华东理工大学化工原理简答题真题汇总

第一章 流体流动

1. 何谓轨线？何谓流线？为什么流线互不相交？99 答：轨线是同一流体质点在不同时刻所占空间位置的连线；

流线是采用欧拉法考察的结果，流线上各点的切线表示该点的速度方向； 因为同一点只有一个速度，由此可知，流线互不相交。

2. 动能校正系数α为什么总是大于、等于1的？试说明理由？00

3. 简述数学模型法规划实验的主要步骤。00、03、06、10

答：数学模型实验研究方法立足于对所研究过程的深刻理解，按以下主要步骤进行工作：

① 将复杂的真实过程本身化简成易于用数学方程式描述的物理模型； ② 将所得到的物理模型进行数学描述即建立数学模型； ③ 通过实验对数学模型的合理性进行检验并测定模型参数。

4. 流体流动过程中，稳定性是指什么？定态性是指什么？01

5. 简述因次论指导下的实验研究方法的主要步骤。01、04 答：因次分析法的具体步骤：

① 找出影响过程的独立变量； ② 确定独立变量所涉及的基本因次；

③ 构造因变量和自变量的函数式，通常以指数方程的形式表示； ④ 用基本因次表示所有独立变量的因次，并出各独立变量的因次式； ⑤ 依据物理方程的因次一致性原则和π定理得到准数方程； ⑥ 通过实验归纳总结准数方程的具体函数式。 6. 层流与湍流的本质区别是什么？02

答：湍流的最基本特征是出现了径向的速度脉动。当流体在管内层流时，只有轴向速度而无径向速度，牛顿型流体服从牛顿粘性定律；然而在湍流时，流体质点沿管道流动的同时还出现了径向的随机脉动，这种脉动加速了径向的动量、热量和质量的传质，动量的传递不仅起因于分子运动，而来源于流体质点的横向脉动速度。

7. 非牛顿流体中，塑性流体的特点是什么？02、05、06、10

答：含固体量较多的悬浮体常表现出塑性的力学特征，即只有当施加的剪应力大

于某一临界值（屈服应力）之后才开始流动，流动发生后，通常具有剪切稀化性质，也可能在某一剪切率范围内有剪切增稠现象。

8. 什么是流体流动的边界层？边界层分离的条件是什么？03

答：由于流体粘性的作用，靠近壁面的流体将相继受阻而降速，随着流体沿壁面前流动，流体受影响的区域逐渐扩大，而流速降为未受边壁影响流速的99%以内的区域即为边界层。

流道扩大时就会造成逆压梯度，逆压梯度及壁面附近的粘性摩擦是引起边界层分离现象，而是取决于逆压梯度与剪切力梯度之比值是否足够大，若其比值为10 ~ 12，将会产生形体阻力，发生边界层分离。

9. 非牛顿流体中，抗凝性流体的特点是什么？03

答：不少非牛顿流体受力产生的剪切率与剪应力的作用时间有关，当一定的剪应力作用的时间足够长后，粘度随着作用时间延长而增大的行为称为震凝性。

10. 动量守恒和机械能守恒应用与流体流动时，二者关系如何？04

答：动量守恒和机械能守恒定律都从牛顿第二定律出发导出，都反映了流动流体各运动参数变化规律。流动流体必应同时遵循这两个规律，但在实际应用场合却有所不同。

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，因此机械能衡算式中将出现hf。但是动量守恒定律却不同，它只将力和动量变化率联系起来，并未涉及能量和能耗问题。因此在实际流体的流动中，当机械能损耗无法确定，机械能衡算式不能有效地应用时，可以试用动量守恒确定各运动参数之间的关系。但必须有一前提：控制体内流体所受的作用力能够正确确定，或者主要的外力可以确定而次要的外力可以忽略。反之，当重要的外力不能确定，而阻力能从其他途径求得，或阻力可以忽略，则机械能衡算式可有效地解决问题。但最终均须借助实验对所得关系式进行校正。

11. 何谓泊谡叶方程？其应用条件有哪些？06

12. 简述流体静压强的特性。07

第二章 流体输送机械

1. 简述往复泵的水锤现象。往复泵的流量调节方法有哪几种？99

答：当泵处于吸入行程，压出阀门关闭，无液体排出，但管内液体由于惯性在短时间内继续 流动。于是，在压出阀门附近造成真空，管内形成反向压差，在反向压差的作用下，管内流体必作反向运动产生冲击，消耗动能，这种现象称为“水锤现象”。 往复泵的流量调节方法：

① 旁路调节；

② 改变曲柄转速和活塞行程。

第三章 液体的搅拌

1. 简述搅拌釜中加挡板或导流筒的主要作用分别是什么？98

2. 搅拌器应具有哪两种不同的功能？99、06 答：搅拌器的两种不同功能：

① 产生强大的总体流动，搅拌桨叶之所以取于泵叶片相似形状，就是为了造成大的总体流动，以达到宏观的均匀； ② 产生强烈的湍动，使液体为团尺寸减小。

3. 大小不一的搅拌器能否使用同一条功率曲线？为什么？00

答：不能。因为功率曲线只适用于尺寸比例符合规定比例关系的（几何相似）的搅拌装置，若比例关系不同，即对比变量α数值就会不同，其功率曲线亦不同。

4. 搅拌器的两个功能是什么？改善搅拌效果的工程措施有哪些？02、10 答：为了达到均匀混合，搅拌器应具备两种功能：即在釜内形成一个循环流动，称为总体流动；同时希望产生强剪切或湍动。

