《化工原理》上下册复习纲要总结-博泰典藏网
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《化工原理》上下册复习纲要总结
导读：139.某大型化工容器的外层包上隔热层，参见化工原理自测课件，能曲线。72.离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生现象。73.65Y-60B型号的离心泵B表示65表示。74.离心泵的主要部件有、和。其中是将原动机的能量传递给液体的部件。75.对IS85-65-125型离心泵，125表示65表示。76.对65Y-60A型离心泵，Y表示，60表示。77.管路特性曲线和离心泵特性曲线的交点
72.离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生
73.65Y-60B型号的离心泵B表示65表示
74. 离心泵的主要部件有
是将原动机的能量传递给液体的部件。
75.对IS85-65-125型离心泵，125表示65表示
76.对65Y-60A型离心泵，Y表示，60表示
77.管路特性曲线和离心泵特性曲线的交点称为置，常采用
的方法以改变管路特性曲线，或采用
的方法以改变泵的特性曲线。
78.推导离心泵的基本方程的两个基本假设分别是
79.调节离心泵流量可采用的方法有
80.离心泵的轴功率N、有效功率Ne与效率η之间的关系是离心泵的效率包括
81.离心泵的主要性能参数有、、允许吸上真空高度(或允许气蚀余量)。
82.用离心泵将一个低位敞口水池中的水送至敞口高位槽中，若改输送密度为1200Kg/m3、其他物性与水相同，则流量将
，轴功率将
。（减小，不变，增大，不确定）
83.离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生＿＿___＿＿现象。
84.离心泵的扬程含义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿_____________
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
85.离心泵起动时，如果泵内没有充满液体而存在气体时，或吸入管路泄漏，使离心泵启动后不能输送液体。这种现象称为__________现象。
３86.输水的水泵系统，经管路计算需泵提供的压头为He=19m水柱，输水量为0.0079m/s，
则泵的有效功率为________。
87.离心泵的允许吸上真空高度和允许气蚀余量描述了离心泵的性能，随离心泵工作条件下的流量增大，离心泵的允许吸上真空高度将
、允许气蚀余量将
88.半径为R、高为H的圆柱体颗粒，其比表面积，形状系数（球形度）φ。
89.对于旋风分离器，其尺寸增大，分离效率将效率将
；若流体粘度增大，则分离效率将
90.降尘室的生产能力只与、
91.球形颗粒在空气进行自由沉降。若沉降在stokes区内，当空气的温度从20℃升高到80℃，则沉降速度将
92.恒压过滤时升高料浆温度，则过滤速率将滤速率将
93.在Stokes区域沉降时，沉降速度与颗粒直径的次方成正比，与流体的成反比。
94.边长为a的正方体的球形度φ.
95.一球形颗粒在空气进行自由沉降，若沉降在stokes区内，当空气的温度从100℃下降到30℃，则沉降速度将。
96.颗粒的球形度（形状系数）=
之比。在体积相等的不同形状的颗粒中，表面积最小的是
97.颗粒沉降过程可分为
阶段，沉降速度是指
98.将重力沉降速度和离心沉降速度相比，离心沉降速度的化，若都在Stokes进行，离心沉降速度与重力沉降速度之比被称为
99.有一边长为d的立方体颗粒，其比表面积为，其形状系数（球形度）为。 100.评价旋风分离器性能的三个参数是。
101.已知一旋风分离器的平均旋转半径为0.5m，气体的切向进口速度为20m/s，该旋风分离器的离心分离因数为
102.悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到_____________三个力的作用。当此三个力的______________时，微粒即作匀速沉降运动。此时微粒相对于流体的运动速度，称为____________ 。
103.含尘气体中尘粒直径压75um以上的，一般应选用__________除尘；若尘粒直径在5μm以上，可选用_________或____________；尘粒直径在1μm以下，可选用__________。 104.在液一固分离过程，为了增大沉降速度Ut，必须使液体的温度。
105.边长为b的正方体颗粒的比表面积为，其球形度为粒中，
颗粒的比表面积最小。
106.影响旋风分离器的临界直径的因素有
107.采用转筒真空过滤机处理某颗粒的悬浮液.若悬浮液中颗粒浓度升高，则转筒真空过滤机的生产能力将
；若降低悬浮液的温度，则转筒真空过滤机的生产能力将
；若降低转筒真空过滤机的真空度，则转筒真空过滤机的生产能力将
