化工原理知識點總結(jié)復(fù)習(xí)重點完美版

1、普通本科 化工原理（天大版）知識點總結(jié)一一重科田華制第一章、流體流動流體靜力學(xué)流體動力學(xué)流體流動現(xiàn)象四、流動阻力、復(fù)雜管路、流量計、流體靜力學(xué):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-絕對壓出圉大氣壓力、絕對壓力、表壓力（或真空度）之間的關(guān)系流體靜力學(xué)方程式及應(yīng)用:壓力形式p2二pi g（zi -Z2）備注：1）在靜止的、連續(xù)的同一液體內(nèi)，處于同一能量形式竺 z1g =z2g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 Pp -

2、P2 =（ P。- P）gR傾斜液柱壓差計i普通本科 化工原理（天大版）知識點總結(jié)一一重科田華制微差壓差計、流體動力學(xué)流量2ms=GA= n /4d GVs=uA= n /4d2u質(zhì)量流量ms kg/sms=Vs p體積流量V m3/s 質(zhì)量流速 G kg/m 2s （平均）流速u m/sG=u p連續(xù)性方程及重要引論: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:zig *12+詈+叫"29+如匕p2N2ZWfJ/kg123輸送機械的有效功率:以單位重量流體為基準：SA2育"比A2育3 E輸送機械的軸功率：N二叢（運算效率進行簡單數(shù)學(xué)變換）Ne =msW

3、e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?。簝山孛婢鶓?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小;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：有關(guān)物理量的單位必須一致相匹配。三、流體流動現(xiàn)象：流體流動類型及雷諾準數(shù)：（1） 層流區(qū)Re<2000（2） 過渡區(qū)2000< Re<4000（3） 湍流區(qū)Re>4000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

4、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，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

5、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max湍流時的速度分布U嚇 0.8U max四、流動阻力、復(fù)雜管路、流量計: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：l u2圓直管道hffd 2、丨Pu2非圓直呂道 pf =.Wf = d 2運算時，關(guān)鍵是找出值，一般題目會告訴，僅用于期末考試，考研需擴充非圓管當量直徑：當量直徑：dede=4 rH （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n之比）流量計概述：（節(jié)流原理）孔板流量計是

6、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。復(fù)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、氣蝕現(xiàn)象與安裝高度普通本科 化工原理（天大版）知識點總結(jié)一一重科田華制四、工作點及流量調(diào)節(jié)離心泵：電動機 > 流體（動能）轉(zhuǎn)化 > 靜壓能一、離心泵的結(jié)構(gòu)和工作原理：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

7、殼液體的匯集與能量的轉(zhuǎn)換1轉(zhuǎn)能泵軸排放密封填料密封機械密封（咼級）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)。常用的軸圭寸裝置有填料密圭寸和機械密圭寸兩種。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。31汽蝕現(xiàn)象：汽

8、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、冃 2900f-p11 m1¥_i_ -、/N1 O 08 _721旳50403030O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 =v m h軸功率N :泵軸所需的功率Ne-Q曲線對應(yīng)的最高效率點為設(shè)計點， 對應(yīng)的Q、H、N值稱為最佳工況參

9、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）、氣蝕現(xiàn)象與安裝高度氣蝕現(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。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（pi/pg）與動壓頭（ui2/2 g ）之

10、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。2NPSH 蟲 也 丄NPSH HsHg抗氣蝕性能好Pg2g Pgg必須汽蝕余量：（NPSH）r離心泵的允許吸上真空度：pgH：離心泵的允許吸上真空度,指在泵人口處可允許達到的最高真空度*m液柱 p當?shù)卮髿鈮簭?Ph;M泵吸入口處允許的攝低絕對壓強* Pa ;P被輸送液體的密度離心泵的允許安裝高度 Hg （低于此高度0.5-1m）：叫="了 - i Hg 址=甘-（NPSH%-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)：管路特性與離心泵的工作點：由兩截面的

11、伯努利方程所得_r.W （,八“”j（q/3 60（mf盡- +匚*匚丿石二“一-土匸 + rJ-jgQ.管路系統(tǒng)的輸送量,/h4管路載面積,卅。H 產(chǎn) fQj £ = K + f（Qj2名（3 eooXP全程化簡。Q5荷仇管路待性方程H嚴 K* BQ：泵特性方程” W = /（Q）聯(lián)解既得工作點。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）往復(fù)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(fù)次數(shù)。第三章、非均相物系的分離（密度不同）一、重力

