食品工程原理復習資料-重要公式總結(jié)

(完整word版)食品工程原理復習資料-重要公式總結(jié)(完整word版)食品工程原理復習資料-重要公式總結(jié)PAGEPAGE2(完整word版)食品工程原理復習資料-重要公式總結(jié)目錄第1章流體流動與輸送設備第一節(jié)流體靜力學·····················································第二節(jié)流體動力學····················································第三節(jié)管內(nèi)流體流動現(xiàn)象··············································第四節(jié)··················································第五節(jié)管路計算······················································第六節(jié)流速與流量的測量··············································第七節(jié)流體輸送設備··················································第2章傳熱······························································第一節(jié)概述·····························································第二節(jié)熱傳導···························································第三節(jié)對流傳熱·························································第四節(jié)傳熱計算·························································第五節(jié)對流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式···············································第六節(jié)輻射傳熱························································第七節(jié)換熱器··························································第4章非均相物系分離·····················································第一節(jié)概述···························································第二節(jié)顆粒沉降·······················································第三節(jié)過濾····························································第四節(jié)過程強化與展望·················································第5章干燥······························································第一節(jié)概述·····························································第二節(jié)濕空氣的性質(zhì)及濕度圖·············································第三節(jié)干燥過程的物料衡算與熱量衡算·····································第四節(jié)干燥速率和干燥時間···············································第五節(jié)干燥器···························································第六節(jié)過程強化與展望···················································

