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文檔簡介
1、第一章、流體流動一、 流體靜力學二、 流體動力學三、 流體流動現(xiàn)象四、 流動阻力、復雜管路、流量計一、流體靜力學:l 壓力的表征:靜止流體中,在某一點單位面積上所受的壓力,稱為靜壓力,簡稱壓力,俗稱壓強。 表壓強(力)絕對壓強(力)-大氣壓強(力) 真空度大氣壓強-絕對壓大氣壓力、絕對壓力、表壓力(或真空度)之間的關(guān)系l 流體靜力學方程式及應(yīng)用:壓力形式 備注:1)在靜止的、連續(xù)的同一液體內(nèi),處于同一能量形式 水平面上各點壓力都相等。 此方程式只適用于靜止的連通著的同一種連續(xù)的流體。應(yīng)用: U型壓差計 傾斜液柱壓差計 微差壓差計 二、流體動力學l 流量 mS=GA=/4d2GVS=uA=/4d
2、2u質(zhì)量流量 mS kg/s mS=VS體積流量 VS m3/s質(zhì)量流速 G kg/m2s (平均)流速 u m/s G=ul 連續(xù)性方程及重要引論: l 一實際流體的柏努利方程及應(yīng)用(例題作業(yè)題)以單位質(zhì)量流體為基準: J/kg以單位重量流體為基準: J/N=m 輸送機械的有效功率: 輸送機械的軸功率: (運算效率進行簡單數(shù)學變換) 應(yīng)用解題要點:1、 作圖與確定衡算范圍:指明流體流動方向,定出上、下游界面;2、 截面的選取:兩截面均應(yīng)與流動方向垂直;3、 基準水平面的選取:任意選取,必須與地面平行,用于確定流體位能的大??;4、 兩截面上的壓力:單位一致、表示方法一致;5、 單位必須一致:有
3、關(guān)物理量的單位必須一致相匹配。三、流體流動現(xiàn)象:l 流體流動類型及雷諾準數(shù):(1)層流區(qū) Re2000 (2)過渡區(qū) 2000 Re4000 本質(zhì)區(qū)別:(質(zhì)點運動及能量損失區(qū)別)層流與端流的區(qū)分不僅在于各有不同的Re 值,更重要的是兩種流型的質(zhì)點運動方式有本質(zhì)區(qū)別。流體在管內(nèi)作層流流動時,其質(zhì)點沿管軸作有規(guī)則的平行運動,各質(zhì)點互不碰撞,互不混合流體在管內(nèi)作湍流流動時,其質(zhì)點作不規(guī)則的雜亂運動并相互碰撞,產(chǎn)生大大小小的旋渦。由于質(zhì)點碰撞而產(chǎn)生的附加阻力較自黏性所產(chǎn)生的阻力大得多,所以碰撞將使流體前進阻力急劇加大。管截面速度大小分布:無論是層流或揣流,在管道任意截面上,流體質(zhì)點的速度均沿管徑而變化
4、,管壁處速度為零,離開管壁以后速度漸增,到管中心處速度最大。層流:1、呈拋物線分布;2、管中心最大速度為平均速度的2倍。湍流:1、層流內(nèi)層;2、過渡區(qū)或緩沖區(qū);3、湍流主體湍流時管壁處的速度也等于零,靠近管壁的流體仍作層流流動,這作層流流動的流體薄層稱為層流內(nèi)層或?qū)恿鞯讓?。自層流?nèi)層往管中心推移,速度逐漸增大,出現(xiàn)了既非層流流動亦非完全端流流動的區(qū)域,這區(qū)域稱為緩沖層或過渡層,再往中心才是揣流主體。層流內(nèi)層的厚度隨Re 值的增加而減小。 層流時的速度分布 湍流時的速度分布 四、流動阻力、復雜管路、流量計:l 計算管道阻力的通式:(伯努利方程損失能)范寧公式的幾種形式: 圓直管道 非圓直管道 運
