南京工业大学答题班2013化原答疑.ppt

1.弄清基本概念 2.熟悉基本公式推导过程 3.掌握解题思路和方法要求：什么叫流体？流体不同于固体的特征是什么？流体具有粘性的原因是什么？流体粘度是衡量粘性大小的物理量，流体静止时是否具有粘度？第一章 流体流动 1.1 基本概念流体是由大量分子组成，而每个分子行为千差万别，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？1.流体定义和特征2.连续介质模型3.牛顿粘性定律p7p7P15 p16局部阻力产生的原因和实质分析U形管压差计受力平衡的重要依据速度边界层的定义及速度边界层形成的原因5.速度边界层4.U形压差计6.局部阻力7.流体流速测定8.流量测量毕托管测速特点孔板流量计、转子流量计的特点p11P28-29P34-35边界层分离P47-48P49-511. U形压差计 2.机械能守恒方程 1.2 基本公式3.层流速度分布及层流阻力计算(海根·泊稷叶方程) 5.Re计算 4.阻力计算(Fanning公式) 管轴心处 1.用泵自贮油池向高位槽输送矿物油，流量为 38.4t/h池及槽皆敞口高位槽中液面比池中液面高20m,管路总长(包括局部阻力)430m，进出口阻力不计管径为φ1084mm，油的粘度为3430cP，密度为960kg/m3, 泵的效率为50%，求泵的实际功率。

11220m21.3 计算举例解: (1)摩擦系数λ层流(2)有效扬程He 在1~2截面间列机械能守恒方程11220m2(3)求泵的实际功率Na第二章 流体输送机械2.1 基本概念2. 离心泵中，叶轮和泵壳在流体输送中分别所起作用1. 离心泵叶轮的类型3. 离心泵出厂时三条性能曲线的测定条件5. 离心泵扬程的定义6. 离心泵产生气蚀现象过程，产生的原因，如何避免气 蚀现象产生4. 流体性质对离心泵性能曲线影响因素p62叶轮按其结构形状分有三种：① 闭式② 半闭式③敞式板叶轮：原动机的机械能→液体→静压能↑和动能↑ 泵壳:汇集由叶轮抛出的液体; 部分动能→静压能 一定转速p70p68p72P76 安装高度1.管路特性曲线泵特性曲线2. 泵的最安装高度环 境 大 气 压工 质 温 度由 流 量 查 附 录吸 入 管 路 阻 力2.2 基本公式以允许吸上真空高度[HS]计算Hg,max3.比例定律1.用离心泵输水在n1 = 2900 r/min时的特性为He = 30－0.01V 2，阀全开时管路特性为 He′= 10＋0.04V 2 (二式中He、He′--m , V--m3/h)试求：(1)泵的最大输水量。

2)要求输水量为最大输水量的75%，且采用调速方法，泵的转速n2为多少？ 解: (1) 求输水量V泵：He = 30－0.01V 2管路：He′=10+0.04V 2∵ He = He′，解得 V1= 20m3/h (n1)2.3 计算举例(2)输水量为最大输水量的75%时的转速n2V2 = 0.75 V=15 m3/h (n2)离心泵的比例定律为： V 2/ V1= n2/n1，He2/He1=(n2/n1)2若转速n1时，泵的特性：He1 = 30-0.01V1 2则 转速n2时，泵的特性：He2(n1/n2)2=30-0.01V22(n1/n2)2He2 = 30(n2/n1)2－0.01V2 2又，管路 He′= 10 + 0.04V 2 = 10 + 0.04×152=19 m∵ He2 = He′， He 2= 30(n2/n1)2－0.01×15 2=19 m∴ n2/n1 = 0.842 n2= 0.842×2900 = 2442 rpm第三章 过滤 沉降 流态化 3.1 基本概念1.颗粒的比表面积a, 床层的孔隙率为ε, 则床层的比表面积是多少？2.固定床结构的一维简化模型有特点3. 颗粒的沉降速度的定义6. 降尘室气体处理能力的影响因素5. 在固流态化中, 固体颗粒床层有固定床、流化床和输送床3种类型，各种床层流体真正流速与颗粒沉降速度分别有何变化？4. 板框压滤机过滤与洗涤时的滤布阻力特点P99aB=(1-ε)a P99 P116P125-126 P119P107-1081. 过滤速率计算式2. 恒压过滤方程3.2 基本公式1.用某叶滤机恒压过滤钛白水悬浮液。

