化工原理绪论、流体流动与流体输送机械(doc 9页)
化工原理绪论、流体流动、流体输送机械题库
静止流体既受切向力
重力属于质量力,其不仅作用于流体表面,也作用
力,其力的方向既
可能是切向亦可
条件不足,无法判距液面深度不同,同一
水平面静止连续的同一液体内各点的静压液体种类不同,同一液柱高度表示的压力或压力面上方压力不同,同一液柱高度表示的压力或压力
(b)图对应的压力差最。
轴功率随流量增加而
工作原理同离心泵,亦是依靠惯性离心力作用对叶片数量较多且轴功率随流量增加而
减小工作原理同离心泵,亦是依靠惯性离心力作用对液体做功叶片数量较多且为后弯叶片。
化工原理思考题答案解析
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（P7、P9）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、试说明黏度的单位、物理意义及影响因素（P9）答:单位是N∙s∕∏f即Pa∙s,也用CP（厘泊），1CP=ImPa∙s,物理意义：黏度为流体流动时在与流动方向相垂直的方向上产生单位速度梯度所需的剪应力（分子间的引力和分子的运动和碰撞）。
影响因素：流体的种类、温度和压力。
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？（P12T3例1-3）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？（P25）答：流型有两种，层流和湍流，依据是：Re<2000时，流动为层流；Re⅛4000时，为湍流，2000WReW4000时，可能为层流，也可能为湍流5、雷诺数的物理意义是什么？（P25）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程度。
6、层流与湍流的本质区别是什么？（P24、P27）答：层流与湍流的本质区别是层流没有质点的脉动，湍流有质点的脉动。
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？（P28）答：层流内层、过渡层和湍流主体三个区域。
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？（P31、32、33）答：层流时Wfxu,管径一定流量U增大一倍，Wf增大一倍能量损失是原来的2倍，完全湍流时Wf8/,管径一定流量U增大一倍，Wf增大流量增大四倍，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？（P32、32、33）答：层流时Wf8u,流量一定管径d增加一倍，d2增大四倍，Wf减小为原来的1/4,能量损失是原来的1/4倍，完全湍流时Wf8tl2,流量一定管径d增加一倍，cP增大四倍，管径增加一倍能量损失是原来的1/4倍。
化工原理
《化工原理》重点介绍各主要化工单元操作的基本原理、典型设备和相关汁算，内容包括绪论、流体流动、流体输送机械、非均相物系分离、传热、蒸发、吸收、蒸馏、干燥以及附录。
1.以流体流动(动量传递)为基础阐述流体输送、非均相物系分离相关单元操作；2.以热量传递为基础阐述换热器及蒸发单元操作；3.以质量传递为基础阐述吸收、精馏传质单元操作，4.具有热量、质量同时传递特点的干燥操作。
5.以物料衡算、能量衡算为主线，强调应用基本概念和原理分析、解决工程实际问题。
《化工原理》考试大纲考试内容：流体流动、流体输送机械、非均相物系的分离、传热、蒸馏、吸收、蒸馏和吸收塔设备、干燥、蒸发。
考试要求：一、流体流动（以柏努利方程为主线）通过本章的学习，掌握流体流动的基本规律、管内流动的规律，并应用这些原理和规律去分析和解决流动过程中的有关问题。
1、掌握流体静力学基本方程式及其应用；2、掌握连续性方程式及其应用；3、掌握柏努利方程的物理意义、应用范围及其解题计算；4、掌握流体阻力、流量、雷诺系数等之间的关系；5、掌握流动类型及其判断依据；6、掌握管路计算方法；7、掌握主要流量测量手段的基本原理、适用范围；8、了解管路串、并联的阻力、流量的关系。
二、流体输送机械通过本章的学习，了解掌握管路系统对输送机械的要求。
1、掌握常用泵的主要性能参数、特性曲线；2、掌握常用泵的使用操作要点，如串并联、开启、关闭等；3、了解常用泵和风机的基本性能和适用范围。
三、非均相物系的分离通过本章的学习，了解掌握沉降和过滤两种机械分离操作的基本原理、典型设备的结构与特性。
1、掌握沉降分离的原理、沉降过程及影响因素；2、掌握斯托克斯公式；3、掌握除尘设备的基本原理和选型；4、了解各种机械分离方法的优缺点及其适用范围；四、传热通过本章的学习，了解掌握传热的基本原理、传热规律，并运用其去分析和计算传热过程的有关问题。
1、掌握传热的基本方程式；2、掌握各种传热、导热系数的定义、单位及其差异；3、掌握单、多壁圆筒热传导速率方程及其应用；4、掌握列管换热器的计算；5、掌握强化换热的手段；6、了解傅立叶定律和辐射速率方程；7、了解边界层和保温层基本概念。
化工原理考研 流体流动、流体输送机械计算题及解题思路
