化工原理完全版
(完整版)化工原理基本知识点
第一章 流体流动一、压强1、单位之间的换算关系：221101.3310330/10.33760atm kPa kgf m mH O mmHg ====2、压力的表示（1）绝压：以绝对真空为基准的压力实际数值称为绝对压强（简称绝压），是流体的真实压强。
（2）表压：从压力表上测得的压力，反映表内压力比表外大气压高出的值。
表压=绝压-大气压（3）真空度：从真空表上测得的压力，反映表内压力比表外大气压低多少真空度=大气压-绝压3、流体静力学方程式0p p gh ρ=+二、牛顿粘性定律F du A dyτμ== τ为剪应力；du dy 为速度梯度；μ为流体的粘度； 粘度是流体的运动属性，单位为Pa ·s ；物理单位制单位为g/(cm·s)，称为P （泊），其百分之一为厘泊cp111Pa s P cP ==液体的粘度随温度升高而减小，气体粘度随温度升高而增大。
三、连续性方程若无质量积累，通过截面1的质量流量与通过截面2的质量流量相等。
111222u A u A ρρ=对不可压缩流体1122u A u A = 即体积流量为常数。
四、柏努利方程式单位质量流体的柏努利方程式：22u p g z We hf ρ∆∆∆++=-∑ 22u p gz E ρ++=称为流体的机械能 单位重量流体的能量衡算方程：Hf He gp g u z -=∆+∆+∆ρ22z ：位压头（位头）；22u g ：动压头（速度头） ；p gρ：静压头（压力头） 有效功率：Ne WeWs = 轴功率：Ne N η=五、流动类型 雷诺数：Re du ρμ=Re 是一无因次的纯数，反映了流体流动中惯性力与粘性力的对比关系。
（1）层流：Re 2000≤：层流（滞流），流体质点间不发生互混，流体成层的向前流动。
圆管内层流时的速度分布方程：2max 2(1)r r u u R=- 层流时速度分布侧型为抛物线型 （2）湍流Re 4000≥：湍流（紊流），流体质点间发生互混，特点为存在横向脉动。
化工原理(第二版)国防工业出版社课后习题及答案【完整版】
式中Z1=0m，p1=0（表压），u1≈0，Z2=1.5m，p2=-24.66103Pa（表压），
将数值代入，并简化得:
解得u2=2m/s
在贮槽液面（1-1截面）及排出管与喷头相连接处（3-3截面）列柏努利方程，贮槽液面为基准面
=PMm/(RT)
=101.3328.26/(8.314773)
=0.455kg/m3
1-2在大气压为101.33×103Pa的地区，某真空蒸馏塔塔顶真空表读数为9.84×104Pa。若在大气压为8.73×104Pa的地区使塔内绝对压强维持相同的数值，则真空表读数应为多少？
解塔内绝对压强维持相同，则可列如下等式
（2）槽底面所受的压强是多少？
解人孔盖以中心水平线上下对称，而静压强随深度做线性变化
因此可以孔中心处的压强计算人孔盖所受压力
P=g(H–h)=8809.81(9–0.6)=72515.52Pa
F=PA=72515.520.52/4=1.42104N
1-6为了放大所测气体压差的读数，采用如本题附图所示的斜管式压差计，一臂垂直，一臂与水平成20°角。若U形管内装密度为804 kg/m3的95%乙醇溶液，求读数R为29mm时的压强差。
pB+1gh +2gh =1gh +pa
pB= pa+(1-2)gh -1gh
由hD2/4=hd2/4
可得h=h(d/D)2
所以
1-11列管换热器的管束由121根φ25×2.5mm的钢管组成，空气以9m/s的速度在列管内流动。空气在管内的平均温度为50℃，压强为196×103Pa（表压），当地大气压为98.7×103Pa。试求：
化工原理知识点总结复习重点(完美版)
第一章、流体流动一、 流体静力学 二、 流体动力学 三、 流体流动现象四、流动阻力、复杂管路、流量计一、流体静力学：● 压力的表征：静止流体中，在某一点单位面积上所受的压力，称为静压力，简称压力，俗称压强。
表压强〔力〕＝绝对压强〔力〕-大气压强〔力〕 真空度＝大气压强-绝对压大气压力、绝对压力、表压力〔或真空度〕之间的关系 ● 流体静力学方程式及应用：压力形式 )(2112z z g p p -+=ρ 备注：1)在静止的、连续的同一液体内，处于同一 能量形式g z p g z p 2211+=+ρρ水平面上各点压力都相等。
此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。
应用：U 型压差计 gR p p )(021ρρ-=- 倾斜液柱压差计 微差压差计二、流体动力学● 流量质量流量 m S kg/s m S =V S ρ体积流量 V S m 3/s 质量流速 G kg/m 2s(平均)流速 u m/s G=u ρ ● 连续性方程及重要引论：22112)(d d u u = m S =GA=π/4d 2G V S =uA=π/4d 2u● 一实际流体的柏努利方程及应用〔例题作业题〕 以单位质量流体为基准：f e W p u g z W p u g z ∑+++=+++ρρ222212112121 J/kg 以单位重量流体为基准：f e h gp u g z H g p u g z ∑+++=+++ρρ222212112121 J/N=m 输送机械的有效功率： e s e W m N = 输送机械的轴功率： ηeN N =〔运算效率进行简单数学变换〕应用解题要点：1、 作图与确定衡算范围:指明流体流动方向，定出上、下游界面；2、 截面的选取：两截面均应与流动方向垂直；3、 基准水平面的选取：任意选取，必须与地面平行，用于确定流体位能的大小；4、 两截面上的压力：单位一致、表示方法一致；5、 单位必须一致：有关物理量的单位必须一致相匹配。
