《化工原理上学期复习》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工原理上学期复习（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、流体流动与离心泵上学期复习一、概念复习（1）教材P12- 14： 牛顿黏性定律，什么叫理想流体。（2）教材P16- 17： 流体的静压力、压强单位的换算、表压和真空度的计算，真空度=负表压强，图1-5，例题1-2（3）教材P18- 19： 流体静力学基本方程(1-15)、(1-15a)和(1-15b)，这三个方程的应用注意事项（静止的、连通的同一种连续流体）， 例题1-3（4）教材P22- 23： 看懂例题1-6（虽不考察，但要求掌握等压面的选取和流体静力学基本方程的应用）（5）教材P25- 27： 流体流动的基本方程：（1-20）（1-24）连续性方程（1-25）、（1-25a）、（1-25
2、b）例题1-11 （6）教材P30- 35： 柏努利方程式（1-30a），方程中各项的物理意义，（1-32）Ne=Wews=(Heg)(Vs) =(Heg)( uA)N=Ne/例题1-12，1-13，1-14 （7）教材P37- 40： 雷诺数的定义和计算层流和湍流的雷诺数、理解图1-17 （8）教材P46- 49： 什么叫直管阻力、局部阻力范宁公式（1-44）（9）教材P49- 50： 层流和湍流时的摩擦系数（1-46）、P54 Moody图 （10）教材P53-56： 流通截面积、润湿周边长、当量直径的计算（1-59）例题1-19 （11）教材P56-61： 管路上的局部阻力的计算：（1-
3、61）中u的选取公式（1-63）例题1-20 （12）教材P77-77： 习题10（13）教材P84-85： 离心泵的工作原理（14）教材P91-94： 离心泵的主要性能参数公式（2-12）、（2-13）离心泵的特性曲线例题2-2，学会在储槽液面、真空表、压力表、水池液面各截面间列柏努利方程 （15）教材P98-99： 离心泵的气蚀现象（16）教材P103-105：管路特性方程的列算：（2-27）、（2-30）例题2-7离心泵的工作点（17）教材P106-107：例题2-8（18）教材P134-134：自己练习做做：习题2-6二、课程回顾1、压强的表示法2、流体静力学基本方程（1）流体静力学基
4、本方程也适用于气体；（2）流体静力学基本方程只能适用于静止的、连通着的、同一种流体内部，因为是根据静止的同一种连续的液柱导出的。3、流体在管内的流动 点速度 v，单位m/s又称平均流速，单位m/s4、管内流动的连续性方程管内流动的连续性方程5、柏努利（Bernoulli）方程机械能衡算方程外加压头静压头动压头位压头压头损失称为摩擦损失，永 远为正，单位J/kg 例5: 管道尺寸为1144mm； 流量为85m3/h；水在管路中流 动时的总摩擦损失为10 J/kg （不包括喷头），喷头处压力 较塔内压力高20 kPa，水从塔 中流入下水道的摩擦损 失可忽略不计。 求泵的有效轴功率Ne。课上讲的例题
5、，同学们自己 复习6、流体在管内的流动阻力流体阻力管路系统直管（圆形、非圆形）管件（弯头、三通、阀门等）直管阻力损失局部阻力损失长径比，无因次动能摩擦系数-直管摩擦损失计算通式（1）层流时的（2）湍流时的主要依靠实验研究范宁因子（1）圆形直管阻力 ，哈根泊谡叶公式 （2）流体在非圆形直管内的流动阻力 （3）管路的局部阻力当量长度法 近似认为认为 局部阻力损损失可以相当于某个长长度的直管的损损失，即 式中le为为管件及阀阀件的当量长长度，由实验测实验测 得。必须须注意，对对于扩扩大和缩缩小，u是用小管截面的平均速度。（4）管路的总阻力7、离心泵P84: 图2-1，能量转换，气缚等（2）离心泵的主
