生招生规模如何？5. “过程装备与控制工程”专业毕业的学生适合出国吗？6. “过程装备与控制工程”专业课程设置？7. “过程装备与控制工程”专业师资情况？8. “过程装备与控制工程”教学情况？9. “过程装备与控制工程”实验情况？10. “过程装备与控制工程”专业学生能够获得哪些方面的锻炼？FAQ1.“过程装备与控制工程” 专业处于什么地位？浙江大学“过程装备与控制工程”专业是国家重点学科、国家特色专业，前身是“化工设备与机械”专业。

专业成立于1953年，在国内高校中开创了多个第一，已成为我国过程装备与控制工程高层次复合型人才培养和科技创新的基地。

1961年开始招收培养研究生；1981年获首批博士学位授予权；1986年首批设立博士后流动站；1996年国家首批211工程重点建设学科。

1998年根据教育部专业调整，将化工设备与机械专业建设改造为过程装备与控制工程专业，并于1999年开始按新专业名称招生。

2001年被评为本学科首个国家重点学科，2008年被列为首批国家特色专业。

2．“过程装备与控制工程”专业主要学习什么？“过程装备与控制工程”专业立足于国民经济发展的支柱企业，以流程工业为对象，系统地学习这些流程工业过程中各主要装备的设计、制造与控制基础，融化工、机械、力学、材料、信息与控制等专业于一体，致力于解决社会发展、经济建设和国家安全中的前沿性重大科技问题。

3.“过程装备与控制工程”专业学生的就业前景如何？“过程装备与控制工程”专业的毕业生在人格品质、创新精神和适应能力等方面都有出色表现，受到社会各界的广泛认同，需求旺盛，供不应求，一次性就业率年年100%，读研率和出国率之和接近50%。

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t1
答： -N T U 法：
u , 1 , K , NTU ， C R不变，
T2
T1
T2 , t2 , tm , Q
t2
双管程列管式
练习4：无相变的冷、热流体在列管式换热器中进行换热，因长期使用，部分管子内壁集结大量污垢而无法正常传热，现将这些管子堵死，而其它操作参数不变，试定性分析K、Q、T2、t2、 tm的变化趋势。
t1
T1 m 1 t 2?
T 2?
套管式
2009-2-8 zhumingqiao@
LM TD 法：
Q Ktm A
Q m 1 c p 1 T 1 T 2 Q m 2 c p 2 t 2 t 1
t1
(1 ) (2 ) (3 )
T1 m 1
T 2?
1 . 229 10
4
10
4
Pr 2
c p2 2
2
2
d2

1050 2 10 0 . 0289
0 . 727 0 . 7
2

2
0 . 023
Re
0 .8 2
Pr 2
0 .4
68 . 35 W m
K
1 KA

1
1 A1
RS1
b
Am
RS 2
h
NTU
T1 T 2 T1 t 1
h
c
, NTU
T1 m 1
KA
T 2?

KA m h c ph

m c c pc
t 2?
教材 P 2 6 2 图 5 -7 ~ 8
套管式
1
d内 Re
0 .8 1
K：
1
0 . 023
Pr 1
n
1 u1
0 .8
m1 2不变
K
T1 T 2 T1 t 1
C Rh , NTU
h

KA m h c ph

1 m
m h
m 0
由教材 P262 图可知， h
C Rc ,
NTU
c

KA m c c pc

c
t 2 t1 T1 t 1
T2
t2
Q
2009ห้องสมุดไป่ตู้2-8
1 KA

1
1 A1
R s1
b
Am
Rs2
1
2 A2
n
(4 )
t 2?
套管式
K： 1
Q：
0 . 023
1
d内
Re
0 .8 1
Pr 1
1 u1
T1
0 .8
m1 2不变
K
排除法
假设 Q 不变，由式 1 得 t m
由式 2 得 T 2 ，由式 3 得 t 2 不变， 2 t
A
Q Ktm A
Q m 1 c p 1 T 1 T 2 Q m 2 c p 2 t 2 t 1
(1 ) (2 ) (3 )
T 2 ：排除法
假设 T2 不变，
2t
1 KA