12、沉降二、離心沉降三、過濾、重力沉降:沉降過程:浮力兒二 ma先加速（短），后勻速（長）沉降過程。流型及沉降速度計算：（參考作業(yè)及例題）過渡區(qū)或艾倫定律區(qū)：（1<Re t<103）(2.62<K<69.1)湍流區(qū)或牛頓定律區(qū)：（103<Ret<2 105）（K>69.1）相應(yīng)沉降速度計算式：（公式不用記，掌握運算方法）滯流區(qū)過渡區(qū)湍流區(qū)dpt-p)g“0.27嚴乎耳於層流區(qū)（滯流區(qū)）或斯托克斯定律區(qū)：（10-4<Ret<1）（ K<2.62）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

13、公式計算Ut ,然后按Ut檢驗Re值是否在原設(shè)的流型范圍內(nèi)。如果與原設(shè)一致，則求得的Ut有效。否則，按算出的Ret值另選流型，并改用相應(yīng)的公式求Ut。2、摩擦數(shù)群法：書p1493、 K值法：書p150沉降設(shè)備:則位于降塵室最髙點的顆， 粒沉降至室底需要的時間為I 叫.氣體通過降塵室的時間為e = -L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:I降塵室的長度山； H降塵室的髙度,1 H b室的寬度,宀已或；;u氣體在降塵室的水平通過速度,單層降塵室生產(chǎn)能力：VS - blut （與高度H無關(guān)，注意判斷選擇填空題）多層降塵室：VS-（n 1）blu t （ n+1 為隔

14、板數(shù),n層水平隔板，能力為單層的（n+1 ）倍）、離心沉降:離心沉降速度Ur:4c（匚-?。︰t2,R重力沉降速度Ut：離心加速度：2（慣性離心力場強度）T ；重力加速度：gR離心分離因數(shù)Kc :Kc二土 = 牛（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）u-rgR離心沉降設(shè)備:旋風(fēng)分離器：利用慣性離心力的作用從氣流中分離出塵粒的設(shè)備二尋i=2D2D * S =尋廠耳性能指標:1、臨界粒徑de：理論上在旋風(fēng)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n o;分效率n p （粒級效率）;3、分割粒徑d50: dso是粒級效率恰為50%的顆粒直徑；4、壓力降

15、邙:氣體經(jīng)過旋風(fēng)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。Gm _Cm0.27（標準旋風(fēng)）G旋風(fēng)分離器進口氣體含塵濃度,前詔G旋風(fēng)分離器出口氣體含塵濃度,g/n?CIlJ進口氣體中粒徑在第d小段范圍內(nèi)的顆粒的濃度以出口氣體中粒徑在第i小段范圍內(nèi)的顆粒的濃度,g/n?標準旋風(fēng)Ne=5 ,=8.0。、過濾: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

16、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?？梢?，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。深床過濾探床過濾中，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)等均采用這種過濾方法。助濾劑的使用及注意：為了減少可壓縮濾餅的流動阻力

17、，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粒 混入懸浮液或預(yù)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(yù)混或預(yù)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(xué)穩(wěn)定性，不與懸浮液發(fā)生化學(xué)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。 恒壓過濾方程式：（理解，書P175 ）對于一定的懸濁液，若、r'、及 > 皆可視為常數(shù),表征過濾物料特性的常數(shù)，EN £丿或：H . （；恒壓過濾時，壓力差厶P不變，k、A、s都是常數(shù)再令5

18、才V濾液量0濾時間心=卄糾A過濾面積過濾常數(shù)的測定：書 P179,包括壓縮因子板框壓力機:過濾飯槪挽矗檢矗 洗 £ 過濾義入口機買T -IJL.-a rIf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(dǎo)、對流傳熱'二、總傳熱三、換熱器及強化傳熱途徑一、熱傳導(dǎo)、對流傳熱：傳熱基本方式：1、熱傳導(dǎo)（宏觀無位移）：若物體各部分之間不發(fā)生相對位移，僅借

19、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(dǎo)（又稱導(dǎo)熱）。熱傳導(dǎo)的條件是系統(tǒng)兩部 分之間存在溫度差，此時熱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(fēng)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