化工原理(第二版)上册课后习题答案完整版柴诚敬主编
化工原理（第二版）上册课后习题答案完整版柴诚敬主编本文是《化工原理（第二版）上册课后习题答案完整版》的内容，提供了对上册习题的详细回答。
以下是习题和答案的内容：第一章介绍1.简要介绍化工原理的定义和应用领域。
答案：化工原理是研究物质转化过程和工程过程的基本规律以及解决化工实际问题的科学原理。
它广泛应用于化工、石油、医药、农药等领域。
2.描述化工过程的基本要素及其相互关系。
答案：化工过程的基本要素包括原料、能量、操作和设备。
它们相互关系密切，原料经过能量的作用，通过操作和设备进行转化。
1.什么是物质的性质？举例说明。
答案：物质的性质是指物质特有的、可以用于识别和区分物质的特征。
例如，水的性质包括色彩、气味、味道等。
2.什么是热力学？热力学研究的对象是什么？答案：热力学是研究物质和能量相互转化过程的科学。
热力学研究的对象包括物质和能量。
第三章理想气体的性质1.计算气体的压力、体积和温度之间的关系公式。
答案：PV = nRT，其中P表示气体的压力，V表示气体的体积，T表示气体的温度，n表示气体的物质的量，R表示气体常数。
2.理想气体的状态方程是什么？其适用条件是什么？答案：理想气体的状态方程是PV = nRT。
适用条件是气体分子之间的相互作用可以忽略。
1.什么是液体的性质？举例说明。
答案：液体的性质是指液体独特的物理和化学特征。
例如，水的性质包括可流动性、粘度等。
2.什么是液体的饱和蒸气压？如何用温度表示液体的饱和蒸气压？答案：液体的饱和蒸气压是指在一定温度下，液体与其饱和蒸气之间的平衡压力。
可以用温度-饱和蒸气压表来表示液体的饱和蒸气压。
以上仅是部分例题和答案，更多内容请查看原书《化工原理（第二版）上册课后习题答案完整版》。
注意：本文的习题答案为根据题目编写的，可能会与原书回答有所差异。
请以原书为准。
化工原理完整教材课件
深入理解实验的基本原理，为实验操作和结果分析提供理论依据。
实验数据处理与分析方法
数据记录与整理
掌握实验数据的记录方法，以及如何整理和筛选有效数据 。
误差分析
了解误差的来源和其对实验结果的影响，掌握误差分析和 减小误差的方法。
数据分析与处理
掌握常用的数据处理和分析方法，如平均值、中位数、标 准差等。
物质从高浓度区域向低浓度区域 的转移过程。
传质速率
表示物质转移快慢的物理量，与 扩散系数、浓度差和传质面积成
正比。
扩散系数
表示物质在介质中扩散快慢的物 理量，与物质的性质、温度和压
力有关。
吸收
吸收过程
利用混合气体中各组分在液体溶剂中的溶解度差异，使气体混合 物中的有害组分或杂质组分被吸收除去的过程。
在制药工业和食品工业中，化工原理 涉及药物的合成、分离和提纯，以及 食品的加工和保藏等环节。
02
流体流动
流体静力学
总结词
描述流体在静止状态下的压力、密度和重力等特性。
详细描述
流体静力学主要研究流体在静止状态下的压力分布、流体对容器壁的压力以及 流体与固体之间的作用力。它涉及到流体的平衡性质和流体静压力的基本规律 。
利用气体在液体中的溶解度差异，通过鼓入空气或通入其他气体 产生泡沫而实现分离的方法。
05
化学反应工程
化学反应动力学基础
1 2 3
反应速率与反应机理
介绍反应速率的定义、计算方法以及反应机理的 基本概念，阐述反应速率的测定和影响因素。
反应动力学方程
介绍反应动力学方程的建立、求解及其在化学反 应工程中的应用，包括速率常数、活化能等参数 的确定方法。
对流传热速率方程
化工原理知识点总结复习重点(完美版)
无论是层流或揣流，在管道任意截面上，流体 质点的速度均沿管径而变化，管壁处速度为零，离 开管壁以后速度渐增，到管中心处速度最大。
层流：1、呈抛物线分布；2、管中心最大速度 为平均速度的2倍。
湍流：1、层流内层；2、过渡区或缓冲区；3、 湍流主体
湍流时管壁处的速度也等于零，靠近管壁的流 体仍作层流流动，这－作层流流动的流体薄层称为 层流内层或层流底层。自层流内层往管中心推移， 速度逐渐增大，出现了既非层流流动亦非完全端流 流动的区域，这区域称为缓冲层或过渡层，再往中
出上、下游界面；
2、 截面的选取：两截面均应与流动方向垂直；
3、 基准水平面的选取：任意选取，必须与地面平
行，用于确定流体位能的大小；
4、 两截面上的压力：单位一致、表示方法一致；
5、 单位必须一致：有关物理量的单位必须一致相
匹配。
三、流体流动现象：
流体流动类型及雷诺准数：
（1）层流区
Re<2000
离心泵：电动机 流体（动能）转化 静压能
一、离心泵的结构和工作原理：
离心泵的主要部件：
离
心泵的的启动流程：
叶
轮
吸液（管泵，无自吸能力）
泵壳
液体的汇集与能量的转换
转能
泵
轴
排放
密封 填料密封 机械密封（高级）
叶轮 其作用为将原动机的能量直接传给液体，
以提高液体的静压能与动能（主要为静压能）。
泵壳 具有汇集液体和能量转化双重功能。
（2）过渡区
2000< Re<4000
（3）湍流区
Re>4000
本质区别：（质点运动及能量损失区别）层流与端
流的区分不仅在于各有不同的Re 值，更重要的是
（完整版）化工原理思考题答案
