化工原理答疑

1、1.什么叫流體？流體不同于固體的特征是什么？什么叫流體？流體不同于固體的特征是什么？P72. 流體是由大量分子組成，而每個分子行為千差萬別，且分子流體是由大量分子組成，而每個分子行為千差萬別，且分子間是不連續(xù)的。因此，提出連續(xù)介質(zhì)模型的意義是什么？間是不連續(xù)的。因此，提出連續(xù)介質(zhì)模型的意義是什么？ P73.流體具有粘性的原因是什么？流體粘度是衡量粘性大小的物流體具有粘性的原因是什么？流體粘度是衡量粘性大小的物理量，流體靜止時是否具有粘度？理量，流體靜止時是否具有粘度？ P15（液體：分子間引力；氣體：分子熱運(yùn)動） P16（粘度是流體只有運(yùn)動時才體現(xiàn)的一種流體性質(zhì)）第一章第一章 流體流動流體流動

2、1.1 基本概念基本概念5.量綱分析（因次分析）可以減少變量，減少實(shí)驗(yàn)工作量，減少量綱分析（因次分析）可以減少變量，減少實(shí)驗(yàn)工作量，減少實(shí)驗(yàn)設(shè)備，減少實(shí)驗(yàn)流體種類。由無量綱數(shù)群（無因次數(shù)群）表實(shí)驗(yàn)設(shè)備，減少實(shí)驗(yàn)流體種類。由無量綱數(shù)群（無因次數(shù)群）表示的關(guān)聯(lián)式可推廣應(yīng)用于其他設(shè)備和其它流體，條件是什么？示的關(guān)聯(lián)式可推廣應(yīng)用于其他設(shè)備和其它流體，條件是什么？ P30（設(shè)備與 實(shí)驗(yàn)設(shè)備幾何相似，流體物性各自維持常數(shù)）7.局部阻力產(chǎn)生的原因和實(shí)質(zhì)是什么？局部阻力產(chǎn)生的原因和實(shí)質(zhì)是什么？ P34-35（實(shí)質(zhì)是邊界層分離）6.分析分析U形管壓差計(jì)受力平衡的重要依據(jù)是什么？形管壓差計(jì)受力平衡的重要依據(jù)是什么

3、？ P30（流體靜力學(xué)基本方程式+等壓面）4.什么叫速度邊界層？產(chǎn)生的原因是什么？什么叫速度邊界層？產(chǎn)生的原因是什么？P28-298.如何計(jì)算非圓形截面管道的當(dāng)量直徑？如何計(jì)算非圓形截面管道的當(dāng)量直徑？P361. U形壓差計(jì)形壓差計(jì) 12()mmippgR2.機(jī)械能守恒方程機(jī)械能守恒方程 2211221222fpupugzgzh1.2 基本公式基本公式3.阻力計(jì)算阻力計(jì)算 22fe()/2 ( /)/2hLLd uL du4.Re計(jì)算計(jì)算 )d/(W)d/(V/dG/duRe441.3 計(jì)算舉例計(jì)算舉例 密度是密度是1000kg/m3、粘度是、粘度是1cP的水以的水以10m3/h的流量在的流量

4、在513mm的水平管內(nèi)流過，在管路的水平管內(nèi)流過，在管路上某處流體靜壓強(qiáng)上某處流體靜壓強(qiáng)1.5kgf/cm（表壓），若管路（表壓），若管路的局部阻力略去不計(jì)，間距該處的局部阻力略去不計(jì)，間距該處100m下游處流下游處流體靜壓強(qiáng)為多少體靜壓強(qiáng)為多少Pa？（？（或者求壓差或者求壓差）（Re=31031105時，時，=0.3164 / Re0.25） 解：解：p2112251 3 245dmm 430.045 1.747 1000Re7.8615 101 10dug0.250.31640.0189(78615)210/36001.747/(0.045)4um s3211 10/cpN s m 221

