化工原理基本知識(shí)點(diǎn)

1、第一章流體流動(dòng)一、壓強(qiáng)1、單位之間的換算關(guān)系：1atm101.33kPa10330kgf/mg zp We hf210.33mH2O760mmHg2、壓力的表示(1)絕壓：以絕對(duì)真空為基準(zhǔn)的壓力實(shí)際數(shù)值稱(chēng)為絕對(duì)壓強(qiáng)(簡(jiǎn)稱(chēng)絕壓)，是流體的真實(shí)壓強(qiáng)。(2)表壓：從壓力表上測(cè)得的壓力，反映表內(nèi)壓力比表外大氣壓高出的值。表壓二絕壓-大氣壓(3)真空度：從真空表上測(cè)得的壓力，反映表內(nèi)壓力比表外大氣壓低多少真空度二大氣壓-絕壓3、流體靜力學(xué)方程式PP0gh二、牛頓粘性定律FduAdyp為剪應(yīng)力；一為速度梯度；為流體的粘度；dy粘度是流體的運(yùn)動(dòng)屬性，單位為Pas；物理單位制單位為g/(cm's)，稱(chēng)

2、為P(泊),其百分之一為厘泊cp1Pags1P1cP液體的粘度隨溫度升高而減小，氣體粘度隨溫度升高而增大。三、連續(xù)性方程若無(wú)質(zhì)量積累，通過(guò)截面1的質(zhì)量流量與通過(guò)截面2的質(zhì)量流量相等。1u1A12u2A2對(duì)不可壓縮流體u1Au2 A2即體積流量為常數(shù)。四、柏努利方程式單位質(zhì)量流體的柏努利方程式:gz22E稱(chēng)為流體的機(jī)械能2單位重量流體的能量衡算方程:2HeHf2g2有效功率:Ne WeWs軸功率：NNep-:靜壓頭（壓力頭） gz:位壓頭（位頭）；:動(dòng)壓頭（速度頭）2g五、流動(dòng)類(lèi)型雷諾數(shù)：ReduRe是一無(wú)因次的純數(shù)，反映了流體流動(dòng)中慣性力與粘性力的對(duì)比關(guān)系。（1）層流：Re2000：層流（滯流

3、），流體質(zhì)點(diǎn)間不發(fā)生互混，流體成層的向前流動(dòng)。圓管內(nèi)層流時(shí)的速度分布方程：2ur umax(1(2)湍流Re 4000:二）層流時(shí)速度分布側(cè)型為拋物線(xiàn)型R2湍流（紊流），流體質(zhì)點(diǎn)間發(fā)生互混，特點(diǎn)為存在橫向脈動(dòng)。即，由幾個(gè)物理量組成的這種數(shù)稱(chēng)為準(zhǔn)數(shù)。六、流動(dòng)阻力1-直管阻力一一范寧公式hfPfhfHfg（1）層流時(shí)的磨擦系數(shù):64,層流時(shí)阻力損失與速度的一次方成正比，層 Re流區(qū)又稱(chēng)為阻力一次方區(qū)。（2）湍流時(shí)的摩擦系數(shù)D f （Re,-）（莫狄圖虛線(xiàn)以下）：給定Re, d隨一增大而增大；給定一,隨Re增大而減小。（pfu2,雖然u增大時(shí)，Re增大,減小，但總的 Pf是u2,這一區(qū)域稱(chēng)為阻力增大

4、的）f（一）（莫狄圖虛線(xiàn)以上），僅與一有關(guān)，Pfdd平方區(qū)或完全湍流區(qū)。2、局部阻力（1）阻力系數(shù)法2hf為局部阻力系數(shù)，無(wú)因次。2出口損失出口1.0;進(jìn)口損失進(jìn)口0.52、當(dāng)量長(zhǎng)度法,leu2注意：（1）管路出口動(dòng)能和出口損失只能取一項(xiàng)。（2）不管突然擴(kuò)大還是縮小，u均取細(xì)管中的流速；七、復(fù)雜管路1、分支管路WsWsWs2,對(duì)不可壓縮流體VsVs1Vs2（2）無(wú)軸功時(shí)的柏努利方程：圖1-簾并聯(lián)管路VsAVs1Vs2Vs3VsBhf1hf2hf3八、流量測(cè)量1、變壓頭的流量計(jì)（包截面）：（1）測(cè)速管（皮托管）；（2）孔板流量計(jì)；（3）文立里流量計(jì)2-變截面（恒壓差）流量計(jì)一一轉(zhuǎn)子流量計(jì)第二章流