5、算時,關(guān)鍵是找出值,一般題目會告訴,僅用于期末考試,考研需擴充l 非圓管當量直徑:當量直徑: =4(4倍水力半徑)水力半徑:=(流體在通道里的流通截面積A與潤濕周邊長之比) l 流量計概述:(節(jié)流原理)孔板流量計是利用流體流經(jīng)孔板前后產(chǎn)生的壓力差來實現(xiàn)流量測量??装辶髁坑嫷奶攸c:恒截面、變壓差,為差壓式流量計。文丘里流量計的能量損失遠小于孔板流量計。轉(zhuǎn)子流量計的特點:恒壓差、恒環(huán)隙流速而變流通面積,屬截面式流量計。l 復雜管路:(了解)并聯(lián)管路各支路的能量損失相等,主管的流量必等于各支管流量之和。第二章、流體輸送機械 一、離心泵的結(jié)構(gòu)和工作原理 二、特性參數(shù)與特性曲線 三、氣蝕現(xiàn)象與安裝高度四
6、、工作點及流量調(diào)節(jié)離心泵:電動機一、離心泵的結(jié)構(gòu)和工作原理:l 離心泵的主要部件: 離心泵的的啟動流程: 葉輪 吸液(管泵,無自吸能力)泵殼 液體的匯集與能量的轉(zhuǎn)換 轉(zhuǎn)能泵軸 排放密封 填料密封 機械密封(高級)葉輪 其作用為將原動機的能量直接傳給液體,以提高液體的靜壓能與動能(主要為靜壓能)。泵殼 具有匯集液體和能量轉(zhuǎn)化雙重功能。軸封裝置 其作用是防止泵殼內(nèi)高壓液體沿軸漏出或外界空氣吸入泵的低壓區(qū)。常用的軸封裝置有填料密封和機械密封兩種。氣縛現(xiàn)象:離心泵啟動前泵殼和吸入管路中沒有充滿液體,則泵殼內(nèi)存有空氣,而空氣的密度又遠小于液體的密度,故產(chǎn)生的離心力很小,因而葉輪中心處所形成的低壓不足以將
7、貯槽內(nèi)液體吸入泵內(nèi),此時雖啟動離心泵,也不能輸送液體,此種現(xiàn)象稱為氣縛現(xiàn)象,表明離心泵無自吸能力。因此,離心泵在啟動前必須灌泵。汽蝕現(xiàn)象:汽蝕現(xiàn)象是指當泵入口處壓力等于或小于同溫度下液體的飽和蒸汽壓時,液體發(fā)生汽化,氣泡在高壓作用下,迅速凝聚或破裂產(chǎn)生壓力極大、頻率極高的沖擊,泵體強烈振動并發(fā)出噪音,液體流量、壓頭(出口壓力)及效率明顯下降。這種現(xiàn)象稱為離心泵的汽蝕。二、特性參數(shù)與特性曲線:流量Q:離心泵在單位時間內(nèi)排送到管路系統(tǒng)的液體體積。壓頭(揚程)H:離心泵對單位重量(1N)的液體所提供的有效能量。效率:總效率=vmh 軸功率N:泵軸所需的功率 -Q曲線對應(yīng)的最高效率點為設(shè)計點,對應(yīng)的Q
8、、H、N值稱為最佳工況參數(shù),銘牌所標出的參數(shù)就是此點的性能參數(shù)。(會使用IS水泵特性曲線表,書P117)三、氣蝕現(xiàn)象與安裝高度:l 氣蝕現(xiàn)象的危害:離心泵的性能下降,泵的流量、壓頭和效率均降低。若生成大量的氣泡,則可能出現(xiàn)氣縛現(xiàn)象,且使離心泵停止工作。產(chǎn)生噪聲和振動,影響離心泵的正常運行和工作環(huán)境。 泵殼和葉輪的材料遭受損壞,降低了泵的使用壽命。解決方案:為避免發(fā)生氣蝕,就應(yīng)設(shè)法使葉片入口附近的壓強高于輸送溫度下的液體飽和蒸氣壓。通常,根據(jù)泵的抗氣蝕性能,合理地確定泵的安裝高度,是防止發(fā)生氣蝕現(xiàn)象的有效措施。l 離心泵的汽蝕余量:為防止氣蝕現(xiàn)象發(fā)生,在離心泵人口處液體的靜壓頭( p1/pg )