滤叶机每只滤叶的过滤面积为1.312m2,共10只滤叶测得:过滤10min得滤液1.31m3；再过滤10min共得滤液1.905m3已知滤饼与滤液体积比n=0.1试问:(1)过滤至滤液量为2.755m3即停止,过滤时间是多少? 滤饼厚度是多少mm?(2)若滤饼洗涤与辅助时间共45min, 滤饼生产能力是多少?（m3/h）3.3 计算举例解: 求K、qe G饼 = VF /(t3+tw+t辅)= 0.2755/(40.2+45) =3.23×10-3 m3/min = 0.194 m3/h(滤饼)由 0.212 + 2×0.21×0.01048 = 0.001206t3, ∴t3 = 40.2 min求过滤时间 求滤饼厚度 过滤终了时, 共得滤饼量V饼=2.755×0.1= 0.2755 m3滤饼厚度L=0.2755m3/13.12m2=0.021m=21mm, L ∝q滤饼生产能力3. 钢、不锈钢、水、空气在同温度下的导热系数(热导率)的大小比较它们随温度如何变化1. 传热的三种基本方式2. 对流传热的特点第四章 传热与换热器 4.1 基本概念p137传导、对流、辐射p137p139金属固体 非金属固体 液体 气体 p140纯金属t↑→λ↓非金属t↑→λ↑液体t → （除水和甘油）气体t →5. 冷热流体换热时, 逆流与并流的优缺点比较4. 影响蒸汽冷凝给热的因素6. 折流板有哪两种类型？折流板的作用 p181冷热流体充分接触；Re100时就可能达到湍流， 提高对流传热系数,但是流动阻力增大P172-173P1581. 流体在管内强制对流给热流速或流量加倍2. 串联传热4.2 基本公式3. 传热系数1.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20℃预热到95℃。

(1)若初步选定采用单管程换热器, 空气走管程, 管束由 120根φ25×2.5mm的铜管组成试确定所需的管束长 度 (2)若选用双管程浮头式列管换热器管子总数、管长 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:粘度μ=0.02cP, 比热:Cp=1.0kJ/(kg·℃), 导热率 λ=0.029W/(m·℃), 密度ρ=1.076kg/m34.3 计算举例解 ：(1) L =? Gi =(1400/3600)/[(120π/4)×0.022 ]=10.32 kg/(m2·s) Re =di Gi /μ =0.02×10.32/(0.02×10- 3 )=1.032×104 104 Pr =Cpμ/λ=1000×0.02×10- 3 /0.029=0.69 αi =0.023λRe0. 8 Pr0. 4/d i=0.023×0.029×(1.032×104) 0. 8 ×0.690. 4/0.02=46.7W/(m2·K) ∴Ki=αi(冷凝液膜的热阻,管壁及其两侧污垢热阻可忽略不计) ∴Q=WC CPCΔt =AiαiΔtm Ai =WCCPC (t2 –t1 )/(αiΔtm )110℃ 95℃20℃Δtm =(90-15)/Ln(90/15)=41.86℃ Ai =[1400×103×(95-20)/3600]/(46.7×41.86)=14.92m2∴Ai =nπdiL L=Ai/(nπdi)=14.92/(120π×0.02)=1.98 m ≈2 m (2)改为双管程, 管子总数不变, t2’ =? ∵ Ln((T-t1)/(T-t2’))=Ki’Ai/(WC CpC) (1)Ln((T-t1)/(T-t2))=KiAi/(WC CpC) (2) ∵ K’/K=α’/α=(u’/u)0. 8 =20. 8 (双管程, 管束分二, 流速加倍)由(1)/(2) ∴Ln((T-t1 )/(T-t2’))= 20. 8 Ln((T-t1 )/(T-t2)) ∴Ln((110-20)/(110-t2’)) = 20. 8 Ln((110-20)/(110-95)) ∴ t2’=106℃1. 分子扩散速率即菲克定律只适用于什么体系？第五章 气体吸收 5.1 基本概念2. 双膜理论的要点是什么？4. 用水吸收空气的CO2属于气膜控制还是液膜控制？3. 表面更新模型对溶质渗透模型作了哪些修正？6. 降低体系的压力、升高操作温度有利于解吸还是吸收？5. 影响ky和kx的因素有哪些？P231p237p238液膜控制 kG/kL和ky/kx的关系低温高压有利于吸收5.2 基本公式1.拟在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂吸收混合气体中的可溶组分A。

