全面解析化工原理疑问与解答：涵常见疑问与深度探讨

化工原理作为化工专业的基础课程旨在让学生掌握化工期间的基本原理和计算方法。本文将结合常见疑问与深度探讨，全面解析化工原理中的疑惑与解答，以帮助读者更好地理解和应用化工原理知识。

一、流体流动相关疑惑

1. 真空表读数与绝对压力、表压力的关系

疑惑：某设备上真空表的读数为13×10^3 Pa，试计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地区大气压强为97×10^3 Pa。

解答：真空表的读数表示设备内压力低于大气压的部分，所以设备内的绝对压力等于大气压力减去真空表读数。计算如下：

绝对压力 = 大气压力 - 真空表读数

= 97×10^3 Pa - 13×10^3 Pa

= 84×10^3 Pa

表压力即为设备内压力与大气压力之差，所以：

表压力 = 绝对压力 - 大气压力

= 84×10^3 Pa - 97×10^3 Pa

= -13×10^3 Pa

由于表压力为负值，表示设备内压力低于大气压力。

2. 连续性假定与质点的含义

难题：什么是连续性假定？质点的含义是什么？有什么条件？

解答：连续性假定是指在流体流动期间，流体被视为连续分布的物质不存在空隙和间断。质点是指在流体中某一微小体积元，它代表流体的微观性质。连续性假定的条件是流体必须是连续介质，且流体的密度、速度等物理量在空间和时间上连续变化。

二、热力学相关疑惑

1. 理想气体在不同途径下的热量变化

难题：始态为25℃200 kPa的5 mol某理想气体，经途径a、b两不同途径到达相同的末态。

解答：依照热力学之一定律能量守恒，即系统内能的变化等于系统与外界交换的热量。对理想气体，内能仅与度有关，与压力和体积无关。 无论途径怎样去，只要始态和末态的度相同，内能变化相同，所以热量变化也相同。

2. 热量守恒方程

难题：∑Q=∑Q Q式中：∑Q随物料进入系统的总热量，kJ或kW；∑Q——随物料离开系统的总热量，kJ或kW。

解答：这是热量守恒方程，表示在稳定状态下系统与外界交换的热量之和为零。即系统吸收的热量等于系统释放的热量。

三、流体流动与输送机械相关难题

1. 离心泵启动前关闭出口阀门的起因

疑惑：为什么离心泵在开车前要关闭出口阀门？

解答：离心泵的特性是流量越大泵所需功率也越大。当流量为零时，功率最小，避免电机启动电流过大而烧电机。 在开车前关闭出口阀门，可减小泵的启动功率，保护电机。

2. 吸收塔的操作条件

疑惑：在大气压力为103 kPa的地区一操作中的吸收塔内表压为130 kPa。若在大气压力为75 kPa的高原地区操作吸收塔，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作。

解答：在大气压力为75 kPa的高原地区，为保持塔顶在相同的绝压下操作，需要调整塔内表压。依照绝压的定义，塔顶绝压等于大气压力加上塔内表压。 在高原地区，塔内表压应调整为：

塔内表压 = 绝压 - 大气压力

= 130 kPa - 75 kPa

= 55 kPa

四、深度探讨

1. 流体流动中的层流与湍流

层流与湍流是流体流动的两种基本状态。层流是指流体流动时各层流体平行移动流速分布均匀；湍流是指流体流动时各层流体发生混合，流速分布不均匀。层流与湍流的判据是雷诺数Re当Re小于2000时，流体处于层流状态；当Re大于4000时，流体处于湍流状态。

2. 化工原理中的“三传”

化工原理中的“三传”是指传热、传质和动量传递。传热是指热量在流体中的传递过程；传质是指物质在流体中的传递过程；动量传递是指流体中速度和压力的变化引起的动量传递过程。这三种传递过程在化工进展中普遍存在，是化工原理研究的关键内容。

本文针对化工原理中的常见疑惑实行了全面解析，涵了流体流动、热力学、流体流动与输送机械等方面的难题。