化工原理期末复习重点

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第1章 流体流动

1.1标准大气压(atm)=1.013×105Pa=1.033kgf/cm 2=10.33m H 2O=760mm Hg 1(at)=1kgf/cm 2 =9.81×104Pa 表压＝绝对压力－大气压力 真空度＝大气压力－绝对压力＝－表压

2.静力学基本方程式 2a p p gh ρ=+

（1）当液面上方的压力一定时，在静止液体内任一点压力的大小，与液体本身的密度和该点距液面的深度有关。因此，在静止的、连续的同一液体内，处于同一水平面上的各点，因其深度相同，其压力亦相等。压力相等的水平面，称为等压面。

（2）当液面的上方压力p a 有变化时，必将引起液体内部各点压力发生同样大小的变化。

3. q v :体积流量 m 3/s m 3/h q m :质量流量 kg/s kg/h u:流速（平均速度） m/s

m v q q ρ=

22

//44

V V m q q q u m s

A d d ρππ=

==

4.流体在管道中的流动状态可分为两种类型。

（1）层流：若其质点始终沿着与管轴平行的方向作直线运动，质点之间互相不混合，充满整个管的流体就如一层一层的同心圆筒在平行地流动，这种流动状态称为层流或滞流。

（2）湍流：当流体流速增大时，若有色液体与水迅速混合，则表明流体质点除了沿着管道向前流动外，各质点还做剧烈的径向脉动，这种流动状态称为湍流或絮流。

（3）区别：有无径向脉动。

5.雷诺数

Re du ρ

μ=

Re≤2000 流动类型为层流 Re ≥4000 流动类型为湍流

2000

6.（1）流体在圆管中层流时，其平均速度为最大速度的一半，max 1

u =。

（2）在靠近管壁的区域，仍有一极薄的流体作层流流动，称这一极薄流体层为层流内层或层流底层。流体的湍流程度越大，层流底层越薄。

7.（1）流体在圆管内作层流流动时λ与Re的关系式：

64

λ=。

（2）流体作湍流流动时的摩擦阻力不仅与Re有关，还与管壁的粗糙度有关。

8.局部阻力所引起的阻力损失有两种计算方法，阻力系数法

2

2

u

Rε

∑=和当量长度

法

2

le u

Rλ

=。（ε—局部阻力系数，le—管件、阀门的当量长度）9.管路系统中的总能量损失

2

()

2

e

l l u

R

d

λξ

⎡⎤

+

=+∑

⎢⎥

⎣⎦

∑

∑

l

e

∑：管路中部分管件和阀门的当量长度之和，m；

ξ∑：管路中部分管件和阀门的局部阻力系数之和。

10.连续性方程

2

122

211

u A d

u A d

⎛⎫

== ⎪

⎝⎭

11.We ——有效功

有效功率e m e

P q W

=

轴功率

e

P

P

η

=

12.流速及流量的测量

测速管——点速度

孔板流量计——平均速度

转子流量计——体积流量

13.伯努利方程式

22

1122

12

22

e

p u p u

z g W z g R

ρρ

+++=+++∑

J/Kg e

W=gH，为单位质量流体的外加能力，也成为有效功，单位J/Kg 注意事项：

（1）选截面（2）选基准面

（3）列方程（4）找已知条件，求解

※ ①单位要一致 ②压强的表示方法要一致 敞口、大截面：u=0；p=0（表）

14.（书1-2）如本题附图所示的连通器，A 室上方通大气，B 、C 两室密封，三室液面平齐，试问：（1）p 1、p 2、p 3是否相等？p 4、p 5、p 6是否相等？（2）求的p b 、p c 表达式。

15.（书1-4）今有一容器，尺寸如本图附图所示，器内贮有密度1250 kg/m 3的液体，液面高度为3.2m 容器侧面有二压力引线，距容器底的距离分别为2m 及1m ，容器上部空间压力（表压）为29.4kPa 。试求：（1）压差计读数（指示剂密度为1400kg/m 3）;(2)A 、B 两弹簧压力及的读数。

16.（书1-8）如本题，由高位槽均匀地向精馏塔加料，液面高度维持恒定。槽内液面上的压力为大气压，精馏塔的操作压力为0.1kgf/cm 2,(表压)管道内径为37.75mm ，进料量要求5m 3/h ，料液密度为850kg/m 3,加料管全部阻力为3m 。求高位槽液面需高出精馏塔进口多少才能达到要求？

17.（书1-11）用虹吸管从高位槽向反应器加料，如本题附图所示，已知高位槽和反应器均与大气相同，，要求料液再管内以1.2m/s ，的速度流动，料液在馆内流动速度时的能量损失为25J/kg,求高位槽的液面应高出虹吸管多少。

18.（书1-17）如本题附图所示，一管道直径为219*6，逐渐缩小到159*4.5，管中甲烷流量1700m 3/h 。在大小两管的管壁上接一U 型管压差计，指示剂为水，试求其读数为多少？

19.（书1-24）如本题附图所示，有一黏度为1.7*10-3mpa.s,密度为765kg/m 3的某液体，由一高位槽径直径114*4的钢管流入一密闭槽中，槽内压力为0.16mpa(表压)。流体在管内流速为1m/s 。如果两槽液面保持不变，试求两槽液面的垂直距离。

20.（书1-25）如本题附图所示，用泵自河边的吸水站将20摄氏度的河水送到水塔中。水塔进水口到河水水面的垂直高度为34.5m,管道采用114*4的钢管，管长1800m ，包括全部管道长度及管件的当量长度。若泵的流量为30m 3/h ，试求外加能量为若干？

21.（上届考试范围题）用离心泵将质量流量为6480kg/h 的液体从低位槽输送到高位槽，两个贮槽均为敞口，两槽液面保持恒定且高度差为12m ，管路尺寸为38×25mm 。管路总长度为50m 。操作条件下液体密度为1260kg/m 3，黏度为1×10-3pa ·s ，若泵的效率为70%，试求（1）流动类型（2）泵的轴功率（摩擦系数可按下式计算层流时64

=

，湍流时0.25

0.3164

=

） 第2章 流体输送机械