化工原理考研流体流动、流体输送机械计算题及解题思路第一章流体、泵1.已知输水管内径均为100mm，管内为常温水，流量为30m3/h，U形管中指示液密度为1260kg/m3，R1=872mm，R2=243mm。
求90°弯头的阻力系数ζ和当量长度。
2.槽内水位恒定。
槽的底部与内径为100mm的水平管连接，当A阀关闭时，测得R=600mm，h=1500mm，U形压差计为等直径玻璃管，试求：(1) 当A阀部分开启时，测得R=400mm，此时水管中的流量为多少(m3/h)？已知λ=0.02，管子入口处ζ=0.5。
(2) 当A阀全开时，A阀的当量长度l e=15d，λ=0.02，则水管中流量为多少(m3/h)？B点压强应为多少Pa(表)？读数R为多少？3.用离心泵将密闭贮槽A中的常温水送往密闭高位槽B中，两槽液面维持恒定。
输送管路为Φ108mm×4mm的钢管，全部能量损失为40×u2/2(J/kg)。
A槽上方的压力表读数为0.013MPa，B槽处U形压差计读数为30mm。
垂直管段上C、D两点间连接一空气倒U形压差计，其示数为170mm。
取摩擦系数为0.025，空气的密度为1.2 kg/m3，试求：(1) 泵的输送量；(2) 单位重量的水经泵后获得的能量；(3) 若不用泵而是利用A，B槽的压力差输送水，为完成相同的输水量，A槽中压力表读数应为多少？4.输水管路系统，AO管长l AO=100m、管内径为75mm，两支管管长分别为l OB=l OC=75m，管内径均为50mm，支管OC上阀门全开时的局部阻力系数ζ=15。
所有管路均取摩擦系数λ=0.03。
支管OB中流量为18m3/h，方向如图所示。
除阀门外其他局部阻力的当量长度均已包括在上述管长中。
试求：(1) 支管OC的流量(m3/h)；(2) A槽上方压强表的读数p A(kPa)。
5.用Φ89mm×4.5mm，长80m的水平钢管输送柴油，测得该管段的压降为5000Pa，已知柴油密度为800kg/m3，黏度为25mPa·s，试求：(1) 柴油在管内的流速(m/s)；(2) 该管段所消耗的功率(W)。
《化工原理》课后习题答案
第一章绪论习题1.热空气与冷水间的总传热系数K值约为42.99k c a l/（m2・h・℃），试从基本单位换算开始，将K值的单位改为W/（m2・℃）。
[答案:K＝50M（m2・C）]。
解：从附录查出：1k c a l＝1.1622×10-3K W·h=1.1622W·h所以：K=42.99K c a l/（m2·h·℃）＝42.99K c a l/（m2·h·℃）×（1.1622W·h/1k c a l）＝50w/（m2·℃）。
2.密度ρ是单位体积物质具有的质量。
在以下两种单位制中，物质密度的单位分别为:S I k g/m2；米制重力单位为：k g f.s2/m4;常温下水的密度为1000k g/m3，试从基本单位换算开始，将该值换算为米制重力单位的数值。
〔答案:p＝101.9k g f/s2/m4〕解：从附录查出：1k g f＝9.80665k g·m/s2，所以1000k g/m3＝1000k g/m3×[1k g f/(9.80665k g·m/s2)]=101.9k g f·s2/m4.3.甲烷的饱和蒸气压与温度的关系符合下列经验公式：今需将式中p的单位改为P a，温度单位改为K，试对该式加以变换。
〔答案:〕从附录查出：1m m H g=133.32P a，1℃＝K－273.3。
则新旧单位的关系为：P＝P’/133.32;t＝T－273.3。
代入原式得：l g（P’/133.32）＝6.421-352/（T－273.3+261）；化简得l g P=8.546－3.52/(T-12.3).4.将A、B、C、D四种组分各为0.25（摩尔分数，下同）的某混合溶液，以1000m o l/h 的流量送入精馏塔内分离，得到塔顶与塔釜两股产品，进料中全部A组分、96％B组分及4％C组分存于塔顶产品中，全部D组分存于塔釜产品中。
化工原理之流体流动概述
化工原理之流体流动概述引言流体流动是化工领域中至关重要的一部分，它涉及到许多的应用，比如管道输送、泵的设计、混合和分离等等。
在化工工程中，流体的流动特性对于工艺的操作和效率至关重要。
本文将简要介绍化工原理中流体流动的概念、分类、流动参数以及相关的实际应用。
流体的定义流体是指无固定形状和容积，可以流动的物质。
在化工领域中，常见的流体包括气体和液体。
与固体不同，流体具有较弱的分子间相互作用力，因此可以在容器内自由地流动。
流体流动的分类根据物质流动的性质，流体流动可以分为稳定流动和非稳定流动。
稳定流动是指流体在相同截面上的流速分布保持恒定，其特点是流速和流量均随位置不变。
非稳定流动则相反，流速和流量随位置而变化。
另外，流体流动还可以分为层流和湍流。
层流是指流体沿着平行层面流动，并且每一层内的流速分布保持均匀。
在层流中，不同层之间的流体不相互混合。
湍流则是指流体流动时出现的紊乱不规则的状态，流速分布不均匀且经常发生变化。
流体流动的参数对于流体流动的描述，常用的参数包括流速、流量、雷诺数和黏度等。
流速流速是指流体在单位时间内通过某一截面的体积。
流速可以通过体积流量和截面积之间的关系计算得出。
流量流量是指单位时间内通过某一截面的流体体积。
