化工原理期末考试答案.pdf
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【知识点详解】 1. 流量计的流量值计算:流量计的最大流量值与测量介质的性质、流量计的设计和尺寸等因素有关。在本例中,如果酒精的密度已知,可以通过流量计的设计参数和酒精的密度计算出最大流量值。 2. 阀门局部阻力系数与压差计的关系:阀门作为流体流动中的节流元件,其局部阻力系数ζ与通过阀门的压差计读数R之间存在特定的数学关系。通常,ζ会随着阀门开度或流量的变化而变化。 3. 流体静压强计算:在U形管压力计的应用中,根据静压强原理,不同高度的液位差可以用来测量压强差。在本题中,给出了油和水的密度以及液位高度,可以计算各点的表压。 4. 黏度单位:流体动力黏度μ的SI单位是帕斯卡·秒(Pa·s)或Ns/m²,运动黏度ν的SI单位是m²/s。 5. 润湿周边长和当量直径:润湿周边长是指液体与固体接触的周长,对于正方形通风管道,润湿周边长等于边长的4倍。当量直径是用于非圆形管道的直径概念,使得其与圆形管道在流体流动特性上有相似性,当量直径可以通过特定公式计算得出。 6. 摩擦阻力损失与管径关系:在层流流动中,根据达西-维伯尔公式,摩擦阻力损失与管径的4次方成反比,所以若管径加倍,摩擦阻力损失会降低到原来的1/16。 7. 流体机械能衡算:机械能衡算涉及流体的势能、动能和内能的变化,通常用J/kg或N/m²(N m/m³)来表示。在没有外部机械能输入的情况下,机械能守恒。 8. 层流和湍流的速度比例:在层流流动中,平均流速大约是最大流速的一半,而在湍流中,平均流速约是最大流速的0.8倍。 9. 阻力损失与速度关系:在给定的系统中,如大管和小管,可以通过连续性方程和能量方程计算流速。阻力损失与流速之间的关系可以根据达西-维伯尔公式或尼古拉兹曲线来确定。 10. 雷诺数Re与温度的关系:对于气体流动,质量流量不变且内径固定,当气体温度升高时,密度减小,导致雷诺数Re增加。 11. 理想流体的概念:理想流体是指没有粘性的流体,在流动过程中不产生内摩擦力。 12. 黏性流体的幂律方程:幂律方程描述了流体剪切应力与剪切速率的关系,其中τ是剪切应力,du/dy是剪切速率,n是幂指数。根据给定的方程,可以计算不同剪切速率下的黏度。 13. 并联管路特性:在并联管路中,各管段压强降相等,总流量等于各并联管段流量之和。 14. 转子流量计的流量校正:不同材质的转子在相同流体中会产生不同的流量读数,重的转子会导致较小的流量读数,因此更换转子后,实际流量值会增大,量程也会相应改变。 15. 孔板流量计和转子流量计的工作原理:孔板流量计压差随流量增加而增加,而转子流量计的转子压差保持不变,流量增大时转子位置上升,但压差保持恒定。 16. 搅拌器功率的准数关系:搅拌器功率与搅拌直径D、转速N、流体密度ρ和黏度μ有关,通过因次分析法,可以得到包含若干个准数的关系式。 17. 压强表的读数解释:压强表的读数表示的是被测流体相对于大气压的压强差,即表压强。 以上是化工原理中涉及的多个知识点,包括流体流动、流体静力学、流体动力学、黏度、能量守恒、流体机械能衡算、流动状态判断、阻力损失计算、流量计工作原理以及搅拌器功率分析等内容。这些知识点在化工工程中至关重要,对于理解和解决相关问题有着直接的指导作用。
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