化工原理(王志魁第四版)课后思考题答案.docx

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1、第二章流体输送机械2-1流体输送机械有何作用答：提高流体的位能、静压能、流速，抑制管路阻力。2-2离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体启动后，液体在泵内是若何提高压力的泵入口的压力处于什么状体答：离心泵在启动前未充满液体，那么泵壳内存在空气。由于空气的密度很小，所产生的离心力也很小。此时，在吸入口处所形成的真空缺乏以将液体吸入泵内。虽启动离心泵，但不能输送液体（气缚）；启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大局部动能转变为静压能。泵入口处于一定

2、的真空状态（或负压）2-3离心泵的主要特性参数有哪些其定义与单位是什么I、流量qv:单位时间内泵所输送到液体体积，m3s,m3min,m3h.02、扬程H：单位重量液体流经泵所获得的能量，JN,m3、功率与效率：轴功率P：泵轴所需的功率0或电动机传给泵轴的功率。有效功率Pe：效率：2-4离心泵的特性曲线有几条其曲线的形状是什么样子离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门答：1、离心泵的H、P、与qv之间的关系曲线称为特性曲线。共三条；2、离心泵的压头H一般随流量加大而下降离心泵的轴功率P在流量为零时为最小，随流量的增大而上升。与qv先增大，后减小。额定流量下泵的效率最高。该最高效率点称为泵的设计点，

3、对应的值称为最正确工况参数。3、关闭出口阀，使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。2-5什么是液体输送机械的扬程离心泵的扬程与流量的关系是若何测定的液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响答：1、单位重量液体流经泵所获得的能量2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表，在这两处管路截面1、2间列伯努利方程得：3、离心泵的流量、压头均与液体密度无关，效率也不随液体密度而改变，因而当被输送液体密度发生变化时，H-Q与n-Q曲线基本不变，但泵的轴功率与液体密度成正比。当被输送液体的粘度大于常温水的粘度时，泵内液体的能量损失增大，导致泵的流量、扬程减小，效率下降，但轴功率增加，泵的特性曲

4、线均发生变化。2-6在测定离心泵的扬程与流量的关系时，当离心泵出口管路上的阀门开度增大后，泵出口压力及进口处的液体压力将若何变化答：泵出口压力变小，进口处真空度增加2-7离心泵操作系统的管路特性方程是若何推导的它表示什么与什么之间的关系答：当离心泵安装到特定的管路系统中操作时，假设贮槽与受液槽两液面保持恒定，那么泵对单位重量（IN）流体所做的净功为，忽略令，得管路特性方程2-8管路特性方程中的与k的大小，受哪些因素影响答：与液面高度差和静压差有关。k与管路长度、管径、摩擦系数及局部阻力系数有关。2-9离心泵的工作点是若何确定的流量的调节有哪几种常用的方法答：1、离心泵在管路中正常运行时，泵所提

5、供的流量和压头应与管路系统所要求的数值一致。安装于管路中的离心泵必须同时满足管路特性方程与泵的特性方程，即管路特性方程和泵的特性方程H=f（Q）,联解上述两方程所得到两特性曲线的交点，即离心泵的工作点。2、改变口阀开度（改变管路特性曲线）；改变泵的转速（改变泵的特性曲线）；离心泵并联操作；离心泵的串联操作。2-10何谓离心泵的气蚀现象若何防止发生气蚀答：1、当叶片入口附近的最低压力等于或小于输送温度下液体的饱和蒸汽压时，液体将在此处汽化或者是溶解在液体中的气体析出并形成气泡。含气泡的液体进入叶轮高压区后，气泡在高压作用下急剧地缩小而破灭，气泡的消失产生局部真空，周围的液体以极高的速度冲向原气泡

6、所占据的空间，造成冲击和振动。金属外表受到压力大，频率高的冲击而剥蚀以及气泡内夹带的少量氧气等活泼气体对金属外表的电化学腐蚀等,使叶轮外表呈现海绵状、鱼鳞状破坏。这种现象称为汽蚀。2、为了防止气蚀的发生，泵的安装高度不能太高，可用泵规格表中给出的气蚀余量对泵的安装高度加以限制。2-11影响离心泵最大允许安装高度的因素有哪些答：最大允许安装高度；环境大气压，工作温度下的液体饱和蒸气压，允许气蚀余量，吸入管路的压头损失。2-12往复泵有没有气蚀现象答：往复泵一样有气蚀问题，只是相对较小，但在实际使用中一样需要满足入口压力要求。2-13往复泵的流量由什么决定与管路情况是否有关答：；往复泵的流量由泵缸

