化工基础复习要点2009-01-08 10:47化学工程和工艺的基本规律是：质量守恒定律，能量守恒定律，有关平衡关系和过程速率的规律。

三传一反：质量传递，能量传递，动量传递，化学反应工程。

1.工程观点是指：原理合理，操作可行，经济划算，绿色环保。

3.在管径相同的管道内分别流动着粘油和水,若它们的Re数相同，则油的流速比水的流速：大，因为：油的粘度大于水的粘度。

4.据传热机理不同把传热分为：对流，传导，辐射三种类型。

5.逆流换热的最大优点是：传热温差大，换热彻底。

6.换交换热器的管程是指：换热器的管内通道。

7.物理吸收的依据是：取决于当时条件下吸收质在吸收剂中的溶解度。

8.气体的E值越大就越难溶解，m值越小，就越易溶。

9.最小液气比的物理意义是：当液相出口浓度达到平衡浓度时，吸收剂的摩尔流量。

[ D ]1.流体在直圆管中作湍流流动，若管长和管径都增大一倍，而流量保持不变（设摩擦系数不变）则阻力损失应：A 增大一倍；B 减小为1/2；C 减小为1/4；D 减小为1/16[ C ]4.可以提高传热总系数K的途径为： A 增大传热面积；B 增大传热平均温差；C 增大流速；D 提热流体温度[ B ]5.流体的热阻主要集中在： A 湍流主体； B 滞流底层； C 过度区； D 湍流主体和过度区[ D ]6.以比摩尔分率表示的亨利定律为： A p*A= ExA B p*A= CA/H C y*A= mxA D Y*A= mXAA溶液中摩尔分数表示； B物质的量的浓度表示； C两相中摩尔分数。

[ C ]7.以摩尔分率表示的气相吸收分速率方程为： A NA=kgA(p-pi); B NA=KlA(C-C* );C NA= ky(y-yi);D NA=KYA(Y-Y*)[ B ]8.吸收体系亨利定律中的常数值越大，该体系越易溶的常数值是： A E B H C m D KX[ C ]9.U形管压差计读数为40mm时，测得两点之间压差为392Pa。

若压差计读数为60mm 时，则压强差为：A 216 Pa；B 329 Pa；C 588 Pa；D 882 Pa[ B ]10.流量保持不变时, 将管道直径缩小一半, 则雷诺数是原来的： A 0.5 倍 B 2 倍 C 4倍 D 8倍[ F ] 1.流体在管路中流动时产生局部阻力的主要原因是边界层分离。

[ F ]2.由于压强变化对液体密度影响不大，所以液面上方的压强改变时，对液体内部各点的压强没有影响。

[ T ]3.流体流动时产生摩擦阻力的内因是流体具有粘性。

[ T ]4.启动离心泵时，将出口阀门关闭，是为了减小启动功率。

[ F ]5.用120℃饱和蒸气加热原油，蒸气冷凝成同温度的冷凝水，此时两流体并流时的传热平均温度差小于逆流时的平均温度[ T ]6.传热速率方程中的分母都是分子温度区间之内的热阻之和。

[ T ]7.吸收过程中，增大吸收剂用量，吸收推动力增大，填料层高度相应降低；但输送液体的动力消耗增大，吸收液（产品）浓度太低。

[ ]8.填料塔的吸收操作线方程其实就是填料塔的物料衡算式。

2.一平面壁炉墙由三层材料组成，内层是δ1=240mm，λ1=1.165W/m.K的耐火砖，外层是δ3=240mm，λ3=0.585W/m.K红砖，中间填有δ2=50mm，λ2=0.095 W/m.K的石棉隔热层，已知炉墙内壁温度t1=500℃，外壁温度t2=50℃。

