化工原理下復(fù)習(xí)課課件

化工原理下復(fù)習(xí)課化工原理下復(fù)習(xí)課各章的基礎(chǔ)理論，基本相同物料守恒，能量守恒，相平衡和傳質(zhì)速率方程各章基本方法，基本相同解決問題1、相平衡：有關(guān)于傳質(zhì)極限和方向2、傳質(zhì)速率方程：傳質(zhì)快慢，控制步驟3、物料守恒，能量守恒：計(jì)算的基礎(chǔ)各章都有獨(dú)自的重點(diǎn)和方法蒸餾：相平衡，物料恒算和熱量恒算吸收：傳質(zhì)速率方程，相平衡，物料恒算萃?。何锪虾闼?，相平衡干燥：物料恒算，熱量守恒，相平衡各章的基礎(chǔ)理論，基本相同物料守恒，能量守恒，相平衡和傳質(zhì)速率2精餾塔模型進(jìn)出總物料平衡，組分平衡精餾段塔板物料平衡，熱量平衡相平衡塔整體塔局部提餾段塔板物料平衡，熱量平衡相平衡進(jìn)料釜液餾出液精餾段提餾段冷凝器再沸器第一章精餾塔模型進(jìn)出總物料平衡，組分平衡精餾段塔板塔整體塔局部提餾3要求：1.掌握基本概念，熟悉基本公式2.熟練進(jìn)行精餾的基本運(yùn)算1.汽液平衡方程一、相平衡純組分：用飽和蒸汽壓表示其揮發(fā)的難易程度。

平衡分壓與液相組成的比值為液相混合物的揮發(fā)度?；旌衔铮阂螅?.掌握基本概念，熟悉基本公式1.汽液平衡方程一、相4相對(duì)揮發(fā)度：任意揮發(fā)組分與基準(zhǔn)組分揮發(fā)度的比值，用α表示。理想組分：相對(duì)揮發(fā)度：理想組分：52.相圖t－x－y，x－y兩條線，三種點(diǎn)，三個(gè)區(qū)泡點(diǎn)曲線，露點(diǎn)曲線液相區(qū)，氣相區(qū)，兩相區(qū)泡點(diǎn)，露點(diǎn)，沸點(diǎn)2.相圖t－x－y，x－y兩條線，三種點(diǎn)，三個(gè)區(qū)泡點(diǎn)曲線6（1）組成均以易揮發(fā)組分的組成表示，故曲線位于對(duì)角線上方（2）平衡線上不同點(diǎn)代表一個(gè)氣、液平衡狀態(tài)，即對(duì)應(yīng)一組x、y、t，且y(或x)越大，t愈低。（4）平衡線距對(duì)角線越遠(yuǎn)，物系越易分離。（3）對(duì)理想體系，每條平衡線對(duì)應(yīng)一個(gè)相對(duì)揮發(fā)度α，α越大，平衡線距對(duì)角線越遠(yuǎn)。（1）組成均以易揮發(fā)組分的組成表示，故曲線位于對(duì)角線上方（271、精餾精餾是利用回流手段、經(jīng)過多次平衡級(jí)過程，使物系實(shí)現(xiàn)高純度分離的操作。精餾設(shè)備的結(jié)構(gòu)二、精餾塔回流的作用：提供不平衡的氣液兩相，是構(gòu)成氣液兩相傳質(zhì)的必要條件。實(shí)現(xiàn)了氣液相間的質(zhì)量傳遞。塔板的作用易揮發(fā)組分沿塔高方向增加，而溫度沿塔高方向降低。1、傳質(zhì)方向2、熱量傳遞過程1、精餾精餾是利用回流手段、經(jīng)過多次平衡級(jí)過程，使物系8a、全塔物料衡算