第1章流體流動與輸送設備第一節(jié)流體靜力學流體靜力學主要研究流體處于靜止時各種物理量的變化規(guī)律。1-1-1密度單位體積流體的質(zhì)量，稱為流體的密度。液體密度一般液體可視為不可壓縮性流體，其密度基本上不隨壓力變化，但隨溫度變化，變化關(guān)系可從手冊中查得。液體混合物的密度由下式計算： 式中，為液體混合物中i組分的質(zhì)量分數(shù)；氣體密度氣體為可壓縮性流體，當壓力不太高、溫度不太低時，可按理想氣體狀態(tài)方程計算 一般在手冊中查得的氣體密度都是在一定壓力與溫度下的數(shù)值，若條件不同，則此值需進行換算。氣體混合物的密度由下式計算： 式中，為氣體混合物中i組分的體積分數(shù)?；蚱渲? 式中，為氣體混合物中各組分的摩爾分率。對于理想氣體，其摩爾分率y與體積分數(shù)φ相同。1-1-2壓力流體垂直作用于單位面積上的力，稱為流體的靜壓強，又稱為壓力。在靜止流體中，作用于任意點不同方向上的壓力在數(shù)值上均相同。壓力的單位按壓力的定義，其單位為N/m2，或Pa；以流體柱高度表示，如用米水柱或毫米汞柱等。標準大氣壓的換算關(guān)系：1atm=1.013×105Pa=760mmHg=10.33mH2O壓力的表示方法表壓=絕對壓力－大氣壓力真空度=大氣壓力－絕對壓力1-1-3流體靜力學基本方程靜力學基本方程：壓力形式能量形式適用條件：在重力場中靜止、連續(xù)的同種不可壓縮流體。（1）在重力場中，靜止流體內(nèi)部任一點的靜壓力與該點所在的垂直位置及流體的密度有關(guān)，而與該點所在的水平位置及容器的形狀無關(guān)。（2）在靜止的、連續(xù)的同種液體內(nèi)，處于同一水平面上各點的壓力處處相等。液面上方壓力變化時，液體內(nèi)部各點的壓力也將發(fā)生相應的變化。（3）物理意義：靜力學基本方程反映了靜止流體內(nèi)部能量守恒與轉(zhuǎn)換的關(guān)系，在同一靜止流體中，處在不同位置的位能和靜壓能各不相同二者可以相互轉(zhuǎn)換，但兩項能量總和恒為常量。應用：1.壓力及壓差的測量（1）U形壓差計若被測流體是氣體，可簡化為U形壓差計也可測量流體的壓力，測量時將U形管一端與被測點連接，另一端與大氣相通，此時測得的是流體的表壓或真空度。（2）倒U形壓差計（3）雙液體U管壓差計2.液位測量3.液封高度的計算第二節(jié)流體動力學1-2-1流體的流量與流速一、流量體積流量VS單位時間內(nèi)流經(jīng)管道任意截面的流體體積，m3/s或m3/h。質(zhì)量流量mS單位時間內(nèi)流經(jīng)管道任意截面的流體質(zhì)量，kg/s或kg/h。二、流速平均流速u單位時間內(nèi)流體在流動方向上所流經(jīng)的距離，m/s。質(zhì)量流速G單位時間內(nèi)流經(jīng)管道單位截面積的流體質(zhì)量，kg/（m2·s）。相互關(guān)系：mS=GA=πd2G/4VS=uA=πmS=GA=πd2G/4VS=uA=πd2u/4體積流量VSm3/s質(zhì)量流速Gkg/（m2·s）(平均)流速um/sG=uρ1-2-2定態(tài)流動與非定態(tài)流動流體流動系統(tǒng)中，若各截面上的溫度、壓力、流速等物理量僅隨位置變化，而不隨時間變化，這種流動稱之為定態(tài)流動；若流體在各截面上的有關(guān)物理量既隨位置變化，也隨時間變化，則稱為非定態(tài)流動。1-2-3定態(tài)流動系統(tǒng)的質(zhì)量守恒——連續(xù)性方程ρ=常數(shù)（不可壓縮流體）ρ=常數(shù)（不可壓縮流體）圓管圓管1-2-4定態(tài)流動系統(tǒng)的機械能守恒——柏努利方程一、實際流體的柏努利方程以單位質(zhì)量流體為基準：J/kg以單位重量流體為基準：J/N=m適用條件：（1）兩截面間流體連續(xù)穩(wěn)定流動；（2）適于不可壓縮流體，如液體；對于氣體，當，可用兩截面的平均密度ρm計算。二、理想流體的柏努利方程理想流體是指沒有黏性（即流動中沒有摩擦阻力）的不可壓縮流體。表明理想流體在流動過程中任意截面上總機械能、總壓頭為常數(shù)，三、柏努利方程的討論（1）當系統(tǒng)中的流體處于靜止時，柏努利方程變?yōu)樯鲜郊礊榱黧w靜力學基本方程式。（2）在柏努利方程式中，zg、、分別表示單位質(zhì)量流體在某截面上所具有的位能、動能和靜壓能；而We、ΣWf是指單位質(zhì)量流體在兩截面間獲得或消耗的能量。輸送機械的有效功率：輸送機械的軸功率：四、柏努利方程的應用應用柏努利方程時需注意的問題：截面的選取所選取的截面應與流體的流動方向相垂直，并且兩截面間流體應是定態(tài)連續(xù)流動。截面宜選在已知量多、計算方便處。截面的物理量均取該截面上的平均值?；鶞仕矫娴倪x取基準水平面可以任意選取，但必須與地面平行。為計算方便，宜于選取兩截面中位置較低的截面為基準水平面。若截面不是水平面，而是垂直于地面，則基準面應選管中心線的水平面。（3）計算中要注意各物理量的單位保持一致，對于壓力還應注意表示方法一致。第三節(jié)管內(nèi)流體流動現(xiàn)象1-3-1流體的黏度一、牛頓黏性定律牛頓黏性定律表明流體在流動中流體層間的內(nèi)摩擦力或剪應力與法向速度梯度之間的關(guān)系，其表達式為或牛頓黏性定律適用于層流。黏度是度量流體黏性大小的物理量，一般由實驗測定。物理意義：促使流體在與流動相垂直方向上產(chǎn)生單位速度梯度時的剪應力。單位：Pa·s，cP1cP=10-3Pa·s影響因素：溫度與壓力液體：T↑，μ↓；不考慮p的影響。氣體：T↑，μ↑；一般在工程計算中也不考慮p的影響。剪應力與速度梯度的關(guān)系符合牛頓黏性定律的流體，稱為牛頓型流體；不符合牛頓黏性定律的流體稱為非牛頓型流體。運動黏度為黏度μ與密度ρ的比值，單位為m2/s，也是流體的物理性質(zhì)。1-3-2流體的流動型態(tài)一、流體流動類型層流（或滯流）流體質(zhì)點僅沿著與管軸平行的方向作直線運動，流體分為若干層平行向前流動，質(zhì)點之間互不混合；湍流（或紊流）流體質(zhì)點除了沿管軸方向向前流動外，還有徑向脈動，各質(zhì)點的速度在大小和方向上都隨時發(fā)生變化，質(zhì)點互相碰撞和混合。二、流型判據(jù)——雷諾準數(shù)（1-28）Re為無因次準數(shù)，是流體流動類型的判據(jù)。當Re≤2000時，流動為層流，此區(qū)稱為層流區(qū)；當Re≥4000時，一般出現(xiàn)湍流，此區(qū)稱為湍流區(qū)；（3）當2000<Re<4000時，流動可能是層流，也可能是湍流，該區(qū)稱為不穩(wěn)定的過渡區(qū)。根據(jù)Re準數(shù)的大小將流動分為三個區(qū)域：層流區(qū)、過渡區(qū)、湍流區(qū)，但流動類型只有兩種：層流與湍流。雷諾準數(shù)物理意義：表示流體流動中慣性力與黏性力的對比關(guān)系，反映流體流動的湍動程度。1-3-3流體在圓管內(nèi)的速度分布一、層流時的速度分布由實驗和理論已證明，層流時的速度分布為拋物線形狀，管中心處速度為最大，管壁處速度為零。管截面上的平均速度與中心最大流速之間的關(guān)系為二、湍流時的速度分布湍流時速度分布由實驗測定，管中心區(qū)速度最大，管壁處速度為零。管截面上的平均速度與中心區(qū)最大流速之間的關(guān)系為三、層流內(nèi)層的概念當流體在管內(nèi)處于湍流流動時，由于流體具有黏性和壁面的約束作用，緊靠壁面處仍有一薄層流體作層流流動，該薄層稱為層流內(nèi)層（或?qū)恿鞯讓樱瑢恿鲀?nèi)層為傳遞過程的主要阻力。其厚度與流體的湍動程度有關(guān)，流體的湍動程度越高，層流內(nèi)層越薄。層流內(nèi)層只能減薄，但不能消失。第四節(jié)1-4-1流體在直管中的流動阻力一、直管阻力的通式范寧公式的幾種形式：能量損失壓頭損失壓力損失二、層流時的摩擦系數(shù)層流時摩擦系數(shù)λ是雷諾數(shù)Re的函數(shù)流體在直管內(nèi)層流流動時能量損失的計算式為或——哈根-泊謖葉方程表明層流時阻力與速度的一次方成正比。