5、122fpppulhd421.5 9.81 1010001.7470.018910000.045214701564.09283.058 /J kg2211221222fpupugzgzh422a8.3058 10p0.8467/()pKgfcm（ ）表5.IS50-32-1255.IS50-32-125型號意義型號意義什么？什么？ P79第二章第二章 流體輸送機(jī)械流體輸送機(jī)械2.1 基本概念基本概念1. 離心泵中，葉輪和泵殼分別起什么作用？離心泵中，葉輪和泵殼分別起什么作用？（葉輪：原動機(jī)的機(jī)械能液體靜壓能和動能； 泵殼：匯集由葉輪拋出的液體，部分動能靜壓能）2. 離心泵葉輪有哪幾種類型？離心

6、泵葉輪有哪幾種類型？ P62（閉式，半閉式，敞式）3. 離心泵出廠時三條性能曲線是在什么條件下測定的？離心泵出廠時三條性能曲線是在什么條件下測定的？（20攝氏度的清水在一定轉(zhuǎn)速下測得的）4. 離心泵揚(yáng)程的定義是什么？離心泵揚(yáng)程的定義是什么？P68211 222kKffkupPHgHHggg6. 離心泵產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象過程，產(chǎn)生的原因是什么？如何避免氣離心泵產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象過程，產(chǎn)生的原因是什么？如何避免氣蝕現(xiàn)象產(chǎn)生？蝕現(xiàn)象產(chǎn)生？P76（低于最大安裝高度）7. 對一臺特定的泵，由對一臺特定的泵，由20 清水測出的清水測出的h允與允與V的曲線關(guān)系，的曲線關(guān)系，是否可以通用于其它不同溫度下的任何一種流體？是

7、否可以通用于其它不同溫度下的任何一種流體？ P77（可以）1.管路特性曲線管路特性曲線20HeHKV2HeABV泵特性曲線泵特性曲線2. 泵的最安裝高度泵的最安裝高度2f,1v11maxg,HhgpgpzzHK允環(huán)環(huán)境境大大氣氣壓壓工工質(zhì)質(zhì)溫溫度度由由流流量量查查附附錄錄吸吸入入管管路路阻阻力力2.2 基本公式基本公式221111 222111 22222KKKffKKKKffKpupuZZHHggggppuHgZZHHggg22max1 2,2SfuHgHHg允1 1K K截面截面 以允許吸上真空高度以允許吸上真空高度HS計(jì)算計(jì)算Hg,max 例例 有一精餾塔，操作壓力有一精餾塔，操作壓力P

8、塔塔=560mmHg(真空度真空度)，釜內(nèi)液體，釜內(nèi)液體處于沸騰狀態(tài)，塔釜連續(xù)出料，處于沸騰狀態(tài)，塔釜連續(xù)出料，泵放在低于液面泵放在低于液面4.2m處處, L=950Kg/m3, 吸入管阻力吸入管阻力Hf1-2=0.92m, h允允=4.0m. 問：泵能否正常操作？問：泵能否正常操作？P塔塔4.2mF1122.3 計(jì)算舉例計(jì)算舉例 解解 2f,1v1maxg,HhgpgpH允P1為液體上方環(huán)境壓力，故為液體上方環(huán)境壓力，故P1即為塔內(nèi)的操作壓力，即為塔內(nèi)的操作壓力，塔內(nèi)的絕壓為：塔內(nèi)的絕壓為： P1=P塔塔=P0-P真真=760-560=200mmHg塔內(nèi)液體處于沸騰狀態(tài)，塔內(nèi)液體處于沸騰狀態(tài)

9、，PV=P塔塔，即操作壓力等，即操作壓力等于液體的飽和蒸汽壓于液體的飽和蒸汽壓mHhH92. 492. 00 . 42f,1maxg,允因此，把泵放在低于液面因此，把泵放在低于液面4.2m4.2m處不能正常工作，會發(fā)處不能正常工作，會發(fā)生汽蝕應(yīng)放在液面以下生汽蝕應(yīng)放在液面以下4.92m4.92m處（理論上越低越好）處（理論上越低越好）1.顆粒的比表面積顆粒的比表面積a，床層的孔隙率為，床層的孔隙率為，則床層的比表面積是多，則床層的比表面積是多少？少？（1-） a2.2.固定床結(jié)構(gòu)的一維簡化模型有哪些特點(diǎn)？固定床結(jié)構(gòu)的一維簡化模型有哪些特點(diǎn)？ P99第三章第三章 過濾過濾 沉降沉降 流態(tài)化流態(tài)化