對(duì)總物料：

對(duì)于易揮發(fā)組分：

b、精餾段操作線方程

－精餾操作線方程－回流比---汽液關(guān)系1、精餾計(jì)算a、全塔物料衡算對(duì)總物料：對(duì)于易揮發(fā)組分：b、精餾段操9塔頂易揮發(fā)組分回收率：易揮發(fā)組分從塔頂采出的量占全部進(jìn)料量中輕組分的百分?jǐn)?shù)。塔底難揮發(fā)組分回收率：

c、提餾段操作線方程--汽液關(guān)系塔頂易揮發(fā)組分回收率：易揮發(fā)組分從塔頂采出的量占全部進(jìn)料量中104、進(jìn)料熱狀況對(duì)操作的影響

a定義式所以：

4、進(jìn)料熱狀況對(duì)操作的影響所以：11b）q線方程——q線方程或進(jìn)料方程

（2）對(duì)于飽和蒸汽進(jìn)料

（3）對(duì)于冷液進(jìn)料

（1）對(duì)于泡點(diǎn)進(jìn)料

（4）汽液混合物進(jìn)料

（5）過熱蒸汽進(jìn)料

b）q線方程——q線方程或進(jìn)料方程（2）對(duì)于飽和蒸汽進(jìn)料12c）進(jìn)料熱狀況對(duì)q線及操作線的影響

過冷液體：q>1,

，ef1（）飽和液體：

q=1,

，ef2（↑）汽液混合物

：0<q<1,

，ef3（）飽和蒸汽：q=0,，ef4

（←）過熱蒸汽：q<0,，ef5（）c）進(jìn)料熱狀況對(duì)q線及操作線的影響過冷液體：q>1,13f1f2f3f4f5f1f2f3f4f514——芬斯克方程

回流比R=∞：全回流塔板數(shù)N=∞：最小回流適宜回流比——芬斯克方程回流比R=∞：全回流塔板數(shù)N=∞：最小回流適156、塔板效率單板效率注意：?jiǎn)伟逍什坏扔谌剩词垢靼宓男氏喈?dāng)，全塔效率也不等于板效率。注意：只有當(dāng)板上液體完全混合時(shí)，點(diǎn)效率才與板效率相同。點(diǎn)效率意義：反映了整個(gè)塔分離的綜合性能總板效率6、塔板效率單板效率注意：?jiǎn)伟逍什坏扔谌?，即使各板?6V，Y2V，Y1L，X2L，X1第二章：XY1Y2X1X2ABYV，Y2V，Y1L，X2L，X1第二章：XY1Y2X1X2A171.掌握吸收過程的基本概念2.熟練進(jìn)行吸收塔的計(jì)算一.要求二.主要公式1.氣液相平衡稀溶液：亨利定律溶解度↑，E↓,H↑,m↓1.掌握吸收過程的基本概念一.要求二.主要公式1.氣液相平衡182.擴(kuò)散過程擴(kuò)散通量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過垂直于擴(kuò)散方向的單位截面積擴(kuò)散的物質(zhì)量，J表示，kmol/(m2·s)。表征擴(kuò)散過程進(jìn)行的快慢單相內(nèi)物質(zhì)傳遞的機(jī)理：分子擴(kuò)散，對(duì)流傳質(zhì)吸收過程涉及兩相間的物質(zhì)傳遞，包括三個(gè)步驟：溶質(zhì)由氣相主體傳遞到兩相界面，即氣相內(nèi)的物質(zhì)傳遞；溶質(zhì)在相界面上的溶解，由氣相轉(zhuǎn)入液相，即界面上發(fā)生的溶解過程；溶質(zhì)自界面被傳遞至液相主體，即液相內(nèi)的物質(zhì)傳遞。a、兩相間分子擴(kuò)散的步驟2.擴(kuò)散過程擴(kuò)散通量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過垂直于擴(kuò)散方向的單位截19b、分子擴(kuò)散現(xiàn)象