6、要性能参数H，又称扬程（head），泵对单位重量流体提供的有效能 量，m。可测量Q，泵单位时间实际输出的液体量，m3/s或m3/h。 可测量转速流量压头n，单位r.p.s或r.p.m在泵进口b、泵出口c间列机械能衡算式：（2）离心泵的主要性能参数理解正负转换压头与流量关系曲线轴功率符号N，又称功率，单位W 或kW，无量纲效率-泵的输入功率 。 有效功率是指单位时间内液体从泵中叶轮获得的有效能量P93的例题2-2 （3）离心泵的最大安装高度和气蚀现象（4） 离心泵的工作点与流量调节 匹配：管路特性曲线管路特性曲线的形状有管路布局和流量等条件来确定，而与离心泵的性能无关。（2-27）（2-33）流
7、量调节 调节阀门 改变n、切割叶轮在实际生产的管路系统中，如果工作点的流量大于或 小于所需要的输送量，应设法改变泵的工作点的位置 ，即进行流量调节。流量调节的方法有两种：与离心泵比较： 旁 路多缸泵（各缸曲柄有相位差） v输液量均匀性？连续性？v流量调节方法？-输液量不均匀、不连续 -流量调节不可用出口阀门调节方法。 v适用于小流量、高压头下输送高黏度的液体。 v效率高，通常为7293%。 8、往复泵 例题复习讲过类似的例题，同 学们自己复习非均相分离上学期复习一、概念复习（1）教材P137-P138： 分散相、连续相、沉降分离。（2）教材P139-P142： 颗粒、颗粒床层的特性。（4）教材
8、P154-P161： 离心沉降、旋风分离器。（3）教材P144-P153： 重力沉降、降尘室。（5）教材P165-P166： 过滤操作的基本概念。（6）教材P166-P174： 过滤基本方程、恒压过滤、恒速过滤、先恒速后恒压 。（7）教材P181-P182： 滤饼的洗涤。（8）教材P182-P185： 过滤机的生产能力。二、课程回顾1、重力沉降u重力 Fg阻力 Fd浮力 Fbs 为颗粒密度 加速阶段； 匀速阶段。 沉降速度表达式 斯托克斯公式； 艾伦公式 ； 牛顿公式。2、沉降速度的计算 假设流体流动类型； 计算沉降速度； 计算Re，验证与假设是否相符； 如果不相符，则重新假设流型。如果相符，
9、OK !求沉降速度通常采用试差法： 3、降尘室的生产能力 停留时间 沉降到室底所需的时间 满足除尘要求 降尘室使颗粒沉降的条件 降尘室的生产能力降尘室的生产能力只与降尘室的沉降面积bl和颗粒的沉降速度ut有关，而 与降尘室的高度无关。 4、颗粒床层参数的计算 空隙率：单位体积床层中的空隙体积称为空隙率。式中 床层的空隙率，m3/m3。式中 颗粒的比表面，m2/m3。比表面积：单位体积颗粒所具有的表面积称为比表面积。床层流道的当量直径：5、过滤基本方程 过滤速率与过滤速度： 过滤速率过滤速度单位时间通过单位过滤面积的滤液体积 单位时间获得的滤液体 积称为过滤速率 定义表达式滤饼的阻力： 滤饼的比
10、阻，1/m2 滤饼阻力过滤介质的阻力:设想以一层厚度为Le的滤饼来代替滤布， 过滤基本方程: 过滤速率的一般关系式 pmpcu 表观速度(3-51a) 5、过滤基本方程的积分 恒压过滤方程式 恒速过滤方程恒压过滤压过滤恒速过滤过滤先恒速后恒压压(V+Ve)2=KA2( +e )q=uR(V2-VR2)+2Ve(V-VR)=KA2(-R)V2+2VVe=KA2V=uRA(q2-qR2)+2qe(q-qR)=K(-R)(q+qe )2=K(+e)p=a+bq2+2qqe=K几种操作方式下的过滤方程6、滤饼的洗涤 洗涤时间：洗涤速率与过滤终了时的过滤速率有关，这个关系取决于滤液设备上采用的洗涤方式。