10、3.1 基本概念基本概念3. 流體流過濾餅即為流過一固體顆粒的固定床，因液體通過流體流過濾餅即為流過一固體顆粒的固定床，因液體通過濾餅的流速較低，屬層流，過濾速率就是流體通過固定床的濾餅的流速較低，屬層流，過濾速率就是流體通過固定床的空速，是采用歐拉公式還是柯士尼公式？空速，是采用歐拉公式還是柯士尼公式？P100，P102（歐拉公式u2，柯士尼公式u非金屬液體氣體）P140（純金屬t升降，非金屬t升升，液體t升降（水和甘油除外），氣體t升升）1. 傳熱的三種基本方式是什么？傳熱的三種基本方式是什么？P137（對流，傳導(dǎo)，輻射）2. 對流傳熱的特點(diǎn)是什么？對流傳熱的特點(diǎn)是什么？P137第四章第四

11、章 傳熱與換熱器傳熱與換熱器4.1 基本概念基本概念7. 折流板有哪兩種類型？折流板的作用。折流板有哪兩種類型？折流板的作用。P181（作用：冷熱流體充分接觸，雷諾數(shù)大于100就可能達(dá)到湍流；提高對流傳熱系數(shù)，但是流動阻力增大）6. 冷熱流體換熱時，逆流與并流的優(yōu)缺點(diǎn)比較。冷熱流體換熱時，逆流與并流的優(yōu)缺點(diǎn)比較。P172-1734. 純凈蒸汽膜狀層流冷凝給熱時，實(shí)驗(yàn)測定的給熱系數(shù)為什純凈蒸汽膜狀層流冷凝給熱時，實(shí)驗(yàn)測定的給熱系數(shù)為什么會比努塞爾公式理論計(jì)算要高出么會比努塞爾公式理論計(jì)算要高出20%左右？左右？P1575. 影響沸騰給熱的因素有哪些？影響沸騰給熱的因素有哪些？P1611. 流體在

12、管內(nèi)強(qiáng)制對流給熱流體在管內(nèi)強(qiáng)制對流給熱0.80.30.40.023PCdud或流速或流量加倍流速或流量加倍0.822. 串聯(lián)傳熱串聯(lián)傳熱1221()()( )mhphcpcQKA tW CTTW Cttw4.2 基本公式基本公式3. 傳熱系數(shù)傳熱系數(shù)11oooioomiibddRRKdd（看清題目給的條件，有些熱阻項(xiàng)可忽略不計(jì)）（看清題目給的條件，有些熱阻項(xiàng)可忽略不計(jì)）欲設(shè)計(jì)一列管式換熱器欲設(shè)計(jì)一列管式換熱器,用用110的飽和水蒸氣將的飽和水蒸氣將1400kg/h的常壓空氣由的常壓空氣由20預(yù)熱到預(yù)熱到95。(1)若初步選定采用單管程換熱器若初步選定采用單管程換熱器,空氣走管程空氣走管程, 管

13、束管束由由120根根252.5mm的銅管組成。試確定所需的管的銅管組成。試確定所需的管束長度。束長度。(2)若選用雙管程浮頭式列管換熱器。管子總數(shù)、管若選用雙管程浮頭式列管換熱器。管子總數(shù)、管長及直徑同上?？諝饬髁考斑M(jìn)口溫度不變。則空氣長及直徑同上?？諝饬髁考斑M(jìn)口溫度不變。則空氣的出口溫度有無變化的出口溫度有無變化?試計(jì)算之。試計(jì)算之。 在計(jì)算中在計(jì)算中,冷凝液膜的熱阻、管壁及其兩側(cè)污垢熱冷凝液膜的熱阻、管壁及其兩側(cè)污垢熱阻可忽略不計(jì)阻可忽略不計(jì),其空氣平均溫度下的物性可取其空氣平均溫度下的物性可取:黏度黏度=0.02cP,比熱比熱:Cp=1.0kJ/(kg),導(dǎo)熱率導(dǎo)熱率=0.029W/(m