20、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?/p>

21、體亞N 對流傳熱的溫度分布情況對流傳熱是集熱對流和熱傳導(dǎo)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)層的厚度是強化對流傳熱的主要途徑。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=n二dLS 傳熱面積；n 管數(shù)；d 管徑,L管長，m。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=傳熱推動力（溫度差）;Q=二' R 整個傳熱面的熱阻， °C

22、/ W 傳熱熱阻R熱通量q （又稱傳熱速度）指單位面機的傳熱速率。q=dQ ; q;R'dsR'單位傳熱面積的熱阻，m2.。/ W熱傳導(dǎo)基本規(guī)律：傅里葉定律：傅立葉定律為熱傳導(dǎo)的基本定律，表示通過等溫表面的導(dǎo)熱速率與溫度梯度及傳熱面積成正比，即:dQ = - AdS Q導(dǎo)熱速率,即單位時間傳導(dǎo)的熱其方向與溫度梯度的方向相反 S等溫表面的面積,卅:A比例系數(shù)，稱為導(dǎo)熱系數(shù)，W/（m代）通過平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo):1、單層平壁的熱傳導(dǎo): S/tb= bS（t1 -t2）=t 1 t 2bjtRjtR'b 平壁厚度， m ；溫度差，導(dǎo)熱推動力，°C ；S導(dǎo)熱熱阻，5 ；R

23、'-導(dǎo)熱熱阻，m2.oC/W2、多層平壁的熱傳導(dǎo):在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時，通過各層的導(dǎo)熱速率必相等，即Q=Qi=Q2=Q3 ；熱通量也相等:q=q i=q2=q315(/j 3) A j5( £3 £4)二c bt - Q= *2X2S616： b3X+A+ITSb、b2（三層）通過圓筒壁的熱傳導(dǎo):2R(n層)1、單層圓筒壁的熱傳導(dǎo):二Sm 二 2 二rmL r2二L (11 -t2)2、多層圓筒壁的熱傳導(dǎo):In r2 / r1In空riQi=Q2=Q3=Q n（注意判斷選擇填空）qi>q2>q3>qnft) +加1（內(nèi)）In仝2nL( - r2)2nL(

24、r4 - rj )2k£( t| - (4)y-ln + y-ln + -p In A j r | A rj A j t 3八-I wQ =:y 1山3（n層）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)，do大于B點保溫才有意義）、總傳熱：（參考習(xí)題及例題）熱量衡算:dQ = j “詞人=W盅d/名W流休的質(zhì)量流量，燉/h或kgA; /流體的密kJ/kg;下標h和貯分別表示熱流體和拎流體Q -即hg（件-丁2）=孔-£|）流體的平均比熱容，kI/（煽代）；

25、3;冷流體的溫度龍;T熱流體的溫度.To總傳熱速率方程:q= KSt1總傳熱系數(shù)K、總熱阻 -K總熱阻=熱阻之和1 邊 虬 三、換熱器及強化傳熱途徑: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、山形）、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間壁式換熱器強化傳熱途徑：1、增大平均溫度差A(yù)tm2、增大傳熱面積S1）翅化面；2）異形表面；3）多孔物質(zhì)結(jié)構(gòu)；4）采用小直徑傳熱管。3

26、、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、溶液沸點升咼與溫度差損失三、多效蒸發(fā)及流程一、概述及蒸發(fā)器：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)。常見蒸發(fā)器類型及原理（書 P302）循環(huán)形（非膜式）蒸發(fā)器：1、中央循環(huán)管式（或

27、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、溶液沸點升咼與溫度差損失：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 C,而水的沸點為100 C, 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 C,正好與溶液沸點升高值相等，故沸點升高又稱為溫度差損失。溫度差損

28、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'''、多效蒸發(fā)及流程：（書P322，搞清楚前后黏度、壓強、溫度）込Q I一宅匚圖詣 井流加料的三效蒸發(fā)裝at溉程樂童費圖5 17 逆謙加料法的三牧癘發(fā)裝置流程示意圖L23ifl ir1工-w圖S-18 平蹶加轉(zhuǎn)法的三效茲發(fā)裝逼詭程示倉圖Pl>

