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化工原理第三版(陈敏恒)上、(下册)课后思考题答案(精心整理版)

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第一章流体流动

1、什么是连续性假定?质点的含义是什么?有什么条件?

连续性假设:假定流体是由大量质点组成的,彼此间没有间隙,完全充满所占空间的连续介质。

质点指的是一个含有大量分子的流体微团,其尺寸远小于设备尺寸,但比分子自由程却要大得多。

2、描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?

拉格朗日法描述的是同一质点在不同时刻的状态;欧拉法描述的是空间各点的状态及其与时间的关系。

3、粘性的物理本质是什么?为什么温度上升,气体粘度上升,而液体粘度下降?

粘性的物理本质是分子间的引力和分子的运动与碰撞。

通常气体的粘度随温度上升而增大,因为气体分子间距离较大,以分子的热运动为主,温度上升,热运动加剧,粘度上升。液体的粘度随温度增加而减小,因为液体分子间距离较小,以分子间的引力为主,温度上升,分子间的引力下降,粘度下降。 4、静压强有什么特性?

①静止流体中,任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力; ②作用于某一点不同方向上的静压强在数值上是相等的; ③压强各向传递。

7、为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好?

由静力学方程可以导出?p?H(?冷-?热)g,所以H增加,压差增加,拔风量大。 8、什么叫均匀分布?什么叫均匀流段?

均匀分布指速度分布大小均匀;均匀流段指速度方向平行、无迁移加速度。 9、伯努利方程的应用条件有哪些?

重力场下、不可压缩、理想流体作定态流动,流体微元与其它微元或环境没有能量交换时,同一流线上的流体间能量的关系。 12、层流与湍流的本质区别是什么?

区别是否存在流体速度u、压强p的脉动性,即是否存在流体质点的脉动性。 13、雷诺数的物理意义是什么?

物理意义是它表征了流动流体惯性力与粘性力之比。 14、何谓泊谡叶方程?其应用条件有哪些?

???32?lu应用条件:不可压缩流体在直圆管中作定态层流流动时的阻力损失计算。 d215、何谓水力光滑管?何谓完全湍流粗糙管?

当壁面凸出物低于层流层厚度,体现不出粗糙度过对阻力损失的影响时,称为水力光滑管。在Re很大,λ与Re无关的区域,称为完全湍流粗糙管。

u?de

16、非圆形管的水力当量直径是如何定义的?能否按计算流量?

4

u?de4?管道截面积4A?当量直径定义为de?。不能按该式计算流量。

4浸润周边?17、在满流的条件下,水在垂直直管中向下流动,对同一瞬时沿管长不同位子的速度而言,

22

是否会因重力加速度而使下部的速度大于上部的速度?

因为质量守恒,直管不同轴向位子的速度是一样的,不会因为重力而加快,重力只体现在压强的变化上。

20、是否在任何管路中,流量增大阻力损失就增大;流量减小阻力损失就减小?为什么?

不一定,具体要看管路状况是否变化。

1、系统与控制体

系统或物系是包含众多流体质点的集合。系统与辩解之间的分界面为系统的边界。系统与外界可以有力的作用与能量的交换,但没有质量交换,系统的边界随着流体一起运动,因而其形状和大小都可随时间而变化。(拉格朗日)

当划定一固定的空间体积来考察问题,该空间体积称为控制体。构成控制体空间界面称为控制面。控制面是封闭的固定界面,流体可以自由进出控制体,控制面上可以有力的作用与能量的交换(欧拉)

2、什么是流体流动的边界层?边界层分离的条件是什么?

答案:流速降为未受边壁影响流速(来流速度)的99%以的区域为边界层,即边界影响未及的区域。

流道扩大造成逆压强梯度,逆压强梯度容易造成边界层的分离,边界层分离造成大量漩涡,大大增加机械能消耗。

3、动量守恒和机械能守恒应用于流体流动时,二者关系如何?

