海川化工論壇_《化工原理》基本概念、主要公式.doc

化工原理基本概念、主要公式 第一章 基本概念： 連續(xù)性假定 質點 拉格朗日法 歐拉法 定態(tài)流動 軌線與流線 系統(tǒng)與控制體 粘性的物理本質 質量守恒方程 靜力學方程 總勢能 理想流體與實際流體的區(qū)別 可壓縮流體與不可壓縮流體的區(qū)別 牛頓流體與非牛頓流體的區(qū)別 伯努利方程的物理意義 動量守恒方程 平均流速 動能校正因子 均勻分布 均勻流段 層流與湍流的本質區(qū)別 穩(wěn)定性與定態(tài)性 邊界層 邊界層分離現(xiàn)象 因次 雷諾數(shù)的物理意義 泊謖葉方程 因次分析實驗研究方法的主要步驟 摩擦系數(shù) 完全湍流粗糙管 局部阻力當量長度 畢托管 駐點壓強 孔板流量計 轉子流量計的特點 非牛頓流體的特性(塑性、假塑性與漲塑性、觸變性與震凝性、粘彈性) 重要公式： 牛頓粘性定律 dydu= 靜力學方程 gzpgzp2211+=+ 機械能守恒式 fehugzphugzp+=+2222222111 動量守恒 )(12XXmXuuqF= 雷諾數(shù) dGdu=Re 阻力損失 22udlf=h ?dqduhVf 層流 Re64= 或 232dulhf= 局部阻力 22uf=h 當量直徑 =Ae4d 孔板流量計 P=200ACqV ， gRi)(=P 第二章 基本概念： 管路特性方程 輸送機械的壓頭或揚程 離心泵主要構件 離心泵理論壓頭的影響因素 葉片后彎原因 氣縛現(xiàn)象 離心泵特性曲線 離心泵工作點 離心泵的調節(jié)手段 汽蝕現(xiàn)象 必需汽蝕余量(NPSH)r 離心泵的選型(類型、型號) 正位移特性 往復泵的調節(jié)手段 離心泵與往復泵的比較(流量、壓頭) 通風機的全壓、動風壓 真空泵的主要性能參數(shù) 重要公式： 管路特性 242)(8VeqgddlzgpH+= 泵的有效功率 eVeHgqP= 1 泵效率 aePP= 最大允許安裝高度 100=fVgHgpgpH5.0)(+rNPSH 風機全壓換算 TTpp= 第三章 基本概念： 攪拌目的 攪拌器按工作原理分類 混合效果 調勻度 分隔尺度 宏觀混合 微觀混合 攪拌器的兩個功能 旋漿式攪拌器、渦輪式攪拌器、大葉片低轉速攪拌器特點及適用范圍 改善攪拌效果的工程措施(轉速、 擋板、偏心、導流筒) 攪拌器功率的影響因素 攪拌功率的分配 攪拌器的放大準則 第四章 基本概念： 非球形顆粒的當量直徑 形狀系數(shù) 分布函數(shù) 頻率函數(shù) 顆粒群平均直徑的基準 床層比表面 床層空隙率 數(shù)學模型法的主要步驟 架橋現(xiàn)象 過濾速率基本方程 過濾常數(shù)及影響因素 洗滌速率 過濾機的生產(chǎn)能力 opt 葉濾機 板框壓濾機 回轉真空過濾機 加快過濾速率的途徑 重要公式： 物料衡算： 三個去向： 濾液V，濾餅中固體）（餅1V，濾餅中液體餅V 過濾速率基本方程 )(22eVVKAddV+= ， 其中 012rKS=P 恒速過濾 222KAVVe=+V 恒壓過濾 V 222KAVVe=+生產(chǎn)能力 =VQ 回轉真空過濾 eeqqnKq+=2 板框壓濾機洗滌時間(,) 0=eq0=SVVWWWW8PP= 第五章 基本概念： 曳力(表面曳力、形體曳力) 曳力系數(shù) 斯托克斯定律區(qū) 牛頓區(qū) (自由)沉降速度 重力沉降室加隔板 離心分離因數(shù) 旋風分離器主要評價指標 總效率 粒級效率 分割直徑dpc 流化床的特點(混合、 壓降) 兩種流化現(xiàn)象 聚式流化的兩種極端情況 起始流化速度 帶出速度 氣力輸送 重要公式： 斯托克斯沉降公式 18)(2gdppt=u， Re2p 重力降塵室生產(chǎn)能力 tVuAq底= 除塵效率 進出進CCC= 2 流化床壓降 gAmpp)(=P 第六章 基本概念： 傳熱過程的三種基本方式 載熱體 三種傳熱機理的物理本質 間壁換熱傳熱過程的三個步驟 傅里葉定律 導熱系數(shù) 熱阻 推動力 流動對傳熱的貢獻 牛頓冷卻定律 強制對流 自然對流(加熱、冷卻面的位置) 關聯(lián)式Nu=0.023Re0.8Prb的定性尺寸、定性溫度，b的取值 努塞爾數(shù)、普朗特數(shù)的物理意義 大容積自然對流的自動?