三、湍流時的摩擦系數(shù)因次分析法主要步驟（1）通過初步的實驗和較系統(tǒng)的分析，找出影響過程的主要因素；（2）通過無因次化處理，將影響因素組合成幾個無因次數(shù)群，減少變量數(shù)和實驗工作量；（3）建立過程的無因次數(shù)群關(guān)聯(lián)式（通常采用冪函數(shù)形式），通過實驗確定出關(guān)聯(lián)式中各待定系數(shù)。因次分析法的基礎：因次一致性，即每一個物理方程式的兩邊不僅數(shù)值相等，而且每一項都應具有相同的因次。因次分析法的基本定理：設影響某一物理現(xiàn)象的獨立變量數(shù)為n個，這些變量的基本因次數(shù)為m個，則該物理現(xiàn)象可用N＝（n－m）個獨立的無因次數(shù)群表示。湍流時摩擦系數(shù)λ是Re和相對粗糙度的函數(shù)：λ-Re-圖：（1）層流區(qū)Re<2000λ=64/Re，與無關(guān)Wf,hf∝u1（2）過渡區(qū)2000<Re<4000λ=f（Re，）（3）湍流區(qū)Re>4000λ=f（Re，）Wf,hf∝u1~2（4）完全湍流區(qū)Re>Recλ=f（）與Re無關(guān)Wf,hf∝u2(阻力平方區(qū))(虛線以上)四、非圓形管內(nèi)的流動阻力此時仍可用圓管內(nèi)流動阻力的計算式，但需用非圓形管道的當量直徑代替圓管直徑。當量直徑1-4-2局部阻力一、阻力系數(shù)法將局部阻力表示為動能的某一倍數(shù)，或式中，ζ稱為局部阻力系數(shù)，一般由實驗測定。注意，計算突然擴大與突然縮小局部阻力時，u為小管中的大速度。進口阻力系數(shù)，出口阻力系數(shù)。二、當量長度法將流體流過管件或閥門的局部阻力，折合成直徑相同、長度為的直管所產(chǎn)生的阻力即或式中稱為管件或閥門的當量長度，也是由實驗測定。1-4-3流體在管路中的總阻力當管路直徑相同時，總阻力：或注意：計算局部阻力時，可用局部阻力系數(shù)法，亦可用當量長度法，但不能用兩種方法重復計算。第五節(jié)管路計算1-5-1簡單管路在定態(tài)流動時,其基本特點為：（1）流體通過各管段的質(zhì)量流量不變，對于不可壓縮流體，則體積流量也不變，即(2)整個管路的總能量損失等于各段能量損失之和，即計算可分為兩類：設計型和操作型。計算中注意試差法的應用。1-5-2復雜管路一、并聯(lián)管路特點：（1）主管中的流量為并聯(lián)的各支管流量之和，對于不可壓縮性流體，則有（2）并聯(lián)管路中各支管的能量損失均相等，即注意：計算并聯(lián)管路阻力時，可任選一根支管計算，而絕不能將各支管阻力加和在一起作為并聯(lián)管路的阻力。二、分支管路與匯合管路特點：（1）總管流量等于各支管流量之和，對于不可壓縮性流體，有（2）雖然各支管的流量不等，但在分支處O點的總機械能為一定值，表明流體在各支管流動終了時的總機械能與能量損失之和必相等。第六節(jié)流速與流量的測量1-6-1測速管測速管測得的是流體在管截面某點處的速度，點速度與壓力差的關(guān)系為：用U形壓差計測量壓差時注意測速管安裝時的若干問題。1-6-2孔板流量計孔板流量計是利用流體流經(jīng)孔板前后產(chǎn)生的壓力差來實現(xiàn)流量測量?？姿袤w積流量質(zhì)量流量式中C0為流量系數(shù)或孔流系數(shù)，，常用值為C0＝0.6～0.7?？装辶髁坑嫷奶攸c：恒截面、變壓差，為差壓式流量計。1-6-3文丘里（Venturi）流量計文丘里流量計也屬差壓式流量計，其流量方程也與孔板流量計相似，即式中CV為文丘里流量計的流量系數(shù)（約為0.98～0.99）。文丘里流量計的能量損失遠小于孔板流量計。1-6-4轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子流量計是通過轉(zhuǎn)子懸浮位置處環(huán)隙面積不同來反映流量的大小。環(huán)隙流速體積流量式中CR為流量系數(shù)，AR為轉(zhuǎn)子上端面處環(huán)隙面積。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。轉(zhuǎn)子流量計的刻度，是用20℃的水（密度為1000kg/m3）或20℃和101.3kPa下的空氣（密度為1.2kg/m3）進行標定。當被測流體與上述條件不符時，應進行刻度換算。在同一刻度下，兩種流體的流量為式中下標1表示標定流體的參數(shù)，下標2表示實際被測流體的參數(shù)。注意：轉(zhuǎn)子流量計必須垂直安裝；為便于檢修，轉(zhuǎn)子流量計應安裝支路。流體輸送設備1-7-1離心泵一、離心泵的工作原理與構(gòu)造1.工作原理離心泵啟動前，應先將泵殼和吸入管路充滿被輸送液體。啟動后，泵軸帶動葉輪高速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，液體從葉輪中心甩向外緣。流體在此過程中獲得能量，使靜壓能和動能均有所提高。液體離開葉輪進入泵殼后，由于泵殼中流道逐漸加寬，液體流速逐漸降低，又將一部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，使泵出口處液體的靜壓能進一步提高，最后以高壓沿切線方向排出。液體從葉輪中心流向外緣時，在葉輪中心形成低壓，在貯槽液面和泵吸入口之間壓力差的作用下，將液體吸入葉輪。可見，只要葉輪不停地轉(zhuǎn)動，液體便會連續(xù)不斷地吸入和排出，達到輸送的目的。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。2.離心泵的主要部件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)。常用的軸封裝置有填料密封和機械密封兩種。二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線1.性能參數(shù)流量Q離心泵單位時間內(nèi)輸送到管路系統(tǒng)的液體體積，m3/s或m3/h。壓頭（揚程）H單位重量的液體經(jīng)離心泵后所獲得的有效能量，J/N或m液柱。效率η反映泵內(nèi)能量損失，主要有容積損失、水力損失、機械損失。軸功率P離心泵的軸功率是指由電機輸入離心泵泵軸的功率，W或kW。離心泵的有效功率Pe是指液體實際上從離心泵所獲得的功率。泵的有效功率：或泵的軸功率為或2.特性曲線離心泵特性曲線是在一定轉(zhuǎn)速下，用20℃水測定，由H-Q、P-Q、η-Q三條曲線組成。P/kWP（1）H-Q曲線：離心泵的壓頭在較大流量范圍內(nèi)隨流量的增大而減小。不同型號的離心泵，H-P/kWP（2）P-Q曲線：離心泵的軸功率隨流量的增大而增大，當流量Q＝0時，泵軸消耗的功率最小。因此離心泵啟動時應關(guān)閉出口閥門，使啟動功率最小，以保護電機。（3）-Q曲線：開始泵的效率隨流量的增大而增大，達到一最大值后，又隨流量的增加而下降。這說明離心泵在一定轉(zhuǎn)速下有一最高效率點，該點稱為離心泵的設計點。一般離心泵出廠時銘牌上標注的性能參數(shù)均為最高效率點下之值。高效率區(qū)通常為最高效率的92％左右的區(qū)域。3.影響離心泵性能的主要因素密度：ρ↑→Q不變，H不變，η基本不變，P↑；黏度：μ↑→Q↓，H↓，η↓，P↑；轉(zhuǎn)速：比例定律葉輪直徑：切割定律三、離心泵的工作點與流量調(diào)節(jié)1.管路特性曲線管路特性曲線表示在特定的管路系統(tǒng)中，輸液量與所需壓頭的關(guān)系，反映了被輸送液體對輸送機械的能量要求。管路特性方程其中，管路特性曲線僅與管路的布局及操作條件有關(guān)，而與泵的性能無關(guān)。曲線的截距A與兩貯槽間液位差及操作壓力差有關(guān)，曲線的陡度B與管路的阻力狀況有關(guān)。高阻力管路系統(tǒng)的特性曲線較陡峭，低阻力管路系統(tǒng)的特性曲線較平坦。2.