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四川理工学院 材料与化学工程系 化学工程教研室
《化工原理》复习提要（上）
1.各章要点
1.1流体流动
1.1.1基本概念
连续介质模型；组成的表示（质量分率、摩尔分率、体积分率）；流体的密度及影响因素；流体静压强的特征、单位、表示方式及等压面；流量、流速的各种表达方式及计算；净功、有效功率、轴功率；牛顿粘性定律、 粘度μ及其影响因素；流体的流动类型、雷诺数、层流与湍流的本质区别；边界层厚度、边界层的形成和发展、边界层分离；局部阻力与直管阻力、当量直径与当量长度、相对粗糙度、圆形直管内的速度分布、摩擦系数、因次一致性原则、π定理与因次分析法、局部阻力系数；简单管路、并联管路、分支（汇合）管路。 1.1.2仪器设备
各种液柱式压差计、测速管、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计等的结构、测试原理、安装要求。 1.1.3基本公式 流体静力学基本方程：
2u12p2u2Z1g???We?Z2g????hf?2?2Z1?p1p?Z2?2 ?g?gp1柏努利方程：
2p1u12p2u2Z1???He?Z2???Hf?g2g?g2g
Z1?g?连续性方程： 阻力计算方程：
?u122?p1??We?Z2?2?u22?p2??Pf???u2 ?2?d2??c圆管Ws1?Ws1????A1u1?A2u2????u1???d?164?层流：??lu2??Rehf?????d2?湍流：???（Re,)(在阻力平方区（完全湍流区）时??f()?dd?leu2u2'hf????(进口阻力系数?0.5；出口阻力系数?1）2d21.2流体输送机械
1.2.1基本概念
流体输送设备的类型；离心泵的主要部件及其作用；工作原理；类型；气缚现象产生的原因及消除措施；离心泵的理论流量与理论扬程、离心泵的基本方程式及影响扬程、流量的主要因素；离心泵的主要性能参数——流量、扬程、轴功率、效率（容积效率、机械效率、
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水力效率）；特性曲线的测定、换算和应用及设计点；离心泵的设计点；离心泵的工作点及其调节方法；气蚀现象（避免措施）、临界气蚀余量、必需气蚀余量、最大吸上真空高度、允许吸上真空高度等概念及测定；泵的安装高度及其计算；离心泵的主要类型及型号表示、选择原则；正位移式输送设备的特点及操作要点。 1.12.2仪器设备
离心泵、往复泵的的结构、操作与调节。 基本公式 比例定律
Q1n1?Q2n2H1n?(1)2H2n2'D2H'?()2HD2N1n?(1)3 N2n2'D2N'?()3 ND2'D2Q'切割定律 ?()QD222管路特性曲线方程 He?A?BQe 离心泵特性曲线方程 H?C?TQ
允许吸上真空高度的换算 Hs?[Hs?(Ha?10)?('pv1000?0.24)] 3?9.81?10pu12?Hf0?1?v?(NPSH)r?Hf0?1 离心泵的安装高度 Hg?Hs?2g?g往复泵的流量 Q??VQT 单动往复泵 QT?ASnr 双动往复泵 QT?(2A?a)Snr
1.3非均相物系的分离和固体流态化
1.3.1基本概念：
颗粒特性（体积、表面积、比表面积、形状系数）、颗粒群的性质（筛分分析、分布函数、密度函数、平均直径、密度）、床层特性（空隙率、比表面积、各向同性）、沉降操作（重力沉降、离心沉降；自由沉降、干扰沉降；沉降速度及影响因素）；尘室的特点及生产能力；离心沉降的原理、离心沉降的沉降速度的特点；离心分离因素；旋风分离器的临界直径及影响因素降、分离效率、压降；滤饼、料浆、滤液；饼层过滤与深层过滤；可压缩滤饼、不可压缩滤饼、助滤剂；过滤基本方程、比阻、过滤速度与过滤速率、恒压过滤、恒速过滤、先恒速后恒压过滤；滤饼洗涤、洗涤速率；板框压滤机、叶滤机、转筒真空过滤机的特点；生产能力及影响因素。 1.3.2仪器设备
降尘室、旋风分离器、板框压滤机、叶滤机、转筒真空过滤机等的结构、特点。 1.3.3基本公式
重力沉降速度 Stokes区(10?4?Ret?降尘室的生产能力 Vs?BLut
dput???1)ut?2dp(?p??)g18?
dVA2?P1?s过滤基本方程 过滤过程的物料衡算 ?'d???r(V?Ve)
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(V?Ve)2?KA2(???e)恒压过滤方程
或或2V2?2VVe?KA2?q?2qqe?K?