它可以通过以下公式计算：流量 = 流速 × 截面积雷诺数雷诺数是判断流体流动状态的重要参数，它描述了流体内部的分子相互作用和流体流动的惯性之间的比例关系。
当雷诺数小于临界值时，流体流动属于层流状态；当雷诺数大于临界值时，流体流动属于湍流状态。
黏度黏度是流体流动性质的重要指标，它表示流体内部分子之间黏附力的大小。
黏度越大，流体的粘稠度就越高，流动阻力也越大。
在化工工程中，黏度是设计和操作过程中需要考虑的一个重要参数。
流体流动的应用流体流动在化工工程中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：管道输送在化工领域中，流体常常需要从一个地方输送到另一个地方。
管道输送是一种常见的方法，通过合理地设计管道系统、选择适当的泵和控制流量，可以实现高效、稳定的流体输送。
化工原理 流体输送机械
化工原理流体输送机械
流体输送机械，是化工工程中常用的一类设备，其主要功能是将液体或气体从一个地方输送到另一个地方。
常见的流体输送机械有管道、泵、阀门等。
管道是流体输送的基础设施。
管道可以分为直接埋设在地下的地下管道和架空或隧道中的地上管道。
管道的材料可以选择金属、塑料、橡胶等。
泵是常用的流体输送机械之一。
泵的工作原理是利用旋转运动或往复运动产生的压力差，将液体或气体推动到设定的位置。
泵的种类很多，常见的有离心泵、容积泵、螺杆泵等。
阀门在流体输送中起到控制流体流动的作用。
阀门可以分为手动阀、自动阀和电动阀等。
通过控制阀门的开关状态，可以调节流体的流动速度和流量。
除了上述常见的流体输送机械，还有一些其他的设备和工艺可以用于特定的流体输送需求。
例如，喷雾器可以将液体变成雾状或气雾状进行输送；干燥器可以将湿润的固体物料转化为干燥的状态进行输送。
在化工生产中，正确选择和使用流体输送机械是非常重要的。
不同的流体输送机械具有不同的工作原理和适用范围，需要根据具体的流体性质和输送要求进行选择。
同时，合理设计和布置流体输送系统，合理设置管道和阀门，也是确保流体输送稳定和安全的关键。
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
流体流动与输送技术—认识流体输送过程(化工原理课件)
三、管路的试压与吹扫 管路安装完毕后，应作强度与严密度试验，检验管路是否符合设计要求
，试验是否有漏气或漏液现象，称为试压。管路的操作压力不同，输送的物 料不同，试压的要求也不同。试压主要采用液压试验，少数也可采用气压试 验。当管路系统进行水压试验，试验压力（表压）为294KPa，在试验压力 下维持5分钟，未发生渗漏现象，则水压试验为合格。
10. 在焊接或螺纹连接的管路上应适当配置一些法兰或活接头，以利于安 装、拆卸和检修。
11. 阀门的仪表的安装高度主要考虑操作的安全和方便。 12. 某些不能耐高温的材料（如聚四氟乙烯管、橡胶管）制成的管路应避 开热管路，输送冷流体（如冷冻盐水）的管路应与热流体的管道相互避开。
因此在布置管路时，应参阅有关资料，依据上述原则制订方案，确保 管路的布置安全、科学、合理、经济。
7. 一般情况下，管路采用明线安装，但上下水管及废水管采用埋地铺设， 埋地安装深度应当在当地冰冻线以下。（为方便安装、检修和管理，管路尽 量架空敷设）
8．输送有毒或腐蚀性介质的管道，不得在人行道上空设置阀件、法兰等 ，以免泄露时发生事故；输送易燃易爆介质的管道，一般应设有防火、防爆 安全装置。
9. 管道不应挡门、挡窗；应避免通过电动机、配电盘、仪表盘的上空；在 有吊车的情况下，管道的布置不应妨碍吊车工作。管路的布置不应妨碍设备 、管件、阀门、仪表的检修。塔和容器的管路不应从人孔正前方通过，以免 影响打开人孔。
六、管路的防腐 在化工管路中使用的管材，一般大都采用金属材料。由于各种外界环境
因素和通过介质的作用，都会引起金属的腐蚀。金属腐蚀分为化学腐蚀和电 化学腐蚀两种。为了延长管路的使用寿命，确保化工生产安全运行，必须采 取有效的防腐措施。
管路的主要防腐措施，是在金属表面涂上不同的防腐材料，经过固化而 形成油漆，牢固地结合在金属表面上。由于油漆把金属表面同外界严密隔绝 ，阻止金属与外界介质进行化学反应或电化学反应，从而防止了金属的腐蚀 。
化工原理流体输送机械
③轴封装置： 泵轴与泵壳之间旳密封称为轴封。 作用：预防高压液体漏出或分界空气漏入泵内 填料密封： 盘根：为浸油或涂石墨旳石棉绳
机械密封： 适合于密封要求较高旳场合。 优点：密封性能好，使用寿命长、轴不易磨损、功耗小。 缺陷：加工程度高、构造复杂、安装要求高、价格高。
三、离心泵旳类型：
第二章 流体输送机械
第一节：概述：
流体输送机械驱动流体经过多种设备，将流体从一处送到他处，不论 是提升其位置或是使其压力升高或只需克服沿路旳阻力，都能够经过向流 体提供机械能旳措施来实现。
流体从输送机械取得机械能后，其直接体现是净压头旳增大。新增旳 净压头在输送过程中再转变为其他压头或消耗克服流动阻力，所以，流体 输送就是向流体作功并提升其机械能。
阻力加大，要多 耗一部分能量，不经济 ②变化泵旳转速： 实质是变化泵旳特征曲线 优：保持管路特征曲线不变，动力消耗少 缺：需变速装置或价格昂贵旳变速原动机，流量不能连续。
三、离心泵旳安装高度
1.离心泵旳气蚀现象：
定义：当叶片入口附近旳最低压强等于或不大于输送温度下液体旳饱