工作點泵安裝在特定的管路中，其特性曲線H-Q與管路特性曲線He-Q的交點稱為離心泵的工作點。若該點所對應的效率在離心泵的高效率區(qū)，則該工作點是適宜的。工作點所對應的流量與壓頭，可利用圖解法求取，也可由管路特性方程：泵特性方程：聯(lián)立求解。3.流量調(diào)節(jié)（1）改變管路特性曲線最簡單的調(diào)節(jié)方法是在離心泵排出管線上安裝調(diào)節(jié)閥。改變閥門的開度，就是改變管路的阻力狀況，從而使管路特性曲線發(fā)生變化。這種改變出口閥門開度調(diào)節(jié)流量的方法，操作簡便、靈活，流量可以連續(xù)變化，故應用較廣，尤其適用于調(diào)節(jié)幅度不大，而經(jīng)常需要改變流量的場合。但當閥門關(guān)小時，不僅增加了管路的阻力，使增大的壓頭用于消耗閥門的附加阻力上，且使泵在低效率下工作，經(jīng)濟上不合理。（2）改變泵特性曲線通過改變泵的轉(zhuǎn)速或直徑改變泵的性能。由于切削葉輪為一次性調(diào)節(jié)，因而通常采用改變泵的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)方法，不額外增加阻力，且在一定范圍內(nèi)可保持泵在高效率下工作，能量利用率高。4.離心泵的組合操作（1）并聯(lián)操作兩泵并聯(lián)后，流量與壓頭均有所提高，但由于受管路特性曲線制約，管路阻力增大，兩臺泵并聯(lián)的總輸送量小于原單泵輸送量的兩倍。（2）串聯(lián)操作兩泵串聯(lián)后，壓頭與流量也會提高，但兩臺泵串聯(lián)的總壓頭仍小于原單泵壓頭的兩倍。（3）組合方式的選擇如果單臺泵所提供的最大壓頭小于管路兩端，則只能采用串聯(lián)操作。對于低阻輸送管路，并聯(lián)組合優(yōu)于串聯(lián)；而對于高阻輸送管路，串聯(lián)組合優(yōu)于并聯(lián)。四、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度1.汽蝕現(xiàn)象汽蝕現(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氣壓時，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)出噪聲，液體流量、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。2.汽蝕余量實際汽蝕余量允許汽蝕余量一般由泵制造廠通過汽蝕實驗測定。泵正常操作時，實際汽蝕余量必須大于允許汽蝕余量，標準中規(guī)定應大于0.5m以上。3.離心泵的允許安裝高度離心泵的允許安裝高度是指貯槽液面與泵的吸入口之間所允許的垂直距離。根據(jù)離心泵樣本中提供的允許汽蝕余量，即可確定離心泵的允許安裝高度。實際安裝時，為安全計，應再降低0.5～1m。判斷安裝是否合適：若低于，則說明安裝合適，不會發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，否則，需調(diào)整安裝高度。欲提高泵的允許安裝高度，必須設法減小吸入管路的阻力。泵在安裝時，應選用較大的吸入管路，管路盡可能地短，減少吸入管路的彎頭、閥門等管件，而將調(diào)節(jié)閥安裝在排出管線上。五、離心泵的類型與選用1.離心泵的類型按輸送液體性質(zhì)和使用條件，離心泵可分為以下幾種類型：（1）清水泵：適用于輸送各種工業(yè)用水以及物理、化學性質(zhì)類似于水的其它液體。（2）耐腐蝕泵：用于輸送酸、堿、濃氨水等腐蝕性液體。（3）油泵：用于輸送石油產(chǎn)品。（4）液下泵：通常安裝在液體貯槽內(nèi)，可用于輸送化工過程中各種腐蝕性液體。（5）屏蔽泵：用于輸送易燃易爆或劇毒的液體。2.離心泵的選用基本步驟：（1）確定輸送系統(tǒng)的流量和壓頭一般液體的輸送量由生產(chǎn)任務決定。如果流量在一定范圍內(nèi)變化，應根據(jù)最大流量選泵，并根據(jù)情況，計算最大流量下的管路所需的壓頭。（2）選擇離心泵的類型與型號根據(jù)被輸送液體的性質(zhì)及操作條件，確定泵的類型；再按已確定的流量和壓頭從泵樣本中選出合適的型號。若沒有完全合適的型號，則應選擇壓頭和流量都稍大的型號；若同時有幾個型號的泵均能滿足要求，則應選擇其中效率最高的泵。（3）核算泵的軸功率若輸送液體的密度大于水的密度，則要核算泵的軸功率，以選擇合適的電機。1-7-2其它類型化工用泵一、往復式泵1.往復泵往復泵的構(gòu)造及工作原理主要部件：泵缸、活塞、活塞桿、吸入閥和排出閥。工作原理：依靠活塞的往復運動，吸入并排出液體。（2）往復泵的流量與壓頭單動泵流量當活塞直徑、沖程及往復次數(shù)一定時，往復泵的理論流量為一定值。往復泵的壓頭與泵的幾何尺寸無關(guān)，與流量也無關(guān)。往復泵具有正位移特性，即流量僅與泵特性有關(guān)，而提供的壓頭只取決于管路狀況。（3）往復泵的流量調(diào)節(jié)多采用旁路調(diào)節(jié)或改變活塞沖程或往復次數(shù)。往復泵適用于輸送小流量、高壓頭、高黏度的液體，但不適于輸送腐蝕性液體及有固體顆粒的懸浮液。2．計量泵計量泵也為往復式泵，適用于要求輸送量十分準確的液體或幾種液體按比例輸送的場合。3．隔膜泵為輸送腐蝕性液體或懸浮液的往復式泵。二、旋轉(zhuǎn)泵旋轉(zhuǎn)泵包括齒輪泵和螺桿泵，其工作原理是依靠泵內(nèi)一個或多個轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)來吸液和排出液體。旋轉(zhuǎn)泵與往復泵一樣，也具有正位移特性，因此也采用旁路調(diào)節(jié)或改變旋轉(zhuǎn)泵的轉(zhuǎn)速，以達調(diào)節(jié)流量的目的。1-7-3氣體輸送設備一、離心式通風機1.工作原理與結(jié)構(gòu)離心式通風機的結(jié)構(gòu)和單級離心泵相似，工作原理也與離心泵完全相同，藉蝸殼中葉輪旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力將氣體壓力提高而排出。2.性能參數(shù)與特性曲線流量（風量）Q是指單位時間內(nèi)通風機輸送的氣體體積，以通風機進口處氣體的狀態(tài)計，m3/s或m3/h。風壓是指單位體積的氣體流經(jīng)通風機后獲得的能量，J/m3或Pa。靜風壓＝動風壓＝全風壓軸功率與效率特性曲線一定型號的離心式通風機的特性曲線以20℃、101.3kPa的空氣作為工作介質(zhì)進行測定，包括全風壓與流量pT-Q靜風壓與流量ps-Q軸功率與流量P-Q和效率與流量-Q四條線。3.離心式通風機的選用離心式通風機的選用與離心泵相仿，即根據(jù)輸送氣體的風量與風壓，由通風機的產(chǎn)品樣本來選擇合適的型號。但應注意，通風機的風壓與密度成正比，當使用條件與通風機標定條件（20℃、101.3kPa，空氣的密度＝1.2kg/m3）不符時，需將使用條件下的風壓換算為標定條件下的風壓，才能選擇風機。換算關(guān)系為二、往復式壓縮機往復壓縮機的工作過程壓縮機的一個工作過程是由膨脹、吸氣、壓縮和排出四個階段組成的。余隙系數(shù)：余隙體積VA與一個行程活塞掃過的體積（VC—VA）之比容積系數(shù)λ0：在一個壓縮循環(huán)中，氣體吸入的體積（VC—VB）與活塞掃過的體積（VC—VA）之比對于多變壓縮過程，二者關(guān)系容積系數(shù)λ0與壓縮機的余隙系數(shù)及壓縮比（）有關(guān)。余隙系數(shù)一定時，壓縮比越大，容積系數(shù)越小；壓縮比一定時，余隙系數(shù)越大，容積系數(shù)越小。2．多級壓縮壓縮比大于8時，宜采用多級壓縮多級壓縮，每級適宜壓縮比為3～5。三、真空泵真空泵用于從設備內(nèi)或系統(tǒng)中抽出氣體，使其處于低于大氣壓下的狀態(tài)。第2章傳熱第一節(jié)概述1－1傳熱的基本方式熱傳遞三種基本方式：傳導、對流和輻射。

