南京工业大学2011化工原理答疑

6. 离心泵产生气蚀现象过程，产生的原因是什 离心泵产生气蚀现象过程， 么？如何避免气蚀现象产生？（ ） 如何避免气蚀现象产生？（76） ？（
2 p1 PK uk = Hg + + + ∑ H f 1−2 + ∑ H f 2− k ρg ρ g 2g
7. 对一台特定的泵，由20℃ 清水测出的 允 对一台特定的泵， ℃ 清水测出的∆h允 的曲线关系， 与V的曲线关系，是否可以通用于其它不同温 的曲线关系 度下的任何一种流体？ 度下的任何一种流体？
4.2 基本公式
1. 流体在管内强制对流给热
du ρ CP µ α = 0.023 λ d µ λ
流速或流量加倍
0.8
0.3或 0.4
α =2 α
' 0.8
2. 串联传热
Q = KA∆tm = WhC ph (T1 − T2 ) = Wc C pc (t2 − t1 )( w)
第三章 过滤 沉降 流态化
3.1 基本概念
1.颗粒的比表面积 ，床层的孔隙率为 ，则 颗粒的比表面积a，床层的孔隙率为ε， 颗粒的比表面积 床层的比表面积是多少？ 床层的比表面积是多少？ 2.固定床结构的一维简化模型有哪些特点？ 2.固定床结构的一维简化模型有哪些特点？ 固定床结构的一维简化模型有哪些特点
2=0.92m, ∆h允=4.0m.
F
P塔
1 4.2m 2
1
问：泵能否正常操作？ 泵能否正常操作？
[解]
H g,max
p1 p v = − − ∆h允 − ∑ H f,1− 2 ρg ρg
P1为液体上方环境压力，故P1即为塔内的操作压力， 为液体上方环境压力， 即为塔内的操作压力， 塔内的绝压为： 塔内的绝压为： P1=P塔=P0-P真=760-560=200mmHg ∵塔内液体处于沸腾状态，PV=P塔，即操作压力等 塔内液体处于沸腾状态， 于液体的饱和蒸汽压
解：
1
2
p2
1
2
d = 51 − 3 × 2 = 45mm u = π
10 / 3600 (0.045) 2
= 1.747 m / s
4
µ = 1cp = 1×10 N ⋅ s / m
−3
2
0.045 ×1.747 ×1000 Re = = = 7.8615 ×104 µ 1×10−3 dug
0.3164 λ= = 0.0189 0.25 (78615)
则 (V ')2-V2 = K 'A2(τ ' - τ ) 即 (V ')2-22 = 6.774×1 × ∴V ' = 3.282 m3
第四章 传热与换热器
4.1 基本概念
1. 传热的三种基本方式是什么？ 传热的三种基本方式是什么？ 2. 对流传热的特点是什么？ 对流传热的特点是什么？ 3. 钢、不锈钢、水、空气在同温度下的导热 不锈钢、 系数（热导率）的大小比较。 系数（热导率）的大小比较。它们随温度如 何变化？ 何变化？
第一章 流体流动
1.1 基本概念
1.什么叫流体？流体不同于固体的特征是什么？ 什么叫流体？流体不同于固体的特征是什么？ 什么叫流体 2. 流体是由大量分子组成，而每个分子行为千 流体是由大量分子组成， 差万别，且分子间是不连续的。因此， 差万别，且分子间是不连续的。因此，提出连 续介质模型的意义是什么？ 续介质模型的意义是什么？(P7) 3.流体具有粘性的原因是什么？流体粘度是衡 流体具有粘性的原因是什么？ 流体具有粘性的原因是什么 量粘性大小的物理量， 量粘性大小的物理量，流体静止时是否具有粘 度？
1.2 基本公式
1. U形压差计 形压差计 2.机械能守恒方程 机械能守恒方程
pm1 − pm2 = ( ρ i − ρ ) gR
2 1 2
p1
u p2 u2 + gz1 + = + gz2 + + ∑ hf ρ 2 ρ 2
2 2
3.阻力计算 阻力计算
∑h
f
= λ[( L + ∑ Le ) / d ]u / 2 = [λ ( L / d ) + ∑ ζ ]u / 2
2 K
2 1
2 K
Hg max
u = H S ,允 − − ∑ H f 1− 2 2g
2 2
2.3 计算举例