和蒸气压时，液体就在该处发愤怒化并产愤怒泡，随同液体从低压区流向
三、离心泵性能旳影响原因：
离心泵特征曲线是在一定转速和常压下，以常温旳清水为工质做 试验测得旳。
1. 密度旳影响 作离心泵旳速度三角形，最终推得可旳：（离心泵基本方程式）
HT∞=
u
2
c2Cos
2
g
u1c1Co31
HT∞
= u22 g
u2ctg 2 gD2b2
QT
令：A = u22
g
B = u2cty2 gD2b2
机械损失：泵运转时，泵轴与轴承之间、泵轴与填料函之间， 叶轮盖外表面与液体之间均产生摩擦，而引起能量损失。
《化工原理》第2章 流体输送机械
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第2章 流体输送机械
2.3 其他类型泵
2.3.1 往复泵
1．往复泵的工作原理 往复泵的装置如图2-15所示，当活塞自 左向右运动时，工作室容积增大，泵体 内压强降低，排出阀受排出管内液体的 压力作用而关闭，吸入阀则受贮槽液面 与泵内压差作用而打开，液体进入泵内， 这就是吸液过程。活塞移至右死点时， 吸液过程结束。当活塞自右向左运动时， 工作室容积减小，泵体内液体压强增大， 吸入阀受压关闭，而排出阀则受缸体内 1.泵缸 2.活塞 3.活塞杆 液体压力开启，将液体排出泵外，这就 4.吸入阀 5.排出阀 是排液过程。 图2-12 往复泵装置简图
图2-11 改变转速时流量变化 的示意图
19
第2章 流体输送机械
2.2.4 离心泵的类型和选用
1.离心泵的类型 化工厂中所用离心泵的种类繁多，按所输送液体的性 质，离心泵可分为清水泵、耐腐蚀泵、油泵、杂质泵等； 按叶轮的吸入方式，可分为单吸泵和双吸泵；按叶轮数目 又可分为单级泵和多级泵。为使各种离心泵能够区别开来， 我国制造的离心泵均用汉语拼音字母作为泵的系列代号， 而在每一个系列内又有各种不同的规格，因此又以不同的 字母和数字加以区别。
4
第2章 流体输送机械
（2）气缚现象 当离心泵启动时，若泵内未能充满液体而存在大量空 气，则由于空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转产生 的惯性离心力很小，在叶轮中心处形成的低压不足以形成 吸入液体所需要的压强差（真空度），这种虽启动离心泵 但不能输送液体的现象称为气缚。可见，离心泵是一种没 有自吸能力的液体输送机械，在启动前必须向泵壳内灌满 液体。
图2-6 离心泵特性曲线
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第2章 流体输送机械
3.影响离心泵性能的因素 化工生产中，所输送的液体是多种多样的，同一台离 心泵用于输送不同液体时，由于液体的性质不同，泵的性 能就要发生变化。此外，若改变泵的转速和叶轮直径，也 会使泵的性能改变。 （1）密度的影响。 （2）粘度的影响。 （3）转速的影响。 （4）叶轮直径的影响。
化工原理流体流动与输送机械PPT课件
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于 设备尺寸、但比分子自由程却大的多。
连续介质假定：假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间 没有间隙的流体质点（或微团）所组成的连续介质。
工程意义：利用连续函数的数学工具，从宏观研究流体。
1.1.2.流体的压缩性
不可压缩性流体：流体的体积不随压力变化而变化，如液 体；
M m M 1 y 1 M 2 y 2 M n y n
y1, y2yn——气体混合物中各组分的摩尔(体积)分数。
11
1 流体流动与输送机Байду номын сангаас——1.1 流体基本性质
1.1.5.压力
流体的压力（p）是流体垂直作用于单位面积上的力，严格 地说应该称压强。称作用于整个面上的力为总压力。
压力（小写）
p
P
A
力（大写） 面积
N [p] m2 Pa
记：常见的压力单位及它们之间的换算关系
1atm =101300Pa=101.3kPa=0.1013MPa
=10330kgf/m2=1.033kgf/cm2
=10.33mH2O =760mmHg
12
1 流体流动与输送机械——1.1 流体基本性质
压力的大小常以两种不同的基准来表示：一是绝对真空， 所测得的压力称为绝对压力；二是大气压力，所测得的压强称 为表压或真空度。一般的测压表均是以大气压力为测量基准。
第1章 流体流动与输送机械
1.1 流体基本性质 1.2 流体静力学 1.3 流体动力学 1.4 流体流动的内部结构 1.5 流体流动阻力 1.6 1.7 流速与流量的测量 1.8 流体输送机械
1
∮计划学时：12学时
∮基本要求：
化工原理.ppt
步骤：1）画流程图；2）确定控制体；3） 确定基准；4）列方程，求解。
四川理工学院材化系 化学工程教研室
绪论
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几个基本概念
3、过程速率 过程速率=过程推动力/过程阻力 4、平衡关系 过程所能进行到的极限状态的数学描述
四川理工学院材化系 化学工程教研室