5、體輸送機(jī)械一、離心泵的主要部件葉輪：泵殼（蝸殼）：（1）集液作用，（2）轉(zhuǎn)能作用二、氣縛現(xiàn)象與氣蝕現(xiàn)象氣縛現(xiàn)象：因泵內(nèi)存在氣體而導(dǎo)致吸不上液體的現(xiàn)象稱(chēng)為“氣縛現(xiàn)象”氣蝕現(xiàn)象：離心泵工作時(shí)，泵入口處形成真空，當(dāng)真空達(dá)到一定時(shí)液體部份汽化；溶于水中的氧逸出，含汽泡的液體進(jìn)入高壓區(qū)后，汽泡急劇凝結(jié)破裂，產(chǎn)生高頻、高沖擊力的水擊現(xiàn)象，造成對(duì)葉輪和泵殼的沖擊，使材料疲勞而受到破壞，這種現(xiàn)象稱(chēng)為氣蝕現(xiàn)象。三、離心泵的特性曲線(xiàn)高畤立樸性曲我"HQ: Q增大,NQ: Q增大,Ne HQ泵的允許安裝高度：Hg Hs2Ui2gH f 01H減小。N增大；流量為0時(shí)N最小所以泵要在流量為0時(shí)啟動(dòng)?！癚Q增

6、大，“先增大（流量為0時(shí)4為0）,達(dá)到最大值后減小。四、離心泵的允許安裝高度1、離心泵的允許吸上真空度法允許吸上真空度Hs:指為避免發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，離心泵入口處可允許達(dá)到的真空度：Hs-p0p1gHs是在lat下以20c的清水為介質(zhì)進(jìn)行的，若輸送液體或操作條件與此不符，則應(yīng)校正。由于H隨流量Q的增大而減小，所以計(jì)算安裝高度時(shí)應(yīng)以最大流量下的H計(jì)算。2、氣蝕余量法允許氣蝕余量：指泵入口處的靜壓頭與動(dòng)壓頭之和必須大于液體在操作溫度下的飽和蒸汽壓的某一最小允許值，以防氣蝕現(xiàn)象的發(fā)生。NPSHPi2UiPvg 2g g泵的允許安裝高度p0pv_Hg0NPSHHf01gNPSH隨流量的增大而增大，在確定安

7、裝高度時(shí)應(yīng)取最大流量下的NPSH五、離心泵的工作點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)泵的特性曲線(xiàn)與管路特性曲線(xiàn)的交點(diǎn)，即為離心泵的工作點(diǎn)。1、管路特性曲線(xiàn)調(diào)節(jié)流量Qm1 &W2 fijWS 口或 4 改變出口網(wǎng)開(kāi)度時(shí)H作點(diǎn)變化關(guān)小出口閥門(mén)，阻力變大，管路特性曲線(xiàn)變陡，工作點(diǎn)由M-Mi,Q減小，H增大。開(kāi)大出口閥門(mén)，阻力變小，管路特性曲線(xiàn)變平坦，工作點(diǎn)由M-M2,Q增大，H減小。2、泵的特性曲線(xiàn)調(diào)節(jié)流量(1)改變轉(zhuǎn)速：若離心泵的轉(zhuǎn)速變化不大(020%,則有比例定律：Q'Q(5n()nQmi 0電 Qh QGt改變泵轉(zhuǎn)速時(shí)工祚點(diǎn)變化轉(zhuǎn)速提高，泵的特性曲線(xiàn)上移，工作點(diǎn)由M-Mi,Q增大，H增大轉(zhuǎn)速降低，泵的