[例] 有一精馏塔，操作压力P塔 有一精馏塔，操作压力 =560mmHg(真空度 ，釜内液体 真空度)， 真空度 处于沸腾状态，塔釜连续出料， 处于沸腾状态，塔釜连续出料， 泵放在低于液面4.2m处, 处 泵放在低于液面 ρL=950Kg/m3, 吸入管阻力 f1吸入管阻力ΣH
4.什么叫速度边界层？产生的原因是什么？ 什么叫速度边界层？产生的原因是什么？ 什么叫速度边界层 5.量纲分析（因次分析）可以减少变量，减少 量纲分析（因次分析）可以减少变量， 量纲分析 实验工作量，减少实验设备， 实验工作量，减少实验设备，减少实验流体种 由无量纲数群（无因次数群） 类。由无量纲数群（无因次数群）表示的关联 式可推广应用于其他设备和其它流体， 式可推广应用于其他设备和其它流体，条件是 什么？ 什么？ （P30） ） 6.分析 形管压差计受力平衡的重要依据是什 分析U形管压差计受力平衡的重要依据是什 分析 么？ 7.局部阻力产生的原因和实质是什么？ 局部阻力产生的原因和实质是什么？ 局部阻力产生的原因和实质是什么 8.如何计算非圆形截面管道的当量直径？ 如何计算非圆形截面管道的当量直径？ 如何计算非圆形截面管道的当量直径
3. 传热系数
bd o do 1 1 = + Ro + + Ri + Ko αo λ dm α i di
（看清题目给的条件，有些热阻项可忽略不计） 看清题目给的条件，有些热阻项可忽略不计）
4.3 计算举例
欲设计一列管式换热器,用 ℃ 欲设计一列管式换热器 用110℃的饱和水蒸气将 1400kg/h的常压空气由 ℃预热到 ℃。 的常压空气由20℃预热到95℃ 的常压空气由 (1)若初步选定采用单管程换热器 空气走管程 管束 若初步选定采用单管程换热器,空气走管程 若初步选定采用单管程换热器 空气走管程, 的铜管组成。 由120根φ25×2.5mm的铜管组成。试确定所需的管 根 × 的铜管组成 束长度。 束长度。 (2)若选用双管程浮头式列管换热器。管子总数、管 若选用双管程浮头式列管换热器。 若选用双管程浮头式列管换热器 管子总数、 长及直径同上。空气流量及进口温度不变。 长及直径同上。空气流量及进口温度不变。则空气 的出口温度有无变化?试计算之 试计算之。 的出口温度有无变化 试计算之。 在计算中,冷凝液膜的热阻 冷凝液膜的热阻、 在计算中 冷凝液膜的热阻、管壁及其两侧污垢热 阻可忽略不计,其空气平均温度下的物性可取 其空气平均温度下的物性可取:黏度 阻可忽略不计 其空气平均温度下的物性可取 黏度 µ=0.02cP,比热 比热:Cp=1.0kJ/(kg·℃),导热率 比热 ℃ 导热率 λ=0.029W/(m·℃), 密度 ℃ 密度ρ=1.076kg/m3。
4 2
∴ p2 = 8.3058 ×10（p a） 0.8467 Kgf / cm (表) =
第二章 流体输送机械
2.1 基本概念
1. 离心泵中，叶轮和泵壳分别起什么作用？ 离心泵中，叶轮和泵壳分别起什么作用？ 2. 离心泵叶轮有哪几种类型？ 离心泵叶轮有哪几种类型？ 3. 离心泵出厂时三条性能曲线是在什么条件 下测定的？ 下测定的？ 4. 离心泵扬程的定义是什么？ 离心泵扬程的定义是什么？ 5.IS50-32-125型号意义什么？ 5.IS50-32-125型号意义什么？ 型号意义什么
∴ H g,max = −∆h允 − ∑ H f,1− 2 = −4.0 − 0.92 = −4.92m
因此，把泵放在低于液面4.2m处不能正常工作， 因此，把泵放在低于液面4.2m处不能正常工作，会发 4.2m处不能正常工作 生汽蚀应放在液面以下4.92m 4.92m处 理论上越低越好） 生汽蚀应放在液面以下4.92m处（理论上越低越好）
4.Re计算 计算 Re = duρ / µ = dG / µ = 4Vρ /( πdµ ) = 4W /( πdµ )
1.3 计算举例