绪论
四川理工学院材化系 化学工程教研室
绪论
3/13
研究对象
1、化工生产过程：以化学手段将原料加工 成有用产品的生产过程被称为化工生产过 程。其中以化学反应为核心，并辅助大量 的物理操作步骤。
2、单元操作：化工生产过程中诸多辅助的 物理操作步骤。其特点是：只是物理操作； 化工过程共有的；在不同的化工生产过程 中，同一单元操作的原理相同，设备往往 也是通用的。
质量(M) g
质量(M) kg
时间(θ) s
时间(θ) s
绝对单 位制
四川理工学院材化系 化学工程教研室
绪论
8/13
单位制与单位换算
➣重力单位制：长度(L)、时间(θ)、力(F) 的规定单位分别为m、s、kg(f)，又称工 程单位制。
➣ SI单位制中规定的基本物理量：质量 （kg）、长度（m）、时间（s）、物质 量（mol）、热力学温度（K）、电流强 度（A）、发光强度（cd）
∑GI= ∑GO+ GA 无化学反应时，该式也适用各组分；有化学反 应时，只适用于任一元素。 步骤：1）画流程图；2）确定控制体；3）确定基 准；4）列方程，求解。
四川理工学院材化系 化学工程教研室
绪论
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几个基本概念
2、热量衡算 ∑QI：输入热量总和；∑QO：输出热量总 和;QA：积累的热量 ∑QI= ∑QO+ QA
化工原理-2章流体输送机械——总结
e、平衡孔 ——闭式或半闭式叶轮
后盖板与泵壳之间空腔液 体的压强较吸入口侧高
→轴向推力 →磨损 如何 解决？ 平衡孔
平衡孔
F
平衡孔可以有效地减小轴向推力,但同时也降低了泵的效率。
2.2.2 离心泵的特性曲线 泵内造成功率损失的原因：
①阻力损失（水力损失） ——产生的摩擦阻力和局部阻力导致的损失。 ②流量损失（容积损失）
标准规定，离心泵实际汽蚀余量要比必须汽蚀余量大0.5m以上。
NPSH = (NPSH)r + 0.5
三、允许安装高度[Hg]
最大允许安装高度为：
2.2.5离心泵的类型与选用
一、离心泵的类型
按叶轮数目分类:单级、多级； 按吸液方式分类：单吸、双吸； 按输送液体性质分类:清水泵、耐腐蚀泵、油泵、杂质泵； 1) 清水泵---化工生产中最常用的泵型 (IS型、D型、Sh型) IS型－单级、单吸； 以IS100-80-125为例： IS—国际标准单级单吸清水离心泵； 100—吸入管内径，mm； 80—排出管内径,mm； 125—叶轮直径,mm
P 2 H Kqv g
1—低阻管路系统 2—高阻管路系统
由图得：需向流体提供的能量高于提高流体势能和克服 管道的阻力损失，其中阻力损失跟流体流量有 关。
（2）流体输送机械的压头（扬程）和流量
①扬程和升举高度是否相同？
扬程－能量概念；非升举高度 升举高度－泵将流体从低位升至高位 时，两液面间的高度差。
2.3.1往复泵的作用原理和类型
（1）作用原理
如图所示为曲柄连杆机构带动的往复
泵，它主要由泵缸、活柱（或活塞）和活 门组成。活柱在外力推动下作往复运动， 由此改变泵缸内的容积和压强，交替地打 开和关闭吸入、压出活门，达到输送液体 的目的。由此可见，往复泵是通过活柱的 往复运动直接以压强能的形式向液体提供
高职高专化工原理课件-陆美娟版-绪论
反应的特点：放热反应、吸热反应，加压、微负压， 反应温度
液 氨 汽化 气氨 CO2 H2O
磷石膏
过滤
碳 化 冷却
输送
搅拌 加热
转化
过滤
输 送
造粒
离心分离
蒸发结晶
输送
沉降中和
化工生产过程
化学反应过程
物理处理 过程
——单元操作
1、本门课研究的内容
• （1）单元操作：原理，计算 • （2）设备：合理结构、尺寸，改进的尺寸
计算包括：设计型计算和 操作型计算
• （3）传递过程速率的计算
• （4）过程的热力学极限与临界点的计算 （物理化学概念）
• （5）物性计算
三、物料衡算与热量衡算
1、物料衡算
衡算的步骤:
A、确定衡算范围
一个设备，一个过程，一个工段，一个车间，一个厂
B、选定衡算基准
时间基准 s ，h，d，y;物料量基准
物的某些基本特征 （3）是量纲分析法的基础
小结
• 1、本门课研究的主要内容 • 2、常用术语
C、选择联系物质，列衡算式
总物料形式、 组分形式
D、求解
2、热量衡算
如果有化学反应，则输入项应包括反应热Qr， 能量衡算的步骤与物料衡算一样（基准、范围）
3、衡算式的作用
• 确定过程设备的形式、尺寸 • 确定物料和能量的输出输入形式、方法及措施 • 物料及能量的综合利用 • 考察操作偏离正常情况的程度 • 优化工艺流程及操作参数
四、量纲一致性与单位一致性
1、单位与单位制
任何物理量的大小都是用数字与单位的乘积来表示 的，因此，物理量的单位与数字应一并纳入运算。
CGS制（物理单位制）、MKS制（米制单位制）、 工程单位制、国际单位制（SI制）
化工原理 第二章 流体的流动和输送超详细讲解
1）判断下列两关系是否成立
PA＝PA’，PB＝P’B。 2）计算玻璃管内水的高度h。
解：（1）判断题给两关系是否成立 ∵A，A’在静止的连通着的同一种液体的同一水平面上
PA PA'
因B，B’虽在同一水平面上，但不是连通着的同一种液
10001.0 13600 0.067 1000 820