107.在定性温度下，粘度为μ，密度为ρ，导热系数为λ，比热为Cp的流体以流速u流过内径为D的圆形直管时的对流传热系数为α，则Nu=
108.蒸汽冷凝分为和膜状冷凝两种。在膜状冷凝中，若增大饱和蒸汽与冷凝壁面的温差Δt，则蒸汽冷凝的传热系数α将
，传热速率Q将
109.灰体的辐射能力与成正比。
110.在列管式换热器中，烟道气与水换热，烟道气由170?C降至70?C，水由20?C升至35?C,此换热器的传热效率ε=
111.厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好，已知b1&b2&b3；导热系数λ1&λ2&λ3。在稳态热传导过程中，各层热阻的关系为：R1
R3,各层的传热速率关系为：Q1
Q3。（&或&或=）
112、两流体通过间壁换热，冷流体从20oC被加热到50oC，热流体从100oC被冷却到50oC，则逆流时的ΔtmoC，并流时的ΔtmoC。
113.在传热实验中，用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于侧的对流传热系数，而壁温接近于
侧的流体温度。
114.蒸汽冷凝时的对流传热系数α较大的原因是
115.冷凝现象有
冷凝，工业冷凝器的设计都按
冷凝设计；沸
沸腾，工业上的沸腾装置一般是按
沸腾设计的。
116.蒸汽冷凝放热时，要经常注意排放
，这是因为
117.在SI单位制中，对流传热系数α的单位是
118.两流体通过间壁换热，冷流体从20oC被加热到50oC，热流体从100oC被冷却到65oC，则最小平均温差推动力ΔtmminoC。
119.对流传热是指间的传热过程。
120.某物体（近似为灰体）的黑度为0.7，物体的温度为300℃，其辐射能力为其吸收率为
121.密度为ρ、导热系数为λ、粘度为μ、比热为Cp的流体的Pr=
,若该流体Pr&1,则该流体是
122.在SI单位制中，对流传热系数λ的单位是
123.列管式换热器可分为三种类型，即
。 124.两流体通过间壁换热，冷流体从20℃升高到50℃，热流体从120℃降低到70℃，则最大平均温差推动力Δtmmax=
，则传热效率ε=
。 125.设置隔热挡板是辐射散热的有效方法。隔热挡板的黑度越小，辐射散热量
126.某物体（近似为灰体）的黑度为0.9，物体的温度为423℃，其辐射能力为其吸收率为
127.物体的辐射能力与热力学温度的
128.计算蒸汽冷凝的对流传热系数α，关联式中的Δt表示Δt增大时， α将，传热速率Q将。 129.在列管换热器中，当冷、热流体的进、出口温度一定，平均温差推动力最小的冷、热流体流动方式是
130.温度为223℃、黑度为0.6的物体的辐射能力率等于
131.在传热设备中，实现冷热流体接触的基本方式是
。 132.影响辐射传热的因素有
。 133.在传热实验中，用饱和水蒸汽加热空气，总热阻接近于而壁温接近于
侧的流体温度。
134.传热的三种基本方式是、。
135.大容积液体沸腾根据温度差的大小可分为三个阶段，实际操作中应控制在
136.在一换热器中，热流体从200℃冷却到140℃，冷流体从20℃被加热到35℃，则最大平均温度差Δtm=
，最小平均温度差Δtm=
，则传热效率ε=
137.定性温度为tm的空气在列管换热器的管程呈湍流流动，列管的内径为d，空气的物性参数：粘度为μ、导热系数为λ、密度为ρ比热为Cp，空气的流速为U，则空气的Pr=
，在SI单位制中导热系数λ的单位是
。当空气流量增大一倍，则空气的对流传热系数为原来的
138.克希霍夫定律指出：任何灰体的
之比均相等，且等于同温度下黑体的
139.某大型化工容器的外层包上隔热层，以减少热损失,若容器外表温度为500℃，而环境温
度为20℃，采用某隔热材料，其厚度为120mm，λ=0.25w/m.K,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可视为平壁)
140.某并流操作的间壁式换热器中，热流体的进出口温度为90℃和50℃，冷流体的进出口温度为20℃和30℃，此时传热平均温度差△tm=_________.。
141.实现传热过程的设备主要有如下三种类型___________、_____________、__________________。
142.强化传热的方法之一是提高K值，而要提高K值，则应提高对流传热系数_______________________。
143.平壁总传热系数K与间壁两侧对流传热系数α1.、α2以及间壁导热系数λ的关系为________________。当平壁厚4mm、导热系数为45(w./m.K)时，两侧给热系数分别为
228000(w/m.K)和800(w/m.K)时，总传热系数K=_____________________.。
144.间壁传热的总传热速率方程为。某换热过程中，要求 q=30 kw，K=555(w/m2.K)，△tm=25K,则传热面积为______.