9、 與動壓頭( u12/2 g ) 之和必須大于操作溫度下液體的飽和蒸氣壓頭( pv/pg)某一數(shù)值,此數(shù)值即為離心泵的氣蝕余量。 必須汽蝕余量:(NPSH)rl 離心泵的允許吸上真空度:l 離心泵的允許安裝高度Hg(低于此高度0.5-1m): 關(guān)離心泵先關(guān)閥門,后關(guān)電機,開離心泵先關(guān)出口閥,再啟動電機。四、工作點及流量調(diào)節(jié):l 管路特性與離心泵的工作點: 由兩截面的伯努利方程所得 全程化簡。聯(lián)解既得工作點。l 離心泵的流量調(diào)節(jié):1、 改變閥門的開度(改變管路特性曲線);2、 改變泵的轉(zhuǎn)速(改變泵的特性曲線);減小葉輪直徑也可以改變泵的特性曲線,但一般不用。3、 泵串聯(lián)(壓頭大)或并聯(lián)(流速大)
10、l 往復泵的流量調(diào)節(jié):1、 旁路調(diào)節(jié);2、 改變活塞沖程和往復次數(shù)。第三章、非均相物系的分離(密度不同)一、重力沉降二、離心沉降三、過濾一、重力沉降:l 沉降過程: 先加速(短),后勻速(長)沉降過程。l 流型及沉降速度計算:(參考作業(yè)及例題)層流區(qū)(滯流區(qū))或斯托克斯定律區(qū):(10-4Ret1) (K2.62)過渡區(qū)或艾倫定律區(qū):(1Ret103) (2.62K69.1)湍流區(qū)或牛頓定律區(qū):(103Ret69.1)相應(yīng)沉降速度計算式:(公式不用記,掌握運算方法)l 計算方法:1、 試差法:即先假設(shè)沉降屬于某一流型(譬如層流區(qū)),則可直接選用與該流型相應(yīng)的沉降速度公式計算,然后按檢驗Ret值是
11、否在原設(shè)的流型范圍內(nèi)。如果與原設(shè)一致,則求得的有效。否則,按算出的Ret值另選流型,并改用相應(yīng)的公式求。2、 摩擦數(shù)群法:書p1493、 K值法: 書p150l 沉降設(shè)備:為滿足除塵要求,氣體在降塵室內(nèi)的停留時間至少等于顆粒的沉降時間,所以: 單層降塵室生產(chǎn)能力:(與高度H無關(guān),注意判斷選擇填空題)多層降塵室:(n+1為隔板數(shù),n層水平隔板,能力為單層的(n+1)倍)二、離心沉降:l 離心加速度:(慣性離心力場強度);重力加速度:gl 離心沉降速度ur:;重力沉降速度uT:l 離心分離因數(shù)KC:KC(離心沉降速度與重力沉降速度的比值,表征離心沉降是重力沉降的多少倍)l 離心沉降設(shè)備:旋風分離器
12、:利用慣性離心力的作用從氣流中分離出塵粒的設(shè)備 性能指標:1、 臨界粒徑dc:理論上在旋風分離器中能被完全分離下來的最小顆粒直徑;2、 分離效率:總效率0;分效率p(粒級效率);3、 分割粒徑d50:d50是粒級效率恰為50%的顆粒直徑;4、 壓力降p:氣體經(jīng)過旋風分離器時,由于進氣管和排氣管及主體器壁所引起的摩擦阻力,流動時的局部阻力以及氣體旋轉(zhuǎn)運動所產(chǎn)生的動能損失等,造成氣體的壓力降。 (標準旋風) 標準旋風Ne=5,=8.0。三、過濾: l 過濾方式:1、 餅層過濾:餅層過濾時,懸浮液置于過濾介質(zhì)的一側(cè),固體物沉積于介質(zhì)表面而形成濾餅層。過濾介質(zhì)中微細孔道的直徑可能大于懸浮液中部分顆位的
13、直徑,因而,過濾之初會有一些細小顆粒穿過介質(zhì)而使濾液渾濁,但是顆粒會在孔道中迅速地發(fā)生“架橋”現(xiàn)象(見圖),使小子孔道直徑的細小顆粒也能被截攔,故當濾餅開始形成,濾液即變清,此后過濾才能有效地進行。可見,在餅層過濾中,真正發(fā)揮截攔顆粒作用的主要是濾餅層而不是過濾介質(zhì)。餅層過濾適用于處理固體含量較高的懸浮液。 深床過濾:在深床過濾中,固體顆粒并不形成濾餅,而是沉積于較厚的粒狀過濾介質(zhì)床層內(nèi)部。懸浮液中的顆粒尺寸小于床層孔道直徑,當顆粒隨流體在床層內(nèi)的曲折孔道中流過時,便附在過濾介質(zhì)上。這種過濾適用于生產(chǎn)能力大而懸浮液中顆粒小、含量甚微的場合。自來水廠飲水的凈化及從合成纖維紡絲液中除去極細固體物質(zhì)
