(完整版)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：1atm 101.33kPa10330kgf/m210.33mH2O 760mmHg2、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)值稱為絕對(duì)壓強(qiáng)（簡(jiǎn)稱絕壓），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=大氣壓-絕壓3、流體靜力學(xué)方程式p P0 gh二、牛頓粘性定律F duA dyT為剪應(yīng)力；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Pa -s;物理單位制單位為g/（cm s），稱為P（

2、泊）, 其百分之一為厘泊cp1Pags 1P 1cP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)性方程若無質(zhì)量積累，通過截面1的質(zhì)量流量與通過截面2的質(zhì)量流量相等。1U1A1U2 A2對(duì)不可壓縮流體U1A U2A2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:2g z We hfy 22:衛(wèi)E稱為流體的機(jī)械能單位重量流體的能量衡算方程:u22gHe Hf2z :位壓頭（位頭）；:動(dòng)壓頭（速度頭）2g匕：靜壓頭（壓力頭）g有效功率:Ne WeWs軸功率：NNe五、流動(dòng)類型雷諾數(shù)：ReduRe是一無因次的純數(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：R

3、e 2000:層流（滯流），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層流時(shí)速度分布側(cè)型為拋物線型R（2）湍流Re 4000：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)稱為準(zhǔn)數(shù)。六、流動(dòng)阻力1、直管阻力一一范寧公式hf上上Hfg ghf為局部阻力系數(shù)，無因次出口損失出口 1.0 ;進(jìn)口損失進(jìn)口0.52、當(dāng)量長(zhǎng)度法hf le U2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Ws Ws Ws，對(duì)不可壓縮流體 Vs Vs Vs2（2）無軸

4、功時(shí)的柏努利方程:E E1 hf1 E2 hf 22、并聯(lián)管路 A圖L-裁并聯(lián)管賂VsA Vs Vs2VS3 VSbhf 1hf2hf3八、流量測(cè)量1、變壓頭的流量計(jì)（恒截面）：（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、

5、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)象稱為氣蝕現(xiàn)象。三、離心泵的特性曲線HQ: Q增大，H減小。NQ: Q增大，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)。Ne HQ gnQ Q增大，n先增大（流量為0時(shí)n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：HsP0PlgHs是在1at下以20T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。2泵的允許安裝高度：Hg Hs -Uk He2g由于H=隨流量Q的增大而減小，所以計(jì)算安裝高度時(shí)

6、應(yīng)以最大流量下的Ft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。2NPSH 衛(wèi)_ H匕 g 2g g泵的允許安裝高度Hg pPv NPSH Hf01 gNPSH隨流量的增大而增大，在確定安裝高度時(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)泵的特性曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)，即為離心泵的工作點(diǎn)。1、管路特性曲線調(diào)節(jié)流量改變出口閥開度時(shí)工作點(diǎn)變化QQSi Qm QgE戴 Q改變泵轉(zhuǎn)遠(yuǎn)時(shí)工作點(diǎn)變牝關(guān)小出口閥門，阻力變大，管路特性曲線變陡，工作點(diǎn)由M Mi, Q減小，H增大。開大出口閥門，阻力變小

7、，管路特性曲線變平坦，工作點(diǎn)由M M2，Q增大，H減小。2、泵的特性曲線調(diào)節(jié)流量(1)改變轉(zhuǎn)速：若離心泵的轉(zhuǎn)速變化不大(W 20%，則有比例定律：(T)2； n 轉(zhuǎn)速提高，泵的特性曲線上移，工作點(diǎn)由 M - Mi, Q增大，H增大 轉(zhuǎn)速降低，泵的特性曲線下移，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(W 10%，則有切割定律：切割后泵的特性曲線下移，工作點(diǎn)由 M M2，Q減小H減小。QDHD2 N D3； ()； ()QDHDND(3) 離心泵的串、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