14、), 密度密度=1.076kg/m3。4.3 計(jì)算舉例計(jì)算舉例解解：（1） L =? Gi =(1400/3600)/(120/4)0.022 =10.32 kg/(m2s)Re =di Gi / =0.0210.32/(0.0210- 3 )=1.032104 104Pr =Cp/=10000.0210- 3 /0.029=0.69i =0.023Re0. 8 Pr0. 4/d i =0.0230.029(1.032104) 0. 8 0.690. 4/0.02 =46.7W/(m2K)Ki=iQ=WC CpCt =Aiitm Ai =WCCpC (t2 t1 )/(itm )tm =(90

15、-15)/Ln(90/15)=41.86Ai =1400103(95-20)/3600/(46.741.86)=14.92m2 Ai =ndiLL=Ai/(ndi)=14.92/(1200.02)=1.98 m 2 m （2） t2 =? Ln(T-t1)/(T-t2)=KiAi/(WC CpC) (1) Ln(T-t1)/(T-t2)=KiAi/(WC CpC) (2) K/K=/=(Np/Np)0. 8 =20. 8 (Np-管子數(shù)量）管子數(shù)量） 由由(1)/(2)Ln(T-t1 )/(T-t2)= 20. 8 Ln(T-t1 )/(T-t2)Ln(110-20)/(110-t2) = 2

16、0. 8 Ln(110-20)/(110-95) t2=1061. 分子擴(kuò)散速率即菲克定律只適用于什么體系？分子擴(kuò)散速率即菲克定律只適用于什么體系？P231（二元體系一維分子擴(kuò)散）第五章第五章 氣體吸收氣體吸收5.1 基本概念基本概念2. 雙膜理論的要點(diǎn)是什么？雙膜理論的要點(diǎn)是什么？P2374. 用水吸收空氣的用水吸收空氣的CO2屬于氣膜控制還是屬于氣膜控制還是 液膜控制？液膜控制？（液膜控制）3. 表面更新模型對溶質(zhì)滲透模型作了哪些修正？表面更新模型對溶質(zhì)滲透模型作了哪些修正？P2386. 某一填料塔進(jìn)行逆流吸收操作，當(dāng)吸收因子某一填料塔進(jìn)行逆流吸收操作，當(dāng)吸收因子A1且填料為無窮且填料為無

17、窮高時，氣液兩相將在塔頂還是塔底達(dá)到平衡？高時，氣液兩相將在塔頂還是塔底達(dá)到平衡？A1又如何？又如何？ （A1塔底）5. 降低體系的壓力、升高操作溫度有利于解吸還是吸收？降低體系的壓力、升高操作溫度有利于解吸還是吸收？ （降壓升溫有利于解吸）1222111ln1,11OGOGOLOLOGHNHNHymxLNAAymxAmGAOGyGHK a12OGmyyNy1212lnmyyyyy12min12yyLGxx5.2 基本公式基本公式5.3 計(jì)算舉例計(jì)算舉例有一填料層高度為有一填料層高度為3m的逆流操作吸收塔，操作壓力的逆流操作吸收塔，操作壓力為為101.3kPa，溫度為，溫度為23C，用清水吸收

