说明
本人参加了2012考研,并且顺利考入了东北大学。本人的考研专业课是化工原理,在去年准备考研的过程中,为了提高复习效率 ,特意精心将历年东北大学考研化工原理真题加以整理,以章为顺序,将整理出来的真题加以解答,最终形成了这份历年化工原理真答案。 愿这些答案能给读者带来一些帮助,在接下来的考研中考出好成绩!
绪论
单元操作:用来为化学反应过程创造适宜的条件或将反应物分离制成纯净品,在化工生产中共有的过程称为单元操作(12)
化工过程:对原料进行大规模的加工处理,使其在状态、物理性质、化学性质上发生变化,成为合乎要求的产品,这一过程称为化工过程。(11)
第一章流体流动
不可压缩流体:压力温度改变时,密度随之改变很小的流体。(12、11、)
可压缩流体:压力温度改变时,密度随之显著改变的流体。(12、11)
稳定流动与不稳定流动:流体流动时,任意一点的与流动状态有关的物理参数都不随时间改变,这种流动成为稳定流动 。若有一个物理参数随时间改变则为不稳定流动(12、11) 牛顿流体与非牛顿流体:符合牛顿粘性定律的流体称之为牛顿型流体,不符合牛顿粘性定律的流体称为非牛顿流体。(12、11、05、06、07、08)
压力的表示方法:
(1)绝对压力:压力的大小一绝对真空为基准进行表示成为绝对压力。(12、11)
(2)表压与真空度:压力的大小以当地大气压为基准,由压力表或真空表测出的压力称为表压或真空度。(12、11)
沿程阻力损失:流体流经直管时的损耗成为沿程损失。(11)
局部阻力损失:流体流经各种管件和阀件时由于流体的流速大小和方向突然发生变化,从而产生大量的漩涡导致的机械能损失称为局部阻力损失。(11)
阻力系数:将局部阻力损失表示成平均动能的一个倍数即w_f=ξu^2/2 其中ξ称为阻力系数
(11)
出口阻力系数:当流体从广内流出到容器中时,相当于突然扩大时A1/A2约等于0时的情况,此时阻ζ=1,成为管得出口阻力系数(11)
入口阻力系数:当流体从容器流进管道时相当于突然缩小A1/A2=0的情形,此时ζ=0.5,称为入口阻力系数。(11)
体积流量:单位时间内通过管路任意横截面的流体的体积。(11)
质量流量:单位时间内通过管路任意横截面的流体的质量。(11)
流速:流量除以横截面积所得的平均年速度称为流速。(11)
质量流速:质量流量除以横截面积所得的平均速度称为质量流速。(11)
理想流体:没有粘性的流体即μ=0的流体。(11、12)
层流底层:速度的脉动幅度越靠近固体壁面就越小,即使在高度湍流状态下,在靠近固体壁面处也有一层流体,其中的脉动影响可以忽略,这一薄层流体称为层流底层。(11)
边界层:实际流体沿固体壁面流动时,在靠近壁面附近的一层流体中因粘性力的作用其中存在很大的速度梯度和剪应力,这层流体称为边界层。(11、12)
边界层分离现象:当流体流过非流线型的物体时将发生边界层脱离固体壁面的现象称为边界层分离。(11、12)
第二章流体输送机械
离心泵的压头(或扬程):泵向单位重量的液体提供的机械能。(11、12)
理论压头:离心泵的叶轮叶片无限多,液体完全沿着叶片弯曲的表面流动而无任何其他的流动,液体为粘性等于零的理想流体,泵在这种理想状态下产生的压头称为理论压头。(11、12)
气缚现象及其防治:离心泵开动时如果泵壳内和吸入管内没有充满液体,它便没有抽吸液体的能力,这是因为气体的密度比液体的密度小的多,随叶轮旋转产生的离心力不足以造成吸上液体所需要的真空度。像这种泵壳内因为存在气体而导致吸不上液的现象称为气缚。 防止:在吸入管底部装上止逆阀,使启动前泵内充满液体。(11、12)
有效功率:根据压头H和流量Q按式Ne=HQρg算出的泵的输出功率叫做有效功率。(12) 轴功率:外界通过泵轴输送给泵的功率叫做轴功率。(12)
效率:按公式η=Ne/N计算并反映泵对外加功率的利用程度的量称为效率。(12)