1
1 A1
R s1
b
Am
Rs2
1
2 A2
(4 )
由式 2 知 Q m1 ，
A n, 1 1 n
0 .8
t1
,
T2
n , 1 , KA , NTU ， C R 不变，
T1
T2 , t 2 , t m , Q
t2
双管程列管式
习题课----换热器的组合操作计算
例5.5 如图所示，两个完全相同的单管程列管式换热器，内各有 180根191.5mm的管子，每根长3米，管内走流量为2000 kg/h的冷流体，与热流体分别进行单程逆、并流换热，其进口温度为30℃。已知(m2Cp2) / (m1Cp1) = 0.5 （下标2代表冷流体，下标1代表热流体）。冷流体的Cp2=1.05kJ/(kg℃)， 2=210-2cP， 2=0.0289W/(m℃)，热流体的进口温度为 T1=150℃，热流体侧、管壁及垢层的热阻可忽略。试求热流体的出口温度T2。
蒸汽温度 T
K：不变。
C
Rc

m c c pc m h c ph
c
0 不变，
Q
t2 tm
NTU c

KA m c c pc
不变，
t 2 t1 T t1
不变，
练习3：无相变的冷、热流体在列管式换热器中进行换热，今若将单管程变成双管程，而其它操作参数不变，试定性分析K、Q、 T2、t2、tm的变化趋势。
第五章传热过程计算和换热器
（Chapter 5 Calculations of heat transfer and heat exchangers）
习题课
2009-2-8
zhumingqiao@
习题课--------操作型分析
热量衡算和传热速率
例5.4 无相变的冷、热流体在套管式换热器中进行换热，今若热流体的质量流量增大，而其它操作参数不变，试定性分析K、Q、t2、T2、tm的变化趋势。
1
2 A2
2 K 2 (以内表面计 ) 68 . 35 W m K (以内表面计 )
180根191.5mm，长3米， T1 =150 ℃ (mCp)2/ (mCp)1= 0.5 K 68 . 35 W m 2 K (以内表面计 ) 1 .5m 1 c p 1 Cp2=1.05kJ/(kg℃)， m1 0 .5 m 1 2=210-2cP， t1= 3 0 ℃ t2 2=0.0289W/(m℃)， m 2 = 2 0 0 0 kg/h T 2 热流体侧、管壁及垢层的热阻可忽略。 T2 T 2
t2
解(一):LMTD法
注意：不必试差！
对第一个换热器，有：
Q m 1 c p 1 T 1 T 2 m 2 c p 2 t 2 t 1 KA 2
T 1
t 2 T 2 t 1 ln T1 t 2 T2 t1

T1 T 2 1 m 1 c p1
tm : 无法判断
T1
T1
T2 t2 0 t1 t1 0
T2 t2
逆流
A
并流
A
2009-2-8
zhumingqiao@
-N T U 法
C Rh m h c ph m c c pc
，C
Rc

m c c pc m h c ph t 2 t1 T1 t 1
c
t1
NTU h 不变 NTU c 不变
不变
T2
c
T1 t 1
Q
1
tm
T1 t 2 T1 t 1
t 2 t 1 T1 T1
t2
zhumingqiao@
2009-2-8
练习2：
在一列管式换热器中用饱和水蒸汽预热某有机溶液（无相变），蒸汽走壳程，今若蒸汽压力变大，而其它操作参数不变，试定性分析K、Q、t2、tm的变化趋势。

t2 t1 1 m 2 c p2
KA 2
T 1
t 2 T 2 t 1 ln T1 t 2 T2 t1 T1 t 2 T2 t1

T 1
t 2 T 2 t 1
1 m 1 c p1 1 m 2 c p 2
KA 2
T 1
t 2 T 2 t 1 ln
(1 ) (2 ) (3 )
练习1 无相变的冷、热流体 1 在套管式换热器中进行换热，KA 今若冷流体的进口温度t1下降，而其它操作参数不变，试定性分析K、Q、t2 、T2 、 tm的变化趋势。
LM TD 法： K ： K 不变 1、 2 不变

1
1 A1
R s1
tm
由 1 u1
0 .8
由式 1 知 Q 随 m 1 增加的幅度小于 0 .8 次方
与 Q 随 m1 增加的幅度大于 1 次方的结论相矛盾，故假设不成立
2t
知 K 随 m 1 增加的幅度小于 0 .8 次方，
T2
T1 =150 ℃
(以内表面计 ) 1 .5m 1 c p 1
m1 t2
0 .5 m 1 t2
ln
T1 t 2 T2 t1
1 1 KA 2 m c m 2 c p2 1 p1
T2
T 2

T 2
将
A2=Nd内L＝180 0.016 3=27.130m2 (m2Cp2) / (m1Cp1) = 0.5 m2Cp2=2000 1050/3600=583.33W/(℃) t1=30℃, T1=150℃
T1 =150 ℃ 1 .5m 1 c p 1 m1 t2 0 .5 m 1 t2
T2
T 2
T 2
解(一):LMTD法
Re
2
对第一个换热器（逆流），有：
4m 2 4 2000 3600 180 2 10
5
5

u2d 2 2

N 2 d 2
0 . 016
180根191.5mm，长3米， 2 (mCp)2/ (mCp)1= 0.5 K 68 . 35 W m K Cp2=1.05kJ/(kg℃)， 2=210-2cP， t1= 3 0 ℃ 2=0.0289W/(m℃)， m 2 = 2 0 0 0 kg/h 热流体侧、管壁及垢层的热阻可忽略。