(q?qe)?K(???e)2222先恒速后恒压的过滤方程 (V?VR)?2Ve(V?VR)?KA(???R)
洗涤时间 ?W??VWdVd?? 生产能力 Q?W3600V3600V? T???W??D转筒真空过滤机的生产能力Q?465AKn?
1.4传热
1.4.1基本概念：
热传导、热对流、热辐射；对流传热、辐射传热；传热速率、热通量；稳态传热、非稳态传热；冷热流体的接触方式；载热体、加热剂、冷却剂；温度场、温度梯度、等温面及其特点；傅立叶定律、导热系数及影响因素，接触热阻；传热推动力、热阻；牛顿冷却定律、热边界层、对流传热系数及影响因素、进口段、保温层的临界直径；热负荷；总传热系数、污垢热阻；平均温度差、逆流、并流、错流、折流、管程数、壳程数、温度差校正系数；传热效率、传热单元长度、传热单元数、最小值流体；自然对流、强制对流、努塞尔准数(Nu)、普兰特准数(Pr)、格拉斯霍夫准数(Gr)；滴装冷凝、膜装冷凝；大容积沸腾、表面汽化、泡核沸腾、膜状沸腾、沸腾曲线；黑体、镜体、白体、灰体、吸收率、反射率、透过率；辐射能力、辐射系数、单色辐射能力；黑度；克希霍夫定律；总辐射系数、角系数；各种换热器的结构及特点。 1.4.2仪器设备：
套管换热器、列管换热器的结构、特点。 1.4.3基本公式： 热传导：平壁Q???tb?S?ii圆筒壁Q???tii0.811?ri?1??ln?r??2?L?i??i?
对流传热系数 Nu?0.023RePrn(被加热n?0.4；被冷却n?0.3)
'（H1?H2)?W辅助（H2?H1') 热量衡算 Q?W工艺总传热系数
bddd11??Rs0?0?Rsi0?0 K0?0?dmdi?idi传热速率方程 Q?K0S0?tm?KiSi?tm 平均温度差 ?tm??t1??t2
??t1?ln???t???2? 3
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辐射能力 黑体?T?Eb?C0???100?4灰体?T?E??Co??
?100?4??T1?4?T1?4?辐射传热速率 Q?C1?2?S???????
100100????????2.基本联系
2.1基本概念填空
1. 1at=_______kgf/cm2=_______ m.H2O=________mm.Hg=_______N/m2。
2.实际流体在内径为D的等径直管的进口稳定段后流动，其边界层厚度为 ；若Re=500，则最大流速等于平均流速的 倍，摩擦系数λ= 。若保持流量不变，采用内径为为D/2的管道输送该流体，则压降等于原来压降的 倍。 3.流体粘度的因次表达式是 。理想流体的粘度等于 ，通常流体的粘度随流体的温度而变化，气体的粘度随温度的升高而 ，液体的粘度随温度的升高而 。
4.当地大气压为760mmHg，则0.25MPa(表)= Kg(f)/cm2(绝)。
5.水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力及液位恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小使时，水的流量将 ，摩擦系数将 ，管路总机械能损失将 。
6.稳态流动时，流速只与 有关，而非稳态时的流速却与 和 有关。 7.流体粘度的因次式是 。通常流体的粘度随流体的温度而变化，气体的粘度随温度的升高而 ，液体的粘度随温度的升高而 。 8.当地大气压为760mmHg，则70Kpa（绝）= mmHg(真空度)。
9.当流体在圆形直管内作滞流时，其速度分布是 型曲线，其管中心最大流速为平均流速的 倍，摩擦系数λ与Re的关系式为 。
10.气体的粘度随温度的升高而 ，液体的粘度随温度的升高而 。
11.孔板流量计和转子流量计最主要的区别在于：前者是恒 ，变 ；后者是恒 ，变 。
12.边长为0.5m的正方形通风管道的当量直径为 。
13.在压强恒定的条件下，空气的粘度随温度的降低而 。
14.当Re为已知时，流体在圆形直管中呈层流时的摩擦系数λ= 。在粗糙管中呈湍流时，摩擦系数λ与 、 有关。
15.当流体在圆形直管内的Re=1500时，其速度分布是 型曲线，其管中心最大流速为平均流速的 倍，摩擦系数λ= 。 16.液体的粘度随温度的升高而 。