（完整版）化⼯原理思考题答案化⼯原理思考题答案第⼀章流体流动与输送机械1、压⼒与剪应⼒的⽅向及作⽤⾯有何不同答：压⼒垂直作⽤于流体表⾯，⽅向指向流体的作⽤⾯，剪应⼒平⾏作⽤于流体表⾯，⽅向与法向速度梯度成正⽐。
2、试说明粘度的单位、物理意义及影响因素答:单位是N·S/m2即Pa·s，也⽤cp，1cp=1mPa·s，物理意义为：分⼦间的引⼒和分⼦的运动和碰撞，与流体的种类、温度及压⼒有关3、采⽤U型压差计测某阀门前后的压⼒差,压差计的读数与U型压差计放置的位置有关吗？答：⽆关，对于均匀管路，⽆论如何放置，在流量及管路其他条件⼀定时，流体流动阻⼒均相同，因此U型压差计的读数相同，但两截⾯的压⼒差却不相同。
4、流体流动有⼏种类型？判断依据是什么？答：流型有两种，层流和湍流，依据是：Re≤2000时，流动为层流；Re≥4000时，为湍流，2000≤Re≤4000时，可能为层流，也可能为湍流5、雷诺数的物理意义是什么？答：雷诺数表⽰流体流动中惯性⼒与黏性⼒的对⽐关系，反映流体流动的湍动状态6、层流与湍流的本质区别是什么？答：层流与湍流的本质区别是层流没有径向脉动，湍流有径向脉动7、流体在圆管内湍流流动时，在径向上从管壁到管中⼼可分为哪⼏个区域？答：层流内层、过渡层和湍流⽓体三个区域。
8、流体在圆形直管中流动，若管径⼀定⽽流量增⼤⼀倍，则层流时能量损失时原来的多少倍？完全湍流时流体损失⼜是原来的多少倍？答：层流时W f∝u，流量增⼤⼀倍能量损失是原来的2倍，完全湍流时Wf∝u2 ，流量增⼤⼀倍能量损失是原来的4倍。
9、圆形直管中，流量⼀定，设计时若将管径增加⼀倍，则层流时能量损失时原来的多少倍？完全湍流时流体损失⼜是原来的多少倍？答：10、如图所⽰，⽔槽液⾯恒定，管路中ab及cd两段的管径、长度及粗糙度均相同，试⽐较⼀下各量⼤⼩11、⽤孔板流量计测量流体流量时，随流量的增加，孔板前后的压差值将如何变化？若改⽤转⼦流量计，转⼦上下压差值⼜将如何变化？答：孔板前后压⼒差Δp=p1-p2，流量越⼤，压差越⼤，转⼦流量计属于截⾯式流量计，恒压差，压差不变。
(完整版)新版化工原理习题答案(03)第三章非均相混合物分离及固体流态化-题解
第三章 非均相混合物分离及固体流态化1．颗粒在流体中做自由沉降，试计算（1）密度为2 650 kg/m 3，直径为0.04 mm 的球形石英颗粒在20 ℃空气中自由沉降，沉降速度是多少？（2）密度为2 650 kg/m 3，球形度6.0=φ的非球形颗粒在20 ℃清水中的沉降速度为0.1 m/ s ，颗粒的等体积当量直径是多少？（3）密度为7 900 kg/m 3，直径为6.35 mm 的钢球在密度为1 600 kg/m 3的液体中沉降150 mm 所需的时间为7.32 s ，液体的黏度是多少？解：（1）假设为滞流沉降，则：2s t ()18d u ρρμ-= 查附录20 ℃空气31.205kg/m ρ=，s Pa 1081.15⋅⨯=-μ，所以，()()()m 1276.0s m 1081.11881.9205.126501004.018523s 2t =⨯⨯⨯-⨯⨯=-=--μρρg d u 核算流型：3t 51.2050.12760.04100.3411.8110du Re ρμ--⨯⨯⨯===<⨯ 所以，原假设正确，沉降速度为0.1276 m/s 。
（2）采用摩擦数群法()()s 123t 523434 1.81102650 1.2059.81431.93 1.2050.1g Re u μρρξρ---=⨯⨯-⨯==⨯⨯ 依6.0=φ，9.431Re 1=-ξ，查出：t e t 0.3u d Re ρμ==，所以： 55e 0.3 1.8110 4.50610m 45μm 1.2050.1d --⨯⨯==⨯=⨯ （3）假设为滞流沉降，得：2s t()18d g u ρρμ-= 其中 s m 02049.0s m 32.715.0t ===θh u将已知数据代入上式得：()s Pa 757.6s Pa 02049.01881.91600790000635.02⋅=⋅⨯⨯-=μ 核算流型t 0.006350.020*******.0308116.757du Re ρμ⨯⨯===< 2．用降尘室除去气体中的固体杂质，降尘室长5 m ，宽5 m ，高4.2 m ，固体杂质为球形颗粒，密度为3000 kg/m 3。
(完整版)化工原理试题
化工原理试题及答案一．填空题（每空1分，共24分）1．处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是静止的、连续的、同一种。
2．流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能减小。
3气体的粘度随温度升高而增大，水的粘度随温度升高而减小。
4．流体在圆形直管中作滞流流动时，其温度分布是抛物线型曲线，其管中心最大流速为平均流速的2倍，摩擦系数λ与Re的关系为64/Re。
5．压强除了用不同的单位计量外，还可以用绝对压强，表压强和678123451一．计算题（1题20分，2题16分）1用泵将贮槽中温度为20℃，密度为1200Kg/m3的硝基苯送往反应器，每小时进料量为30×103Kg。
贮槽液面为常压，反应器内保持9810Pa的表压强。
管路为Φ89×4mm的钢管（摩擦系数λ＝0.027）管子总长45m，其上装有孔板流量计（ξ＝8.25）一个；全开闸阀（ξ＝0.17）两个；90°标准弯头（ξ＝0.75）四个。
贮槽液面与反应器入口管之间垂直距离为15m，求泵的轴功率。
