期末复习及习题[兼容模式]

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1、2014/12/16质量衡算与能量衡算质量衡算与能量衡算以全部组分为对象无相变期末复习及习题封闭系统质量衡算E=Q有相变能量衡算Q稳态系统dm/dt=0衡算及动量传递∑HP-∑HF+Eq=q一级反应以某组分为对象稳态非反应系统开放系统（稳态）∑HP-∑HF=q当只有一种物料流经系统非稳态系统∑HP-∑HF=qmcpΔT+qmr动量传递动量传递Re≤2000层流区动量传递2000＜Re＜4000过渡区质量衡算不可压缩流体um1A1=um2A2雷诺准数：管路计算（不可压缩流体）Re≥4000湍流区简单管路总能量

2、方程：流体牛顿粘性定律：能量衡算流动分支管路：总管流量等于各支管流之和内摩阻力摩擦阻力：边界层内的流动复杂管路机械能方程：边界层擦力损失形体阻力：边界层分离总机械能守恒并联管路：总阻力损失：连续、均质、不可压缩、处于稳态流动的流体流体测量孔板流量计；文丘里流量计；转子流量计；测速管柏努利方程式12014/12/16例2:某敞口高位槽送水的管路如下图所示，所有管【解】（1）对水槽液面和B截面列机械能平衡方程为：例1:一定量的液体在圆形直管内作层流流动。径均为50mm，管长LOC=45m，LCB=15m（均包括

3、若管长不变，而管径减至原有的1/2，问因所有局部阻力当量长度），当阀a全关，阀b打开摩擦阻力而产生的压降为原有的若干倍。时，压力表PB的读数为2.4×104Pa。假设阻力系数据实际情况进行化简为下式：【解】由摩擦阻力而产生的压降计算公式如下：λ均为0.03，水的密度为1000kg/m3。带入数值为：（1）试计算B管道（CB段）当管径发生变化时，由题意知的流速；（2）若维持阀b的开度不（2）对于相同管径流速相同时，变，逐渐打开阀a，直到两分支管路流量相同而对于总其中流量不变则流速变为原来的4倍，λ变为原来的C

4、B、CD两管中流速相管路与分支间关系如下：0.5倍，代入公式得：等，此时B管的流速又为多少？(假设PB不变)则沉降重力沉降离心沉降过滤表面过滤和深层过滤假设压力表PB的读数不变，恒压过滤重力沉降设备——降尘室恒速过滤降尘室处理含尘气体的能力与高度无关，而只与降尘室面积及尘粒的沉降速度有关。先恒速后恒压过滤离心沉降设备——旋风分离器、旋流分离器分离效率22014/12/16生产能力深层过滤Kozeny-Carmam方程板框压滤机期末复习及习题横穿洗涤时忽略过滤介质阻力和滤饼不洗涤时，τ=τD时Q最大。若滤

5、饼需要洗涤，在一操作循环中τ+τW=τD时Q最大。传热若同时考虑到滤饼洗涤和过滤介质问题，τ+τW应略大于τD。转筒真空过滤机固体：相邻分子的碰撞传热速率方程热传导：液体：弹性波的作用分子热运动气体：分子不规则的热运动热量热对流：流体质点发生相对的位移和混合传递仅发生在流体中热辐射：高温物体产生电磁波平壁：Ai=Am=AoQ=K·A·△tm1.傅立叶(Fourier)定律－导热速率基本方程不需要任何中介圆筒壁：Ai≠Am≠AoQ=Ki·Ai·△tm=Km·Am·△tm=Ko·Ao·△tm32014/12/

6、16导热系数2.平壁的稳定热传导3.圆筒壁的稳定热传导单位温度梯度（1K/m）时的导热通量（W/m2）；t表示物质导热能力的强弱；是物质的一种物理性质；t1λ=f（物质的结构、组成、密度、温度、压强、湿度等）t2通常：金属＞非金属固体及液体＞气体导热系数t3t4纯金属：T↑→λ↓，纯度↑→λ↑x金属液体＞非金属液体，后者中以水的λ为最大；多层平壁的热传导纯液体＞溶液；液体：T↑→λ↓（水和甘油除外：T↑→λ↑）；此式说明，在多层壁导热过程中，哪层热阻大，哪层温气体常压下：T↑→λ↑；差就大；

7、反之，哪层温差大，哪层热阻一定大。4.对流传热对流给热速率方程（牛顿冷却定律）控制热阻:称1/αo或1/αi称为，即α小一侧的热阻对传热起决定性作用;Pr＝1时，壁温(Tw、tw)总是接近于α大的流体－－牛顿冷却定律δ＝δT主体温度.δ>δT流体在圆形直管内强制湍流时的对流传热系数δ温度变化主要在层流逆流时的平均温差底层中，热阻主要集气体及低粘度液体：中在层流底层中取决于普兰德数Pr式中：n－普朗特数的指数，流体被加热时，n=0.4；流体被冷却时，n=0.3。热对流+导热，热阻集中于滞流底层。蒸汽冷凝的方式

8、膜状冷凝滴状冷凝：42014/12/16保温层的临界直径换热器的传热强化途径传热单元数NTU(Numberoftransferunit)Q=K·A·△tm对热流体：强化方法：提高K、A、Δtm均可强化传热。5.传热单元计算法对冷流体：传热效率ε传热单元数物理意义：对热流体：全部温差变化相当于多少平均△tm，NTU数值上表示单位Qmax传热推动力引起的温度变化；表明了换热器传热能力的强弱。对冷流体：(3)热容比R管