17.当地大气压为760mmHg。测得某容器内的绝对压强为90kPa，则容器内的压强为 mmHg（真空度）= at（表压）。
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18.密度为ρkg/m、粘度为μPa.s的流体在内径为di的圆形直管内以流速u流动，则Re= 。当Re< ，流体呈现为层流（滞流），λ= ，管内速度分布是 型曲线，此时管中心处的流速等于平均流速的 倍。
19.理想流体的粘度为 ，液体粘度随温度的升高而 。 20.层流和湍流的本质区别是 。
21.因次分析法的基础是 ，粘度的因次表达式
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为 。
22.减小流体在管路中流动阻力∑hf的措施有 、 、 。 23..当地大气压强为1at，某系统的表压强为0.5at，该系统的绝对压强为 at = mH2O。
24.流体的粘度与温度有关。其中，液体的粘度随温度的升高而 。 25.当地大气压为760mmHg。测得某容器内的绝对压强为90kPa，则容器内的压强为 mH2O（真空度）= at（表压）。
26.对0.2×0.4m的矩形通风管道，其润湿周边长为 ，当量直径为 。 27.功率的因次是 。因次分析的基础是 。
28.已知某油品在管的进口稳定段后的半径为R的圆形管道内流动，其Re=700，平均流速为0.25m/s，流过100m直管的流体阻力为7J/kg，则管道中 流速最大，最大流速为 m/s，摩擦系数λ= 。若将流量增大一倍而其它条件不变，流过100m的流体阻力hf= 。
29.水由液位的敞口高位槽通过一管道流进一液位及压力恒定的反应器。当管道上的阀门开度减小时，管路中水的流量将 ，摩擦系数将 ，管路的总能量损失将 。
30.理想流体是指 的流体。实际流体在可分为牛顿型流体和非牛顿型流体，其中牛顿型流体是指 。
31.当地大气压为10mH2O，则49kPa(真空度)= mmHg(绝)= at(表)。 32.实际流体在内径为D的等径直管的进口稳定段后流动，其边界层厚度为 ；若Re=500，则最大流速等于平均流速的 倍。 33.测量流体流量时，随着流体的流量增加，孔板流量计中孔板两侧的压差将 ；若改用转子流量计，当流量增加时转子上下两端的压差将 。
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34.密度为ρkg/m、粘度为μPa.s的流体在内径为di的圆形直观内流动，则Re= 。 当Re< ，流体呈现为层流（滞流），λ= ，管的速度分布是 型曲线，此时管中心处的流速等于平均流速的 倍。
35.理想流体的粘度为 ，液体的粘度随温度的升高而 。 36.流体粘度是流体分子 的宏观表现，粘度的因次表达式为 ，其中液体的粘度随温度的升高而 。
37.以Pa为单位的柏努利方程表达式为： 。
38.流体的流动类型分为 、 。若流体在直管内流动的摩擦系数只与Re有关的，则流体处于 ，而且摩擦系数的表达式为λ= 。 39.当地大气压强为1at，某系统的表压强为0.5at，该系统的绝对压强为 at= mH2O。 40.套管有Φ57×2.5mm和Φ25×2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于 、润湿周边等于 、当量直径等于 。
41.产品样本上离心泵的特性曲线是在一定的 下，输送 时的性能曲线。 42.当地大气压强为1at，一设备上压力表的读数为0.1MPa，其绝对压强为 Kg(f)/cm2。 43.当地大气压强为1at，一设备上真空表的读数为450mmHg，其绝对压强为 Pa。 44.已知密度为800Kg/m3的油在内径为20mm、长度为L的圆形直管中稳态流动，其平均流速为0.25m/s，其Re=800、ΔPf=800Pa，则油的粘度μ= Pa.s，管道中心的流速= m/s。当油的流量增加一倍，则hf= J/Kg。
45.处在等温液体中同一水平高度的各个点压强相等的条件必须是： 、
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