分子擴(kuò)散在氣相、液相、固相中均能發(fā)生。分子擴(kuò)散：在靜止或滯流流體內(nèi)部，若某一組分存在濃度差，則因分子無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)使該組分由濃度較高處傳遞至濃度較低處，這種現(xiàn)象稱為分子擴(kuò)散。負(fù)號(hào)：表示擴(kuò)散方向與濃度梯度方向相反，擴(kuò)散沿著濃度降低的方向進(jìn)行溫度、總壓一定，組分A在擴(kuò)散方向上任一點(diǎn)處的擴(kuò)散通量與該處A的濃度梯度成正比。c、菲克（Fick）定律：b、分子擴(kuò)散現(xiàn)象分子擴(kuò)散：在靜止或滯流流體內(nèi)部，若某一組分存20d、氣相中的穩(wěn)態(tài)分子擴(kuò)散分子擴(kuò)散兩種形式：等分子反向擴(kuò)散，單向擴(kuò)散。1．等分子反向擴(kuò)散及速率方程

等分子反向擴(kuò)散：任一截面處兩個(gè)組分的擴(kuò)散速率大小相等，

方向相反。

對(duì)于單純的擴(kuò)散過程，N＝J2．單向擴(kuò)散及速率方程液體只吸收混合氣體中的A組分，對(duì)B組分不吸收。d、氣相中的穩(wěn)態(tài)分子擴(kuò)散分子擴(kuò)散兩種形式：等分子反向擴(kuò)散，單21界面處A不斷被液體吸收；B由界面向主體反向擴(kuò)散。氣相主體與界面間產(chǎn)生的微小壓差所促使的混合氣體向界面流動(dòng)就稱為主體流動(dòng)。主體流動(dòng)不同于擴(kuò)散流，擴(kuò)散流是分子微觀運(yùn)動(dòng)的宏觀結(jié)果，它傳遞的是純組分A或B。主體流動(dòng)是宏觀運(yùn)動(dòng)，它同時(shí)攜帶組分A與B流向界面。3.傳質(zhì)速率方程界面處A不斷被液體吸收；B由界面向主體反向擴(kuò)散。22（1）氣液兩相存在一個(gè)穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)存在穩(wěn)定的氣膜和液膜。膜內(nèi)為層流，A以分子擴(kuò)散方式通過氣膜和液膜。（2）相界面處兩相達(dá)平衡，無擴(kuò)散阻力。（3）有效膜以外主體中，充分湍動(dòng)，溶質(zhì)主要以渦流擴(kuò)散的形式傳質(zhì)。雙膜模型也稱為雙膜阻力模型4、雙膜模型的基本論點(diǎn)（1）氣液兩相存在一個(gè)穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)存在穩(wěn)定的氣膜和235、吸收速率方程.pAIpAicAcAi.5、吸收速率方程.pAIpAicAcAi.246.物料衡算

V（Y2－Y1）=L（X1－X2）全塔塔頂與塔任一截面塔底與塔任一截面X1=X2＋V（Y1－Y2）/LY2=Y1（1－φ）回收率吸收液濃度6.物料衡算V（Y2－Y1）=L（X1－X2）全塔塔頂與25液氣比定義：液氣比定義：26a.傳質(zhì)單元高度定義：，m。傳質(zhì)單元高度的意義:完成一個(gè)傳質(zhì)單元分離效果所需的填料層高度，反映了吸收設(shè)備效能的高低。7.塔高計(jì)算Z=HOG×NOGa.傳質(zhì)單元高度定義：，m。傳質(zhì)單元高度的意義:7.塔27b.傳質(zhì)單元數(shù)對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法吸收因數(shù)法的意義：反映了A吸收率的高低。參數(shù)S＝MV/L的意義：反映了吸收過程推動(dòng)力的大小，其值為平衡線斜率與吸收操作線斜率的比值。b.傳質(zhì)單元數(shù)對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法吸收因數(shù)法的意義：反映了A28不同脫附因數(shù)對(duì)操作的影響c、S值對(duì)塔內(nèi)推動(dòng)力的影響不同脫附因數(shù)對(duì)操作的影響c、S值對(duì)塔內(nèi)推動(dòng)力的影響29塔板負(fù)荷性能圖第三章：塔板負(fù)荷性能圖第三章：30霧沫夾帶線（氣體流量上限線）液泛線液相負(fù)荷上限線漏液線（氣體流量下限線4）