0.493m
作业 P71：3、5
要求解题过程要规范：
1、写清楚解题过程——先写公式，再写计算过程， 追求结果的准确性；
2、计算过程中注意单位统一成SI制。
第二节 流体稳定流动时的物料衡算和能量衡算
一、流速与管径的关系 1、流速v =qv/A
解：气压管内水上升的高度
P（表压） P（真空度） h ρ水g ρ水g 80103
1000 9.81 8.15m
3、液位的测定
液柱压差计测量液位的方法：
由压差计指示液的读数R可以计算 出容器内液面的高度。 当R＝0时，容器内的液面高度将达 到允许的最大高度，容器内液面愈 低，压差计读数R越大。
流体的单位表面积上所受的压力，称为流体的静压强，
简称压强。
p F A
SI制单位：N/m2，即Pa。1 N/m2 =1Pa
工程制： 1at(工程大气压)= 1公斤/cm2 =98100Pa
物理制： 1atm （标准大气压）=101325Pa
换算关系为：
1atm 760mmHg 10.33mH2O 1.033kgf / cm2 1.0133105 Pa
在1-1’截面受到垂直向下的压力： 在2-2’ 截面受到垂直向上的压力： 小液柱本身所受的重力：
化工原理第三章-流体输送与流体输送机械
0.5m
d
− p真 + g (H + 0.5) u 0 = 2 ρ
当水箱内的水排空，即 H=0 时，由上式算得导管内流 速 u0=1.50 m/s，所以水箱内的水能全部排出。所需时 间为
【例3-2】
⌠ 2 D − dH 2 × 1.0 2 t= 2 = × 16.95 − 2.24 = 420s 2 d − p真 9.81 × 0.03 + g (H + 0.5) ⌡1.5 2 ρ
3.2.2 管路计算的类型 qV一定， d∝1/u1/2（u=4qV/πd2）。 u↓，d↑，设备费用↑； u↑，d↓，操作费用↑；但 u 过小时， 维修费↑。
某些流体在管道中常用流速范围
流体种类及状况 水及一般液体 粘度较大的液体 低压气体 易燃、易爆的低压 气体（如乙炔等） 常用流速范围 m/s 1~3 0.5~1 8~15 <8 流体种类及状况 压力较高的气体 饱和水蒸气： 8大气压以下 3大气压以下 过热水蒸气 40~60 20~40 30~50 总费用 费用 操作费 设备费 uopt u
3.3.1 简单管路
简单管路的基本特点 u1 u2 u3
Байду номын сангаас
(1) 通过各段管路的质量流量相等
w = V 1 ρ 1 = V 2 ρ 2 = L = 常数
对于不可压缩流体，体积流量也相等
V = V 1 = V 2 = L = 常数
u1 A1 = u 2 A2 = L = 常数
(2) 全管路的流动阻力损失为各段直管阻力损失及所有 局部阻力之和
p a − p真
p真
D 1.5m
H
0.5m
2
化工原理 流体流动
化工原理绪论、流体流动、流体输送机械一、填空题1．一个生产工艺是由若干个__________ 和___________构成的。
2．各单元操作的操作原理及设备计算都是以__________、___________、___________、和___________四个概念为依据的。
3．常见的单位制有____________、_____________和_______________。
4．由于在计量各个物理量时采用了不同的__________，因而产生了不同的单位制。
5．一个过程在一定条件下能否进行，以及进行到什么程度，只有通过__________来判断。
6．单位时间内过程的变化率称为___________。
二问答题7．什么是单元操作？主要包括哪些基本操作？8．提高过程速率的途径是什么？9．第一章流体流动一填空题1．单位体积流体的质量称为________，它与________互为倒数。
2．流体垂直作用于单位面积上的力，称为____________。
3．单位时间内流经管道任一截面的流体量称为________，其表示方法有________和________两种。
4．当管中流体形成稳定流动时，管中必定充满流体，即流体必定是_________的。
5．产生流体阻力的根本原因是________；而___________是产生流体阻力的第二位原因。
另外，管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力_______________。
6．流体在管道中的流动状态可分为______ 和__________两种类型，二者在内部质点运动方式上的区别是_____________________________________。
7．判断液体内处于同一水平面上的各点压强是否相等的依据是_________、___________、________________。
8．流体若由低压头处流向高压头处时，所加入外加功的作用是______________________________。
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化工原理绪论、流体流动与流体输送机械(doc 9页)化工原理绪论、流体流动、流体输送机械一、填空题1．一个生产工艺是由若干个__________ 和___________构成的。