密度是1000kg/m3、粘度是1cP的水以 密度是 粘度是 的水以10m3/h 的水以 的流量在Φ51×3mm的水平管内流过，在管路 × 的水平管内流过， 的流量在 的水平管内流过 上某处流体静压强1.5kgf/cm（表压），若管路 上某处流体静压强 （表压），若管路 ）， 的局部阻力略去不计，间距该处100m下游处流 的局部阻力略去不计，间距该处 下游处流 体静压强为多少Pa？（或者求压差） 体静压强为多少 ？（或者求压差） ？（或者求压差 （Re=3×103～1×105时，λ=0.3164 / Re0.25） × ×
3.2 基本公式
dv KA2 = dτ 2 (V + V e )
1. 过滤速率计算式
dq K 2(∆Pm )1− S = K= dτ 2( q + qe ) µ r0φ
q + 2qqe = Kτ
2
2. 恒压过滤方程
V + 2VVe = KA τ
2 2
3.3 计算举例
某板框压滤机恒压下操作,经 过滤 过滤,得滤液 某板框压滤机恒压下操作 经1h过滤 得滤液 2m3，过滤介质阻力可略。试问 过滤介质阻力可略。试问: 共得多少滤液? ①若操作条件不变, 再过滤 共得多少滤液 若操作条件不变 再过滤1h,共得多少滤液 后即把压差提高一倍, ②在原条件下过滤1h后即把压差提高一倍 在原条件下过滤 后即把压差提高一倍 再过滤1h,已知滤饼压缩性指数 再过滤 已知滤饼压缩性指数s = 0.24 ,共 已知滤饼压缩性指数 共 可得多少滤液? 可得多少滤液
2
He = A − BV
2
1～K截面
p1 u pK u + Z1 + = + ZK + + ∑ H f 1− 2 + ∑ H f 2− K ρg 2g ρ g 2g p1 pK u − − − ∑ H f 1− 2 − ∑ H f 2− K Hg = Z K − Z1 = ρ g ρ g 2g
以允许吸上真空高度[H 计算 计算H 以允许吸上真空高度 S]计算 g,max
3. 流体流过滤饼即为流过一固体颗粒的固定 因液体通过滤饼的流速较低，属层流， 床，因液体通过滤饼的流速较低，属层流， 过滤速率就是流体通过固定床的空速， 过滤速率就是流体通过固定床的空速，是采 用欧拉公式还是柯士尼公式？（ ？（P100） 用欧拉公式还是柯士尼公式？（ ） 4. 颗粒的沉降速度的定义是什么？ 颗粒的沉降速度的定义是什么？ 5. 降尘室气体处理能力跟哪些因素有关？ 降尘室气体处理能力跟哪些因素有关？ 6. 什么是临界粒径？旋风分离器性能好坏的标 什么是临界粒径？ 志是什么？ 志是什么？
2.2 基本公式
1.管路特性曲线 管路特性曲线 泵特性曲线 2. 泵的最安装高度
H g,max p1 pv = z K − z1 = − − ∆h允 − ∑ H f,1− 2 ρg ρg
环 境 大 气 压 工 质 温 度 由 流 量 查 附 录 吸 入 管 路 阻 力
He ' = H 0 + KV
(1)∵Ve=0, V 2 = KA2τ 即 22 = KA2×1 ∵ ∴ KA2 = 4 m6/h 又 (V 2)2 = 4×τ2 =4×2 , 得 V 2= 2.828 m3 × × (2)过滤 小时后 压差提高一倍 过滤1小时后 过滤 小时后,压差提高一倍 由K ∝∆p(1-S)得
K 'A2 = (∆p'/∆p)(1-S) KA2 = 2(1-0.24) × 4= 6.774 m6/h
4. 纯净蒸汽膜状层流冷凝给热时，实验测定的 纯净蒸汽膜状层流冷凝给热时， 给热系数为什么会比努塞尔公式理论计算要 高出20%左右？ 左右？ 高出 左右 5. 影响沸腾给热的因素有哪些Fra Baidu bibliotek 影响沸腾给热的因素有哪些？ 6. 冷热流体换热时，逆流与并流的优缺点比较 冷热流体换热时， 7. 折流板有哪两种类型？折流板的作用 折流板有哪两种类型？
p1
u12 p2 u2 2 + gz1 + = + gz2 + + ∑ hf ρ 2 ρ 2
l u2 = − ∑ hf = − λ ⋅ ⋅ d 2 ρ ρ ρ p1 p1
2
p2
1.5 × 9.81×104 1000 1.747 2 = − 0.0189 × × 1000 0.045 2 = 147015 − 64.092 = 83.058 J / kg