化工原理總復(fù)習(xí)ppt課件

1、化化工工原原理理吉首大學(xué)化化工工原原理理吉首大學(xué)1、混合物的密度液體混合物：1/m =（ xmi / i ）氣體混合物： m = （xvi i ）2、靜壓強(qiáng)的表示方法3、流體靜力學(xué)方程p2= p1 +g(Z1 - Z2)4、流量與流速5、連續(xù)性方程u1/u2=(d2/d1)26、粘度及牛頓粘性定律7、流動(dòng)類型及判別化化工工原原理理吉首大學(xué)8、柏努利方程gZ1 + gZ2 + p1p2+2121u12+We =+Wf+u22當(dāng)能量用液柱高度表示時(shí)，上式可改寫(xiě)成當(dāng)能量用液柱高度表示時(shí)，上式可改寫(xiě)成Z1 + Z2 + p1gp2g+2g12g1u12+he =+hf+u22當(dāng)能量用壓力表示時(shí)，柏氏方

2、程可改寫(xiě)成當(dāng)能量用壓力表示時(shí)，柏氏方程可改寫(xiě)成gZ1 + gZ2 + p1p2+22u12+pe =+pf+u22柏努利方程可用于計(jì)算：各處的壓力、流速，泵的功率等化化工工原原理理吉首大學(xué)【例】 用泵將貯槽中密度為1200kg/m3的溶液送到蒸發(fā)器內(nèi)，貯槽內(nèi)液面維持恒定，其上方壓強(qiáng)為101.33103Pa，蒸發(fā)器上部的蒸發(fā)室內(nèi)操作壓強(qiáng)為26670Pa真空度），蒸發(fā)器進(jìn)料口高于貯槽內(nèi)液面15m，進(jìn)料量為20m3/h，溶液流經(jīng)全部管路的能量損失為120J/kg，求泵的有效功率。管路直徑為60mm。 例4 附圖1貯槽；2泵；3蒸發(fā)器解：取貯槽液面為11截面，管路出口內(nèi)側(cè)為22截面，并以11截面為基準(zhǔn)

3、水平面，在兩截面間列柏努利方程。式中 Z1=0 ，Z2=15m，u1=0，p1=0表壓） p2=26670Pa表壓），hf=120J/kg 將上述各項(xiàng)數(shù)值代入，則有：泵的有效功率：Ne=WemsWeVs246.920360012001647(w)實(shí)際上泵所作的功并不是全部有效的，故要考慮泵的效率，實(shí)際上泵所消耗的功率稱軸功率N=Ne/。泵的效率一般在0.65左右。2211221222efupupgZWgZhm/s97.106.0785.036002022uJ/kg9 .246120026670120297. 181. 9152eW化化工工原原理理吉首大學(xué)9、流體阻力Wf =ldu22直管阻力直

4、管阻力層流層流64/Re湍流湍流1.經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算2.查圖表查圖表局部阻力局部阻力 查表得出查表得出le le或或(l /d)(l /d)，代入上式計(jì)算，代入上式計(jì)算總阻力總阻力 直管阻力與局部阻力之和，即直管阻力與局部阻力之和，即Wf =l +ledu22()=ld()+u22化化工工原原理理吉首大學(xué)1、離心泵的工作原理2、離心泵的主要性能參數(shù)3、流體密度、粘度，葉輪直徑、轉(zhuǎn)速等對(duì)泵流量和壓頭的影響4、離心泵的氣縛和氣蝕5、離心泵的安裝與調(diào)節(jié)化化工工原原理理吉首大學(xué)1、傳熱的基本方式2、傳熱的基本方程3、傅里葉定律及熱傳導(dǎo)的計(jì)算4、對(duì)流傳熱的計(jì)算溫度差的計(jì)算、傳熱系數(shù)的計(jì)算、傳熱量

5、和傳熱面積計(jì)算5、輻射傳熱的基本概念6、斯蒂芬波爾茨曼定律7、克希霍夫定律化化工工原原理理吉首大學(xué)1、蒸發(fā)的基本概念2、蒸發(fā)的分類及各類的特點(diǎn)3、常見(jiàn)蒸發(fā)器4、蒸發(fā)的相關(guān)計(jì)算蒸發(fā)量及相關(guān)濃度的計(jì)算、傳熱量及蒸汽用量的計(jì)算5、引起溫差損失的原因化化工工原原理理吉首大學(xué)1、理想物系的基本概念2、蒸餾的概念與原理3、蒸餾的相關(guān)計(jì)算塔頂、塔底產(chǎn)品濃度和產(chǎn)量的計(jì)算，各組份收率的計(jì)算，塔板數(shù)的計(jì)算，熱負(fù)荷的計(jì)算4、進(jìn)料狀態(tài)的影響5、回流比的影響與選擇化化工工原原理理吉首大學(xué)在液體混合物中加入與其不完全混溶的液體溶劑萃取劑），形成液-液兩相，利用液體混合物中各組分在兩液相中溶解度的差異而達(dá)到分離的目的。也稱