7、尺寸、活塞行程及往复频率所决定，（即单位时间内活塞扫过的体积）。与管路情况（几乎）无关。2-14往复泵的扬程（对液体提供压头）与什么有关最大允许扬程是由什么决定的答：1、2、最大允许扬程由泵的机械强度、密封性能及电动机的功率等决定。2-15何谓通风机的全风压其单位是什么若何计算答：全风压：单位体积气体流经通风机后所获得的总机械能。单位是Pa,2-16通风机的全风压与静风压及动风压有什么关系答：全风压为静风压和动风压之和。2-17为什么通风机的全风压与气体密度有关在选用通风机之间，需要把操作条件下的全风压用密度换算成标定条件下的全风压。但为什么离心泵的压头H与密度无关答：因为通风机全压，所以和密

8、度有关离心泵的理论压力第三章沉降与别离3-1固体颗粒与流体相对运动时的阻力系数在层流层区（斯托克斯区）与湍流区（牛顿区）有何不同答：104Re2的区域称为层流区或斯托克斯定律区。；湍流区或牛顿（NeWton）定律区（500Re2x105）3-2球形颗粒在流体中从静止开场沉降，经历哪两个阶段何谓固体颗粒在流体中的沉降速度沉降速度受哪些因素影响答：1、加速阶段和等速阶段2、匀速阶段中颗粒相对于流体的运动速度Ut称为沉降速度3、影响因素由沉降公式可以确定。dp、及阻力系数有关。重点掌握层流区3-3固体颗粒在流体中沉降，其雷诺数越大，流体粘度对沉降速度的影响若何答：粘度越大沉降速度越小。3-4固体颗粒

9、在流体中沉降，其沉降速度在层流层区（斯托克斯区）和湍流区（牛顿区）与颗粒直径的关系有何不同答：沉降速度在层流层区（斯托克斯区），与颗粒粒径的平方成正比；在湍流区（牛顿区），与颗粒粒径的平方根成正比。3-5某微小颗粒在水中按斯托克斯定律沉降，试问在50水中的沉降速度与在20水中的沉降速度比较，有何不同答：按照沉降速度在层流层区（斯托克斯区），液体温度升高，粘度降低，密度降低，所以沉降速度增加。3-6球形颗粒于静止流体中在重力作用下的自由沉降都受到哪些力的作用其沉降速度受哪些因素影响？答：重力，浮力，阻力；沉降速度受dp、及阻力系数有关3-7利用重力降尘室别离含尘气体中的颗粒，其别离条件是什么答：

10、3-8何谓临界粒径何谓临界沉降速度答：临界粒径：能100%除去的最小粒径；临界沉降速度。3-9用重力降尘室别离含尘气体中的尘粒，当临界粒径与临界沉降速度为一定值时，含尘气体的体积流量与降尘室的底面积及高度有什么关系答：成正比3-10当含尘气体的体积流量一定时，临界粒径及临界沉降速度与降尘室的底面积WL有什么关系。答：成反比3-11如果含尘气体中的临界沉降速度，若何计算多层隔板式降尘室的气体处理量答：3-12何谓离心别离因数提高离心别离因数的途径有哪些答：离心别离因数：同一颗粒所受到离心力与重力之比；3-13离心沉降与重力沉降有何不同答：在一定的条件下，重力沉降速度是一定的，而离心沉降速度随着颗

11、粒在半径方向上的位置不同而变化。3-14对于旋风别离器，提高离心别离因数的有效方法是什么3-15要提高过滤速率，可以采取哪些措施答：过滤速率方程3-16恒压过滤方程式中，操作方式的影响表现在哪里答：3-17恒压过滤的过滤常数K与哪些因素有关答：第四章传热4-1根据传热机理的不同，有哪三种基本传热方式他们的传热机理有何不同答：根据传热机理的不同，热的传递有三种基本方式：热传导、对流传热和辐射传热。热传导（简称导热）：热量不依靠宏观混合运动而从物体中的高温区向低温区移动的过程。在固体、液体和气体中都可以发生。对流传热：由流体内部各局部质点发生宏观运动而引起的热量传递过程，只能发生在有流体流动的场合