流体在容器内作循环流动，搅拌器对单位重量流体所提供的能量必定全部消耗在循环回路的阻力损失上，增加循环回路的阻力损失即提高液流的湍动程度，可采取措施有：

① 提高搅拌器的转速，搅拌器可提供较大的压头； ② 阻止容器内液体的圆周运动。方法如下： （1）在搅拌釜内装挡板； （2）破坏循环回路的对称性；

③ 安装导流筒来抑制圆周运动的扩展，严格控制流动方向，既消除短路现象又有助于消除死区。

5. 搅拌器按工作原理可分为哪几类？各类搅拌器的特点是什么？03 答：搅拌器按工作原理可分为两大类：

一类是以旋浆式为代表，其工作原理与轴流泵叶轮相同，具有流量大，压头低的特点，液体在搅拌釜内主要作轴向和切向运动；

另一类以涡轮式为代表，其工作原理与离心泵叶轮相似，液体在搅拌釜内主要作径向和切向运动，与旋浆式相比具有流量小、压头较高的特点。

6. 简述搅拌过程中强化湍动的主要措施。04

答：液流中湍动的强弱虽难以直接测量，但可以从搅拌器所产生的压头大小反映出来。液流在容器内作循环流动，搅拌器对单位重量流体所提供的能量必定全部消耗在循环回路的阻力损失上，增加循环回路的阻力损失即提高液流的湍动程度，可采取的措施有：

① 提高搅拌器的转速，搅拌器可提供较大的压头： ② 阻止容器内液体的圆周运动，方法如下：

Ⅰ在搅拌釜内装挡板， Ⅱ破坏循环回路的对称性；

③ 安装导流筒来抑制圆周运动的扩展，严格控制流动方向，既消除短路现

象又有助于消除死区。

7. 试列举出三种搅拌器放大的准则。05、07

答：搅拌器的所有放大准则应能保证在放大时混合效果保持不变，对不同的搅拌过程和搅拌目的，有以下放大准则可供选择： ① 保持搅拌雷诺数ρnd2/μ不变。 ② 保持单位体积能耗P/V0不变。 ③ 保持叶片端部切向速度πnd不变。

④ 保持搅拌器的流量和压头之比值，即q、H不变。

第四章 流体通过颗粒层的流动

1．试写出回转真空过滤机单位面积滤液量q与转速n、浸入面积分率φ以及过滤常数的关系式，并说明过滤面积为什么用转鼓面积A而不用A-cp？98

2．在考虑流体通过固定床流动的压降时，颗粒群的平均直径是按什么原则定义的？为什么？99

答：颗粒群的平均直径是以比表面积相等为准则的来确定的。因为固体的颗粒很小，流体在颗粒层内流动是极其缓慢的爬流，无脫体现象产生，这样流体阻力主

要由颗粒层内固体表面积的大小来决定，而颗粒的形状并不重要，基于对流动过程的此种认识，应以比表面积相等为准则来确定实际颗粒群的平均直径。

3．加快过滤速率有哪几种途径？00、02、05、07（影响过滤速率的因素有哪些？）

答一：加快过滤速率的三种途径：

① 改变滤饼结构；

② 改变悬浮液中颗粒的聚集状态； ③ 动态过滤。

答二：加快过滤速率的三种途径：

① 改变滤饼结构如空隙率、可压缩性，常用的方法是添加助滤剂使滤饼较为疏松而且不可压缩；

② 改变悬浮液中的颗粒聚集状态，过滤之前先将悬浮液作处理，使分散的细小颗粒聚集成较大颗粒。其方法：Ⅰ.加入聚合电解质使固体颗粒之间发生桥接，形成多个颗粒组成的絮团；Ⅱ.在悬浮液中加入无计电解质使颗粒表面的双电层压缩，颗粒间借范德华力凝聚在一起；

③ 动态过滤：采用多种方法，如机械的、水力的或电场的人为干扰限制滤饼增长的过滤方法。

4．在表面过滤方式中，何谓架桥现象？01

5．在考虑流体通过固定床流动的压降时，颗粒群的平均直径是按什么原则定义的？为什么？05

答：颗粒的平均直径以比表面积相等为原则来定义。

由于固体颗粒尺寸较小，流体在颗粒层内的流动是极其缓慢的爬流，无边界脱体现象发生；流动阻力主要由颗粒层内固体表面积的大小决定，而颗粒的形状并不重要，因此应以表面积相等作为准则，确定实际颗粒群的平均直径。

6．气体中含有1~2微米直径的固体颗粒，应选用哪一种气固分离方法？06

7．何谓固定床吸附器的透过曲线？什么是透过点、饱和点？07

第五章 颗粒的沉降和流态化

1. 当沉降处于斯托克斯定律区时，试写出非球形颗粒的等沉降速度当量直径de

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