泵的总效率取0.65，贮槽液面恒定，硝基苯粘度2.1mPa·s。
解：以贮槽液面为1－1截面，反应器入口管内侧为2－2截面，且以1－1截面为基准水平面，在1－1，2－2截面间列柏努利方程gz1+u12/2+p1/ρ+We=gz2+u22/2+p2/ρ+Σhf其中z1=0u1=0p1（表）=0We=?Z2=15mu2=ws/ρA=1.35m/sp2（表）=9810PaΣhf=(λl/d+Σξ)u2/2=(0.027×45/0.081+8025+2×0.17+4×0.75+0.5)1.352/2=24.7J/Kg代入柏努利方程We=15×9.81+9810/1200+1.352/2+24.7=181J/Kgws=3×103/3600=8.33Kg/sN=Wews/η=2320W=2.32KW答：······2．一定量的液体在圆形直管内作滞流流动。
（完整版）化工原理实验（思考题答案）
（完整版）化⼯原理实验（思考题答案）实验1 流体流动阻⼒测定1. 启动离⼼泵前，为什么必须关闭泵的出⼝阀门？答：由离⼼泵特性曲线知，流量为零时，轴功率最⼩，电动机负荷最⼩，不会过载烧毁线圈。
2. 作离⼼泵特性曲线测定时，先要把泵体灌满⽔以防⽌⽓缚现象发⽣，⽽阻⼒实验对泵灌⽔却⽆要求，为什么？答：阻⼒实验⽔箱中的⽔位远⾼于离⼼泵，由于静压强较⼤使⽔泵泵体始终充满⽔，所以不需要灌⽔。
3. 流量为零时，U 形管两⽀管液位⽔平吗？为什么？答：⽔平，当u=0 时柏努利⽅程就变成流体静⼒学基本⽅程：Z1 P1 g Z2 p2 g, 当p1 p2时, Z1 Z24. 怎样排除管路系统中的空⽓？如何检验系统内的空⽓已经被排除⼲净？答：启动离⼼泵⽤⼤流量⽔循环把残留在系统内的空⽓带⾛。
关闭出⼝阀后，打开U形管顶部的阀门，利⽤空⽓压强使U形管两⽀管⽔往下降，当两⽀管液柱⽔平，证明系统中空⽓已被排除⼲净。
5. 为什么本实验数据须在双对数坐标纸上标绘？答：因为对数可以把乘、除变成加、减，⽤对数坐标既可以把⼤数变成⼩数，⼜可以把⼩数扩⼤取值范围，使坐标点更为集中清晰，作出来的图⼀⽬了然。
6. 你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的⽅法？它们各有什么特点？答：测流量⽤转⼦流量计、测压强⽤U 形管压差计，差压变送器。
转⼦流量计，随流量的⼤⼩，转⼦可以上、下浮动。
U 形管压差计结构简单，使⽤⽅便、经济。
差压变送器，将压差转换成直流电流，直流电流由毫安表读得，再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差，可测⼤流量下的压强差。
7. 读转⼦流量计时应注意什么？为什么？答：读时，眼睛平视转⼦最⼤端⾯处的流量刻度。
如果仰视或俯视，则刻度不准，流量就全有误差。
8. 假设将本实验中的⼯作介质⽔换为理想流体，各测压点的压强有何变化？为什么？答：压强相等，理想流体u=0，磨擦阻⼒F=0，没有能量消耗，当然不存在压强差。
Z1 P1 g u122g Z2 p2 g u222g,∵d1=d2 ∴ u1=u2 ⼜∵ z1=z2(⽔平管) ∴P1=P29. 本实验⽤⽔为⼯作介质做出的λ－Re 曲线，对其它流体能否使⽤？为什么？答：能⽤，因为雷诺准数是⼀个⽆因次数群，它允许d、u、、变化。
化工原理第二版杨祖荣主编习题答案完整版
目录第一章流体流动与输送机械 (2)第二章非均相物系分离 (38)第三章传热 (44)第四章蒸发 (70)第五章气体吸收 (74)第六章蒸馏 (96)第七章固体干燥 (120)1. 某烟道气的组成为CO2 13％，N2 76％，H2O 11％（体积％），试求此混合气体在温度 500℃、压力 101.3kPa时的密度。
解：混合气体平均摩尔质量M m = Σy i M i = (0.13 × 44 + 0.76 × 28 + 0.11× 18) × 10 ?3 = 28.98 × 10 ?3 kg/mol∴混合密度ρm =pM m 101.3 × 10 3 × 28.98 × 10 ?3 = = 0.457kg/m 3 8.31× (273 + 500) RT2．已知 20℃时苯和甲苯的密度分别为 879 kg/m3和 867 kg/m3,试计算含苯 40％及甲苯 60％（质量％）的混合液密度。
解：1ρm=ρ1a1+ ρ2a2=0.4 0.6 + 879 867混合液密度ρ m = 871.8kg/m 33．某地区大气压力为 101.3kPa，一操作中的吸收塔塔内表压为 130kPa。
若在大气压力为 75 kPa 的高原地区操作该吸收塔，且保持塔内绝压相同，则此时表压应为多少？解：p绝 = p a + p 表 = p a ＋p 表（∴ p 表 = ( p a＋p 真 )－p a = 101.3＋130) ? 75 = 156.3kPa4．如附图所示，密闭容器中存有密度为 900 kg/m3的液体。
容器上方的压力表读数为 42kPa，又在液面下装一压力表，表中心线在测压口以上 0.55m，其读数为 58 kPa。
试计算液面到下方测压口的距离。
解：液面下测压口处压力p = p0 + ρgΔz = p1 + ρgh∴Δz = p1 + ρgh ? p 0 p ? p0 (58 ? 42) × 10 3 = 1 +h= + 0.55 = 2.36m ρg ρg 900× 9.815. 如附图所示，敞口容器内盛有不互溶的油和水，油层和水层的厚度分别为 700mm和 600mm。
化工原理《化工原理》(47页)