；瘏^(qū) 液體沸騰的兩個必要條件 核狀沸騰 膜狀沸騰 臨界點 沸騰給熱的強化 蒸汽冷凝的兩種形式 膜狀冷凝給熱系數(shù) 排放不凝性氣體 各種的相對大小 斯蒂芬-波爾茲曼定律 黑體 黑度 灰體 克希霍夫定律 角系數(shù) 傳熱過程的控制步驟 傳熱操作線 K與A的對應 對數(shù)平均推動力 逆流 并流 冷、熱流體流動通道的主要選擇原則 重要公式： 傅立葉定律 dndt=q 牛頓冷卻定律 q)(WTT= 努塞爾數(shù) lNu= 普朗特數(shù) pC=Pr 圓管內強制湍流 bdPrRe023.08.0= 受熱b=0.4,冷卻b=0.3 傳熱系數(shù) 2212111111ddRddRKm+= 傳熱基本方程式 mtKAQ= 2121lntttttm= 熱量衡算式 )()(21222111ttCqTTCqQpmpm= 或 Qrqm1= 第七章 基本概念： 蒸發(fā)操作及其目的 蒸發(fā)過程的特點 二次蒸汽 溶液沸點升高 疏水器 氣液兩相流的環(huán)狀流動區(qū)域 加熱蒸汽的經(jīng)濟性 蒸發(fā)器的生產(chǎn)強度 提高生產(chǎn)強度的途徑 提高液體循環(huán)速度的意義 節(jié)能措施 杜林法則 多效蒸發(fā)的效數(shù)在技術經(jīng)濟上的限制 重要公式： 蒸發(fā)水量 )1(0wwF=W 熱量衡算 Q 損QWrttFCDr+=)(000傳熱速率 Q )(tTKA=溶液沸點 t +=0t第八章 基本概念： 吸收的目的和基本依據(jù) 主要操作費 解吸方法 選擇吸收溶劑的主要依據(jù) 相平衡常數(shù)及影響因素 費克定律 擴散流JA 凈物流N 主體流動NM 傳遞速率NA 漂流因子 (氣、液)擴散系數(shù)的影響因素 3 傳質機理 氣液相際物質傳遞步驟 有效膜理論與溶質滲透理論的結果差別 傳質速率方程式 傳質阻力控制 低濃度氣體吸收特點 物料衡算式 建立操作線方程的依據(jù) 傳質單元數(shù)NOG 傳質單元高度HOG 返混 最小液氣比 NOG的計算方法 HOG的含義 常用設備的HOG值 HOG值測定 吸收劑三要素及對吸收結果的影響 化學吸收與物理吸收的區(qū)別 增強因子 容積過程 表面過程 重要公式： 亨利定律 ，Expe=HCpe=； 相平衡 mxye= 費克定律 dzdCDJAABA= 傳遞速率 ； AAANxJN+=)(21AABmMACCCCDN= 1212lnBBBBBmCCCCC= 對流傳質 )()()()(xxkyykCCkppkNixiyiLigA= 總傳質系數(shù) xyykmkK+=11 傳質速率方程式 )()(xxKyyKNexeyA= 吸收過程基本方程式 myyyeyOGOGyyyaKGyydyaKGNHH=2112 對數(shù)平均推動力 22112211ln)()(mxymxymxymxyym= 吸收因數(shù)法 )1ln(112221LmGmxymxyLmGLmGNOG+= 最小液氣比 2121min)xxyyGLe=( 物料衡算式 G )()(2121xxLyy=第九章 基本概念： 蒸餾的目的及基本依據(jù) 主要操作費用 雙組份汽液平衡自由度 泡點 露點 非理想物系 總壓對相對揮發(fā)度的影響 平衡蒸餾 簡單蒸餾 連續(xù)精餾 間歇精餾 特殊精餾 實現(xiàn)精餾的必要條件 理論板 