8、特性曲線(xiàn)下移，工作點(diǎn)由M-M2,Q減小，H減小(2)切削葉輪：切割定律若某一離心泵的葉輪經(jīng)切割變小(010%,則有切割定律：切割后泵的特性曲線(xiàn)下移，工作點(diǎn)由M-M2,Q減小H減小。Q'D'H'D'2N'。、3；()；()QDHDND(3)離心泵的用、并聯(lián)泵的并聯(lián)兩臺(tái)離心泵并聯(lián)且各自的吸入管路相同，在一定的壓頭下的總流量等于兩單臺(tái)泵流量相加，管路特性曲線(xiàn)越平坦，泵的并聯(lián)工作愈有利。Qi和Hi滿(mǎn)足泵1的特性曲線(xiàn)方程，Q2和小滿(mǎn)足泵2的特性曲線(xiàn)方程。泵的串聯(lián)兩臺(tái)離心泵串聯(lián)，一定流量下的總壓頭等于兩單臺(tái)泵壓頭相加，總壓頭總是小于兩臺(tái)泵壓頭的兩倍。管路特性曲線(xiàn)越平

9、坦，泵的串聯(lián)工作愈有利。HH1H2QQ1Q2Qi和Hi滿(mǎn)足泵1的特性曲線(xiàn)方程，Q2和小滿(mǎn)足泵2的特性曲線(xiàn)方程。六、往復(fù)泵1、往復(fù)泵的特征(1)具有正位移特性。(壓頭與流量之間無(wú)聯(lián)系)(1)有自吸作用；(2)流量具有不均勻性；單動(dòng)泵QAsn；雙動(dòng)泵Q(2Aa)snA為活塞的表面積，a為活塞桿的截面積，n往復(fù)頻率，s為活塞的沖程。2、往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)(1)往復(fù)泵的工作點(diǎn)：管路特性曲線(xiàn)與泵的特性曲線(xiàn)的交點(diǎn)。QQrQ0QQCa)往復(fù)亮的特性曲線(xiàn)及工作點(diǎn)(2)往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)旁路調(diào)節(jié)：在入口和出口之間安裝一旁路使一部分出口流體回到入口往復(fù)泵旁路流量碉節(jié)改變活塞往復(fù)頻率和沖程第三章非均相物系的分離和固體流

10、態(tài)化一、形狀系數(shù)?。ㄇ蛐味龋篣td2( s )g18過(guò)渡區(qū)（艾倫區(qū)）18.5布 (1<Re t<1000) Ret.與非球形顆粒體積相等的球的表面積湍流區(qū)（牛頓區(qū)）：己=0.44（1000<Rep<2X105）四、重力沉降設(shè)備降塵室的生產(chǎn)能力：Vsutbl含塵氣體的最大處理量為降塵室底面積bl與沉降速度ut的乘積，與降塵室的高度無(wú)關(guān)。五、包壓過(guò)濾基本方程式22.2VeKAe或qeKeV22VVeKA2或q22qqeKK2kp1s六、濾餅的洗滌1、洗滌速率洗滌速率指單位時(shí)間內(nèi)消耗的洗水體積即/Vuw()wd橫穿洗法：,dV1/dV、uw()w()Ed4d量換洗法：dVd

11、Vuw()w()Edd2、洗滌時(shí)間以Vw的洗水洗滌濾餅，洗滌時(shí)間Vwwuw七、間隙過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力操作周期:生產(chǎn)能力:VQ=V/T T第四章傳熱一、傳熱速率R為整個(gè)傳熱面的熱阻QtRAt為傳熱溫差，圓筒壁導(dǎo)熱熱阻:平壁導(dǎo)熱的熱阻:ri為圓筒壁的厚度;sm2rmL為圓筒壁的對(duì)數(shù)平均面積;rrrm區(qū)1為圓筒壁的對(duì)數(shù)平均半徑。一ri對(duì)流傳熱熱阻：Rs二、熱量衡算若忽略熱損失時(shí)，熱流體放出的熱量等于冷流體吸收的熱量QWh（Ih1Ih2）Wc（Ic2lei）流體無(wú)相變：ICpt流體有相變：Irc三、總傳熱速率方程Qkstm傳熱面積：So2r°L（我國(guó)以外表面積為準(zhǔn)）,一11b1總傳熱系數(shù)：kS