非吸湿性物料:
1.0
0.8
0.6 相对湿度
0.4
0.2
氯化锌 优质纸
木材 烟叶
0
0.1
0.2
0.3
湿含量 X
对流干燥的基本规律 干燥曲线和干燥速率曲线Drying curve and drying-rate c
速
、
干燥曲线和干燥速率曲线
干燥曲线: 预热段(Pre-heat period):
25
新闻纸
-
铁杉木
25
羊毛织物
-
白岭粉
31.8
白岭粉
6.4
速度m/s 1.0 1.0 10.6 2.1 1.5
空气条件 温度℃ 37 32 25 40 49
相对湿度% 0.10 0.15 0.40 0.40 -
临界湿含量 kg水/ kg干料
0.11 0.13 0.17 0.181 1.25
0.10
3.5
53
0.15
0.053
3.5
55
0.17
0.053
0
19
0.35
1.00
4.0
22
0.34
1.28
-
25
-
0.31
1.0
39
0.20
0.084
1.0
37
-
0.04
第三节干燥过程的计算
1.恒定干燥条件下干燥时间的计算 恒速干燥段的干燥时间
题归结为气固对流给热系数 α的求取。
恒速干燥段的干燥时间
(1) 空气平行流过静止物料层的表面
物料
品种
厚度mm
粘土
6.4
粘土
（完整版）化工原理实验思考题答案
（完整版）化工原理实验思考题答案实验一流体流动阻力测定1.在对装置做排气工作时，是否一定要关闭流程尾部的出口阀？为什么？答：是的。
理由是：由离心泵特性曲线可知，流量为零时，轴功率最小，电机负荷最小，起到保护电机的作用。
2.如何检测管路中的空气已经被排除干净？答：启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。
关闭出口阀后，打开U 形管顶部的阀门，利用空气压强使U 形管两支管水往下降，当两支管液柱水平，证明系统中空气已被排除干净。
3.以水做介质所测得的λ-Re 关系能否适用于其它流体？如何应用？答：（1）适用其他种类的牛顿型流体。
理由：从)/(Re,d ελΦ=可以看出，阻力系数与流体具体流动形态无关，只与管径、粗糙度等有关。
（2）那是一组接近平行的曲线，鉴于Re 本身并不十分准确，建议选取中间段曲线，不宜用两边端数据。
Re 与流速、黏度和管径一次相关，黏度可查表。
4.在不同设备上（包括不同管径），不同水温下测定的λ-Re 数据能否关联在同一条曲线上？答：只要/d ε相同，λ-Re 的数据点就能关联在一条直线上。
5.如果测压口、孔边缘有毛刺或安装不垂直，对静压的测量有何影响？答：没有影响.静压是流体内部分子运动造成的.表现的形式是流体的位能.是上液面和下液面的垂直高度差.只要静压一定.高度差就一定.如果用弹簧压力表测量压力是一样的.所以没有影响。
实验二离心泵特性曲线测定1.试从所测实验数据分析，离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门？答：由离心泵特性曲线可知，流量为零时，轴功率最小，电机负荷最小，起到保护电机的作用。
2.启动离心泵之前为什么要引水灌泵？如果灌泵后依然启动不起来，你认为可能的原因是什么？答：（1）离心泵不灌水很难排掉泵内的空气，导致泵空转却不排水；（2）泵不启动可能是电路问题或泵本身已经损坏，即使电机的三相电接反，仍可启动。
3.为什么用泵的出口阀门调节流量？这种方法有什么优缺点？是否还有其他方法调节流量？答：（1）调节出口阀门开度，实际上是改变管路特性曲线，改变泵的工作点，从而起到调节流量的作用；（2）这种方法的优点时方便、快捷，流量可以连续变化；缺点是当阀门关小时，会增大流动阻力，多消耗能量，不经济；（3）还可以改变泵的转速、减小叶轮直径或用双泵并联操作。
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为了了解和控制生产过程，需要测定管路或设备内的 压力、流速及流量等参数，以便合理地选用和安装测量仪 表。而这些测量仪表的工作原理又多以流体的静止或流动 规律为依据。
第二节 流体静力学
一、流体的压缩性
流体的特征是分子之间的内聚力极小，几乎有无限的 流动性，而且可以几乎毫无阻力地将其形状改变。当流速 低于声速时，气体和液体的流动具有相同的规律。
热力学基本方程式是以液体为例推导出来的，也适用 于气体。因在化工容器中，气体的密度也可认为是常数。 值得注意的是，静力学基本方程式只能用于静止的连通着 的同一种流体内部，因为他们是根据静止的同一种连续的 液柱导出的。
3、静力学基本方程的应用 流体静力学基本方程在化工生产过程中应用广泛，通 常用于测量流体的压力或压差、液体的液位高度等。
2、静力学基本方程的讨论
（1）在静止的液体中，液体任一点的压力与液体密度 和其深度有关。液体密度越大，深度越大，则该点的压力 越大。
（2）在静止的、连续的同一液体内，处于同一水平面 上各点的压力均相等。此压力相等的截面称为等压面。
第二节 流体静力学
(3) 当液体上方的压力或液体内部任一点的压p1 力 有变化时，液体内部各点的压力p2 也发生同样大小的变 化。
气压强为基准测得的流体 表压=绝对压强－（外界）大气压强
③真空度 当被测流体内的绝对压强小于当地（外界）大气压强 时，使用真空表进行测量时真空表上的读数称为真空度。即
真空度=（外界）大气压强－绝对压强
第二节 流体静力学