14、等均采用這種過濾方法。l 助濾劑的使用及注意:為了減少可壓縮濾餅的流動阻力,有時將某種質(zhì)地堅硬而能形成疏松餅層的另一種固體顆?;烊霊腋∫夯蝾A涂于過濾介質(zhì)上,以形成疏松餅層,使濾液得以暢流。這種預混或預涂的粒狀物質(zhì)稱為助濾劑。對助濾劑的基本要求如下:應(yīng)是能形成多孔餅層的剛性顆粒,使濾餅有良好的滲透性、較高的空隙率及較低的流動阻力;應(yīng)具有化學穩(wěn)定性,不與懸浮液發(fā)生化學反應(yīng),也不溶于液相中。應(yīng)予注意,般以獲得清凈濾液為目的時,采用助濾劑才是適宜的。l 恒壓過濾方程式:(理解,書P175)對于一定的懸濁液,若令,k表征過濾物料特性的常數(shù),;恒壓過濾時,壓力差p不變,k、A、s都是常數(shù)再令 l 過濾常數(shù)
15、的測定:書P179,包括壓縮因子l 板框壓力機:過濾時,懸浮液在指定的壓強下經(jīng)濾漿通道自濾框角端的暗孔進入框內(nèi),濾液分別穿過兩側(cè)濾布,再經(jīng)鄰板板面流至濾液出口排走,固體則被截留于框內(nèi),如圖所示,待濾餅充滿濾框后,即停止過濾。若濾餅需要洗滌,可將洗水壓人洗水通道,經(jīng)洗滌板角端的暗孔進入板面與濾布之間。第四章 傳 熱 一、熱傳導、對流傳熱 二、總傳熱 三、換熱器及強化傳熱途徑一、熱傳導、對流傳熱:l 傳熱基本方式:1、熱傳導(宏觀無位移):若物體各部分之間不發(fā)生相對位移,僅借分子、原子和自由電子等微觀粒子的熱運動而引起的熱量傳遞稱為熱傳導(又稱導熱)。熱傳導的條件是系統(tǒng)兩部分之間存在溫度差,此時熱
16、量將從高溫部分傳向低溫部分,或從高溫物體傳向與它接觸的低溫物體,直至整個物體的各部分溫度相等為止。2、熱對流(宏觀有位移):流體各部分之間發(fā)生相對位移所引起的熱傳遞過程稱為熱對流(簡稱對流)。熱對流僅發(fā)生在流體中。在流體中產(chǎn)生對流的原因有二: 一是因流體中各處的溫度不同而引起密度的差別,使輕者上浮,重者下沉,流體質(zhì)點產(chǎn)生相對位移,這種對流稱為自然對流;二是因泵(風機)或攪拌等外力所致的質(zhì)點強制運動,這種對流稱為強制對流。3、熱輻射(不需要介質(zhì)):因熱的原因而產(chǎn)生的電磁波在空間的傳遞,稱為熱輻射。所有物體(包括固體、液體和氣體)都能將熱能以電磁波形式發(fā)射出去,而不需要任何介質(zhì),也就是說它可以在真
17、空中傳播。4、對流傳熱:流體流過固體壁面(流體溫度與壁面溫度不同)時的傳熱過程稱為對流傳熱。 1)流體無相變的對流傳熱 流體在傳熱過程中不發(fā)生相變化,依據(jù)流體流動原因不同,可分為兩種情況。強制對流傳熱,流體因外力作用而引起的流動;自然對流傳熱,僅因溫度差而產(chǎn)生流體內(nèi)部密度差引起的流體對. 流動。2)流體有相變的對流傳熱 流體在傳熱過程中發(fā)生相變化,它分為兩種情況。蒸氣冷凝,氣體在傳熱過程中全部或部分冷凝為液體;液體沸騰,液體在傳熱過程中沸騰汽化,部分液體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w對流傳熱的溫度分布情況對流傳熱是集熱對流和熱傳導于一體的綜合現(xiàn)象。對流傳熱的熱阻主要集中在層流內(nèi)層,因此,減薄層流內(nèi)層的厚度是強化對
