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化工原理第三版复习思考题及解答重点

第0章绪论1)广义地说,凡工业生产的关键环节是_______________,这类生产便归属化工生产范畴。

(答:改变物质组成)2)为了便于管理及技术交流,很多行业从化工中划分出去,但它们仍属“化工大家族”中的一员。

这些行业有_______________等。

(答:石油化工,塑料工业,制药工业,硅酸盐工业……)3)生产工艺学是___________________。

(答:研究某一化工产品生产全过程的学科)4)化学工程是_____________________。

(答:研究化工生产中共性问题的学科)5)化工生产中虽然化学反应是核心,但前、后对物料的处理大都为物理加工过程。

这些对物料的物理加工过程称为___________。

(答:单元操作)6)介绍主要单元操作的原理、方法及设备的课程叫_______________。

(答:化工原理)7)物理量=__________×_____________(答:数,单位)8)基本单位:长度_______ ,质量_______ ,时间_______ 。

(答:m,kg,s)9)导出单位:力_______ ,功或能_______ ,功率_______ ,压强_______ (答:N, J, W, Pa)10) 有的单位前面有“字首” ,这些字首的意思是:k_______ ,c_______ ,m_______ ,μ_______。

(答:103,10-2,10-3,10-6)11)查得30℃水的粘度--μ×105 /Pa·S为80.12,表明μ= ______。

(答:80.12×10-5Pa.s)12)量纲是_____________。

如长度单位有m,cm,mm,km 等,其量纲为________ 。

(答:普遍化单位,L)13)物料衡算是对__________、 __________而言的。

[答:一定的时间间隔,一定的空间范围(控制体)]14)总的物料衡算式为__________________ 。

(答:∑M i-∑M o= M a ,各种M的单位均为质量单位,如kg)15)若无化学反应,对任一组分j,物料衡算式为_____________。

(答:∑M i,j-∑M o,j= M a,j)16)若进、出控制体的物料均为连续流股,各流股的质量流量均恒定,∑M i=∑M o,控制体内任一位置物料的所有参量—如温度、压强、组成、流速等都不随时间而改变,则该控制体处于___________过程。

(答:定态或称定常态或稳定态)17)流体粘度的单位换算关系是:cP(厘泊)=0.001Pa·S,则3.5 cP=_______ Pa·S ,0.005 Pa·S = ________cP 。

(答:3.5×10-3,5.0)【分析】3.5cP=3.5cP ×(0.001Pa.S/1cP)=3.5×10-3Pa.S0.005 Pa.S=0.005 Pa.S×(1cP/ 0.001Pa.S)=5.0cP式中(0.001Pa.S/1cP及(1cP/ 0.001Pa.S)称为“转换因子”,用于物理量的单位转换。

18)任一物理方程式中各物理量必然单位__________。

以离心泵的扬程、流量关系为例,若He=36-0.02V2(单位He—m ,V-- m3/h),则式中36的单位是_________ ,0.02单位是_____________ 。

(答:和谐,m,m/(m3/h2))19)某管路特性方程为He’=8.0+8.07×105V2(式中He’—m ,V—m3/s)当以V’[m3/h]替代V,则该公式改为_______________。

(答:He’=8.0+0.06227(V’)2)[分析] 因为1[m3/h]=(1/3600)[m3/h],所以He’=8.0+8.07×105[V’×(1/3600)]2=8.0+0.06227(V’)220)圆球固体颗粒在流体中作自由重力沉降,在stokes区的沉降速度计算式为u t=g dp2(ρs-ρ)/(18μ)。

式中u t—沉降速度,m/s,g—重力加速度,g=9.81m/s2,dp—颗粒直径,m ;ρs—颗粒密度,㎏/m3;μ—流体粘度,Pa·S。

当以u t’[cm/s],μ’[cP]分别替代u t与μ,则该公式为_____________。

[答:u t’=10-5 g dp2(ρs-ρ)/(18μ’) ]分析:u t=100u t’,cm/s], μ=1000μ’,所以:u t’=10-5 g dp2(ρs-ρ)/(18μ’)第一章流体流动1)温度升高,液体粘度______________ ,气体粘度______________。

(答:下降,增大)2)流体的粘度可通过流体粘性定律τ=μ(dv/dy)=μ(ΔV/Δy)[N/m2](y的取向:令dv/dy为正)求得。

试分析下列情况的τ值。

图中A为薄平板或圆筒面的面积(m2)。

(答:F/A,G.sinα/A, G/(πDH))3)理想流体是________________的流体。

(答:μ=0,∑h f=0,△V=0)4)2.04ml 某液体的质量为2.10g,其密度为_____________kg/m3。

(答:1029)5)1atm=____ Pa=_______mmHg=_______mH2O1at=_______ kgf/cm2=_______Pa=________mmHg=________mmH2O(答:1.013×105,760,10.33,1,9.81×104,735.6,10)6) 外界大气压是753mmHg(绝压)某容器内气体的真空度为7.34×104Pa,其绝压为____Pa,表压为___________Pa 。