29、;P2>P3Tl>T2>T3溶液的沸點必純?nèi)軇┑母撸淠旱姆悬c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J二、精餾原理及流程三、精餾過程計算:平衡關(guān)系：用飽和蒸氣壓和相平衡常數(shù)表示的氣液平衡關(guān)系：Pa = P：兀 a仇-訂 '衛(wèi)上二F譏由拉烏爾定律得出，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）0泡點方程式xAP - Pb0 0Pa - Pb露點方程式y(tǒng)A0 0 0_ PaXaPaP - PbP0 0P Pa - Pb

30、道爾頓分壓定律得出。揮發(fā)度VaPa對于理想溶液vXa0P XaXaP A。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VaVb=Pa / Xa Pb /Xb相圖：（t-x-y 圖）（x-y 圖）1200 2 0.4 0.6 O,S T/IHl 12苯一甲苯混合潑的x-y圖3、相平衡方程式:ax1（二1）x4、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

31、，便可得到幾乎完全的分離。流程：原料液經(jīng)預(yù)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：F 原料權(quán)流l.kmol/hi

32、jD-塔頂產(chǎn)品（館出液凍址knd/h;: （T塔屁產(chǎn)品（釜硬液）流和mol/h; 引原料液中易揮發(fā)組分的摩爾分 K（熱;兀T出液屮易揮發(fā)組分跚爾分； 敬；總物料衡算F=D+W比一釜殘液屮易揮發(fā)組分孵爾分吐一.-易揮發(fā)組分衡算塔頂易揮發(fā)組分的回收率DXdFXf100%Fx f= Dy+WxW(1-Xw)F(Xf)100%塔釜難揮發(fā)組分的回收率回流比：r = lDxD yq最小回流比Rm in 一 一R=（1.12.0） Rminyq - Xq廠操作線遠離平衡線，Nt設(shè)備費；Il V V t冷凝器、再沸器熱負荷t 操作費進料熱狀況的影響及q線方程將Ikmol原料變成飽和蒸汽所需 熱量Ikmol原料

33、的汽化潛熱并由此得到L，=L+qF及V'=V+(q - 1)F進料贈況 1 _ " -進斡的烤irq值A(chǔ). 曠1>1+1OD啊Kt血件物厶 < fF < 4O< fl < I祈ZIf fc ir0過h >幾<0+q值及q線的影響:進料熱狀況對q線方程F F必過點e ( Xl ,X操作線方程:L 'ym1 =WXm-W Xw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ynR11xnxD 必過點 a ( Xd ,Xd )R 1R 1提餾段操作線方程:總物料衡算L=V'W易揮發(fā)

34、組分衡算L，xm，= V，ym+1，+ Wxw操作線方程'l' ' W1ym 1 =v，Xm v' Xw 必過點 C ( Xw,Xw)平衡線方程J .（X普通本科 化工原理（天大版）知識點總結(jié)一一重科田華制ffl 1-20裸作線的杵法圖形關(guān)系（記?。﹒=1,斜率為二，圖像為進料 露點 q=0,斜率為0，圖像為：一理論版層數(shù)計算:1、逐板計算法2、圖解法逐板計算法:v平衡關(guān)系、V操作關(guān)系、.平衡關(guān)系yxXV1 D12計算到X < X匚（飽和液體進料狀況，其他為X ）nFq說明第n層是加料板（n-1層）。提餾段：同理X卄xw（m-1層）。233普通本科 化工原

35、理（天大版）知識點總結(jié)一一重科田華制全塔效率與單板效率Ntyn ' yn 1xn 1 - XnE =- 100%EmV - 一 或EmL 二 *N Pyn ' yn 1Xn- Xn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體沿塔板的不均勻分布由于液面落差 A的存在，氣體通過塔板時阻力大小不等，導(dǎo)致塔板上氣量分布不均。液體沿塔板的不均勻分布

36、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(dǎo)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 %以上稱為嚴重漏液。第七章 吸收（溶解度差異）、概述及平衡關(guān)系、傳質(zhì)理論三、吸收塔計算、概述及平衡關(guān)系：1、吸收依據(jù)：混合物各組分在某

37、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）溫度與壓強的影響：溫度J有利于吸收，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：Xi二液相中溶質(zhì)的摩爾數(shù)Xi液相中溶劑的摩爾數(shù)1 一 XiY