2．各单元操作的操作原理及设备计算都是以__________、___________、___________、和___________四个概念为依据的。
3．常见的单位制有____________、_____________和_______________。
4．由于在计量各个物理量时采用了不同的__________，因而产生了不同的单位制。
5．一个过程在一定条件下能否进行，以及进行到什么程度，只有通过__________来判断。
6．单位时间内过程的变化率称为___________。
二问答题7．什么是单元操作？主要包括哪些基本操作？1．2．在测量流体的流量时，随流量的增加孔板流量计两侧的压差将_______，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值________。
一、选择题3．液体的密度随温度的升高而_________。
A 增大B 减小C 不变D 不一定4．表压值是从压强表上读得的，它表示的是_________。
A 比大气压强高出的部分B 设备的真实压力 C 比大气压强低的部分D 大气压强5．流体的流动类型可以用___________的大小来判定。
A 流速B 雷诺准数 C流量 D 摩擦系数6．气体在等截面的管道中流动时，如质量流量不变则其质量流速_________。
A 随温度大小变化B 随压力大小变化 C 不变 D 随流速大小变化7．粘度愈大的流体其流动阻力__________。
A 愈大B 愈小 C二者无关系 D 不会变化8．柏努利方程式既可说明流体流动时的基本规律也能说明流体静止时的基本规律，它表明静止流体内任一点流体的__________是常数。
A 总能量B 静压能与动压能的和 C 压强 D 静压能9．流体的流动状态是由多方面因素决定的，d、u、ρ增大，都使流体向_________方向移动，μ增大，使流体向________方向移动。
A 湍流B 滞流C 过渡流 D 稳流10．湍流流动的流体随Re值的增大，摩擦系数与________关系不大，而________的影响却越来越明显。
A 雷诺准数B 粘度 C管壁粗糙度 D 流体阻力11．当液体内部任一点的压强有变化时，将使液体内部其它各点的压强_________。
A 发生变化B 发生同样大小的变化C 不变化D发生不同情况的变化二、判断题12．气体的粘度随压力的升高而增大。
( ) 13．层流内层的厚度随流体湍动程度的增加而增加。
( )14．流体在管路中作稳定流动时，任一截面处流体的流速、密度与截面积的乘积均相等。
( )15．当液体内部某点压强一定时，则液体的密度越大，此点距液面的高度也越大。
( )16．流体阻力的主要表现之一是静压强下降。
( )17．真空度为定值时，大气压强越大，则绝对压强越大。
( )18．流动的流体各种机械能的形式是可以相互转化的，但任一截面上流体具有的各种机械能的总和是常数。
( )19．U型管测压仪中指示液的密度比被测液的密度小时，应倒置安装。
( )20．因流动阻力而引起的压力降是指1m3流体流动时所损失的机械能。
( )四、问答题1．什么叫密度、相对密度和比容？写出它们的关系式。
2．表示压强的常用单位有哪几种？分别写出工程大气压和物理大气压与其它常用单位间的换算关系。
3．什么叫体积流量、质量流量、流速和质量流速？它们之间有什么关系？4．流体稳定流动的连续方程式如何表示？当管路有分支的情况下又怎样表示？5．流体在管路中稳定流动具有哪几种机械能量？它们之间有什么规律？写出描述其规律的方程式。
6．何谓层流内层？层流内层的厚度与雷诺准数有什么关系？7．想要降低流体的阻力，应从哪些方面着手？8．为什么可以用液柱高度来表示压强的大小？9．写出计算管径的方程式。
在流量一定的情况下，管径是否越小越好？为什么？第二章流体输送机械一、填空题一、离心泵的主要工作部件为_________、________、__________等部件。
二、离心泵的主要性能为________、________、____________、___________。
三、往复式压缩机实际工作循环由________、_________、_________、和________所组成。
四、将表明__________、__________、和__________关系的曲线绘在同一张图上，称为离心泵的特性曲线。
五、为了保证不发生汽蚀现象，离心泵的实际安装高度只能_______理论计算出的最大吸上高度。
六、采用多级压缩的优点是______________________、_________________________、_________________________。
七、表示管路所需的__________与____________的函数关系的曲线称为管路特性曲线；它与所配用泵的__________曲线绘在一张图上，则两线的交点称为泵的工作点。
八、凡是正位移泵，在开泵前必须先将_________打开，否则泵内的压强将因____________而压力急剧升高，造成事故。
九、往复式压缩机的排气是________的，解决排气不均匀的措施之一是安装缓冲罐，此装置还具有________________________的作用。
二、选择题一〇、启动离心泵前，需用被输送液体把泵灌满，其原因是为了防止________ 。