18、空氣中的氨，用清水吸收空氣中的氨氣，混合氣體流率氣，混合氣體流率G為為18 kmol/(m2 h)，其中含氨，其中含氨6%（體積（體積%），回收率為），回收率為99%，清水的流率，清水的流率L為為43 kmol/(m2 h)，平衡關(guān)系為，平衡關(guān)系為y = 0.9x，氣相總體積傳質(zhì)系，氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)數(shù) K ya與氣相質(zhì)量流率的與氣相質(zhì)量流率的0.8次方成正比，而受液體次方成正比，而受液體質(zhì)量流率的影響甚小。質(zhì)量流率的影響甚小。試估算在塔徑及其他操作條件不變的情況下，氣體試估算在塔徑及其他操作條件不變的情況下，氣體流率增加一倍時，出塔氣體濃度變?yōu)槎嗌?？流率增加一倍時，出塔氣體濃度變?yōu)槎嗌伲?0

19、06. 0%99106. 0112yy377. 043189 . 01LmGAAyyANAOG111ln1121164. 6377. 00006. 006. 0377. 01ln377. 011屬低濃氣體吸收屬低濃氣體吸收 原狀況下：原狀況下： mNHHOGOG45. 064. 63871. 02122 . 02 . 02 . 0OGOGOGOGyyOGOGHHNNGGaKaKGGHH78. 564. 6871. 0OGN 氣體流率增加一倍時：氣體流率增加一倍時：753. 0432189 . 01LGmA753. 006. 0753. 01ln753. 01178. 52y220043. 0y

20、y 第六章第六章 流體蒸餾流體蒸餾6.1 基本概念基本概念1 精餾原理是什么？蒸餾與精餾的區(qū)別在哪里？精餾原理是什么？蒸餾與精餾的區(qū)別在哪里？P2732 恒摩爾流假設(shè)的要點(diǎn)是什么？什么樣的體系基本符合恒摩爾假恒摩爾流假設(shè)的要點(diǎn)是什么？什么樣的體系基本符合恒摩爾假設(shè)？設(shè)？P2763 操作壓力對體系的相對揮發(fā)度、塔頂溫度、塔底溫度有何影響？操作壓力對體系的相對揮發(fā)度、塔頂溫度、塔底溫度有何影響？4 如何根據(jù)體系的總壓和體系各組份的飽和蒸汽如何根據(jù)體系的總壓和體系各組份的飽和蒸汽 壓來計(jì)算體系壓來計(jì)算體系的液相和汽相組成？的液相和汽相組成？P2675 在化工生產(chǎn)中全回流用于什么場合？全回流在化工生產(chǎn)

21、中全回流用于什么場合？全回流 時操作線方程是時操作線方程是什么？什么？P2436 芬斯克方程的推導(dǎo)及應(yīng)用它計(jì)算全回流時最少理論板數(shù)的基本芬斯克方程的推導(dǎo)及應(yīng)用它計(jì)算全回流時最少理論板數(shù)的基本條件是什么？條件是什么？P286-2877 回流比恒定時，增大塔釜再沸器蒸發(fā)量和塔頂冷凝器冷凝量對回流比恒定時，增大塔釜再沸器蒸發(fā)量和塔頂冷凝器冷凝量對XD和和XW有何影響？有何影響？8 萃取精餾與共沸精餾相同點(diǎn)和不同點(diǎn)是什么？萃取精餾與共沸精餾相同點(diǎn)和不同點(diǎn)是什么？P297FDWFxDWFDxWxDFDxFx回收率11xyxy11DxRxRRywWxLxVVLLqF (1)VVq F6.2 計(jì)算公式計(jì)算公

22、式11fqZxqqy6.3 計(jì)算舉例計(jì)算舉例測定某一精餾塔測實(shí)際理論板數(shù)為測定某一精餾塔測實(shí)際理論板數(shù)為5塊塊, F=100kmol/h , xF=0.5, 泡點(diǎn)進(jìn)料泡點(diǎn)進(jìn)料, 在某一回流比下得到在某一回流比下得到D=20kmol/h , xD=0.9, xw=0.4?，F(xiàn)要求在進(jìn)料不變及?，F(xiàn)要求在進(jìn)料不變及xD0.9條件下條件下, 增增大塔頂產(chǎn)量大塔頂產(chǎn)量, 有人認(rèn)為有人認(rèn)為, 由于本塔的冷凝器冷凝量和塔釜由于本塔的冷凝器冷凝量和塔釜再沸器的加熱量均有富裕再沸器的加熱量均有富裕, 因此因此, 完全可以采取操作措施完全可以采取操作措施,提高塔頂產(chǎn)量提高塔頂產(chǎn)量, 并有可能達(dá)到并有可能達(dá)到D=56