12、ooSoSmiSi總熱阻由熱阻大的那一側(cè)的對(duì)流傳熱所控制，當(dāng)兩個(gè)流體的對(duì)流傳熱系數(shù)相差較大時(shí)，要提高k,關(guān)鍵在于提高對(duì)流傳熱系數(shù)較小一側(cè)的a。平均溫差:tmInt2 ti逆流有利于增大傳熱溫差、減小傳熱面積、節(jié)省加熱劑或冷卻劑用量、減小傳熱面積；并流有利于控制流體的出口溫度。四、迪特斯（DittuS）貝爾特（Boelter）關(guān)聯(lián)式在壁溫和流體平均溫度相差不大的情況下：0.8nNu0.023RePr液體被加熱n=0.4,流體被冷卻n=0.3五、有相變的傳熱1、蒸汽冷凝膜狀冷凝和滴狀冷凝：冷凝傳熱中，不凝性氣體的除去有利于提高對(duì)流傳熱系數(shù)。2、液體沸騰第五章蒸儲(chǔ)、全塔物料衡算精飾塔的物料衡算總物料

13、衡算：易揮發(fā)組分質(zhì)量衡算： 塔頂易揮發(fā)組分回收率: 塔底難揮發(fā)組分回收率:F=D+WFxDxf=Dx+WwD/Fx fW(1-x q/F(1-x F)、理想體系的汽液平衡方程1)x相對(duì)揮發(fā)度a愈大，表示A較B愈易揮發(fā)，愈有利于分離，a合液不能用一般的蒸儲(chǔ)方法進(jìn)行分離。三、操作線(xiàn)方程1、精儲(chǔ)段的操作線(xiàn)方程R1L.yn1xnxd（R稱(chēng)為回流比）R1R1D表示在一定操作條件下，由第n板下降的液相組成xn與相鄰的蒸汽組成yn+1間的關(guān)系。2、提儲(chǔ)段操作線(xiàn)方程：L''Wym1xmxwL'WL'W表示在一定操作條件下，提儲(chǔ)段內(nèi)第m板下降的液相組成與第蒸汽組成間的關(guān)系。四、進(jìn)

14、料方程=1時(shí)y=x,混n+1板的上升m+1板上升的1、進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)q，/FIvIIq表示進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)即1kmol原料液變?yōu)轱柡驼魵馑璧臒崃?原料液的kmol汽化潛熱。2、q與V、V'及L、L'的關(guān)系L'LqF(q1)F3、進(jìn)料方程（q線(xiàn)方程）XF為兩操作線(xiàn)交點(diǎn)的軌跡五、回流比1、全回流精儲(chǔ)塔塔頂上升的蒸汽經(jīng)全凝器冷凝后，冷凝液全部回流至塔內(nèi)，在全回流下，DWF均為0RLD2、最小回流比Rmin正常平衡曲線(xiàn)時(shí)最小回流比RminRmin1XdXqXdyq六、塔高和塔徑塔高：z （Np 1）Ht塔徑：D 4量。（Xq,Yq）為q線(xiàn)與平衡線(xiàn)交點(diǎn)的坐標(biāo)E壇（NP為實(shí)際塔板數(shù)

15、，E全塔效率，Ht板間距）NpD:塔內(nèi)徑，u:空塔氣速，Vs:塔內(nèi)上升蒸汽的體積流第六章吸收一、亨利定律1、以PiXi表小的平衡關(guān)系PiEXiE:亨利系數(shù)（Pa,kpa）;難溶氣體E很大，易溶氣體E很??；對(duì)一定的氣體和一定的溶劑，E隨溫度升高而加大，體現(xiàn)出氣體的溶解度隨溫度升高而減小的趨勢(shì)。2、以pc表小的平衡關(guān)系p*ci-ci：摩爾濃度(kmol/m3);H：溶解度系數(shù)(kmol/m3*kpa)H易溶氣體H很大，難?§氣體的H很??；H隨溫度升高而減小。3、以yx表小的平衡關(guān)系Eyimxim:相平衡常數(shù)，m一P二、吸收速率方程式吸收速率傳質(zhì)系數(shù)傳質(zhì)推動(dòng)力1、膜吸收速率方程(1)氣膜以