8、路特性曲線越平坦，泵的并聯(lián)工作愈有利。Qi和Hi滿足泵1的特性曲線方程，Q2和H2滿足泵2的特性曲線方程。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。管路特性曲線越平坦，泵的串聯(lián)工作愈有利。H H1 H2Q Q1 Q2Qi和Hi滿足泵1的特性曲線方程，Q2和H2滿足泵2的特性曲線方程。六、往復(fù)泵1、往復(fù)泵的特征(1)具有正位移特性。(壓頭與流量之間無聯(lián)系)(1) 有自吸作用；(2) 流量具有不均勻性；單動(dòng)泵Q Asn ;雙動(dòng)泵Q (2 A a)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

9、復(fù)泵的工作點(diǎn)：管路特性曲線與泵的特性曲線的交點(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)泵旁路流量調(diào)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態(tài)化、形狀系數(shù)（球形度）：與非球形顆粒體積相等的球的表面積 非球形顆粒的表面積對(duì)球形顆粒= 1非球形顆粒， 1，顆粒的形狀越接近球形，越接近 1;二、床層空隙率反映床層疏密程度床層體積顆粒體積床層體積、重力沉降d3/、d22Utg( s )642Ret dUd為顆粒直徑，卩為流體的粘度層流區(qū)（斯托克斯阻力定律）24Ret(10 -4Re1)d2( s )g18過渡區(qū)（艾倫區(qū)）：18.5Rep(1

10、Re t1000)湍流區(qū)（牛頓區(qū)）：E =0.44 （1000Rep2 X105）四、重力沉降設(shè)備降塵室的生產(chǎn)能力：V utbl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，與降塵室的高度無關(guān)。五、恒壓過濾基本方程式2 2 2Ve KA e或 qe KV2 2VVe KA2或 q2 2qqK 2k p1 s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 橫穿洗法：小 1. dVuw ( )w( )Ed 4 d 量換洗法：(dV、(dV、Uw ()w () Edd2、洗滌時(shí)間以Vw的洗水洗滌濾餅，洗滌時(shí)間wUw七、間隙過濾機(jī)的生產(chǎn)能力操作周期:生產(chǎn)能力:Tq=v/t

11、第四章傳熱一、傳熱速率Q tR t為傳熱溫差， 平壁導(dǎo)熱的熱阻:R為整個(gè)傳熱面的熱阻b圓筒壁導(dǎo)熱熱阻:ri為圓筒壁的厚度;Sm 2 rmL為圓筒壁的對(duì)數(shù)平均面積;rm乜土為圓筒壁的對(duì)數(shù)平均半徑。ri對(duì)流傳熱熱阻：R、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(Ihi Ih2)Wc(Q I ci)流體無相變：I Cp t流體有相變：I r三、總傳熱速率方程Q ks tm傳熱面積：So2 roL （我國(guó)以外表面積為準(zhǔn)）11b1總傳熱系數(shù)：kSooSo Sm i S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)

12、較小一側(cè)的a。平均溫差:tmInt2ti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：0.8 nNu 0.023Re Pr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 蒸餾、全塔物料衡算精他塔的物料衡算總物料衡算：F=D+W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:Fxf=Dx+WwDxd/Fx

13、fW(1-xW/F(1-x f)、理想體系的汽液平衡方程x1(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餾方法進(jìn)行分離。三、操作線方程1、精餾段的操作線方程R1Lyn 1 Xn - Xd （ R 稱為回流比）R 1 R 1D表示在一定操作條件下，由第n板下降的液相組成X n與相鄰的 蒸汽組成yn+1間的關(guān)系。2、提餾段操作線方程：L Wym 1XmXwL W L W表示在一定操作條件下，提餾段內(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)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 LLF Iv IIq表示進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)即

14、Ikmol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 L qFV V (q 1)F3、進(jìn)料方程（q線方程）XF為兩操作線交點(diǎn)的軌跡五、回流比1、全回流精餾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，D W F均為02、最小回流比Rmin正常平衡曲線時(shí)最小回流比RminXdXqXDYq（Xq,yq）為q線與平衡線交點(diǎn)的坐標(biāo)六、塔高和塔徑塔咼：z (Np 1)HtET （2為實(shí)際塔板數(shù)，E全塔效率，Ht板間距）N p塔徑：D l 4VsD:塔內(nèi)徑，u:空塔氣速，Vs:塔內(nèi)上升蒸汽的體積流量。第六章吸收一、亨禾I定律1、以PiXi