18、流傳熱的主要途徑。l 傳熱過程中熱、冷流體(接觸)熱交換方式:(書p211)1、 直接接觸式換熱和混合式換熱器;2、 蓄熱式換熱和蓄熱器;3、 典型的間壁式換熱器:(列管換熱器,區(qū)分殼程、管程、單/多殼程、單/多管程)特定的管殼式換熱器傳熱面積:S= S傳熱面積;n管數(shù);d管徑,m;L管長,m。l 傳熱速率和熱通量:傳熱速率Q(又稱熱流量)指單位時間內(nèi)通過傳熱面積的熱量;傳熱速率=;Q= R整個傳熱面的熱阻,熱通量q(又稱傳熱速度)指單位面機的傳熱速率。q=;q=; R單位傳熱面積的熱阻,l 熱傳導基本規(guī)律:傅里葉定律:傅立葉定律為熱傳導的基本定律,表示通過等溫表面的導熱速率與溫度梯度及傳熱面
19、積成正比,即:l 通過平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導:1、 單層平壁的熱傳導: b平壁厚度,m;t溫度差,導熱推動力,;導熱熱阻,/W;導熱熱阻,2、 多層平壁的熱傳導:在穩(wěn)態(tài)導熱時,通過各層的導熱速率必相等,即Q=Q1=Q2=Q3 ;熱通量也相等:q=q1=q2=q3 (三層) (n層)l 通過圓筒壁的熱傳導:1、 單層圓筒壁的熱傳導:2、 多層圓筒壁的熱傳導:Q1=Q2=Q3=Qn (注意判斷選擇填空)q1q2q3qn (n層)l 保溫層的臨界直徑:通常,熱損失隨保溫層厚度的增加而減少。但是在小直徑圓管外包扎性能不良的保溫材料,隨保淚層厚度增加,可能反而使熱損失增大。(散熱區(qū)、保溫區(qū),d0大于B點保溫才
20、有意義)二、總傳熱:(參考習題及例題)l 熱量衡算:l 總傳熱速率方程:Q=(t2需大于t1)總傳熱系數(shù)K、總熱阻總熱阻=熱阻之和三、換熱器及強化傳熱途徑:l 間壁式換熱器的類型:(掌握原理書p277)管式換熱器: 1、 蛇管式換熱器(沉浸式蛇管換熱器、噴淋式蛇管換熱器)2、 套管式換熱器3、 管殼式換熱器(固定管板式換熱器、U形管換熱器)板式換熱器:1、 夾套式換熱器2、 板式換熱器3、 螺旋板式換熱器(I、II、III形)、翅片式換熱器:1、 翅片管式換熱器2、 版翅片式換熱器熱管換熱器l 間壁式換熱器強化傳熱途徑:1、 增大平均溫度差tm2、 增大傳熱面積S1) 翅化面;2)異形表面;3
21、)多孔物質(zhì)結(jié)構(gòu);4)采用小直徑傳熱管。3、 增大總傳熱系數(shù)K1) 提高流體的流速;2)增強流體的擾動;3)在流體中加固體顆粒;4)采用短管換熱器;5)防止垢層形成和及時清除垢層。第五章、蒸發(fā)(不揮發(fā)溶質(zhì)) 一、概述及蒸發(fā)器 二、溶液沸點升高與溫度差損失 三、多效蒸發(fā)及流程一、概述及蒸發(fā)器:l 單效蒸發(fā)與多效蒸發(fā):單效蒸發(fā)與多效蒸發(fā)在操作中一般用冷凝方法將二次燕汽不斷地移出,否則蒸汽與沸騰溶液趨于平衡,使蒸發(fā)過程無法進行。若將二次蒸汽直接冷凝,而不利用其冷凝熱的操作稱為單效蒸發(fā)。若將二次蒸汽引到下一蒸發(fā)器作為加熱蒸汽,以利用其冷凝熱,這種串聯(lián)蒸發(fā)操作稱為多效燕發(fā)。l 常見蒸發(fā)器類型及原理(書P3