傳導是物體中溫度較高部分分子，通過碰撞或振動將熱能以動能形式傳給相鄰溫度較低部分的分子，這種物體內(nèi)分子不發(fā)生宏觀位移的傳熱方式。對流是流體之間的宏觀相對位移所產(chǎn)生的對流運動，將熱量由空間中一處傳到他處的現(xiàn)象。輻射是一種以電磁波傳遞熱量的方式。工業(yè)的換熱方法：間壁式換熱、混合式換熱和蓄熱式換熱。1－2穩(wěn)定傳熱與不穩(wěn)定傳熱

穩(wěn)定傳熱若傳熱系統(tǒng)中各點的溫度僅隨位置變而不隨時間變，則此傳熱過程為穩(wěn)定傳熱。

不穩(wěn)定傳熱若傳熱系統(tǒng)中各點的溫度既隨位置變又隨時間而變，則此傳熱過程為不穩(wěn)定傳熱。第二節(jié)熱傳導2－1熱傳導的基本概念和付立葉定律

付立葉定律∶

式中負號表示熱流體方向與溫度梯度方向相反，即熱量從高溫傳向低溫。

2－2導熱系數(shù)

付立葉定律中的比例系數(shù)，其值等于溫度梯度下的熱通量。因此，λ值表示了物質(zhì)導熱能力的大小，是表征物質(zhì)導熱性能的參數(shù)，稱為導熱系數(shù)。

2－3平壁的熱傳導

1．僅限于討論以下條件的熱傳導

⑴穩(wěn)定導熱；

⑵平壁面積與平壁厚度相比很大，熱量只沿垂直壁面的Ｘ方向作一維傳導；

⑶單層或多層平壁中每層都為均質(zhì)材料，各層導熱系數(shù)均為不隨溫度而變化的常數(shù)。

2．通過單層平壁的導熱速率方程式為：

導熱通量表達式為：

3．通過多層平壁的導熱速度方程，根據(jù)串聯(lián)過程的概念，利用速率與推動力和阻力之間的關(guān)系可以表示為：

導熱通量可表示為：

2－4圓筒壁的導熱

1．討論僅限于如下條件：穩(wěn)定導熱、熱量只沿徑向傳遞的一維導熱、無內(nèi)熱源、導熱系數(shù)為常數(shù)。

2．單層圓筒壁的導熱速率方程：

圓筒內(nèi)外壁面的平均值

其中對于工程計算，當≤2時，可取或

3．多層圓筒壁導熱速率方程

應該注意，對于多層圓筒壁傳導，通過各層的導熱速率都相同，但熱通量則由于各層平均傳熱面積不等而各不相同。

4．導熱速率與導熱溫差及熱阻的關(guān)系

導熱速率

對于定態(tài)傳熱過程，通過各層的導熱速率均相等。第三節(jié)對流傳熱1.對流傳熱速率方程

流體與壁面間的對流傳熱速率由牛頓冷卻定律表達式：

對流傳熱系數(shù)和傳熱面積以及溫度差相對應。2.對流傳熱系數(shù)的物理意義

稱為對流傳熱系數(shù)，表示流體與壁面間溫差為１℃時，單位時間通過單位面積以對流傳熱方式傳遞的熱量。表示了對流傳熱的強度。第四節(jié)傳熱計算4－1熱負荷Ｑ的確定

根據(jù)能量衡算，單位時間內(nèi)熱流體放出之熱量等于冷流體吸收的熱量，即

兩流體均無相變化，則

若熱流體只有相變化而無溫度的變化，例如飽和蒸氣冷凝時，

4－2總傳熱速率方程

冷、熱流體通過間壁的傳熱過程是熱流體與壁面的對流傳熱，壁內(nèi)的導熱和另一側(cè)壁面與冷流體的對流傳熱三個環(huán)節(jié)的串聯(lián)過程。對于穩(wěn)定傳熱過程，冷、熱流體間的傳熱速率：

4－3平均溫度差

1．恒溫傳熱：

2．變溫傳熱：逆流或并流

當≤2時

3．錯流和折流時的

按逆流計算，加以校正，即

式中－—按逆流計算的對數(shù)平均溫差，

－—溫差校正系數(shù)，=f(P，R)，

4－4總傳熱系數(shù)

1.外表面為基準的總傳熱系數(shù)計算式為：

2.熱面積

傳熱面積

式中：So－—換熱器傳熱的外表面積，L－—換熱器管長，n－—換熱器的管子根數(shù)。第五節(jié)對流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式5－1影響對流傳熱系數(shù)的因數(shù)

⑴流體物性，主要是比熱容、導熱系數(shù)、密度和黏度；

⑵流體的流動狀態(tài)；

⑶流動的原因是強制對流還是流體自然對流；

⑷傳熱面的形狀、位置和大小；

⑸傳熱過程中有無相態(tài)變化。

5－2無相變時對流傳熱系數(shù)的關(guān)聯(lián)式

由對流傳熱過程的因次分析知，與對流傳熱有關(guān)的準數(shù)有：

努塞爾特準數(shù)Nu=；雷諾準數(shù)Re=；

普蘭特準數(shù)Pr=；格拉斯霍夫準數(shù)Gr=。

對不同的傳熱情況，需選用不同的對流傳熱的關(guān)聯(lián)式，注意關(guān)聯(lián)式的使用條件：適用范圍、定性溫度、特征尺寸。

1．流體在管內(nèi)作強制對流

（1）流體在圓管內(nèi)作強制湍流

①低黏度流體(2常溫水)RetNu=0.023Re0.8Prn

流體被加熱時，n=0.4；流體被冷卻時，n=0.3。

應用范圍Re＞10000，0.7＜Pr＜120

若

特征尺寸管內(nèi)徑di。

定性溫度流體進、出口溫度的算數(shù)平均值。

②高黏度流體(2常溫水)