液相負(fù)荷下限線1）負(fù)荷性能圖中各線的意義1，2，3，4，5五條線所包圍的區(qū)域，既是一定物系在一定的結(jié)構(gòu)尺寸塔板上正常操作區(qū)。

霧沫夾帶線（氣體流量上限線）液泛線1）負(fù)荷性能圖中各線的意義31操作彈性:

兩極限的氣體流量之比

操作點(diǎn)位于操作區(qū)內(nèi)的適中位置,可獲得穩(wěn)定良好的操作效果

同一層塔板，操作情況不同，控制負(fù)荷上下限的因素也不同

物系一定時(shí)，負(fù)荷性能圖中各線的相對(duì)位置隨塔板尺寸而變例：加大板間距或增大塔徑可使液泛線上移，增加降液管截面積可使液相負(fù)荷上限線右移，減少塔板開孔率可使漏液線下移。操作彈性:兩極限的氣體流量之比操作點(diǎn)位于操作區(qū)內(nèi)的適中位32第四章液-液萃取的基本原理：在液體混合物中加入與其不互溶或部分互溶的溶劑（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。也稱溶劑萃取，簡(jiǎn)稱萃取。1、三角形相圖：頂點(diǎn)、邊、相點(diǎn)的意義、杠桿原理、和點(diǎn)、差點(diǎn)選擇性系數(shù)

分配系數(shù)ki分配曲線共軛線（聯(lián)結(jié)線）萃余液萃取液萃余相萃取相操作點(diǎn)

萃取因數(shù)最小溶劑比溶劑比理論級(jí)第四章液-液萃取的基本原理：在液體混合物中加入與其不互溶或部332、相圖的數(shù)據(jù)標(biāo)繪及各區(qū)的狀態(tài)①溶解度曲線:各平衡組成點(diǎn)連成一條曲線，稱為溶解度曲線；②聯(lián)結(jié)線:各對(duì)共軛相組成點(diǎn)之間的聯(lián)線，稱為聯(lián)結(jié)線；③混溶點(diǎn):曲線內(nèi)為兩相區(qū)，曲線外為單相區(qū)，曲線上的點(diǎn)稱為混溶點(diǎn)；④臨界混溶點(diǎn)(褶點(diǎn)):共軛相的組成相同，其位置和物系有關(guān)；⑤萃取相和萃余相:以原溶劑為主的相稱為萃余相，以溶劑為主的相稱為萃取相。2、相圖的數(shù)據(jù)標(biāo)繪及各區(qū)的狀態(tài)342、單級(jí)萃取：ABSREME’R’FE’maxEmax確定和點(diǎn)M，根據(jù)溶劑比確定E，R的量及組成確定萃取液與萃余液的組成及量最小溶劑用量和最大溶劑用量萃取液的最大濃度2、單級(jí)萃?。篈BSREME’R’FE’maxEmax確定和35試差法：先定出R點(diǎn)，再由R點(diǎn)利用輔助曲線求出E點(diǎn)，則RE與FS

線的交點(diǎn)即為混合液的組成點(diǎn)M。如果不對(duì)，再次假設(shè)R點(diǎn)。yE、xM、xR、x’R、y’E可由相圖讀出。ABSREE’R’FM單級(jí)萃取圖解法S0確定E，R的量及組成若知R’點(diǎn)，連SR’線與溶解度曲線的交點(diǎn)即為R點(diǎn)試差法：先定出R點(diǎn)，再由R點(diǎn)利用輔助曲線求出E點(diǎn)36c)確定萃取液與萃余液的組成及量ABSREE’R’FM單級(jí)萃取圖解法Sc)確定萃取液與萃余液的組成及量ABSREE’R’37單級(jí)系統(tǒng)的物料衡算：——單級(jí)萃取操作的操作線方程

3、多級(jí)萃?。浩胶怅P(guān)系：任一級(jí)系統(tǒng)的物料衡算：設(shè)：?jiǎn)渭?jí)系統(tǒng)的物料衡算：——單級(jí)萃取操作的操作線方程3、多級(jí)38設(shè)：解析計(jì)算就是各個(gè)單元和總物料平衡方程和相平衡方程設(shè)：解析計(jì)