23、kmol/h ,你認(rèn)為你認(rèn)為: （1）此種說法有無根據(jù)）此種說法有無根據(jù)?可采取的操作措施是什么可采取的操作措施是什么? 餾出量理論上能達(dá)多少餾出量理論上能達(dá)多少? （2）提高餾出量在實(shí)際上受到的限制因素有那些）提高餾出量在實(shí)際上受到的限制因素有那些? （1）在一定范圍內(nèi)提高）在一定范圍內(nèi)提高R，相當(dāng)于提餾段蒸汽回流，相當(dāng)于提餾段蒸汽回流 量增加，可以降低量增加，可以降低xw，從而提高餾出物產(chǎn)量，從而提高餾出物產(chǎn)量， D的極限值：的極限值： DF ，1000.5/0.9=55.56kmol/h 這是物料衡算的極限這是物料衡算的極限, 因此因此D=56kmol/h是做不是做不 到的。到的。（2）

24、實(shí)際生產(chǎn)上的限制還有）實(shí)際生產(chǎn)上的限制還有: 當(dāng)回流量增加時當(dāng)回流量增加時, 發(fā)生塔板上液泛和降液管液泛；發(fā)生塔板上液泛和降液管液泛； 塔頂冷凝負(fù)荷、塔底加熱負(fù)荷有一定限制。塔頂冷凝負(fù)荷、塔底加熱負(fù)荷有一定限制。 1. 填料有哪幾種類型？填料有哪幾種類型？ P310-311（亂堆，整齊）第七章 塔設(shè)備3. 影響填料塔液泛速度大小的因素有哪些？影響填料塔液泛速度大小的因素有哪些？P315（填料性能，流體物性，液氣比）4. 空塔液泛氣速空塔液泛氣速uf是根據(jù)?？颂亟?jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)圖計(jì)算而得，其中縱是根據(jù)?？颂亟?jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)圖計(jì)算而得，其中縱坐標(biāo)體現(xiàn)不同尺寸的各種填料操作特性的參量是什么？坐標(biāo)體現(xiàn)不同尺寸的各種填

25、料操作特性的參量是什么？ P315（填料因子）5. 篩板塔的塔板上液流類型有幾種？篩板塔的塔板上液流類型有幾種？ P3276. 塔板負(fù)荷性能圖，每條線的名稱。塔板負(fù)荷性能圖，每條線的名稱。P3332. 填料塔操作時，哪些因素造成氣液相在塔截面上分布不均勻？填料塔操作時，哪些因素造成氣液相在塔截面上分布不均勻？如何解決？如何解決？P310第八章第八章 干燥干燥8.1 基本概念基本概念1.干燥截止經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱后，濕度干燥截止經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱后，濕度H和溫度和溫度t如何變化？如何變化？ （H不變，t升高）2.2.對熱敏性物料，為了提高干燥速度，可采取的方法對熱敏性物料，為了提高干燥速度，可采取的方法 是什么？是什么？ P369（真空干燥）3.干燥必要條件是什么？干燥必要條件是什么？P3694.在恒定干燥條件下的恒速干燥階段，物料表面保持完在恒定干燥條件下的恒速干燥階段，物料表面保持完 全潤濕，物料表面的穩(wěn)定溫度是什么溫度？此階段為全潤濕，物料表面的穩(wěn)定溫度是什么溫度？此階段為 何稱表面汽化控制階段？何稱表面汽化控制階段？ P386，P3875.5.降速干燥階段的干燥速率主要取決于哪些因素？降速干燥階段的干燥速率主要取決于哪些因素？ P38721s