求：(1) 每小时通过每平方米炉墙的热量损失。

(2)中间换以λ'2=0.0585的矿棉，则需多少mm才能保持与原来相同的热损失？解：平面壁的热传导1)Φ/A=Δt/Σ(δ/λ)=(500-50)/(0.23/1.163+0.05/0.093+0.24/0.582)=450/(0.1978+0.5376+0.4124)=450/1.1478=392 W/m22)当δ2/λ2=δ2`/λ2`时，能保持与原来相同的热损失。

所以：δ2`=λ2`*δ2/λ2=0.0582*0.5376=0.0313m=31.3 mm第一章流体是气体与液体的总称。

质点：由大量分子构成的微团，其尺寸远小于设备尺寸、远大于分子自由程。

流体的特征：具有流动性；无固定形状，随容器形状而变化；受外力作用时内部产生相对运动。

理想流体:没有粘性,不可压缩,无流动摩擦阻力。

实际流体:有粘性,可压缩,有流动摩擦阻力。

比容：单位质量的流体所具有的体积。

比重(相对密度)：某物质的密度与4℃下的水的密度的比值。

1atm=1.033kgf/cm2=760mmHg=10.33mH2O=1.0133ba r=1.0133×105Pa;1工程大气压=1kgf/cm2=735.6mmHg=10mH2O=0.9807bar=9.807×104Pa。

表压强=绝对压强-大气压强真空度=大气压强-绝对压强=-表压当容器液面上方压强P0一定时，静止液体内部的压强P仅与垂直距离h有关，处于同一水平面上各点的压强相等。

液面上所受的压强能以同样大小传递到液体内部的任一点(它们只能用于静止的连通着的同一种流体的内部)。

若U型管的一端与被测流体相连接，另一端与大气相通，那么读数R就反映了被测流体的绝对压强与大气压之差，也就是被测流体的表压。

若希望读数R清晰，可采取三种措施：两种指示液的密度差尽可能减小、采用倾斜U型管压差计、采用微差压差计。

扩大室内径与U型管的内径之比＞10，且指示液与被测流体不互溶。

液封的作用就是：当气体压力超过这个限度时，气体冲破液封流出，又称为安全性液封。

公称管径不是实际意义上的外径或内径，其数值与内径较为接近或相等。

无缝钢管的公称直径是指管子的外径,但它不等于外径,却与内径数值相近. 有缝钢管的公称直径是指管子的外径. 容器、筒体、封头的公称直径是指其内径。

用无缝管制做的筒体容器的公称直径是指钢管的外径。

法兰的公称直径是指与其相配的筒体、封头、管道的公称直径。

螺栓螺母的公称直径是指螺纹的大径,即外螺纹(螺栓)的牙顶或内螺纹(螺母)的牙底径.定态流动：流动系统中流体的流速、压强、密度等有关物理量仅随位置而改变，而不随时间而改变。

非定态流动：上述物理量不仅随位置而且随时间变化的流动。

当体积流量VS一定时，管内流体的流速与管道直径的平方成反比。

流体本身具有的能量：内能位能动能静压能（流动功）内能：物质内部能量的总和称为内能。

位能：流体因处于重力场内而具有的能量。

动能：流体以一定的流速流动而具有的能量。

静压能：通过某截面的流体具有的用于克服压力功的能量。

T50系统与外界交换的能量：热功流体本身所具有能量和热、功就是流动系统的总能量。

柏努利方程式表明理想流体在管内做稳定流动，没有外功加入时，任意截面上单位质量流体的总机械能即动能、位能、静压能之和为一常数。

理想流体在各截面上的总机械能相等，但各种形式的机械能却不一定相等，可以相互转换。

对于实际流体，在管路内流动时，上游截面处的总机械能大于下游截面处的总机械能柏努利方程式应用：两截面都应与流动方向垂直，并且两截面的流体必须连续，所求得未知量应在两截面或两截面之间，准水平面的位置可以任意选取，但必须与地面平行流体的内摩擦力：运动着的流体内部相邻两流体层间的作用力。