当机械能守恒定律应用于实际流体时,由于流体的粘性导致机械能的耗损,在机械能恒算式中将出现Hf项,但动量守恒只是将力和动量变化率联系起来,未涉及能量和消耗问题。 4、塑性流体

只有当施加的剪应力大于某一临界值(屈服应力)后才开始流动 5、涨塑性

在某一剪切围表现出剪切增稠现象,即粘度随剪切率增大而升高 6、假塑性

在某一剪切率围,粘度随剪切率增高而下降的剪切稀化现象 7、触变性,震凝性

随τ作用时间延续,du/dy增大,粘度变小。当一定剪应力τ所作用的时间足够长后,粘度达到定态的平衡值,称触变性;反之,粘度随剪切力作用时间延长而增大的行为称震凝性。

8、粘弹性

爬捍效应,挤出胀大,无管虹吸 9、定态流动

运动空间个点的状态不随时间而变化

10、何谓轨线?何谓流线?为什么流线互不相交?

轨线是某一流体质点的运动轨迹,描述的是同一质点在不同时刻的位置(拉格朗日) 流线上各点的切线表示同一时刻各点的速度方向,描述的是同一瞬间不同质点的速度方向(欧拉)

同一点在指定某一时刻只有一个速度

11、动能校正系数α为什么总是大于,等于1?

根据??udA,可知流体界面速度分布越均匀,α越小。可认为湍流速度分布?uA3A13是均匀的,代入上式,得α接近于1

12、流体流动过程中,稳定性是指什么?定态性是指什么?

稳定性是指系统对外界扰动的反应

定态性是指有关运动参数随时间的变化情况 13、因次分析法规化试验的主要步骤

(1)析因实验——寻找影响过程的主要因素 (2)规划试验——减少实验工作量 (3)数据处理——实验结果的正确表达 14、平均流速

单位时间流体在流动方向上流经的距离称为流速,在流体流动常按流量相等的原则来确定平均流速

15、伯努利方程的物理意义

在流体流动中,位能,压强能,动能可相互转换,但其和保持不变 16、理想流体与非理想流体

前者粘度为零,后者为粘性流体 17、局部阻力当量长度

近似地认为局部阻力损失可以相当于某个长度的直管 18、可压缩流体

有较大的压缩性,密度随压强变化 19、转子流量计的特点

恒流速,恒压差

第二章流体输送机械

1、什么是液体输送机械的压头或扬程?

流体输送机械向单位重量流体所提供的能量 2、离心泵的压头受哪些因素影响?

与流量,转速,叶片形状及直径大小有关 3、后弯叶片有什么优点?有什么缺点?

优点:后弯叶片的叶轮使流体势能提高大于动能提高,动能在蜗壳中转换成势能时损失小,泵的效率高

缺点:产生同样理论压头所需泵体体积比前弯叶片的大

4、何谓“气缚”现象?产生此现象的原因是什么?如何防止气缚?

因泵流体密度小而产生的压差小,无法吸上液体的现象

原因是:离心泵产生的压差与密度成正比,密度小,压差小,吸不上液体。 措施:灌泵,排气

5、影响离心泵特性曲线的主要因素有哪些?

离心泵的特性曲线指He~qv,η~qv,Pa~qv。影响这些曲线的主要因素有液体密度,粘度,转速,叶轮形状及直径大小

6、离心泵的工作点是如何确定的?有哪些调节流量的方法?

离心泵的工作点是由管路特性方程和泵的特性方程共同决定的 调节出口阀,改变泵的转速 9、何谓泵的汽蚀?如何避免汽蚀?

泵的气蚀是指液体在泵的最低压强处(叶轮入口)气化形成气泡,又在叶轮中因压强升

化工原理第三版(陈敏恒)上、(下册)课后思考题答案(精心整理版)

第一章流体流动1、什么是连续性假定?质点的含义是什么?有什么条件?连续性假设:假定流体是由大量质点组成的,彼此间没有间隙,完全充满所占空间的连续介质。质点指的是一个含有大量分子的流体微团,其尺寸远小于设备尺寸,但比分子自由程却要大得多。2、描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?拉格朗日法描述的是同一质点在
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