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？
已一3，：―孑八
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？
L i
战炉戸32，U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。
d 2
15、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内层厚度，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，入与Re无关的区域，称为完全湍流粗糙管。
u d
16、非圆形管的水力当量直径是如何定义的？能否按e—2计算流量？
4
_ 4比管道截面积_ 4A
4 计算流量。
当量直径定义为d e 浸润周边'n。不能按该式
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,
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，直管内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%以内的区域为边界层，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
在某一剪切范围内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
在某一剪切率范围内，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T作用时间延续，du/dy增大，粘度变小。当一定剪应力T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
a 为什么总是大于，等于
1？
是均匀的，代入上式，得
a 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
1 3 、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
单位时间内流体在流动方向上流经的距离称为流速， 在流体流动中通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 1 9 、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？因泵内 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 ,n ~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 咼而溃
火，造成液体对泵设备的冲击，引起振动和腐蚀的现象
规定泵的实际汽蚀余量必须大于允许汽蚀余量；
通过计算， 确定泵的实际安装高度低于允
3
u dA ，可知流体界面速度分布越均匀，
a 越小。可认为湍流速度分布
根据
许安装高度
10、什么是正位移特性？
流量由泵决定，与管路特性无关
11、往复泵有无汽蚀现象？
有，这是由液体气化压强所决定的
12、为什么离心泵启动前应关闭出口阀，而漩涡泵启动前应打开出口阀？
这与功率曲线的走向有关，离心泵在零流量时功率符合最小，所以在启动时关闭出口阀，使电机负荷最小；而漩涡泵在大流量时功率负荷最小，所以启动时要开启出口阀，使电机负荷最小
13、通风机的全压，动风压各有什么含义？为什么离心泵的H与p无关，而风机的全压p T与p有关？
通风机给每立方米气体加入的能量为全压，其中动能部分为动风压。
因单位不同，压头为m，全风压为N/m2，按△ P= p gh可知h与p无关时，△ P与p成正比
14、某离心通风机用于锅炉通风，通风机放在炉子前与放在炉子后比较，在实际通风的质量
流量，电机所需功率上有何不同？为什么？
风机在前，气体密度大，质量流量大，电机功率负荷也大
风机在后，气体密度小，质量流量小，电机功率负荷也小
1、离心泵的主要构件
叶轮和蜗壳
2、离心泵与往复泵的比较
3、真空泵的主要特性
极限真空（残余压强），抽气速率（抽率）
4、简述往复泵的水锤现象。往复泵的流量调节方法有几种？
流量的不均匀时往复泵的严重缺点，它不仅是往复泵不能用于某些对流量均匀性要求较高的场所，而且使整个管路内的液体处于变速运动状态，不但增加了能量损失，且易产生冲击，造成水锤现象，并降低泵的吸入能力。
提高管路流量均运行有如下方法：（1 ）采用多缸往复泵（2）装置空气室