在这种条件下，真空度值相当于负的表压值。 图1-1 绝对压强、表压和真空度的关系 因此，由压力表或真空表上得出的读数必须根据当时、 当地的大气压强进行校正，才能得到测点的绝对压。 绝对压强、表压强与真空度之间的关系，可以用图11表示。 为了避免绝对压强、表压与真空度三者关系混淆，在 以后的讨论中规定，对表压和真空度均加以标注，如 2000Pa（表压）、600mmHg（真空度）。如果没有注明， 即为绝压。
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1、常用测量流量的流量计：孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计2、等边三角形的边长为a，其当量直径为3^-½a3、密度为1030kg/m3，粘度为0.15 Pa·s的番茄汁以 1.5m／s的流速流过长5m的Ø76mm×3.5mm钢管，其雷诺数Re为_________，流动类型为_____________，其直管阻力h f为。
4、流体在直管作层流流动时，其速度分布是抛物线型曲线，其中心的最大流速为平均流速的2 倍，摩擦系数与雷诺准数的关系λ=64/Re。
5、离心泵与往复泵的启动和调节的不同之处是：离心泵启动前灌泵，关闭出口阀门，用调节阀调节流量，往复泵离心泵启动前不需要灌泵，开旁路阀，用旁路阀调节流量。
6、当离心泵叶轮入口处压强等于或小于被输送液体在工作温度下的饱和蒸汽压时，液体将部分汽化，致使离心泵不能正常操作，此种现象称为现象。
7、某容器内的绝对压强为200 kPa，当地大气压为101.3 kPa，则表压为。
8、流体在管内作完全湍流流动，其他不变，当速度提高到原来的2倍时，阻力损失是原来的（）倍；若为层流流动，其他不变，当速度提高到原来的2倍时，阻力损失是原来的（）倍。
9、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生现象。
10、被输送流体的温度提高，对提高泵的安装高度；提高上游容器的操作压强，则对安装高度。
11、某液体在内径为d0的水平管路中稳定流动，其平均流速为u0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2(d2=d0/2)的管子时，其流速为原来的_ ____倍。
12、当地大气压为745mmHg，测得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为___mmHg；测得另一容器内的表压强为1360mmHg，则其绝对压强为___mmHg。
13、若被输送的流体粘度增大，则离心泵的压头_______________，效率______________，轴功率______________。
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第一章 流体流动2．有一液位恒定的高位槽通过管路向水池供水（见附图），高位槽内液面高度h 1为1m ，供水总高度h 2为10m ，输水管内径50mm ，总长度100m （包括所有局部阻力的当量长度），025.0=λ。
试求： （1） 供水量为多少h m /3？（2） 若此时在管垂直部分某处出现一直径为1mm 的小孔，有人说因虹吸现象，在某一高度范围内不会从小孔向外流水，而还有人认为水将从小孔流出。
试推导证明哪种正确。
解：（1）取高位槽上液面为截面1，输水管出口外侧为截面2，在1-1’和2-2’间列柏努利方程，可得：∑-+++=++212212121122f W g Z u p g Z u p ρρ 其中：)(021表压==p p ，021≈=u u 将阻力公式代入∑-21f W ，整理得：222u d l g h λ= 所以 s m l d g h u /98.1100025.005.02807.91025.05.02=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=λ 供水量 h m s m u d V /0.14/108877.3498.105.014.3433322=⨯=⨯⨯==-π （2）仍取高位槽上液面为截面1，再取垂直管处任意一点为截面3，在1-1’和3-3’间列柏努利方程，可得：∑-+++=++313233121122f W g Z u p g Z u p ρρ将阻力公式代入，整理得：)25.021(2)(232331233113u u d Z Z u g Z Z p p +-----=-λρ)5.1(2)2)((2323313d u u d g Z Z p p a λλρ----=- =)05.0025.05.1(298.1)05.0298.1025.0807.9)((2231--⨯⨯--Z Z =9602.18269.8)(31--Z Z显然，此式为单调增函数，且在m Z Z 1)(31=-处时，08667.63>=-ρa p p 所以在1)(31=-Z Z ～9m 时（即垂直管段任意高度处），03>-ρap p ，即a p p >3，表示管内静压高于大气压力，故不会出现虹吸现象，水将从小孔流出。
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第一章 流体流动2．有一液位恒定的高位槽通过管路向水池供水（见附图），高位槽内液面高度h 1为1m ，供水总高度h 2为10m ，输水管内径50mm ，总长度100m （包括所有局部阻力的当量长度），025.0=λ。