38、-氣相中溶質(zhì)的摩爾數(shù)yiY -氣相中惰性組分的摩爾數(shù) 1-yi亨利定律p； = EXip；=乞1EMSh =iHHpsEMS*e *yi - mxi mY = mXP卩;涪質(zhì)仗吒相中的平御分壓 kp趴粼洛質(zhì)在液相中的摩爾分數(shù)；E亨利系數(shù)技數(shù)價隨物系的特性及潟底面罕、F的單位弓強力單位一致單付體積溶槪中溶質(zhì)的摩爾數(shù)上罰/赤P： 一相中溶質(zhì)的平衡分伍,k內(nèi);H溶解 1$ 系I'Gkmol/fkN*塢液相中榕質(zhì)的摩爾分數(shù)y；與該液相成平衡的氣相中溶質(zhì)的摩爾分數(shù)m川平腳常數(shù)，哦稱分配系數(shù)，璉綱為I.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

39、、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 y 二mx或x= yi / m，如果氣相中溶質(zhì)的實際組成 y大于 與液相溶質(zhì)組成相平衡的氣相溶質(zhì)組成yi *，即yi >yi * （或液相的實際組成 Xj小于與氣相組成y相平衡的液相組成 x，即Xj <xi*，說明溶液還沒有達到飽和狀態(tài)，此時氣相中的 溶質(zhì)必然要繼續(xù)溶解，傳質(zhì)的方向由氣相到液相，即進行吸收；反之，傳質(zhì)方向則由液相到 氣相即發(fā)生解吸（或脫吸）。2）確定傳質(zhì)推動力：傳質(zhì)過程的推動力通常用一相的實際組成與其平衡組成的偏離程度表示。如圖，在吸收塔內(nèi)某截面 a-a處，溶質(zhì)在氣、液兩相

40、中的組成分別為y、Xj，若在操作條件下氣液平衡關(guān)系為 yi二mx，則在xi -yi坐標上可標繪出平衡線 0E和A-A截面上的操作點A，如國所示。從圖中可看出，以氣相組成差表示的動力為yi - yi - yi , 以*液相組成差表示的推動力為厶Xj = Xj - xi （只能以一相來表征）* c*同理，若氣、液組成分別以p、G表示，并且相平衡方程為 pjL或ci = Hp以氣H相分壓差表示的推動力為yi二y - y，以液相組成表示的推動力為.：xi = xi * - xia吸收塔內(nèi)兩相量與組成的變化b吸收過程推動力3）指明傳質(zhì)過程進行的極限:平衡狀態(tài)魁伶質(zhì)過程進行的極限。對于以凈化吒體為目的的逆

41、流吸收過程,無論休 流fft有多小，吸收刑流址有多大，吸收塔有多iflh出塔浄化氣中溶質(zhì)的務(wù)誠 劃用低都不會低 于與人塔吸收劑組成和相半飾的氣相溶質(zhì)組成打，即同理，對以制取液相產(chǎn)品為目的的逆麵吸收.岀塔吸收液的組成暗都不可能大于與人 怦"I甌成九和甲衡的槪相朝成，即二、傳質(zhì)理論：擴分子擴散：流體分子無規(guī)則的熱運動散 渦流擴散：流體質(zhì)點的湍動菲克定律：當物質(zhì)A在介質(zhì)B中發(fā)生擴散時，任一點處物質(zhì) A的擴散通量與該位置上 A的濃度梯 度成正比:d cJa =_Dab -（與傅里葉定律及牛頓黏性定律有相似處）dz幾物質(zhì)A在z方向上的分子擴散通獸一 質(zhì)A的濃度拂度，郎物質(zhì)A的濃度"在

42、工方向上的變化率.kmol/fnJ 物質(zhì)A在介質(zhì)R0的分產(chǎn)擴散系數(shù)腫/“式中負號表示擴散足沿著物質(zhì)A濃度降低的方向進行的“等分子單向擴散（了解，下冊書 p90）雙膜理論：雙膜理論把兩流體間的對流傳質(zhì)過程描述成如圖所示的模式。它包含以下幾點基本假設(shè)：相互接觸的氣、液兩相流體間存在著穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)各有一個很薄的停滯膜，吸收質(zhì)以分子擴散方式通過此二膜層由氣相主體進入液相主體；在相界面處，氣、液兩相達到平 衡；在兩個停滯膜以外的氣、液兩相主體中，由于流體充分湍動，物質(zhì)組成均勻。fr /jt |«j41速率二推動力，推動阻力吸收速率，指單位相際傳質(zhì)面積上單位時間內(nèi)吸收的溶質(zhì)量,力指組成