應用范圍Re＞10000，0.7＜Pr＜16700，＞60

特征尺寸管內(nèi)徑di。

定性溫度除取壁溫外，均取流體進、出口溫度的算數(shù)平均值。

令＝，為了避免試差，項可取近似值，液體被加熱時取1.05；液體被冷卻時取0.95；氣體被加熱和冷卻時均用1.0。

（2）流體在圓形直管內(nèi)作強制滯流Ret

應用范圍Re＜2300，0.6＜Pr＜6700，＞100。

特征尺寸管內(nèi)徑di。

定性溫度除取壁溫外，均取流體進、出口溫度的算數(shù)平均值。

（3）流體在彎管內(nèi)作強制對流

式中′－—彎管中的對流傳熱系數(shù)；－—直管中的對流傳熱系數(shù)；

d－—管內(nèi)徑；R－—彎管的彎曲半徑。

（4）流體在非圓形管中作強制對流仍可采用圓形直管內(nèi)強制對流關(guān)聯(lián)式，管內(nèi)徑改為當量直徑：

流體力學當量直徑

傳熱當量直徑

在傳熱計算中，采用流體力學當量直徑還是傳熱當量直徑，由具體的關(guān)聯(lián)式?jīng)Q定。2．流體在管外作強制對流

列管式換熱器殼方流體在管間流動時，對流傳熱系數(shù)：

當列管式換熱器裝有圓缺型擋板時（缺口面積為25%的橋題解面積）

應用范圍Re=2×～1×

特征尺寸管內(nèi)徑de。

定性溫度除取壁溫外，均取流體進、出口溫度的算數(shù)平均值。

當量直徑的計算

管子為正方形排列

管子為正三角形排列

式中t－—相鄰兩管之中心距；do－—管外徑。

雷諾準數(shù)中的速度需根據(jù)流過管間的最大截面積A計算，即

式中h－—兩擋板間的距離；D－—換熱器外殼直徑。

5－3流體有相變時對流傳熱系數(shù)

1．蒸氣在管外膜狀冷凝的傳熱系數(shù)

（1）飽和蒸氣在垂直管或垂直板上膜狀冷凝

Re＜1800

Re＞1800

特征尺寸取垂直管長或板的高度

定性溫度蒸氣冷凝潛熱r取飽和溫度ts下的值，其余物性取液膜平均溫度下的值。

（2）蒸氣在水平管外冷凝第六節(jié)輻射傳熱6－1黑體、鏡體、透熱體和灰體的概念

１．黑體：能全部吸收輻射能的物體，其吸收率Ａ＝１。黑體又稱為絕對黑體。

２．鏡體：又稱絕對白體，是指能全部反射輻射能，即反射率Ｒ＝１的物體。

３．透熱體：能透過全部輻射能，即透過全部輻射能，即透過率Ｄ＝１的物體。

４．灰體：能以相同的吸收率且部分地吸收由零到∞所有波長范圍的輻射能物體。

6－2斯蒂芬－波爾茨曼定律

１.物體的輻射能力指物體在一定溫度下，單位時間內(nèi)所發(fā)射的全部波長的總能量Ｅ（Ｗ／m2）。

２．黑體的輻射能力的表達式－斯蒂芬－波爾茨曼定律：

6－3灰體的輻射能力及黑度

１．黑度：ε灰體的輻射能力E與同溫度下黑體輻射能力之比。即

２．灰體的輻射能力E可由下式表達

第七節(jié)換熱器1．各種類型的換熱器的結(jié)構(gòu)及特點套管式換熱器套管式換熱器是由兩種大小不同的標準管連接或焊接而成的同心圓套筒，根據(jù)換熱要求，可將幾段套筒連接起來組成換熱器。夾套式換熱器夾套式換熱器主要用于反應器的加熱或冷卻。夾套安裝在容器外部，通常用鋼或鑄鐵制成，可以焊在器壁上或者用螺釘固定在反應器的法蘭盤或者器蓋上。在用蒸氣進行加熱時，蒸氣由上部連接管進入夾壁，冷凝水由下部連接管流出。在進行冷卻時，則冷卻水由下部進入，而由上部流出。板式換熱器主要由一組長方形的薄金屬板平行排列、夾緊組裝于支架上而構(gòu)成。兩相鄰板片的邊緣襯有墊片，壓緊后可達到密封的目的，且可用墊片的厚度調(diào)節(jié)兩板間流體通道的大小。每塊板的四個角上，各開一個圓孔，其中有兩個圓孔和板面上的流道相通，另外兩個圓孔則不相通，它們的位置在相鄰板上是錯開的，以分別形成兩流體的通道。冷、熱流體交替地在板片兩側(cè)流過，通過金屬板片進行換熱。2．列管式換熱器傳熱計算的主要內(nèi)容及方法；選適當?shù)膿Q熱器。

試算并初選設備規(guī)格(1)確定流體在換熱器中的流動途徑；(2)根據(jù)傳熱任務計算熱負荷Q；(3)確定流體在換熱器兩端的溫度，選擇列管換熱器的型式；計算定性溫度，并確定在定性溫度下的流體物性；(4)計算平均溫度差，并根據(jù)溫度差校正系數(shù)不應小于0.8的原則，決定殼程數(shù)；(5)依據(jù)總傳熱系數(shù)的經(jīng)驗值范圍，或按生產(chǎn)實際情況，選定總傳熱系數(shù)K值；(6)由總傳熱速率方程，初步算出傳熱面積S，并確定換熱器的基本尺寸(如d、L、n及管子在管板上的排列等)，或按系列標準選擇設備規(guī)格。計算管程、殼程壓強降根據(jù)初定的設備規(guī)格，計算管程、殼程流體的流速和壓力降，檢查計算結(jié)果是否合理或滿足工藝要求。若壓力降不符合要求，要調(diào)整流速，再確定管程數(shù)或折流板間距，或選擇另一規(guī)格的換熱器，重新計算壓力降直至滿足要求為止。核算總傳熱系數(shù)計算管程、殼程對流傳熱系數(shù)，確定污垢熱阻Rsi和Rso，再計算總傳熱系數(shù)K’比較K的初設值和計算值，若K’／K＝1.15～1.25，則初選的換熱器合適，否則需另設K值，重復以上計算步驟。上述計算步驟僅為一般原則，設計換熱器時，視具體情況可以靈活變動。3．傳熱過程的強化途徑

(１)增大傳熱面積；增大換熱器單位體積的傳熱面積。

(２)增大平均傳熱溫差。平均溫差的大小取決于兩流體的溫度和流動方式，采用逆流操作可獲得較大的傳熱溫差。(３)增大總傳熱系數(shù)。提高Ｋ值必須減少各項熱阻。減少熱阻的方法有：提高對流傳熱系數(shù)（加大流速）；防止結(jié)垢或及時清除垢層等。