(答:2.70×104,-7.34×104)7)1.60at(绝压),35.0℃的N2(分子量M=28.0)的密度为______ kg/m3(答:1.72)【分析】根据题给的条件可按理想气体计算密度。

ρ=pM/(RT),R=8314J/(kmol.K),不要用T=273+t。

8) 水面压强p0=1atm,水深64m处的压强p=______Pa (p0,p皆为绝压) (答:7.29×105)9)如右图,U形压差计读数R=______m ,ρHg=13.6×103kg/m3, 不计两液面大气压P的差异。

(答:0.119)10)修正压强p m= _______。

在重力场中静止的恒密度流体,只要流体是连通的,则处处流体的p m=______ 。

(答:p+ρgh,常数)11)流体在圆管内流动,通常讲的“管流”指的是_______。

(答:流体充满管内且流动)【分析】如无说明,流体在管内的流动皆为管流。

12)Φ57×3.5mm的圆直钢管,管内充满流动的水,则水的流动截面积A=________m2(答:1.96×10-3)【分析】Φ57×3.5mm,表示钢管外直径为57mm,管子壁厚为3.5mm,其内径为50mm。

13)ρ=940 kg/m3的液体,以8.60m3/h的流量流过12)题的管内,其平均流速u=____m/s,质量流速G=________(kg/s·m) (答:1.22,1146)14) 水在Φ60×3mm钢管内流过,流量V=2.75×10-3m3/s,水的粘度μ=1.005cP,则Re=_______ ,流型为_________ 。

(答:6.45×104,湍流)【分析】Re=duρ/μ,当流体流过管内,Re=4Vρ/(πdμ)。

前者出现u,后者出现V,此题用后者算比较好。

15)圆直管内流体层流的点流速分布侧型为_______ ,令管子内半径为R,轴心线处点流速为νmax,,则任一点与轴心线距离为r处的点流速ν=________ 。

且平均流速u=_______νmax。

(答:抛物线,νmax [1-(r/R)2],1/2)16)流体在圆、直管内湍流的点流速分布规律ν=νmax (____)n,常见的n值为______ 。

(答:1-r/R,1/7)17)均匀流遇到与其流线平行的静止固体壁面时,与壁面接触的流层质点被固体吸着而流速降为零,流体与壁面间没有摩擦发生,这叫_______现象。

由于流体有粘性,受壁面影响而流速降为零的流体层逐渐增厚。

若均匀流流速为u0,则,ν<0.99 u0的减速部分称为________。

(答:无滑动,边界层)18)湍流边界层紧邻壁面处存在着_________ 。

(答:层流内层)19)均匀流体流入圆管内,随着流进圆管内距离的增加,边界层不断增大的管段称为________ ,在边界层厚度达到管内半径以后的管段称为_______ ,管流的Re及流速侧型都是指______而言的。

(答:进口段,稳定段,稳定段)20)u2/2 表示每_______流体具有的机械能,u2/(2g)表示每_______流体具有的机械能。

(答:kg,N)21)流体从1截面流至2截面的过程中,由于流体有_______ ,导致部分流体机械能转变为内能,每kg流体由此损耗的机械能以________表示。

(答:剪应力,∑h f)22)某液体,ρ=880 kg/m3,μ=24 cP,在Φ57×3mm圆直管内流过,流速u=0.802m/s,则流过20m管子的阻力为_______J/kg。

(答:5.38)【分析】Re=duρ/μ=0.051×0.802×880/(24×0.001)=1500,层流,层流阻力可按海根.泊稷叶公式计算。

∑h f=32μul/(ρd2)=32×24×0.001×0.802×20/(880×0.0512)=5.38 J/kg23)流体在一圆直管内流动,Re=700,若流量加倍,对同一管段来说,阻力消耗的功率为原来的______倍。

(答:4)【分析】原来是层流,流量加倍后,Re=1400,仍属层流。

层流:N=∑h f.(Vρ)[w],所以N’/N=(∑h f’/∑h f)(V’/V)=(u’/u)2=22=424)量纲分析法是一种指导_______的方法。

其依据是任一物理方程必然量纲________。

通过量纲分析,可把______间一般不定函数式转变成特征数间一般不定函数式。

根据∏定理,“特征数”数=“物理量”数-“_______”数。

(答:实验,和谐,物理量,基本量纲)25)量纲分析法的好处是:①减少_______,大大减轻实验工作量。

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