43、差，吸收阻力倒數(shù)為吸收系數(shù)，所以“速率=吸收系數(shù) 推動力”方程式:D.ZgPBm-甩)二 ©(Pa- PAi)，DpP一 =常數(shù)Kg （一定情況下）RTZ PBBm、吸收塔計算:1、摩爾分率、摩爾比相關(guān)關(guān)系:氣相:nA（氣體總體積=惰性體積）液相：nA Xan質(zhì)量分數(shù)與摩爾分率的關(guān)系為wA /M AwA /M A wb/Mb wn/Mn摩爾比YanBnAX A -nB摩爾分率與摩爾比的關(guān)系為y1-y摩爾濃度與分壓之間的關(guān)系為cnACA PPaRT2 .吸收操作線方程與操作線Y =LX (Y2 -X2)VVY =LX ( -LX1)VV液氣比 V = ( 1 . 1 一 2 0)( V

44、)mi最小液氣比的計算：丄V min丫1 -丫2X； - X2普通本科 化工原理（天大版）知識點總結(jié)一一重科田華制143這是理論上吸收液所能達到的最高組成，但此時過程的推動力已變?yōu)?0,因而需要無限大的相際傳質(zhì)面積，實際上辦不到?；蛘弋斀馕胶饩€為非下凹線時，操作線的極限位置為與平衡線相交，此時，對應(yīng)的氣液比為最小氣液比。以表示。對應(yīng)的氣體用量為最小用量，記作Vmin。X2 Xj*丫2 -丫1X2 Xj*丫2 -丫1塔高計算基本關(guān)系式（掌握方法，不用記公式Xi的計算為重點，參考作業(yè)）PVY1 dYKYaQ Y2 Y -Y*匚Z = N OG H OG （填料層高度）Hog =- 稱為氣相總傳質(zhì)

45、單元高度KYaQJ dYNog =匸稱為氣相總傳質(zhì)單元數(shù)丫2 丫 _YN OG丫 dYIy2Y -Y丫1 7(Y-Y*)m半一丫2|門：丫1_¥一丫2行-況Y2 _>Ym傳質(zhì)單元數(shù)的計算Nog11 -S'nl-sY-S式中S=平為解吸因數(shù)（脫吸因數(shù)）普通本科 化工原理（天大版）知識點總結(jié)一一重科田華制£mX2Y2 -mX2值的大小反映了溶質(zhì)A吸收率的高低。Nol11Ta一Y,“ Y-mX2-mX1式中A=mv稱為吸收因數(shù)吸收塔塔徑的計算51第八章、塔設(shè)備一、概述二、板式塔及流體力學(xué)性質(zhì)、填料塔、概述（了解）：作用:1、使氣、液兩相充分接觸，適當湍動，以提供盡可

46、能大的傳質(zhì)面積和傳質(zhì)系數(shù)，接觸后兩相 又能及時完善分離；2、在塔內(nèi)使氣、液兩相最大限度的接近逆流，以提供最大的傳質(zhì)推動力。性能評估指標：1、通量一一單位塔截面的生產(chǎn)能力，表征塔設(shè)備的處理能力和允許空塔氣速；2、分離效率一一單位壓降塔的分離效果，對板式塔以板效率表示，對填料塔以等板高度表 示；3、適應(yīng)能力一一操作彈性，表現(xiàn)為對物料的適應(yīng)性和對負荷波動的適應(yīng)性；塔設(shè)備在兼顧通量大、效率高、適應(yīng)性強的前提下，還應(yīng)盡量滿足流動阻力小、結(jié)構(gòu)簡 單、金屬耗量少、造價低、易于操作控制等要求。、板式塔及流體力學(xué)性質(zhì)（了解）：板式泡罩塔板Y塔的篩板了解它們工作原理種類浮閥塔板噴射形塔板塔板上Y鼓泡狀（優(yōu)良工作狀

