22/23华工考研答疑！欢迎提问

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821化工原理：流体力学及其输送！

1.单元操作：

物理化学变化的单个操作过程，如过滤、蒸馏、萃取。

2.四个基本概念：

物料衡算、能量衡算、平衡关系、过程速率。

3.牛顿粘性定律：

F=±τA=±μAdu/dy，(F：剪应力；A：面积；μ：粘度；du/dy：速度梯度)。

4.两种流动形态：

层流和湍流。流动形态的判据雷诺数Re=duρ/μ；层流—2000—过渡—4000—湍流。当流体层流时，其平均速度是最大流速的1/2。

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821化工原理：流体力学及其输送！5.连续性方程：
A1u1=A2u2；伯努力方程：gz+p/ρ+1/2u2=C。

6.流体阻力=沿程阻力+局部阻力；
范宁公式：沿程压降：Δpf=λlρu2/2d，沿程阻力：Hf=Δpf/ρg=λl u2/2dg(λ：摩擦系数)；层流时λ=64/Re，湍流时λ=F(Re，ε/d)，(ε：管壁粗糙度)；局部阻力hf=ξu2/2g，(ξ：局部阻力系数，情况不同计算方法不同)

7.流量计：
变压头流量计(测速管、孔板流量计、文丘里流量计)；变截面流量计。孔板流量计的特点；结构简单，制造容易，安装方便，得到广泛的使用。其不足之处在于局部阻力较大，孔口边缘容易被流体腐蚀或磨损，因此要定期进行校正，同时流量较小时难以测定。
转子流量计的特点——恒压差、变截面。




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821化工原理：流体力学及其输送！

8.离心泵主要参数：
流量、压头、效率（容积效率nv：考虑流量泄漏所造成的能量损失；水力效率hH：考虑流动阻力所造成的能量损失；机械效率hm：考虑轴承、密封填料和轮盘的摩擦损失。）、轴功率；工作点(提供与所需水头一致)；安装高度(气蚀现象，气蚀余量)；泵的型号(泵口直径和扬程)；气体输送机械：通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。

9. 常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度1.29 kg/m3
1atm=101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=760mmHg
（1）被测流体的压力 > 大气压  表压 = 绝压－大气压
（2）被测流体的压力 < 大气压  真空度 = 大气压－绝压= －表压




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821化工原理：流体力学及其输送！10. 管路总阻力损失的计算


11. 离心泵的构件: 叶轮、泵壳（蜗壳形）和  轴封装置

离心泵的叶轮闭式效率最高，适用于输送洁净的液体。半闭式和开式效率较低，常用于输送浆料或悬浮液。

气缚现象：贮槽内的液体没有吸入泵内。汽蚀现象：泵的安装位置太高，叶轮中各处压强高于被输送液体的饱和蒸汽压。原因（①安装高度太高②被输送流体的温度太高，液体蒸汽压过高；③吸入管路阻力或压头损失太高）各种泵：耐腐蚀泵:输送酸、碱及浓氨水等腐蚀性液体



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821化工原理：传热！
1.传热方式：
热传导(傅立叶定律)、对流传热(牛顿冷却定律)、辐射传热(四次方定律)；热交换方式：间壁式传热、混合式传热、蓄热体传热(对蓄热体的周期性加热、冷却)。

2.傅立叶定律：dQ= -λdA ，(Q：热传导速率；A：等温面积；λ：比例系数；：温度梯度)；
λ与温度的关系：λ=λ0(1+at)，(a：温度系数)。

3.不同情况下的热传导：
单层平壁：Q=(t1-t2)/[b/(CmA)]=温差/热阻，(b：壁厚；Cm=(λ1-λ2)/2)；
多层平壁：Q=(t1-tn+1)/ [bi /(λiA)]；单层圆筒：Q=(t1-t2)/[b/(λAm)]，(A：圆筒侧面积，C= (A2-A1)/ln(A2/A1))；
多层圆筒：Q=2πL(t1-t n+1)/ [1/λi [ln(ri+1/ri) ]。




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821化工原理：传热！

4.对流传热类型：

强制对流传热(外加机械能)、自然对流传热、(温差导致)、蒸汽冷凝传热(冷壁)、液体沸腾传热(热壁)，前两者无相变，后两者有相变；牛顿冷却定律：dQ=hdAΔt，(Δt＞0；h：传热系数)。

5.吸收率A+反射率R+透射率D=1；黑体A=1，镜体R=1，透热体D=1，灰体A+R=1；总辐射能E=Eλdλ，(Eλ：单色辐射能；λ：波长)；

四次方定律：E=C(T/100)4=εC0(T/100)4，(C：灰体辐射常数；C0：黑体辐射常数；ε=C/C0：发射率或黑度)；

两物体辐射传热：Q1-2=C1-2φA[(T1/100)4-(T2/100)4]，(φ：角系数；A：辐射面积；C1-2=1/[(1/C1)+(1/C2)-(1/C0)])

6.总传热速率方程：dQ=KmdA，(dQ：微元传热速率；Km：总传热系数；A：传热面积)；

1/K=1/h1+bA1/λAm+A1/h2A2，(h1，h2：热、冷流体表面传热系数)。

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821化工原理：传热！

7.换热器：
夹套换热器、蛇管式换热器、套管式换热器、列管式换热器。

8、(1)强化传热：为了使物料满足所要求的操作温度进行的加热或冷却，希望热量以所期望的速率进行传递；
（2）削弱传热 ：为了使物料或设备减少热量散失，而对管道或设备进行保温或保冷。

9.热传导 物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递称为热传导，又称导热。




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821化工原理：传热！


10.对流传热：
对流仅发生于流体中，它是指由于流体的宏观运动使流体各部分之间发生相对位移而导致的热量传递过程 。




11.





12.传热的基本方式:
（1）热传导
（2）对流传热—热对流
（3）辐射传热
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821化工原理：传热！13.影响冷凝传热的因素和冷凝传热的强化


14. 导热系数l的物理意义：
表示温度梯度为1K/m或1℃/m时，单位时间通过单位面积的热量。即：单位温度梯度下的热通量。

入0为固体在0℃时的导热系数，k为温度系数，1/℃, 对大多数金属材料为负值，对大多数非金属固体材料为正值。




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821化工原理：传热！15.在物体边界上，传热边界条件可分为以下三类：
(1)已知物体边界壁面的温度，称为第一类边界条件；
(2)已知物体边界壁面的热通量值，称为第二类边界条件；已知物体壁面处的对流传热条件，称为第三类边界条件。

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