11、洗涤速率：单位时间内消耗的洗水体积 ，以 表示。 板框过滤机：叶 滤 机：7、过滤机的生产能力Q 间歇过滤机的计算： 操作周期与生产能力 操作周期总时间：总时间过滤时间洗涤时间卸渣、清理、装合 设计和操作计算要基于T例1：用板框压滤机过滤某糖汁。滤框边长为810mm。已测得操作条件下过滤常数K=6.210-5m2/s，qe=0.01m3/m2，每得1m3滤液的滤饼体积为0.1m3，滤饼洗涤及卸饼、重装等共费时25min。要求过滤机的生产能力为15m3/h（按滤液计）。试计算：（1）至少需几个框；（2）框的厚度。解：（1）由恒压过滤方程式：=(V2+2VVe)/KA2 及 Ve=AqeQ=V/(
12、+D)=V/(V2+2VVe)/KA2+D=KA2V/(V2+2VVe+KA2D)令dQ/dV=0，得：V2=KA2D=6.210-52560A2=0.093A2 V=(0.093)1/2A=0.3050AQ=6.2105A20.305A/(0.093A2+20.305A0.01A+0.093A2)=1.89110-5A/0.1921而 Q=15 m3/h=4.16710-3m3/s A=4.16710-30.1921/1.89110-5=42.33m2所需滤框数： n =A/2b2 = 42.33/(20.812)= 32.26 取33 实际过滤面积： A=3320.812=43.30m2（
13、2）一个操作周期中得到的滤液体积为：V=(KA2D)1/2=0.305A=0.30543.3=13.21m3 框的厚度为： L=Vv/nb2=13.210.1/(330.812)=0.061m例2：用板框过滤机恒压下过滤某种悬浮液，过滤机的尺寸为：滤框的边长为810mm(正方形)，每框厚度为42mm，共10个框。现已测得：过滤10分钟得到滤液1.31m3,再过滤10分钟共得到滤液1.905m3,已知每m3滤液可形成0.1m3的滤饼，试计算：（1）过滤常数K为多少m2/s?（2）将滤框完全充满滤饼所需的过滤时间为多少分钟 ?（3） 若洗涤时间和辅助时间共45分钟，求该机生产能力为多少m3滤液/h
14、 ?解：（1）过滤面积 A=0.812210=13.12m2根据恒压过滤速率方程: V2+2VVe=KA2将=10min，V=1.31m3；=20min，V=1.905m3 代入上式解出:K=2.0110-5m2/s Ve=0.1376m3/s（2）滤框充满时所得滤饼体积:V饼=0.8120.04210=0.2756m3滤框充满时所得滤液体积:V=V饼/=0.2756/0.1=2.756m3=(V2+2VVe) /KA2（3）生产能力例3： 用一板框过滤机，对某种悬浮液进行恒压过滤，过滤时间为20min,得到滤液20m3, 滤饼不洗涤，拆装时间为15min，滤饼不可压缩，介质阻力可忽略不计。试
15、求（1）该机的生产能力，以m3(滤液)/h表示之。（2）如果将该机的过滤压力增加20%，拆装时间不变。试求该机的生产能力为多少m3(滤液)/h？解：（1）（2）介质阻力忽略不计：过滤压力增加20%，过滤面积、滤液量不变生产能力：上学期复习传热一、概念复习（1）教材P205-P206： 什么叫传热？热传递的三种基本方式。（2）教材P208-P209： 管壳式换热器传热面积的计算（4-1），理解其S和d的对应关系（外对外、内对内、平均对平均）。（4）教材P211-P211： 傅里叶定律的含义、表达式。（3）教材P209-P209： 什么叫传热速率、什么叫热通量、传热推动力和传热热阻。（5）教材P213-P214： 单层平壁的稳态热传导：（4-12a）、（4-12b）。（6）教材P215-P216： 多层平壁的稳态热传导：Q和q相等，了解 (4-13)、(4-14)一、概念复习（10）教材P229-P231：逆流和并流的