145.某逆流操作的间壁式换热器中，热流体的进.出口温度为80℃和50℃，冷流体的进出.口温度为20℃和40℃,此时传热平均温度差△tm=___
146.对流体传热中普兰德准数式为＿＿＿＿＿＿＿，它反映了＿___________＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
147.间壁换热器管壁温度tw接近α____________一侧的流体温度；总传热系数K的数值接近__________________一侧的α值。
148.影响辐射传热的因素有、。
2.2选择填空
参见化工原理自测课件。
2.3问答与实验
1.滞流与湍流的区别是什么？其中最根本的区别是什么？
2.简述皮托管和转子流量计的安装要求。
3.试比较孔板流量计和转子流量计。
4.简述离心泵的主要部件及其作用。
5.简述离心泵流量调节的方法。
6.试比较离心泵与往复泵。
7.简述影响重力沉降速度的因素。
8.简述影响旋风分离器的临界直径的因素。
9.简述影响转筒真空过滤生产能力的因素。
10.简述传热的基本方式及冷热流体接触的基本方式。
11.每小时有一定量的气体在套管换热器中从T1冷却到T2，冷水进出口温度分别为t1t2，两流体呈逆流流动，均为湍流。若换热器尺寸已知，污垢热阻和管壁热阻不计。试讨论：1）若气体的生产能力增大10%，仍用原换热器，但要维持原有的冷却程度和冷却水进口温度不变，应采取什么措施？并说明理由。2）若因气候变化，冷却水进口温度下降，现仍用原换热器并维持原来的冷却程度，应采取什么措施？并说明理由。3）在原换热器中将逆流改为并流，如要维持原有的冷却程度和加热程度，是否可能？为什么？如不可能，应采取什么措施？（T2&t2）
12.在测量直管阻力的实验中，有一同学认为被测直管段必须是水平直管段。你认为对吗？并说明理由。
13.在流量计校核的实验中，测量水温的目的是什么？
14.在流量计校核的实验中，有一个以汞为指示剂的压差计，其标度的最小为mm。一同学的
实验记录该压差计的读书为565mm。该记录是否正确？为什么？
15.简述离心泵的开车和停车时的操作步骤。
16.在传热实验中，为什么要测量大气压和进口处气体的表压强？
17.传热实验中需要记录的温度有那些？
18.传热实验中的水蒸汽能否用大流量的热水代替？
19.在传热实验中，调节好流量后3min，测得空气的出口温度为57℃，再经过2min后，测得空气的出口温度为58℃，而两次测得的空气进口温度相同，为什么会出现这种现象？如何处理。
20.一同学设计了如下图所示的实验流程以测定离心泵的特性曲线，请指出图中的错误。
21.实验室现有秒表、计量槽、文丘里流量计、孔板流量计、离心泵、水池、磅秤、转子流量计、100L水桶、真空表、压力表、U型管、汞、闸阀、导管、无缝钢管及各类管件等，请选相应仪器设备组成校核文丘里流量计或孔板流量计的实验装置。
1.用本题附图中串联U管压差计测量蒸汽锅炉水面上方的蒸汽压，Ｕ管压差计的指示液为水银，两U管间的连接管内充满水。已知水银面与基准面的垂直距离分别为：h1=2.3m、h2=1.2m、h3=2.5m及h4=1.4m。锅中水面与基准面的垂直距离h5=3m。大气压强Pa=99.3×103Pa。试求锅炉上方水蒸气的压强P。（分别以Pa和kgf/cm2来计量）。
2.高位槽内的水面高于地面8m，水从Ф108×4mm的管道中流出，管路出口高于地面2m。在本题条件下，水流经系统的能量损失可按∑hf =6.5u2计算，其中u为水在管内的流速，
附图所示。管路的直径均为Ф76×2.5mm，在操作条件下，泵入口处真空表的读数为 24.66
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传热膜系数测定实验
北 京 化 工 大 学实
课程名称：
化工原理实验
实验日期：
王拓明同 组 人： 马文燕 王国键 王硕
装置型号：ASCOM型压力传感器传热膜系数测定实验一、摘要本实验通过水蒸气加热空气，来测量两组进出口温度，进而通过牛顿冷却定律求得传热膜系数，在计算得出Nu,Re,Pr,最终得出传热膜系数准数关系式中的系数A和指数m、n。 比较强化传热膜系数和无强化传热系数的关系，在分析两种情况下的准数关联式有何差别。关键词：传热膜系数α