泵内的机械损耗:水力损耗(环流损耗、阻力损耗、冲击损耗);容积损耗;机械损耗(自己)
安装高度:离心泵的安装位置与被吸入液体的垂直高度。(11、12)
汽浊现象:离心泵内的压力最低点在叶轮进口稍后的K点附近,当Pk降至被吸入液体的饱和蒸汽压时,液体将发生沸腾,所形成的气泡随流体向外流动,由于压力迅速增加液泡急剧冷凝,液体以很大的速度冲向液泡中心,于是产生频率很高、瞬时压力很大的冲击,这种现象称为气浊现象。(11、12)
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绪论
单元操作理论基础:(11、12)
质量守恒定律:输入=输出+积存
能量守恒定律:对于稳定的过,程输入=输出
动量守恒定律:动量的输入=动量的输出+动量的积存
单元操作的研究方法:(11、12)
(1)实验研究法(因次分析法):以量纲分析为指导,通过实验建立起过程参数之间的相互关系,把这种关系表示成由若干参数组成的特征数之间的关联。
(2)数学模型法:通过分析,在抓住过程本质的前提下,对过程做出合理的简化,得出能基本反映过程机理的物理模型。
第一章流体流动
牛顿粘性定律:两相邻流体层之间的单位面积上的摩擦力与两流体层之间的速度梯度成正比,即公式τ=+/- μ (d_v ) /□(24&dy)称为牛顿粘性定律。(11、12)
管内流动形态的决定因素: 管内的流动形态由管的直径d、流体的流速 u、流体的密度r 、流体的粘度m这些因素决定(11、12)。
层流湍流的判断方法:当Re《2000时,流体在圆形管内的流动是层流,当
2000《Re《4000时,流动处于过渡状态,当Re》4000时流体流动处于湍流状态。(12) 雷诺数的物理意义:表示惯性力与粘性力的比值。其中惯性力加剧湍动,粘性力抑制湍动。
若流体的速度大或粘度小,则雷诺数便大,表示惯性力占主导地位;若流体的速度小粘度大,则当雷诺数降到某一临界值时表粘性力占主导地位。(11、12)
边界层分离现象及其对传质传热过程的影响:(11、12)
(1)边界层分离现象:当流体流过非流线型的物体时将发生边界层脱离固体壁面的现象称为边界层分离。
如右图所示,当流体流过圆柱形的固体壁面时,在C点以前由于流动截面的减小流体将速度增加,流体流过C点以后流动截面增加将减速运动,于是流体在C点以前做加速减压得运动在C点以后做加压减速运动,由于流速的不均匀分布在远壁处的流体虽然减速,但是继续向前流动,然而近壁处因为流速慢,在到达S点时速度可降为0。一旦流体的速度将为0,下游的流体便在逆压的作用下倒流回来,在来流的冲击下在S点附近形成明显的漩涡,相楔子一样将边界
层与固体壁面分开,这就是边界层分离。(2)边界层分离的作用:它增加了能量消耗,在流体输送中应该避免或减轻;但是它对混合、传热、传质有促进作用,所以在这种情况下要加以利用。
量纲分析法:一个有n个物理量之间的关系方程式可以表示成(n-r)个特征数之间的关系。(11、12)
流动边界层的形成?(05)
实际流体沿壁面流动时,可在流体中划分出两个区域,一为壁面附近速度变化较大的区域称为边界层,流动阻力主要集中在此一区域;另一为离面较远、速度基本上不变的区域,其中流动的阻力可以忽略。
流体沿平板流动为例,说明边界层形成过程?(08)
如图:湍流运动的流体以均一的速度V_∞趋近平板,到达平板前沿后,开始受到板面的影响;贴在板面上的流体速度降为零,流体内部开始形成速度梯度。相应的剪应力促使临近避免的流体层速度减慢,这种减速作用,由壁面开始向外传递。减速作用随着离壁面距离增大而递减;一般以速度为主体速度的99%处作为划分边界层的界限,在虚线ABC下方区域即为边界层。随着流体向前运动,剪应力继续作用,使边界层的厚度随距板前沿的距离而增加。
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