12、。热辐射：因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。可以在完全真空的地方传递而无需任何介质。4-2傅立叶定律中的负号表示什么意思答：热量传递的方向沿着温度梯度下降的方向。4-3固体、液体、气体三者的热导率比较，哪个大，哪个小答：一般固体液体气体4-4纯金属与其合计比较，热导率哪个大答：纯金属大于合金4-5非金属的保温材料的热导率为什么与密度有关答：密度小，那么所含的空气越多，气体的导热系数低于固体。4-6在厚度一样的两层平壁中的热传导，有一层的温度差较大，另一层较小。哪一层热阻大。答：温差大的热阻大，热导率低。4-7在平壁热传导中，可以计算平壁总面积A的导热速率Q,也可以计算单位面积的导热速率（即

13、热流密度）。而圆筒壁热传导中，可以计算圆筒壁内、外平均面积的导热速率Q，也可以计算单位圆周长度的壁面导热速率ql,为什么不能计算热流密度答：圆筒壁的传热面积和热流密度不再是常量，但传热速率在稳态时是常量4-8输送水蒸气的圆管外包覆两层厚度一样、热导率不同的保温材料。假设改变两层保温材料的先后次序，其保温效果是否改变假设被保温的不是圆管而是平壁，保温材料的先后顺序对保温效果是否有影响答：圆筒壁：有影响平壁没有影响4-9对流传热速率方程中的对流传热系数与哪些因素有关答：流动状态（气、液、蒸汽）、流体的性质（热导率、热容、粘度、密度）、壁面形状等流体有无相变化、流体流动的原因、流动状态、流动物性和壁

14、面情况（换热器构造）等都影响对流传热系数。4-10流体在圆管内强制对流时对流换热系数a的计算式中，Pr的指数n由什么决定流体在管内的流速及管径对Q的影响有多大管长、弯管的曲率对管内对流传热有何影响答：被加热n=0.4;被冷却n=0.3在传热管的长度小于进口段以前，管子愈短，那么边界层愈薄，就愈大。曲率越大，就愈大。4-11水的对流传热系数一般比空气大，为什么答：按照强制对流公式4-12为什么滴状冷凝的对流传热系数比膜状冷凝的大由于壁面不容易形成滴状冷凝，蒸汽冷凝多为膜状冷凝。影响膜状冷凝的因素有哪些答：在滴状冷凝过程中，壁面的大局部面积直接暴露在蒸汽中，在这些部位没有液膜阻碍着热流，故滴状冷凝

15、的传热系数可比膜状冷凝高十倍左右。影响膜状冷凝的因素有：（I）冷凝液膜两侧的温度差当液膜呈滞流流动时，假设温度差加大，那么蒸汽冷凝速率增加，因而液膜层厚度增加，使冷凝传热系数降低。（2）流体物性由膜状冷凝传热系数计算式可知，液膜的密度、粘度及导热系数，蒸汽的冷凝潜热，都影响冷凝传热系数。(3)蒸汽的流速和流向蒸汽以一定的速度运动时，和液膜间产生一定的摩擦力，假设蒸汽和液膜同向流动，那么摩擦力将是液膜加速，厚度减薄，使传热系数增大；假设逆向流动，那么相反。但这种力假设超过液膜重力，液膜会被蒸汽吹离壁面，此时随蒸汽流速的增加，对流传热系数急剧增大。(4)蒸汽中不凝气体含量的影响假设蒸汽中含有空气或其它不凝性气体，那么壁面可能为气体(导热系数很小)层所遮盖，增加了一层附加热阻，使对流传热系数急剧下降。因此在冷凝器的设计和操作中，都必须考虑排除不凝气。含有大量不凝气的蒸汽冷凝设备称为冷却冷凝器，其计算方法需参考有关资料。(5)冷凝壁面的影响假设沿冷凝液流动方向积存的液体增多，那么液膜增厚，使传热系数下降，故在设计和安装冷凝器时，应正确安放冷凝壁面。例如，对于管束，冷凝液面从上面各排流到下面各排，使液膜逐渐增厚，因此下面管子的传热系数比上排的要低。为了减薄下面管