对流传热准数关联式
牛顿冷却定律二、实验目的1、掌握传热膜系数α 的测定方法。2、通过实验掌握确定传热膜系数准数关系式中的系数A和指数m、n的方法。3、 通过实验提高对准数关系式的理解，并分析影响α的因素，了解工程上强化传热的措施。4、测定层流直管道的λ随Re变化关系。三、实验原理对流传热的核心问题是求算传热膜系数，当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为：Nu?A?Re?Pr?Gr
mnp对于强制湍流而言，Gr准数可忽略，故Nu?A?Rem?Prn本实验中可用图解法和最小二乘法计算上述准数关联式中的指数m、n和系数A。用图解法对多变量方程进行关联时，要对不同变量Re和Pr分别回归，本实验可简化上式，即取n=0.4(流体被加热)。这样，上式即变为单变量方程，再两边取对数，即得到直线方程：
lgNu?lgA?mlgRe Pr0.4在双对数坐标中作图，找出直线斜率，即为方程得指数m。在直线上任取一点的函数值代入方程中，则可得到系数A，即：A?Nu
0.4mPr?Re用图解法，根据实验点确定直线位置有一定的人为性，而用最小二乘法回归，可以得到最佳关联结果。应用计算机，对多变量方程进行一次回归，就能同时得到a、m、n。 对于方程得关联，首先要有Nu、Re、Pr的数据组。其准数定义式分别为：
Re?du?? , Pr?Cp??
?实验中改变冷却水的流量以改变Re准数的值。根据定性温度（冷空气进，出口温度的算术平均值）计算对应的Pr准数值。同时，由牛顿冷却定律，求出不同流速下的传热膜系数 值。进而算得Nu准数值。牛顿冷却定律：Q???A??tm式中：α――传热膜系数，【w/m2℃】Q――传热量，【w】A――总传热面积，【m2】Δtm――管壁温度与管内流体温度的对数平均温差，【℃】传热量Q可由下式求得：Q?W?Cp?t2?t1?/3600???V?Cp?t2?t1?/3600式中：W ――质量流量，【kg/h】Cp ――流体定压比热，【J/kg℃】t1、t2――流体进出口温度，【℃】ρ――定性温度下流体密度，【kg/m3】V――流体体积流量，【m3/s】四、实验流程流程说明：本实验装置流程如下图，冷空气由风机输送，经孔板流量计计量后，进入换热器内管（铜管），并与套管环隙中的水蒸气换热，空气经加热后，排入大气。空气的流量由空气流量调节阀调节。蒸气由蒸气发生器上升进入套管环隙，与内管中冷空气换热后冷凝，再由回流管返回蒸气发生器。放气阀门用于排放不凝性气体，在铜管之前设有一定长度的稳定段，用于消除端效应。铜管两端用塑料管和管路相连，用于消除热效应。
套管式换热实验装置和流程1― 风机 2―孔板流量计 3―空气流量调节阀 4―空气入口测温点 5―空气出口测温点 6―水蒸气入口壁温 7―水蒸气出口壁温 8―不凝性气体放空阀 9―冷凝水回流管
10―蒸汽发生器 11―补水漏斗 12―补水阀 13―排水阀五、实验操作1、熟悉设备，弄清配电箱上各按钮与设备的对应关系，以便正确开启按钮。2、检查蒸气发生器中的水位，使其高度保持在水灌高度的1/2~2/3。液位过高，水会溢入蒸气套管，过低则可能烧毁加热器。3、打开总电源开关，启动风机，接通蒸气发生器的加热电源，打开放气阀。开始实验操作。 4、将空气流量控制在某一值，仪表数值稳定后，记录数据。5、通过改变频率，改变空气流量，重复上述实验操作，记录数据15组。为保证湍流状态，孔板压差读数不应从0开始，最低不小于0.1kp,实验中要合理取点，以保证数据点均匀。 6、强化传热，在上述实验完成后，将强化元件（静态混合器）插入铜管中，在改变空气流量，方法同上，记录15组数据左右。7、实验结束后，先停蒸汽发生器电源，再停风机，最后清理现场。备注：本次实验操作简单，主要有一个同学控制流量变化即可，所以时间比较短，但要注意观察曲线的变化趋势，尽量选择合理有效的试验点。六、实验数据处理实验数据原始记录表1（无强化过程）：
以第五组数据为例，计算过程如下：特征温度t0=t2+t1=53.55℃，查表利用内差法得：ρ= 1.081 kg/m3