22、02) 循環(huán)形(非膜式)蒸發(fā)器:1、 中央循環(huán)管式(或標準式)蒸發(fā)器2、 懸筐式蒸發(fā)器3、 外熱式蒸發(fā)器4、 強制循環(huán)蒸發(fā)器(單程型)膜式蒸發(fā)器:1、 升膜蒸發(fā)器2、 降膜蒸發(fā)器3、 升-降膜蒸發(fā)器4、 刮板攪拌薄膜蒸發(fā)器直接加熱蒸發(fā)器二、溶液沸點升高與溫度差損失:l 溶液的沸點:溶液中含有不揮發(fā)的溶質(zhì),在相同條件下,其蒸氣壓比純水的低,所以溶液的沸點就比純水的要高,兩者之差稱為因溶液蒸氣壓下降而引起的沸點升高。例如,常壓下20%(質(zhì)量百分數(shù))NaOH水溶液的沸點為108.5,而水的沸點為100,此時溶液沸點升高8.5度。由于有沸點升高現(xiàn)象,使同條件下蒸發(fā)溶液時的有效溫度差下降8.5,正好與溶
23、液沸點升高值相等,故沸點升高又稱為溫度差損失。l 溫度差損失:(書P310)溫度差損失不僅僅是因為溶液中含有了不揮發(fā)性溶質(zhì)引起的,蒸發(fā)器內(nèi)的操作壓力高于冷凝囂以克服二次蒸汽從蒸發(fā)器流到冷凝器的阻力損失、蒸發(fā)器的操作需維持一定的液面等因素都會造成溫度差損失。1、 因溶液蒸氣壓下降而引起的溫度差損失2、 因加熱管內(nèi)液柱靜壓力而引起的溫度差損失3、 由于管路流動阻力而引起的溫度差損失三、多效蒸發(fā)及流程:(書P322,搞清楚前后黏度、壓強、溫度) P1P2P3 T1T2T3 溶液的沸點必純?nèi)軇┑母?,冷凝液的沸點高于二次蒸汽。第六章 蒸餾(液體混合物揮發(fā)度不同)一、平衡關(guān)系二、精餾原理及流程三、精餾過程
24、計算一:平衡關(guān)系:l 用飽和蒸氣壓和相平衡常數(shù)表示的氣液平衡關(guān)系: 由拉烏爾定律得出,p-溶液上方組分平衡分壓,Pa。p-在溶液溫度下純組分的飽和蒸氣壓,Pa。x-溶液中組分的摩爾數(shù)。下標A表示易揮發(fā)組分,B表示難揮發(fā)組分。Xb=(1-Xa)泡點方程式露點方程式 道爾頓分壓定律得出。 揮發(fā)度 對于理想溶液 。VB同理表示相對揮發(fā)度:易揮發(fā)組分的揮發(fā)度與難揮發(fā)組分的揮發(fā)度之比 l 相圖:(t-x-y圖)(x-y圖) 3、相平衡方程式: 4、簡單蒸餾流程特點:簡單蒸餾是將原料液一次加入蒸餾釜中,在恒壓下加熱使之部分汽化,產(chǎn)生的蒸氣進入冷凝器中冷凝,隨著過程的進行,釜液中易揮發(fā)組分含量不斷降低,當釜
25、液組成達到規(guī)定值時,即停止蒸餾操作,釜液一次排出。二、精餾原理及流程: 原理:液體混合物經(jīng)多次部分汽化和冷凝后,便可得到幾乎完全的分離。流程:原料液經(jīng)預熱器加熱到指定溫度后送入精餾塔的進料板,在進料板上與自塔上部下降的回流液體匯合后,逐板溢流,最后流人塔底再沸器中。在每層板上,回流液體與上升蒸氣互相接觸,進行傳熱傳質(zhì)過程。操作時,連續(xù)地從再沸器取出部分液體作為地底產(chǎn)品(釜殘掖),部分液體汽化,產(chǎn)生上升蒸氣,依次通過各層塔板。塔頂蒸氣進人冷凝器中被全部冷凝,并將部分冷凝液用泵送回塔頂作為回流液體,其余部分經(jīng)冷卻器后被送出作為塔頂產(chǎn)品(餾出液)。通常,將原料液進入的那層板稱為加料板,加料板以上的塔
26、段稱為精餾段加料板以下的塔段(包括加料板)稱為提餾段。三、精餾過程計算:總物料衡算 F=D+W 易揮發(fā)組分衡算 FxF=Dy+Wx 塔頂易揮發(fā)組分的回收率 塔釜難揮發(fā)組分的回收率 回流比: 最小回流比 R=(1.12.0)Rmin 操作線遠離平衡線, R Ll 進料熱狀況的影響及q線方程 并由此得到 L,=L+qF 及 V=V+(q1)F 進料熱狀況對q值及q線的影響:q 線方程 必過點e(,)l 操作線方程:精餾段操作線方程:總物料衡算 V=L+D 易揮發(fā)組分衡算 Vyn+1=Lxn+DxD操作線方程 必過點a(,) 提餾段操作線方程:總物料衡算 L=V+W 易揮發(fā)組分衡算 L,xm,=V,