板效率 恒摩爾流假設及主要條件 回流比 加料熱狀態(tài)參數(shù)q值的含義及取值范圍 建立操作線的依據(jù) 操作線為直線的條件 最優(yōu)加料位置 挾點恒濃區(qū)的特征 全回流 芬斯克方程 最小回流比 最適宜回流比 靈敏板 間歇精餾的特點 恒沸精餾與萃取精餾的主要異同點 多組分精餾流程方案選擇 關鍵組分 清晰分割法 全回流近似法 捷算法步驟 重要公式： 相平衡常數(shù) AAAxyK= 相平衡方程 xxy)1(1+= 物料衡算 F WD+= WDfWxDxFx+= 4 輕組分回收率 fDAFxDx= 默弗里板效率 11*+=nnnnmVyyyyE q線方程 11=qxxqqyf 塔內氣液流率 qFRDqFLL+=+= FqDRFqV)1()1()1(+=V 精餾段操作方程 11+=RxxRRyD 提餾段操作方程 VWxxVLyW= 最小回流比 eeeDxyyxR=min 芬斯克方程 ln)11ln(minWWDDxxxxN= 第十章 基本概念： 板式塔的設計意圖 對傳質過程最有利的理想流動條件 三種氣液接觸狀態(tài) 轉相點 板式塔內主要的非理想流動 板式塔的不正常操作現(xiàn)象 篩板塔負荷性能圖 濕板效率 全塔效率 操作彈性 常用塔板類型 板效率、全塔效率的測定 填料的主要特性參數(shù) 常用填料類型 載點 泛點 最小噴淋密度 等板高度HETP 等板高度的測定 填料塔與板式塔的比較 重要公式： 全塔效率 實際不含釜NNETT)(= 填料塔高度 HETPNHT=第十一章 基本概念： 萃取的目的及原理 溶劑的必要條件 臨界混溶點 和點 差點 分配曲線 分配系數(shù) 萃取相 萃余相 萃取液 萃余液 選擇性系數(shù) 操作溫度對萃取的影響 單級萃取圖解法 錯流萃取 完全不互溶物系的逆流萃取 最小溶劑比 分配系數(shù) AAAxy=k 選擇性系數(shù) )1/()1/(/0000AAAABBAAxxyyxyxy= 單級萃取 ERSF+=+； AAAfAEyRxSzFx+=+； SSSEyRxSz+= 第十二章 基本概念： 溶液結晶操作的基本原理 造成過飽和度方法 晶習 溶解度曲線 超溶解度曲線 溶液結晶的兩個階段 晶核的生成方式 再結晶現(xiàn)象 過飽和度對結晶速率的影響 吸附現(xiàn)象 物理吸附與化學吸附的區(qū)別 吸附分離的基本原理 常用的吸附解吸循環(huán) 常用吸附劑 吸附等溫線 傳質內擴散的四種類型 負荷曲線 濃度波 透過曲線 透過點 飽和點 固定床吸附床高計算 膜分離基本原理 膜分離過程 分離過程對膜的基本要求 膜分離推動力 濃差極化 陰膜 陽膜 氣體混合物膜分離機理 重要公式： 5 總物料衡算式 )()5.0()(21021xxLLccuBB= 傳質區(qū)計算式 =SBCCeBfofofccdcaKuNHL0 第十三章 基本概念： 過程方向的判據(jù) 傳質方向或傳熱方向逆轉的原因 過程極限的新特點 tas與tw在物理含義上的差別 重要公式： 濕度 水汽水汽水汽水汽空氣水ppppppMMH=622.0 相對濕度 Spp水汽= 當; ppS焓 HtHI2500)88.101.1(+=比容 273273)184.22294.22(+=tHHv 濕球溫度 )(HHrkttWWHW= 絕熱飽和溫度 )(HHCrttaSHaSaS= 路易斯規(guī)則 空氣-水系統(tǒng)kgkJkH/09.1=pHc， WaStt 第十四章 基本概念： 物料去濕的常用方法 對流干燥過程的特點 主要操作費用 t的大小關系 ttWd,改變濕空氣溫度、濕度的工程措施 平衡蒸汽壓曲線 結合水與非結合水 平衡含水量 自由含水量 恒速干燥階段及物料表面溫度 降速干燥階段 臨界含水量及其影響因素 干燥速率對產(chǎn)品性質的影響 連續(xù)干燥過程的特點 熱效率 理想干燥過程的條件 提