6、溶劑萃取，簡(jiǎn)稱萃取。按性質(zhì)可分為物理萃取和化學(xué)萃取；按萃取對(duì)象可分為有機(jī)物萃取和無(wú)機(jī)物萃取。 化化工工原原理理吉首大學(xué)分級(jí)接觸式單級(jí)多級(jí)錯(cuò)流多級(jí)逆流按溶液與萃取劑的接觸方式微分接觸式連續(xù)接觸式單級(jí)萃取最多為一次平衡，故分離程度不高，只適用于溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度很大或溶質(zhì)萃取率要求不高的場(chǎng)合。 萃取相Extract萃余相Raffinate料液A+BFeed萃取劑Solvent混合澄清槽Mixer-settler化化工工原原理理吉首大學(xué)萃取劑Solvent原料液依次通過(guò)各級(jí)，新鮮溶劑則分別加入各級(jí)的混合槽中，萃取相和最后一級(jí)的萃余相分別進(jìn)入溶劑回收設(shè)備，回收溶劑后的萃取相稱為萃取液用E表示），回

7、收溶劑后的萃余相稱為萃余液用R表示）。特點(diǎn)：萃取率比較高，但萃取劑用量較大，溶劑回收處理量大，能耗較大。料液Feed萃取相Extract萃余相Raffinate123N化化工工原原理理吉首大學(xué)萃取劑Solvent原料液和萃取劑依次按反方向通過(guò)各級(jí)，最終萃取相從加料一端排出，并引入溶劑回收設(shè)備中，最終萃余相從加入萃取劑的一端排出，引入溶劑回收設(shè)備中。特點(diǎn)：可用較少的萃取劑獲得比較高的萃取率，工業(yè)上廣泛采用。 料液Feed萃取相Extract萃余相Raffinate123N化化工工原原理理吉首大學(xué)一液相為連續(xù)相，另一液相為分散相，分散相和連續(xù)相呈逆流流動(dòng)；兩相在流動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行質(zhì)量傳遞，其濃度沿塔高

8、呈連續(xù)微分變化；兩相的分離在塔的上下兩端進(jìn)行。一般為塔式設(shè)備噴淋塔、填料塔、轉(zhuǎn)盤(pán)塔、振動(dòng)篩板塔等）。輕液出口Light Liquid outlet輕液進(jìn)口Lightliquid inlet重液出口Heavy liquid outlet重液進(jìn)口Heavy liquid inlet化化工工原原理理吉首大學(xué)萃取過(guò)程本身并未完全完成分離任務(wù)，而只是將難于分離的混合物轉(zhuǎn)變成易于分離的混合物，要得到純產(chǎn)品并回收溶劑，必須輔以精餾或蒸發(fā)等操作。萃取操作是兩相間的傳質(zhì)過(guò)程，需要研究?jī)梢合嚅g的平衡關(guān)系和相際間的傳質(zhì)速率問(wèn)題。 化化工工原原理理吉首大學(xué)萃取率提取率E：)kg(A)kg(A的質(zhì)量原料液中溶質(zhì)的質(zhì)量萃

9、取液中被提取的溶質(zhì)EAAAxyk組分在萃余相中的濃度組分在萃取相中的濃度BBBxyk 普通 kA 不為常數(shù)，而隨溫度、溶質(zhì) A 的濃度變化。在 A 濃度變化不大和恒溫條件下，kA 可視為常數(shù)平衡常數(shù) m），其值由實(shí)驗(yàn)測(cè)得。一定溫度下，A 組分在互成平衡的兩液相中的濃度比 留意：kA 只反映 S 對(duì) A 的溶解能力，不反映 A、B 的分離程度。化化工工原原理理吉首大學(xué) kA，kB ， 。 表示 S 對(duì) A、B 組分溶解能力差別，即 A、B 的分離程度。 kB一定：kA ， 。 kA一定：kB ， 。兩相平衡時(shí)，萃取相 E 中 A、B 組成之比與萃余相 R 中 A、B 組組成之比的比值。 BABA

10、/xxyyAAAxykBAkkBBBxyk 選擇與稀釋劑互溶度小的溶劑，可增加分離效果。化化工工原原理理吉首大學(xué)萃取劑應(yīng)不易水解和熱解，耐酸、堿、鹽、氧化劑或還原劑，腐蝕性小。在原子能工業(yè)中，還應(yīng)具有較高的抗輻射能力。 化化工工原原理理吉首大學(xué)無(wú)毒或毒性小、無(wú)刺激性、不易燃閃點(diǎn)高），難揮發(fā)沸點(diǎn)高、蒸氣壓小）。來(lái)源豐富，價(jià)格便宜，循環(huán)使用中損耗小。為了獲得純產(chǎn)品及使溶劑循環(huán)使用，必須將萃取相及萃余相中的溶劑進(jìn)行回收。萃取過(guò)程中，溶劑回收是費(fèi)用最多的環(huán)節(jié)。有的萃取劑雖有許多良好的性質(zhì)，但因回收困難而不被采用。溶劑回收常用的方法是蒸餾、蒸發(fā)、反萃取等。在選擇具體的萃取劑或幾種溶劑組成的萃取劑時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況綜合考慮上述因素。 化化工工原原理理吉首大學(xué)相圖上兩相區(qū)的大小，不僅取決于物系本身的性質(zhì)，而且與操作溫度有關(guān)。一般情況下，溫度上升，互溶度增