27、ym+1,+WxW 操作線方程 必過點C(,)或 平衡線方程:-圖形關(guān)系(記?。?q=1, 斜率為,圖像為特殊 泡點 進料 露點 q=0, 斜率為0,圖像為 1、逐板計算法 理論版層數(shù)計算: 2、圖解法 逐板計算法:說明第n層是加料板(n-1層)。提餾段:同理(m-1層)。l 全塔效率與單板效率 E 或 l 塔板上氣液兩相的非理想流動1.返混現(xiàn)象液沫夾帶 塔板上部分液體產(chǎn)生與液體主體流動方向相反的流動為液沫夾帶(又稱霧沫夾帶)。即液滴被上升的氣體夾帶到上一層塔板上。氣泡夾帶 塔板上部分氣體產(chǎn)生與氣體主體方向相反的流動為氣泡夾帶。即氣泡被下降的液體卷入下一層塔板上。2.氣體和液體的不均勻分布氣
28、體沿塔板的不均勻分布 由于液面落差的存在,氣體通過塔板時阻力大小不等,導致塔板上氣量分布不均。液體沿塔板的不均勻分布 由于液體橫向流過塔板時路徑長短不一,使塔板的物質(zhì)傳遞量減少。 不正確操作液泛 在操作過程中,塔板上液體下降受阻并逐漸在塔板上積累,這種現(xiàn)象稱為液泛(也稱淹塔)。根據(jù)引起液泛的原因不同,可以分為:(1)降液管液泛 液體流量過大降液管內(nèi)液體不能及時排出或氣體流量過大使降液管液面升高,均會引起降液管液泛。(2)夾帶液泛 氣速過大導致液沫夾帶量過大,板上液層增厚并各板液層相連造成液泛。嚴重漏液 當氣體通過篩孔的速度較小或氣體分布不均勻時,從孔道流下的液體量占液體流量的10以上稱為嚴重漏
29、液。第七章 吸 收(溶解度差異)一、概述及平衡關(guān)系二、傳質(zhì)理論三、吸收塔計算一、概述及平衡關(guān)系:1、吸收依據(jù):混合物各組分在某種溶劑中溶解度差異 1)分離混合氣體以回收所需的組分;吸收 2)除去有害組分以凈化氣體;目的 3)制備某種氣體的溶液; 4)工業(yè)廢氣的治理。2、吸收與解吸流程:吸收過程進行的方向與限度取決于溶質(zhì)在氣液兩相中的平衡關(guān)系。當氣相中溶質(zhì)的實際分壓高于與液相成平衡的溶質(zhì)分應(yīng)時,溶質(zhì)便由氣相向液相轉(zhuǎn)移,即發(fā)生吸收過程。反之如果氣相中溶質(zhì)的實際分壓低于與液相成平衡的溶質(zhì)分壓時,溶質(zhì)便由液相向氣相轉(zhuǎn)移,即發(fā)生吸收的逆過程,這種過程稱為脫收(或解吸)l 溫度與壓強的影響:溫度 有利于吸
30、收,反之即為解吸壓強 有利于吸收,反之即為解吸 3、平衡關(guān)系:摩爾比: 亨利定律 : 4、吸收劑的選擇: 1)溶解度高(對溶質(zhì)組分) 2)選擇性高 3)揮發(fā)度小 4)黏性小 5)其他(無毒、無腐蝕、經(jīng)濟、合理等) 5、相平衡關(guān)系在吸收中的應(yīng)用: 1)判斷傳質(zhì)方向: 若氣液相平衡關(guān)系為 或,如果氣相中溶質(zhì)的實際組成大于與液相溶質(zhì)組成相平衡的氣相溶質(zhì)組成,即(或液相的實際組成小于與氣相組成相平衡的液相組成 ,即tw(tas)td 飽和空氣: ttw(tas)td2、 空氣H-I圖:(熟悉理解,會用,書下冊P254)構(gòu)成線群:(5條)1)等濕度線(等H線)群等濕度線是平行于縱鈾的線群2)等焓線(等I線)群等焓線是平行于斜袖的線群3)等干球溫度線(等t線)群不平行4
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