入塔气体中A的摩尔分率y1 =0.03，要求其回收率η= 95%已知操作条件下解吸因数1∕A＝0.8，平衡关系为y = x，试计算：(1)操作液气比为最小液气比的倍数；(2)吸收液的浓度x1;完成上述分离任务所需的气相总传质单元数NOG5.3 计算举例解：求液气比、最小液气比G, y1x1y2L, x2低浓度气体吸收，G、L不变求液相出塔浓度x1求汽相总传质单元数NOG当操作线与平衡线平行或者第六章 流体蒸馏6.1 基本概念 1 精馏原理是什么？蒸馏与精馏的区别在哪里？2 恒摩尔流假设的要点是什么？3 在化工生产中全回流用于什么场合？全回流时操作线 方程是什么？4 冷液回流时, 冷液回流比与第一板以下的正常用操作 回流比有何区别与联系？5 萃取精馏与共沸精馏相同点和不同点是什么？P273原理、设备上都有差别 P276P282对角线方程P297-299P290-2916.2 计算公式F, xFW, xWD, xDLVy1x1y2xw2.如图，在由一块理论板和塔釜组成的精馏塔中, 每小时向塔釜加入苯一甲苯混合液100kmol, 苯含量为30%(摩尔%, 下同)泡点进料, 要求塔顶产品馏出液采出率D/F=0.171, 塔顶采用全凝器, 回流液为饱和液体, 回流比为3, 塔釜间接蒸汽加热, 相平衡方程y=2.5x, 求每小时获得的顶馏出液量D、釜排出液量W及浓度xW。

6.3 计算举例F, xFW, xWD, xDLVy1x1y2xw解：物料衡算：D/F=0.171, D=0.171×100=17.1 kmol/hW=F-D=82.9 kmol/h逐板计算：y1=xD=2.5x1, x1= y1/2.5= 0.4xD对轻组分衡算：1. 填料类型第七章 塔设备3. 影响填料塔液泛速度大小的因素4. 筛板塔的塔板上液流类型6. 筛板塔操作负荷性能图, 5条线的名称、意义和作法液相上、下线，漏液线，过量液沫夹带线(ev)，溢流液泛线2. 填料塔操作时，哪些因素造成气液相在塔截面上分布 不均匀？如何解决？5. 筛板塔的结构及主要部件P310-311P310P315填料性能、流体物性（密度粘度）、液气比 P327P333P325-328第八章 干燥 8.1 基本概念 1.干燥截止经预热器预热后, 湿度H和温度t如何变化？3.对热敏性物料,为了提高干燥速度,可采取的方法是么？4.“I-H”图及其应用5.在恒定干燥条件下的恒速干燥阶段，物料表面保持完全润湿，物料表面的稳定温度是什么温度？此阶段为何称表面汽化控制阶段？6.降速干燥阶段的干燥速率主要取决于哪些因素？2.干燥必要条件是什么？湿度H不变，温度t增加 p369p369真空干燥P374-377p386p387p3878.2 基本公式1.湿物料经过7小时的干燥，含水量由28.6%降至7.4%，若在同样操作条件下，有28.6%干燥至4.8%需要多少时间？（以上均为湿基）已知物料的临界含水。