试求： （1） 供水量为多少h m /3？（2） 若此时在管垂直部分某处出现一直径为1mm 的小孔，有人说因虹吸现象，在某一高度范围内不会从小孔向外流水，而还有人认为水将从小孔流出。
试推导证明哪种正确。
解：（1）取高位槽上液面为截面1，输水管出口外侧为截面2，在1-1’和2-2’间列柏努利方程，可得：∑-+++=++212212121122f W g Z u p g Z u p ρρ 其中：)(021表压==p p ，021≈=u u 将阻力公式代入∑-21f W ，整理得：222u d l g h λ= 所以 s m l d g h u /98.1100025.005.02807.91025.05.02=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=λ 供水量 h m s m u d V /0.14/108877.3498.105.014.3433322=⨯=⨯⨯==-π （2）仍取高位槽上液面为截面1，再取垂直管处任意一点为截面3，在1-1’和3-3’间列柏努利方程，可得：∑-+++=++313233121122f W g Z u p g Z u p ρρ将阻力公式代入，整理得：)25.021(2)(232331233113u u d Z Z u g Z Z p p +-----=-λρ)5.1(2)2)((2323313d u u d g Z Z p p a λλρ----=- =)05.0025.05.1(298.1)05.0298.1025.0807.9)((2231--⨯⨯--Z Z =9602.18269.8)(31--Z Z显然，此式为单调增函数，且在m Z Z 1)(31=-处时，08667.63>=-ρa p p 所以在1)(31=-Z Z ～9m 时（即垂直管段任意高度处），03>-ρap p ，即a p p >3，表示管内静压高于大气压力，故不会出现虹吸现象，水将从小孔流出。
讨论：判断水是否流出的依据是孔处压力的大小，若该处压力大于大气压力，则水从小孔流出；否则，水不会流出。
4. 用泵输送密度为710kg/m 3的油品，如附图所示，从贮槽经泵出口后分为两路：一路送到A 塔顶部，最大流量为10800kg/h ，塔内表压强为98.07×104Pa 。
另一路送到B 塔中部，最大流量为6400kg/h ，塔内表压强为118×104Pa 。
贮槽C内液面维持恒定，液面上方的表压强为49×103Pa 。
现已估算出当管路上的阀门全开，且流量达到规定的最大值时油品流经各段管路的阻力损失是：由截面1―1至2―2为201J/kg ；由截面2―2至3－3为60J/kg ；由截面2－2至4―4为50J/kg 。
油品在管内流动时的动能很小，可以忽略。
各截面离地面的垂直距离见本题附图。
已知泵的效率为60%，求此情况下泵的轴功率。
答：在1―1与2―2截面间列柏努利方程，以地面为基准水平面。
212222211122-+++=+++f e h u p gZ W u p gZ ∑ρρ 式中 Z 1=5m p 1=49×103Pa u 1≈0Z 2、p 2、u 2均未知，Σh f 1－2=20J/kg设E 为任一截面上三项机械能之和，则截面2―2上的E 2=gZ 2+p 2/ρ+u 22/2代入柏努利方程得06.98710104981.9520232-=⨯-⨯-+=E E W e (a ) 由上式可知，需找出分支2―2处的E 2，才能求出W e 。
根据分支管路的流动规律E 2可由E 3或E 4算出。
但每千克油品从截面2―2到截面3－3与自截面2－2到截面4－4所需的能量不一定相等。
为了保证同时完成两支管的输送任务，泵所提供的能量应同时满足两支管所需的能量。
因此，应分别计算出两支管所需能量，选取能量要求较大的支管来决定E 2的值。
仍以地面为基准水平面，各截面的压强均以表压计，且忽略动能，列截面2－2与3－3的柏努利方程，求E 2。
607101007.9881.937432332+⨯+⨯=++=-f h p gZ E ρ =1804J/kg （列截面2－2与4－4之间的柏努利方程求E 2507101011881.930442442+⨯+⨯=++=-f h p gZ E ρ =2006J/kg比较结果，当E 2=2006 J/kg 时才能保证输送任务。
将E 2值代入式（a ），得W e =2006－98.06=1908 J/kg通过泵的质量流量为kg/s 78.43600640010800=+=s w 泵的有效功率为N e =W e w s =1908×4.78=9120W=9.12kW泵的轴功率为kW 2.156.012.9===ηeN N 最后须指出，由于泵的轴功率是按所需能量较大的支管来计算的，当油品从截面2―2到4―4的流量正好达到6400kg/h 的要求时，油品从截面2―2到3―3的流量在管路阀全开时便大于10800kg/h 。
所以操作时要把泵到3－3截面的支管的调节阀关小到某一程度，以提高这一支管的能量损失，使流量降到所要求的数值。
第三～四章 机械分离与固体流态化3．用板框过滤机在恒压下过滤悬浮液。
若滤饼不可压缩，且过滤介质阻力可忽略不计。
（1）当其它条件不变，过滤面积加倍，则获得的滤液量为原来的多少倍？（2）当其它条件不变，过滤时间减半，则获得的滤液量为原来的多少倍？（3）当其它条件不变，过滤压强差加倍，则获得的滤液量为原来的多少倍？解：（1）过滤介质阻力忽略不计，则恒压过滤方程可变为：θ22KA V =，于是2''==A A V V （2）707.021''===θθV V （3）由于滤饼不可压缩，压缩性指数0=s ，因此压强增加滤饼比阻不变，由过滤常的定义rc p K μ∆=2可知，2''=∆∆=p p K K 。