又称为粘滞力或粘性摩擦力。

流体的粘度：促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。

粘度总是与速度梯度相联系，只有在运动时才显现出来；液体的粘度随温度升高而减小，压强变化时，液体的粘度基本不变。

气体的粘度随温度升高而增大，随压强增加而增加的很少（单位：Pa.S或P1Pa.S=1000CP=10P）。

流体在圆形直管内流动时：Re≤2000时，流体的流动类型属于滞流；Re≤4000时，流体的流动类型属于湍流；流体的流动形态不仅与流体的流速有关,而且还与流体的黏度、密度和管径有关。

流体内部质点的运动方式：层流流动时，流体质点沿管轴做有规则的平行运动。

湍流流动时，流体质点在沿流动方向运动的同时，还做随机的脉动。

T123湍流流动是一个时均流动上叠加了一个随机的脉动量，湍流的特征是出现速度的脉动。

层流时平均速度等于管中心处最大速度的一半；通常情况，湍流时的平均速度大约等于管中心处最大速度的0.82倍。

剪应力：单位时间通过单位面积的动量，即动量通量。

边界层：流速降为未受影响流速的99%以内的区域。

随着流动路程的增长，边界层逐渐增厚；随着流体的粘度减小，边界层逐渐减薄。

流道扩大时必造成逆压强梯度；逆压强梯度容易造成边界层的分离；界层分离造成大量漩涡，大大增加机械能消耗；体沿着壁面流过时的阻力称为摩擦阻力。

由于固体表面形状而造成边界层分离所引起的能量损耗称为形体阻力。

粘性流体绕过固体表面的阻力为摩擦阻力与形体阻力之和这两者之和又称为局部阻力。

直管阻力：流体流经一定管径的直管时由于流体的内摩擦而产生的阻力。

局部阻力：流体流经管路中的管件、阀门及管截面的突然扩大及缩小等局部地方所引起的阻力。

流动阻力产生的根源：流体具有粘性，流动时存在内部摩擦力。

流动阻力产生的条件：固定的管壁或其他形状的固体壁面。

绝对粗糙度：壁面凸出部分的平均高度；相对粗糙度：绝对粗糙度与管道直径的比值。

湍流时影响阻力损失的主要因素有：管径d 管长l 平均速度 u 流体密度ρ粘度μ管壁粗糙度ε流体分层：层流区，过渡区，湍流区，全湍流区。

管路系统中总能量损失=直管阻力+局部祖力串联管路的主要特点：通过各管段的质量不变，对于不可压缩性流体。

分支管路的特点：单位质量流体在两支管流动终了时的总机械能与能量损失之和相等，且等于分支点处的总机械能。

并联管路的特点：并联管路中各支管的能量损失相等；管中的流量等于各支管流量之和。

一般性结论：任何局部阻力的增大将使管内各处的流速下降；游的阻力增大将导致上游的静压强的上升；上游的阻力增大将使下游的静压强下降。

分支管路中的阀门关小，其结果是阀门所在支管的流量减小，另一支管的流量增大，而总流量则呈现下降趋势。

变压头流量计：将流体的动压头的变化以静压头的变化的形式表示出来。

一般，读数指示由压强差换算而来。

如：测速管、孔板流量计和文丘里流量计；变截面流量计：流体通过流量计时的压力降是固定的，流体流量变化时流道的截面积发生变化，以保持不同流速下通过流量计的压强降相同。

如：转子流量计。

对于某水平管路，测速管的内管A点测得的是管口所在位置的局部流体动压头与静压头之和，称为冲压头。

使用皮托管的注意事项：1）测速管所测的速度是管路内某一点的线速度，它可以用于测定流道截面的速度分布。

2）一般使用测速管测定管中心的速度，然后可根据截面上速度分布规律换算平均速度。

3）测速管应放置于流体均匀流段，且其管口截面严格垂直于流动方向。

4）测速管安装于管路中，装置头部和垂直引出部分都将对管道内流体的流动产生影响，从而造成测量误差。