15、表示的平衡關(guān)系PiEXi: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pCi表示的平衡關(guān)系p*9 c i:摩爾濃度(kmol/m3) ； H：溶解度系數(shù)(kmol/m3*kpa)H易溶氣體H很大，難溶氣體的H很?。籋隨溫度升高而減小。3、以yx表示的平衡關(guān)系*eyi mxim :相平衡常數(shù)，m 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) 氣膜以壓差(pA-p Ai)為推動(dòng)力：Na kG ( pA pAi)以摩爾分率差(yA-yAi)表示推動(dòng)力：Na ky

16、(yA yAi)(2) 液膜以摩爾濃度差(ci-c)為推動(dòng)力：Na燈2舟Ca)以摩爾分率差(xi-x)為推動(dòng)力：Na kx(xAi xA)2、總吸收速率方程(p a-pa*)表示總推動(dòng)力：Na Kg( p p*)(c A*-c a)為總推動(dòng)力：Na Kl(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(Y 丫2)L(Xi X2)溶質(zhì)的吸收率或回收率：Yi 丫2Yi四、吸收塔的操作線方程與操作線YL/V或 丫 -X （丫2 X2）VVLL防(丫1舁1)稱為液氣比。吸收操作中，吸收操作線必位于平衡線上方，即溶質(zhì)在氣相中的

17、實(shí)際濃度總 是高于與之接觸的液相的平衡濃度即 丫丫*, Y-Y*就是吸收操作中的推動(dòng)力；若操 作線位于平衡線的下方，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)i 丫 丫2(v)min x； X2(L/V) min稱為最小液氣比，Xi*表示與Yi成平衡的吸收液濃度，若平衡關(guān)系滿足亨 利定律兀*=丫1肝六、填料層高度z H OG N OG傳質(zhì)單元高度：HogV3傳質(zhì)單兀數(shù)：1Y Y,Nog1 sln(1%丫SNogY Y2YmYmY Y Y*, 丫2 Y2 Y*)s 稱為脫吸因數(shù)，為平衡線的斜率 m與操作線的斜率L/V的比值。S小于1 L有利于提高溶質(zhì)的吸收率，出塔氣體與進(jìn)塔

18、液體趨近平衡，需采用較大的液體量 使操作線斜率大于平衡線斜率（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斜率小于平衡線斜率 （即 S大于1）。一、濕空氣的性質(zhì)1、濕度H （濕含量）0.622 pvP Pv第七章干 燥kg水汽/ kg絕干氣絕干空氣，H=0去濕能力最大；飽和空氣去濕能力為 0 2、相對(duì)濕度Pv 100%Ps絕干空氣=0，去濕能力最大；飽和空氣=1，無去濕能力。3、比容（濕容積u H）以1kg絕干空氣為基準(zhǔn)的濕空氣的體積稱為濕空氣的比容，又稱濕容積u 單位為：m濕空氣/kg絕干氣(0.7721.244 H )273 t2731

19、01330P4、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為比熱容 Ch表示,單位kJ/kg絕干氣C。Ch 1.01 1.88H5、焓I以1kg絕干空氣為基準(zhǔn)的絕干空氣的焓與相應(yīng)Hkg水氣的焓之和為濕空氣的焓I，單位，kJ/kg絕干氣I (1.01 1.88H)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32、干基含水量X: X 1三、干燥過程中的物料衡算干燥產(chǎn)晶各？ 絶干刪序1、水分蒸發(fā)量Y濕物科並鮑干物料GW L(H2 H1) G(X1 X2)2、空氣消耗量LL W Gg X2)H2 H1 H2 H1濕空氣的消耗量LwLw L(1 H1)3、干燥產(chǎn)品的流量G2G G1(11)G2(12)四、干燥系統(tǒng)的熱量衡算干廉誕的熱扌員失速率盤干輛* K 屈息左Qn預(yù)熱器消乾的熱呈商干燥黑補(bǔ)充的熱壘連華干烽過種的熱畫餌算示吾圏直濕加進(jìn)干燥器時(shí)的蟲度石L心It濕刪進(jìn)干嗓器時(shí)的塩醜Uikg溫度為t。濕度為Ho ,焓為I。的新鮮空氣，經(jīng)預(yù)熱