47、態(tài)）氣液兩蜂窩狀相的接泡沫狀（為了減少霧沫夾帶，大都控制在此狀態(tài)）觸狀態(tài)：噴射狀（優(yōu)良工作狀態(tài)）板上壓降：壓降增大接觸時間一；塔板效率一；需求板數(shù) C 設(shè)備費0、降曰 塔釜溫度> 能耗>操作費霧沫夾帶：上升氣流穿過塔板上液層時，將板上液體帶入上層塔板的現(xiàn)象稱為霧沫夾帶漏液：錯流型的塔板在正常操作時，液體應(yīng)沿塔板流動，在板上與垂直向上流動的氣體進行錯 流接觸后由降液管流下。當上升氣體流速減小，氣體通過升氣孔道的動壓不足以阻止板上液體 經(jīng)孔道流下時，便會出現(xiàn)漏液現(xiàn)象。液泛：塔內(nèi)若氣、液兩相中之一的流量增大，使降液管內(nèi)液體不能順利下流，管內(nèi)液體必然積 累，當管內(nèi)液體增高到越過溢流堰頂部，

48、于是兩板間液體相連，該層塔板產(chǎn)生積液，井依次上 升，這種現(xiàn)象稱為液泛，亦稱淹塔。液面落差：當液體橫向流過板面時，為克服板面的摩擦阻力和極上部件（如泡罩、浮閥等）的 局部阻力，需要一定液位差，則在板面上形成液面落差，以厶表示。負荷性能圖：（掌握，書下冊p158 ）（1）霧沫夾帶線*（2液泛線j（3）液相負荷.i.限線"（4）漏液線幟（5）液相負荷下限線a 諸線所包圍的風(fēng)域u 便是塔的適宜操作范闊三、填料塔：（了解）填料種類：規(guī)整Y格柵填料填料波紋填料脈沖填料散裝拉西環(huán)鮑爾環(huán)階梯環(huán)弧鞍與矩鞍金屬環(huán)矩鞍填料球形填料流體流動性質(zhì)（了解，書 P184）第七章、干燥（相對濕度差異）一、干燥概述二

49、、空氣性質(zhì)及H-I圖三、干燥過程物料衡算及熱量衡算四、干燥動力學(xué)干燥概述:干燥操作的必要條件是物料表面的水汽壓力必須大于干燥介質(zhì)中水汽的分壓，兩者差別越大，干燥操作進行得越快。所以干燥介質(zhì)應(yīng)及時將汽化的水汽帶走，以維持一定的擴散 推動力。若干燥介質(zhì)為水汽所飽和，則推動力為零，這時干燥操作即停止進行。對流干燥特點：在對流于燥過程中，熱空氣將熱量傳給濕物料，物料表面水分即行汽化并干燥介質(zhì)既是通過表面外的氣膜向氣流主體擴散。與此同時，由于物料表面水分的汽化，物料內(nèi)部與表面 間存在水分濃度的差別，內(nèi)部水分向表面擴散，汽化的水汽由空氣帶走，所以載熱體又是載濕體，它將熱量傳給物斜的同時把由物料中汽化出來的

50、水分帶走。因此，干燥是傳熱和傳質(zhì)相結(jié)合的操作.干燥速率由傳熱速率和傳質(zhì)速率共同控制?？諝庑再|(zhì)及H-I圖:1、空氣性質(zhì)各參數(shù)濕度H濕空氣中水汽的質(zhì)量=輕 622-_濕空氣中絕干氣的質(zhì)量ngMg. p - pvkg水汽kg絕干氣飽和濕度Hs =0.622 匚P 一 Ps相對濕度0二 B 100%PsH漫凈氣的閹炭上百水吃/吐絕氣（以厲的討論屮,路丸咿位中水汽兩了）M摩爾質(zhì) & t kg/kmol;n憐爾數(shù)krud;下標V表示水蕉氣也表示絕干氣。久水汽的分展訃垃或khrP總壓* P&或k內(nèi)仏濕空氣的施和濕度，切/kg絕干氣,P.崔空氣溫度下,純水的tfe和廡氣缶衛(wèi)甘或k丹5濕比容、h =vaH« =(0.772 1.244H) 273 - 1. 013一19 m3 濕氣 /kg 干氣273p濕比熱 cH =1.011.88 H kJ/kg 干氣C焓I = (1.01 1.88H)t2492HkJ/kg 干氣H濕空代的比體積山濕空氣)"g絕干代 溫度弋。濕球溫度：tw “-也(Hw-H) a露點溫度td-HpPd0.622 H由Pd根據(jù)飽和水蒸汽壓表查出相應(yīng)的溫度，即為該濕空氣的露點。絕熱飽和溫度tas二t -邑（Has -H ）（約等于濕球溫度）CH干球溫度（理解