A 气缚现象B 气浮现象 C气蚀现象 D 排不出液体一一、离心泵内的叶轮有开式、半闭式和闭式三种，其中闭式叶轮的_________。
A 效率最低B 效率最高 C效率适中 D 无法判断一二、调节泵的工作点可采用改变管路特性曲线的方法来达到，其具体措施是_________。
A 调节泵的进口阀B 调节泵的转速C 调节泵的出口阀D 调节支路阀一三、气体压送机械的出口压强与进口压强之比在4以上的是_________。
A 鼓风机B 压缩机C 通风机D 真空泵一四、用泵将液体从低处送往高处的高度差称为__________。
A 升扬高度B 吸上高度C 扬程D 安装高度一五、离心泵运转时，其扬程随流量的增大而__________；而往复泵的实际流量会随扬程的增大而_________。
A 减小B 增大C 不变D 不一定一六、往复式压缩机的余隙系数越大，压缩比越大，则容积系数__________。
A 越大B 越小C 不变D 不一定一七、输送液体的粘度越大，则液体在泵内的能量损失越大，使离心泵的扬程、流量________，而功率______ 。
A 减小B 增大C 不变D 不一定一八、离心泵在停泵时，应先关闭出口阀，再停电机，这是为了防止___________。
A 汽蚀现象B 电流过大 C高压流体倒流 D 气缚现象三、判断题一九、离心泵吸入管的单向底阀是为了防止泵内液体倒流回贮槽。
( ) 二〇、泵壳不仅作为一个汇集液体的部件，而且是一种转能装置。
( )二一、离心泵启动时应关闭出口阀，这样可避免功率过大而烧坏电机。
( )二二、往复泵可用出口阀调节流量也可用回流支路调节流量。
( )二三、往复式压缩机在运行中，不允许关闭出口阀，这样可防止压力过大而造成事故。
( )二四、离心式压缩机与离心鼓风机相同，各级叶轮大小相等。
( )二五、离心式压缩机常用的调节方法是调节入口阀的开度，此方法是改变了压缩机的特性曲线。
（）二六、离心泵工作点的坐标是泵实际工作时的流量和扬程，也是管路的流量和所需的外加压头。
( )二七、一台往复式压缩机工作时的压缩比不能太大，否则将使压缩机根本吸不进气体。
( )四、问答题二八、为什么离心泵启动之前，要先灌满液体？泵吸入管末端为什么要安装单向底阀？二九、在有的离心泵叶轮的盖板上钻有少量小孔，其原因何在？三〇、轴封的作用是什么？为什么填料密封的松紧度必须合适？三一、扬程和升扬高度有什么区别？三二、为什么离心泵启动时要关闭出口阀？三三、试说明一般选择离心泵类型的方法和步骤。
三四、往复泵的流量为什么不均匀？为了改善这一状况，可以采取哪些措施？三五、往复式压缩机中直接参与压缩过程的主要部件有哪些？三六、为什么要采取多级压缩？在多级压缩中，通常有哪些附属装置？活塞环的作用是什么？三七、标准答案绪论一、填空题1.单元操作；化工单元2.物理衡算；能量衡算；平衡关系；过程速率3.绝对单位制；工程单位制；国际单位制(SI制)4.基本物理量、基本单位5.平衡关系6. 过程速率。
二、问答题三八、要点：化工生产过程中普遍采用的、遵循共同的物理变化规律、所用设备相似、具有相同作用的基本操作。
包括流体的流动与输送、沉降、过滤、离心分离、传热、蒸发、结晶、蒸馏和吸收等。
三九、要点：过程速率=过程推动力/过程阻力。
增大过程推动力和降低过程阻力都可提高过程速率。
第一章流体流动一、填空题1.密度；比容2.流体的压强3.流量；体积流量；质量流量4.连续流动的5.内摩擦力；流体的流动状态；的大小有影响6.层流(滞流)；湍流(紊流)；层流：质点沿管轴作有规则的平行运动、湍流：质点作不规则的杂乱运动 7.静止的；连通的；连续的同一种液体 8.分别或同时提高流体的位压头；动压头；静压头以及弥补损失能量 9.增大；不变。
二、选择题1. B2. A3. B4. C5. A6. B7. A 、B8. A、C9. B三、判断题1. T；2. F；3. T；4. F；5. T；6. T；7. F；8. T；9. T。
四、问答题1. 要点：单位体积流体的质量称为密度。
单位质量流体的体积称为流体的比容。
在一定温度下，物体的密度与277K时纯水密度之比，称为相对密度。
ρ=1/ν=1000×d T2772. 要点：kPa mmHg mH2O atm at等1atm=760mmHg=10.33mH2O=1.033kg/cm2= 101.3kPa。
1at=735.6mmHg=10mH2O=98.1kPa=1kg/cm23. 要点：单位时间内流经管道任一截面的流体体积称为体积流量。
单位时间内流经管道任一截面的流体质量称为质量流量。
单位时间内流体在流动方向流过的距离称为流速。
质量流量与管道截面积之比称为质量流速(单位时间内流体流过管道单位截面积的质量。
) W=Q×ρ=G×S=uρS；Q=u×S；G=uρ4. W1=W2；ρ1u1S1=ρ2u2S2；W=W1+W2+W3+…+Wn5. 要点：流体的机械能(位能、动能、静压能)、外加能、损失能量；输入的总能量=输出的总能量；z1g+p1/ρ+u12/2+We=z2g+p2/ρ+u22/2+∑h f或Z1+p1/ρg+u12/2g+He=Z2+p2/ρg+u22/2g+H f6. 要点：在紧靠管壁处流体作层流流动，这一流体薄层称为层流内层。