化工原理绪论、流体流动与流体输送机械

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
______________________________。

9．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
10．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
11．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
12．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
13．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
14．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
15．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
16．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
17．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
18．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
19．气体的粘度随压力的升高而增大。

( )
20．层流内层的厚度随流体湍动程度的增加而增加。

( )
21．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。

( )
22．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。

( ) 23．流体阻力的主要表现之一是静压强下降。

( )
24．真空度为定值时，大气压强越大，则绝对压强越大。

( )
25．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。

( )
26．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。

( )
27．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. B
2. A
3. B
4. C
5. A
6. B
7. A 、B
8. A、C
9. 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×dT277
2. 要点：kPa mmHg mH2O atm at等1atm=760mmHg=10.33mH2O=1.033kg/cm2= 101.3kPa。

1at=735.6mmHg=10mH2O=98.1kPa=1kg/cm2
3. 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=uρ
4. W1=W2；ρ1u1S1=ρ2u2S2；W=W1+W2+W3+…+Wn
5. 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 f
6. 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。

层流内层的厚度随雷诺准数的增大而减小。

7. 要点：∑h f=λ(L+∑Le)/d5(4Q/π)2×1/2 ；适当增加管径和减小流速；减小直管长度；减小局部阻力。

8.要点：流体的等于该液柱作用于其底部单位面积上的液体重力；P=AZρg/A=Zρg；当流体一定，即ρ, g为常数，可以用液柱高度表示压强的大小。

9.要点：d=(Q/0.785u)1/2 ；当流量一定，管径越小，投资费用越小，但将使流速增大，流体阻力增加；操作费用增加；故管径不是越小越好。

第二章流体输送机械
一、填空题
1. 叶轮；泵壳；轴封装置；
2. 流量；扬程；功率和效率；
3. 吸气阶段；压缩阶段；排气阶段；膨胀阶段；
4. Q-H ；Q-N轴；Q-η；
5. 低于；
6. 避免压缩后气体温度过高；提高气缸容积系数或提高生产能力；减小压缩所需的功率；
7. 的外加压头；流量；Q-H；
8. 出口阀；液体排不出去；9.不连续；使气体中夹带的油沫和水沫得到沉降与气体分离。

二、选择题
1. A
2. B
3. C
4. B
5. A
6. A , A
7. B
8. A , B
9. C
三、判断题
1. T
2. T
3. T
4. F
5. T
6. F
7. T
8. T
9. T
四、问答题
四〇、要点：若不灌满液体，或在运转中泵内漏入空气，由于空气的密度比液体的密度小得多，产生的离心力小，在吸入口处所形成的真空度较低，不足以将
液体吸入泵内，这时，虽然叶轮转动，却不能输送液体，这种现象称为“气缚”。

单向底阀可防止灌入的或上一次停泵存留的液体漏掉。

四一、要点：闭式和半闭式叶轮在工作时，离开叶轮的高压液体，有一部分会流到叶轮的后侧，而叶轮前侧为入口处的低压液体，由于这种叶轮前后两侧的压
差，产生轴向的推力，使电机负荷增加，严重时会引起叶轮与泵壳接触，发生
振动和磨损。

故在盖板上转一些称为平衡孔的小孔，使一部分高压液体通过平
衡孔漏到低压区，减轻了叶轮两侧的压差，但同时也会降低泵的效率。

四二、要点：防止泵的泄漏或空气的进入。

压的过紧可减少泄漏，但填料与轴之间摩擦损失增加，会降低填料和轴的寿命，严重时造成发热冒烟，甚至将填料
和轴烧坏；若压的过松，则起不到密封的作用。

四三、要点：扬程：泵赋予1N流体的外加能量。

升扬高度：用泵将液体从低出送到高处的高度差。

扬程包含静压头、位压头、动压头和损失压头，而升扬高
度只是其中的一部分。

四四、要点：Q-N曲线表明，流量越大，泵所需的功率越大，当Q=0时功率为最小，故，开泵前要关闭出口阀，可避免因启动功率过大烧坏电机。

四五、要点：(1) 根据被输送介质的性质确定泵的类型；(2) 确定输送系统的流量与压头；(3) 选择泵的型号；(4) 校核泵的轴功率。

四六、要点：由于其只是压出行程时排出液体，吸入行程时无液体排出；同时，又由于泵的往复运动是依靠电动机通过曲柄连杆机构，使旋转运动变为活塞的往复运动而实现的，在一个冲程中，活塞的移动速度随时间而变化，则排液量也相应地变化。

可以采用双动泵、多动泵或在泵的吸入口和压出口处装设空气室。

四七、要点：汽缸、活塞、吸入阀和排出阀。

防止气体从高压端漏到低压端。

四八、要点：(1) 提高气缸的容积系数；(2) 避免压缩机的温度过高；(3) 降低压缩机的功率。

中间冷却器、油水分离器、出口气体冷却器，冷却器的作用是可以将气体冷却避免了压缩机温度过高；油水分离器的作用是将气体夹带的润滑油和水沉降下来，定期排放。