16、壓差(PA-PAi)為推動(dòng)力：NAkG(PAPAi)以摩爾分率差(yA-yAi)表示推動(dòng)力：Naky(yAyAi)(2)液膜以摩爾濃度差(ci-c)為推動(dòng)力：NakL(cAicA)以摩爾分率差(xi-x)為推動(dòng)力：Nakx(xAixA)2、總吸收速率方程(PA-PA*)表示總推動(dòng)力：NaKg(pp*)(ca*-Ca)為總推動(dòng)力：NaKL(c*c)三、全塔物料衡算在逆流操作的吸收塔內(nèi)，氣體自下而上、液體自上而下流動(dòng)，塔頂11'、塔底22'對(duì)溶質(zhì)A做全塔物料衡算：V(YY2)L(XiX2)溶質(zhì)的吸收率或回收率:丫1 丫2Yi四、吸收塔的操作線(xiàn)方程與操作線(xiàn)L(Y2 VX2)LLfLY

17、X(Y1-X1)或Y-XVVVL/V稱(chēng)為液氣比。吸收操作中，吸收操作線(xiàn)必位于平衡線(xiàn)上方，即溶質(zhì)在氣相中的實(shí)際濃度總是高于與之接觸的液相的平衡濃度即Y>Y*,Y-Y*就是吸收操作中的推動(dòng)力；若操作線(xiàn)位于平衡線(xiàn)的下方，則進(jìn)行脫吸操作。五、吸收劑用量的確定正常情況下最小液氣比：(L)iViX1*X2(L/V)min稱(chēng)為最小液氣比，Xi*表示與Yi成平衡的吸收液濃度，若平衡關(guān)系滿(mǎn)足亨利定律Xi*=Yi/m六、填料層高度zHOGNOG傳質(zhì)單元高度：HogKYa*傳質(zhì)單元數(shù)：NOGln(1s)2rs1sY，Y2NOGY-2(Ym1Y2Y丫Y,丫2Y2Y2)YmInY2s丁稱(chēng)為脫吸因數(shù)，為平衡線(xiàn)的斜率

18、m與操作線(xiàn)的斜率L/V的比值。S小于1有利于提高溶質(zhì)的吸收率，出塔氣體與進(jìn)塔液體趨近平衡，需采用較大的液體量使操作線(xiàn)斜率大于平衡線(xiàn)斜率（即S小于1）;若要獲得最濃的吸收液，必使出塔液體與進(jìn)塔氣體趨近平衡，要求采用小的液體量使操作線(xiàn)斜率小于平衡線(xiàn)斜率（即S大于1）。第七章干燥一、濕空氣的性質(zhì)1、濕度H（濕含量）H0.622pvkg水汽/kg絕干氣Ppv絕干空氣，H=0去濕能力最大；飽和空氣去濕能力為02、相對(duì)濕度邑100%Ps絕干空氣=0,去濕能力最大；飽和空氣二1,無(wú)去濕能力。3、比容（濕容積uH）以1kg絕干空氣為基準(zhǔn)的濕空氣的體積稱(chēng)為濕空氣的比容，又稱(chēng)濕容積u單位為：m3濕空氣/kg絕干氣

19、(0.7721.244H )273 t273101330P4、比熱容ch常壓下，將濕空氣中1kg絕干空氣及相應(yīng)的Hkg水氣的溫度升高或降低1C所需要或放出的熱量稱(chēng)為比熱容ch表示，單位kJ/kg絕干氣C。Ch1.011.88H5、始I以1kg絕干空氣為基準(zhǔn)的絕干空氣的始與相應(yīng)Hkg水氣的始之和為濕空氣的始I,單位，kJ/kg絕干氣I(1.011.88H)t2490H6、干球溫度t、與濕球溫度tW、絕熱飽和冷卻溫度tas、露點(diǎn)td二、濕物料的性質(zhì)1、濕基含水量2、干基含水量X:X1三、干燥過(guò)程中的物料衡算Y海物料 世干頻G干醺黑干爆產(chǎn)品窗？篦干的G1、水分蒸發(fā)量WL(H2H1)G(X1X2)2、空氣消耗量LLWG(X1X2)H2HiH2Hi濕空氣的消耗量LwLwL(1Hi)3、干燥產(chǎn)品的流量G2GGi(1i)G2(12)四、干燥系統(tǒng)的熱量衡算干爆器的熱損失速率&五用滴，Ji%陽(yáng)用4干嬲A h ,濕物料進(jìn)千俅器時(shí)的溫度0 l面，八濕搠進(jìn)干燃器時(shí)的溫牌Ui