由于各項熱阻在總熱阻中所占的比重不同，只有設法大幅度減少對Ｋ值影響較大的熱阻才能有效地增加總傳熱系數(shù)。第4章非均相物系分離第一節(jié)概述混合物可以分為均相混合物和非均相混合物。非均相混合物的特點是在物系內(nèi)部存在兩種以上的相態(tài)，如懸浮液、乳濁液、含塵氣體等。其中固體顆粒、微滴稱為分散相或分散物質(zhì)；而氣體、液體稱為連續(xù)相或分散介質(zhì)。非均相物系分離的依據(jù)是連續(xù)相與分散相具有不同的物理性質(zhì)，因此可以用機械的方法將兩相分離。操作方式分為兩種：（1）沉降分離顆粒相對于流體（靜止或運動）運動的過程稱沉降分離。分為重力沉降、離心沉降。（2）過濾流體相對于固體顆粒床層運動而實現(xiàn)固液分離的過程稱過濾。分為重力過濾、離心過濾、加壓過濾和真空過濾，也可分為恒壓過濾、先恒速后恒壓過濾。2-1-1非均相分離在工業(yè)中的應用一、回收分散相二、凈化連續(xù)相三、環(huán)境保護和安全生產(chǎn)2-1-2顆粒與顆粒群的特性顆粒的特性1、球形顆粒體積V=d3表面積S=πd2比表面積S/V=6/d2、非球形顆粒工業(yè)上遇到的固體顆粒大多是非球形顆粒體積當量直徑dede=表面積當量直徑desdes=球形度（形狀系數(shù)）φs＝顆粒群的特性由大小不同的顆粒組成的集合體稱為顆粒群。1、顆粒群粒徑分布顆粒群的粒度組成情況即粒徑分布。可用篩分分析法測定各種尺寸顆粒所占的分率。2、顆粒的平均粒徑xi＝3、顆粒的密度顆粒的真密度：當不包括顆粒之間的空隙時，單位顆粒群體積內(nèi)顆粒的質(zhì)量，kg/m3。堆積密度（表觀密度）：當包括顆粒之間的空隙時，單位顆粒群體積內(nèi)顆粒的質(zhì)量，kg/m3。4、顆粒的粘附性和散粒性第二節(jié)顆粒沉降2-2-1顆粒在流體中的沉降過程顆粒與流體在力場中作相對運動時，受到三個力的作用：質(zhì)量力F、浮力Fb、、曳力Fd。對于一定的顆粒和流體，重力Fg、浮力Fb一定，但曳力Fd卻隨著顆粒運動速度而變化。當顆粒運動速度u等于某一數(shù)值后達到勻速運動，這時顆粒所受的諸力之和為零2-2-2重力沉降及設備球形顆粒的自由沉降顆粒在重力沉降過程中不受周圍顆粒和器壁的影響，稱為自由沉降。固體顆粒在重力沉降過程中，因顆粒之間的相互影響而使顆粒不能正常沉降的過程稱為干擾沉降。球形顆粒在靜止流體中沉降時，顆粒受到的作用力有重力、浮力和阻力。當合力為零時，顆粒相對于流體的運動速度u=ut，ut稱為沉降速度，又稱為“終端速度”。ut=其中是顆粒沉降時的阻力系數(shù)。并且是顆粒對流體作相對運動時的雷諾數(shù)Ret的函數(shù)=f(Ret)=f()與Ret的關(guān)系可由實驗測定，如圖2-2所示。圖中將球形顆粒（φs=1）的曲線分為三個區(qū)域，即（1）滯流區(qū)（10-4<Ret≤2）=（2）過渡區(qū)（2<Ret<103）=（3）湍流區(qū)（103≤Ret<2×105）=0.44對應各區(qū)的沉降速度ut的計算式為：（1）滯流區(qū)ut=(2)過渡區(qū)ut=0.27（3）湍流區(qū)ut＝1.74在計算沉降速度ut時，可使用試差法，即先假設顆粒沉降所屬那個區(qū)域，選擇相對應的計算公式進行計算，然后再將計算結(jié)果進行Ret校核。影響重力沉降速度的因素（1）顆粒形狀同一性質(zhì)的固體顆粒，非球形顆粒的沉降阻力比球形顆粒的大的多，因此其沉降速度較球形顆粒的要小一些。（2）干擾沉降當顆粒的體積濃度>0.2%時，干擾沉降不容忽視。（3）器壁效應當容器較小時，容器的壁面和底面均能增加顆粒沉降時的曳力，使顆粒的實際沉降速度較自由沉降速度低。重力沉降設備1、降塵室籍重力沉降從氣流中除去塵粒的設備稱為降塵室。氣體的停留時間為θ＝顆粒沉降所需沉降時間為沉降分離滿足的基本條件為θ≥θt或降塵室的生產(chǎn)能力為多層降塵室的生產(chǎn)能力為2、沉降槽籍重力沉降從懸浮液中分離出固體顆粒的設備稱為沉降槽。如用于低濃度懸浮液分離時亦稱為澄清器；用于中等濃度懸浮液的濃縮時，常稱為濃縮器或增稠器。沉降槽適于處理顆粒不太小、濃度不太高，但處理量較大的懸浮液的分離。這種設備具有結(jié)構(gòu)簡單，可連續(xù)操作且增稠物濃度較均勻的優(yōu)點，缺點是設備龐大，占地面積大、分離效率較低。2-2-3離心沉降及設備離心沉降速度與顆粒在重力場中相似，顆粒在離心力場中也受到三個力的作用，即慣性離心力、向心力和阻力。當三力平衡時，顆粒在徑向上相對于流體的速度極為顆粒在此位置上的離心沉降速度ur重力沉降速度計算式及所對應的流動區(qū)域仍可用于離心沉降，僅需將重力加速度g改為離心加速度uT2/R即可。如顆粒沉降過程屬于層流ut=應注意離心沉降速度ur隨旋轉(zhuǎn)半徑R的變化而變化。離心分離因數(shù)Kc是離心分離設備的重要性能指標Kc值愈高，離心沉降效果愈好。離心沉降設備1、旋風分離器構(gòu)造及工作原理主體的上部為圓柱形筒體，下部為圓錐形。含塵氣體切向進入旋風分離器，旋轉(zhuǎn)過程中，顆粒在離心力的作用下被拋向器壁，與器壁撞擊失去能量而落入錐底后，由排灰口排出。凈化后的氣體由頂部排氣管排出。性能指標（1）臨界粒徑dc旋風分離器能夠分離出的最小顆粒直徑稱為臨界粒徑。標準旋風分離器，可取N=5。（2）分離效率η總效率粒級效率（3）壓降Δpf氣體流經(jīng)旋風分離器的壓降是由氣體流經(jīng)器內(nèi)時的膨脹、壓縮、旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)向及對器壁的摩擦而消耗的能量。對標準旋風分離器，＝8.0。2、旋液分離器旋液分離器是分離懸浮液的離心沉降設備，其構(gòu)造及工作原理與旋風分離器類似。與后者不同的是直徑小而圓錐部分長，這樣的構(gòu)造既可以增大離心力，又可以延長停留時間。由于液體的進口速度大，所以流動阻力也大，對器壁的磨損較嚴重。第三節(jié)過濾2-3-1概述過濾方式深層過濾與餅層過濾過濾介質(zhì)作用是使濾液通過，截留固體顆粒并支撐濾餅。要求其具有多孔性、耐腐蝕性及足夠的機械強度。工業(yè)常用的過濾介質(zhì)有織物介質(zhì)、多孔性固體介質(zhì)及堆積的粒狀介質(zhì)等。濾餅與助濾劑濾餅可分為可壓縮濾餅和不可壓縮濾餅兩種。對于不可壓縮濾餅，為了減少過濾阻力可加入一些助濾劑。助濾劑是能形成多孔餅層的剛性顆粒，具有良好的物理、化學性質(zhì)。使用的方法多用預涂法和摻濾法。2-3-2過濾基本方程式過濾速率是指單位時間內(nèi)通過的濾液體積。過濾基本方程式表示過濾過程中某一瞬間的過濾速率與各有關(guān)因素的關(guān)系。恒壓過濾基本方程式恒壓過濾的特點是過濾操作的總壓差恒定，隨著過濾時間的延長，濾餅厚度增大，過濾阻力增加，過濾速率降低。過濾常數(shù)K、qe測定過濾常數(shù)一般在恒壓條件下測定。在已知過濾面積的過濾設備上，用待測懸浮液在恒壓條件下實驗測定。2-3-3過濾設備一、板框壓濾機生產(chǎn)能力為二、轉(zhuǎn)鼓真空過濾機生產(chǎn)能力為三、過濾離心機第四節(jié)過程強化與展望2-4-1沉降過程的強化選擇合適的分離設備是達到較高分離效率的關(guān)鍵。對氣-固混合物系根據(jù)顆粒的粒徑分布選擇合適的分離設備。對液-固混合物系考慮顆粒粒徑分布及其含固量大小。若顆粒粒徑很小，則需加入混凝劑或絮凝劑加速沉降。2-4-2過濾過程的強化利用助濾劑改變?yōu)V餅結(jié)構(gòu)；利用混凝劑、絮凝劑改變懸浮液中顆粒聚集狀態(tài)；利用動態(tài)過濾等新型過濾方法。動態(tài)過濾的典型設備為旋葉壓濾機。第5章干燥概述一、干燥過程的分類及應用1、物料的干燥：機械去濕法物理去濕法干燥方法：傳導干燥：熱能以傳導的方式傳給濕物料；對流干燥：熱能以對流方式由熱氣體傳給與其直接接觸的濕物料；輻射干燥：熱能以電磁波的形式由輻射器發(fā)射；介電加熱干燥：由高頻電場的交變作用使物料加熱而達到干燥的目的。2、對流干燥：工業(yè)上廣泛應用；傳熱與傳質(zhì)相伴進行的過程；干燥介質(zhì)即是載熱體又是載濕體；二、干燥過程進行的條件干燥過程得以進行的條件必須使被干燥物料表面所產(chǎn)生水汽(或其他蒸氣)的壓強大于干燥介質(zhì)中水汽(或其他蒸氣)的分壓，壓差愈大，干燥過程進行得愈迅速。所以，干燥介質(zhì)須及時地將汽化的水汽帶走，以保持一定的汽化水分的推動力。濕空氣的性質(zhì)及濕度圖一、濕空氣的性質(zhì)