μ=19.78 uPa?s;2Cp=1.005 kJ/kg?k; λ=29.00mw/m?k;
A=0.0785m qv=26.2*Δp^0.4=26.2*1.98^0.4=37.890m3/h； u=37.89/*3.)=33.508m/s；Q=ρ* qv* Cp*( t2-t1)/*44.350*(67.7-39.4)/w；Δtm=（T1-t2）―（T2-t1）/ln[（T1-t2）―（T2-t1）]=44.3℃； α= Q/（AΔtm）=323.66/（0.）= 93.13w/m2℃； 一些准数的计算：Nu=α*d/λ=65.24 Pr=Cp*μ/λ=0.696 Re=d*u*ρ/μ=36632 lgNu/Pr0.4=1.88 lgRe=4.56回归所得直线方程为：y=0.792x―1.7406lgA=―1.7406
A=10-1.2 综上所述：Nu=0.Pr0.4实验数据原始记录表2（强化过程）：
以第五组数据为例，计算过程如下：特征温度t0=t2+t1=58.00℃，查表利用内差法得：ρ= 1.067 kg/m3
μ=20.00 uPa?s;2Cp=1.005 kJ/kg?k; λ=28.79w/m?k;
A=0.0785m qv=26.2*Δp^0.4=26.2*0.340^0.4=14.632m3/h； u=14.632/*3.)=12.940m/s；Q=ρ* qv* Cp*( t2-t1)/wΔt
m=（T1-t2）―（T2-t1）/ln[（T1-t2）―（T2-t1）]=37.9 α= Q/（A*Δtm）=661.47w/m2℃； 一些基本的准数计算：Nu=α*d/λ=459.51 Pr=Cp*μ/λ=0.698 Re=d*u*ρ/μ=13807 lgNu/Pr0.4=2.72 lgRe=4.14回归所得直线方程为：y=0.9016x―1.6082lgA=―1.6082
A=10-1.6 综上所述 :Nu=0.6Pr0.4 七、实验结果作图
加入静态混合器后传热强化，其传热膜系数增大。m值也增大4、分析知：强化传热过程可通过提高流体的湍动程度。表现为雷诺数的增大。八、思考题1本实验中管壁温度应接近蒸汽温度还是空气温度，为什么？答：tw=t+Q/（Α*a2）因为蒸气冷凝传热膜系数远远大于空气传热膜系数，接近蒸气温度。 2 管内空气流速对传热膜系数有何影响？当空气流速增大时，空气离开热交换器时的温度将升高还是降低？为什么？答：传热膜系数正比于流速的0.8次方，所以当空气流速增大时，传热膜系数增大 Q=ρ*Vs*Cp*(t2-t1)
当V增大，Q保持不变，温度随之减小，因此出口温度会降低。 3 如果采用不同蒸气的压强进行实验，对α的关联有无影响？答：Nu=ARemPrn可以看出其变量与压强值无关，故采用不同的蒸汽压将不会发生影响。 4 试估算空气一侧的热阻占总热阻的百分数。答：空气强制对流传热膜系数为100，水蒸气膜状冷凝传热膜系数为1000，所以空气热阻为1/100=0.01，水蒸气侧热阻为1/1所以空气热阻比例为0.01/0.01+0.，所以热阻主要表现为空气热阻。5 以空气为介质的传热实验中雷诺数Re应如何计算？答：根据雷诺数计算公式Re?du??，可知需要测量管径，空气流速及相应状态下的物性值（ρ，μ）。6 本实验可采取那些措施强化传热？答：改变流动条件。通过设计特殊传热壁面，使流体在流动过程中不断改变流动方向，提高湍流程度，提高空气流速。加入填充物或改用严格逆流的套管换热器或螺旋板换热器。参考资料：1、《化工原理实验》杨祖荣编2、《化工原理》陈敏恒主编九、问题、建议等1、本次实验过程中，在测定没有强化时，因为没有仔细观察数据的趋势，导致实验数据拟合的不好，所以在实验结束之后重新测了一遍。别的实验过程都符合实验要求。2、实验过程中压力表的示数很不稳定，容易引起测量的误差。3、希望老师在实验的过程中，能及时指导实验操作。4、强化传热过程后，取出强化传热装置，仪器出口温度出现较大变化，原因不明。。。。
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