于是414.12''===KK V V4. 石英和方铅矿的混合球形颗粒在如图所示的水力分级器中进行分离。
两者的密度分别为2650kg/m3和7500kg/m3，且粒度范围均为mμ100~20。
水温为20℃。
假设颗粒在分级器中均作自由沉降。
试计算能够得到纯石英和纯方铅矿的粒度范围及三个分级器中的水流速度。
（20℃水的密度998.2kg*m-3，粘度为1.005×10-3Pa*s ） 1、2、3号分级器直径逐渐增大而三者中上升水流量均相同，所以水在三者中流速逐渐减小。
水在1号中的速度最大，可将密度小的石英颗粒全部带走，于是1号底部可得到纯方铅矿。
但是，也有部分小颗粒的方铅矿随同全部石英被带走。
在2号分级器，控制水流速度，将全部方铅矿全部沉降下来，但也有部分大颗粒石英会沉降下来。
在3号分级器，控制水流速度，可将全部小石英粒子全部沉降下来。
综上所述，1号分级器的作用在于要带走大所有石英粒子（最大为100m μ），因此1号的水流速应该等于100m μ石英的沉降速度；2号的作用在于截下全部方铅矿（最小为20m μ），因此2号的水流速应该等于20m μ方铅矿的沉降速度；3号的作用在于截下全部石英粒子（最小为20m μ），因此3号水流速应该等20m μ石英的沉降速度。
1号分级器中的水流速：()()()s m g d u /1096.810005.11881.92.99826501010018332621---⨯=⨯⨯⨯-⨯=-=μρρ石 校核：89.010005.1182.9981096.810100Re 33611=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==---μρdu ，近似认为处于层流区。
在1号中能够被分离出来的方铅矿的最小直径为：()()2/1min 1⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--=ρρρρ方石d d m d μ4.502.99875002.99826501002/1min =⎪⎭⎫ ⎝⎛--=（该值也可由水流速度反算） 所以，在1号分级器中得到纯方铅矿的粒度范围为：m μ100~4.50 2号分级器中的水流速：()()()s m gd u /1041.110005.11881.92.9987500102018332621---⨯=⨯⨯⨯-⨯=-=μρρ方在该速度下能被在2号中被沉降下来的最小石英粒子：()()7.39202.99826502.99875002/12/1min =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=d d ρρρρ石方因此，在2号中，方铅矿m μ4.50~20；石英m μ100~7.39；()()()s m gd u /10583.310005.11881.92.9982650102018332623---⨯=⨯⨯⨯-⨯=-=μρρ石在3号中能被截下的是m μ7.39~20的石英。
概念思考题第一章1.静力学基本方程应用条件是什么？P22等压面应如何选择？P24适用于重力场中静止、连续的同种不可压缩性流体。
在静止的、连续的同种流体内，处于同一水平面上各点的压力处处相等。
而压力相等的面即为等压面。
2. 如何选取指示液？指示液与被测流体不互溶；不互相发生化学反应；其密度要大于被测流体密度。
应根据被测流体的种类及压差的大小选择指示液。
3.采用U 形压差计测某阀门前后的压力差，问压差计的读数与U 形压差计安装的位置有关吗？P24当使用用压差计求证阀门的局部阻力损失时，如果放置的部位离阀门太远，测得的压差里面就包含部分延程阻力损失的量，不同位置损失量不同，因而会致使U 形压差计读数也不同。
5．试说明粘度的单位及物理意义P19，并分析温度与压力对流体粘度的影响P19-20。
Pa •S ，表示单位接触表面积上法相速度梯度为1/S 时，由于流体粘性所引起的内摩擦力或剪力的大小。
气体粘度随温度的升高而升高，液体的粘度随温度升高而降低。
压力对于液体粘度的影响可以忽略不计；对于气体，则只有在相当高或极低的压力下才考虑这一影响。
6．试说明牛顿粘性定律的内容及适用条件。
P21-表1τ=µdu/dy ，流体的剪应力与法向速度梯度成正比，和法向压力无关。
适用于气体、水和大多数液体。
7．压强与剪应力的方向及作用面有何不同？P18方向：压强为与接触面垂直方向，剪应力为平行切面方向；作用面：压强为作用点的垂直平面，剪应力为切点所在面的切面。
9．柏努利方程有几种表达方式？式中每项的单位及物理意义是什么？P363种（1）gz 1+u 12/2+p 1/ρ+We=gz 2+u 22/2+p 2/ρ+∑h f 各项单位为J/kg 位能、动能、静压能（2）上式各项乘以ρ，得ρgz 1+ρu 12/2+p 1+ρWe=ρgz 2+ρu 22/2+p 2+ρ∑h f 各项单位为Pa 位压、动压、静压(3) 上式各项均除以g ，得z 1+u 12/2g+p 1/g ρ+We/g=z 2+u 22/2g+p 2/g ρ+Hf 各项单位为m 位压头、动压头、静压头10．流体流动有几种类型？判断依据是什么？ P312种：稳定流动和不稳定流动。