1.濕空氣的狀態(tài)參數(shù)（以單位質(zhì)量的干空氣為基準）

濕度H：kg/kg干空氣

飽和濕度Hs：

是總壓和溫度的函數(shù)。相對濕度φ：濕空氣比容νh：

m3/kg干空氣

濕比熱容cH：cH=1.01+1.88Hkg/kg干空氣℃

濕空氣的焓I：I=(1.01+1.88H)t+2490H

絕熱飽和溫度tas：

干球溫度t：用普通溫度計測得的濕空氣的溫度，為濕空氣的真實溫度。濕球溫度tw:

露點td：不飽和空氣在總壓及濕度不變的情況下，冷卻達到飽和狀態(tài)時的溫度，稱為該空氣的露點。

濕球溫度tw和絕熱飽和溫度tas的關(guān)系

（1）對于空氣和水的系統(tǒng)tas=tw，tas

與tw在本質(zhì)上截然不同

tas——熱力學性質(zhì)；tw——取決于動力學因素。

（2）tas——兩相都達到平衡時的溫度；tw——傳質(zhì)傳熱過程達到穩(wěn)態(tài)時的溫度。

（3）tas——氣液間的傳遞振動力由大變小，最終趨于零；tw——穩(wěn)定后的氣液間的傳遞推動力不變。

對一定狀態(tài)的空氣，不飽和：

飽和：

二.濕空氣的濕度圖H-I常壓下濕空氣的H-I圖，采用兩個坐標夾角為135o的坐標圖，以提高讀數(shù)的準確性。同時為了便于讀數(shù)及節(jié)省圖的幅面，將斜軸(圖中沒有將斜軸全部畫出)上的數(shù)值投影在輔助水平軸上。濕空氣的H-I圖由以下諸線群組成。1、等濕度線(等H線)群等濕度線是平行于縱軸的線群。2．等焓線(等I線)群等焓線是平行于斜軸的線群。3．等干球溫度線(等t線)群將式（7-9）改寫成在固定的總壓下，任意規(guī)定溫度t1值，將式（7-19）簡化為I與H的關(guān)系式，按此式算出若干組I與H的對應關(guān)系，并標繪于H-I坐標圖中，關(guān)系線即為等t1線。如此規(guī)定一系列的溫度值，可得到等t線群。諸等t線是不平行的。4．等相對濕度線(等φ線)群5．蒸氣分壓線三.H-I圖的應用根據(jù)濕空氣的兩個獨立參數(shù)，可從H-I圖上確定其它參數(shù)。兩個獨立參數(shù)常為：t-φ、t-H、t-tas(或tw)、td-I等，先通過兩個獨立參數(shù)確定空氣狀態(tài)點A后，即可查出其它參數(shù)。td-H、p-H、td-p、tw(或tas)-I間都不是彼此獨立的，它們都在同一條等H線或等I線上，因此在H-I圖上，根據(jù)上述的各種數(shù)據(jù)不能確定空氣的狀態(tài)點。第三節(jié)干燥過程的物料衡算與熱量衡算一、干燥過程的物料衡算1、濕基含水量在干燥操作中稱水分在濕物料中的質(zhì)量分數(shù)為濕基含水量，以ω表示：2、干基含水量干基含水量的定義為：以lkg絕干物料為基準時濕物料中水分的含量，以X表示，單位為kg水／kg絕干料，其表達式為：兩種含水量的關(guān)系為：