化工原理上册重点公式.
化工原理公式和重点概念
《化工原理》重要公式第一章 流体流动牛顿粘性定律 dydu μτ= 静力学方程 g z p g z p 2211+=+ρρ 机械能守恒式 f e h u g z p h u g z p +++=+++2222222111ρρ 动量守恒 )(12X X m X u u q F -=∑雷诺数 μμρdGdu ==Re阻力损失 22u d l h f λ= ????dq d u h V f ∞∞ 层流 Re 64=λ 或 232d ul h f ρμ= 局部阻力 22u h f ζ= 当量直径 ∏=A d e 4 孔板流量计 ρP ∆=200A C q V , g R i )(ρρ-=∆P第二章 流体输送机械管路特性 242)(8V e q g d d l z g p H πζλρ+∑+∆+∆= 泵的有效功率 e V e H gq P ρ=泵效率 ae P P =η最大允许安装高度 100][-∑--=f V g H gp g p H ρρ]5.0)[(+-r NPSH 风机全压换算 ρρ''TT p p = 第四章 流体通过颗粒层的流动物料衡算: 三个去向: 滤液V ,滤饼中固体)(饼ε-1V ,滤饼中液体ε饼V 过滤速率基本方程 )(22e V V KA d dV +=τ , 其中 φμ012r K S -∆=P 恒速过滤 τ222KA VV V e =+ 恒压过滤 τ222KA VV V e =+生产能力 τ∑=V Q 回转真空过滤 e e q q n K q -+=2ϕ板框压滤机洗涤时间(0=e q ,0=S ) τμμτVV W W W W 8P P ∆∆=第五章 颗粒的沉降和流态化斯托克斯沉降公式 μρρ18)(2gd u p p t -=, 2Re <p重力降尘室生产能力 t V u A q 底=除尘效率 进出进C C C -=η 流化床压降 g A m p p)(ρρρ-=∆P 第六章 传热傅立叶定律 dndt q λ-=牛顿冷却定律 )(W T T q -=α努塞尔数 λαl Nu = 普朗特数 λμp C =Pr 圆管内强制湍流 b d Pr Re 023.08.0λα= 受热b=0.4,冷却b=0.3传热系数 2212111111d d R d d R K m αλδα++++=传热基本方程式 m t KA Q ∆= 2121ln t t t t t m ∆∆∆-∆=∆ 热量衡算式 )()(21222111t t C q T T C q Q p m p m -=-= 或 r q Q m 1=第七章 蒸发蒸发水量 )1(0ww F W -= 热量衡算 损Q Wr t t FC Dr Q ++-==)(000传热速率 )(t T KA Q -=溶液沸点 ∆+=0t t第八章 气体吸收亨利定律 Ex p e =,HC p e =; 相平衡 mx y e =费克定律 dzdC D J A AB A -= 传递速率 A A A Nx J N +=; )(21A A BmM A C C C C D N -=δ1212ln B B B B Bm C C C C C -= 对流传质 )()()()(x x k y y k C C k p p k N i x i y i L i g A -=-=-=-=总传质系数 x y y k m k K +=11传质速率方程式 )()(x x K y y K N e x e y A -=-=吸收过程基本方程式 my y y e y OG OG y y y a K G y y dy a K G N H H ∆-=-==⎰2112 对数平均推动力 22112211ln )()(mx y mx y mx y mx y y m -----=∆ 吸收因数法 ])1ln[(112221L mG mx y mx y L mG LmG N OG +----= 最小液气比 2121min )(x x y y G L e --= 物料衡算式 )()(2121x x L y y G -=-第九章 液体精馏相平衡常数 AA A x y K = 相平衡方程 xx y )1(1-+=αα 物料衡算 W D F +=W D f Wx Dx Fx +=轻组分回收率 fD A Fx Dx =η 默弗里板效率 11*++--=n n n n mV y y y y Eq 线方程 11---=q x x q q y f塔内气液流率 qF RD qF L L +=+= F q D R F q V V )1()1()1(--+=--=精馏段操作方程 11+++=R x x R Ry D提馏段操作方程 V Wx x V Ly W-=最小回流比 ee eD x y y x R --=min芬斯克方程 αln )11ln(min WWD D x x x x N --=第十章 气液传质设备全塔效率 实际不含釜N NE T T )(=填料塔高度 HETP N H T =第十一章 液液萃取分配系数 AAA x y k =选择性系数 )1/()1/(//000A A A AB B A A x x y y x y x y --==β单级萃取 E R S F +=+; A A A fA Ey Rx Sz Fx +=+;S S S Ey Rx Sz +=第十二章 其他传质分离方法总物料衡算式 )()5.0()(21021x x L L c c u B B --=-ρτ传质区计算式 ⎰-==S B C C e B f of of c c dca K uN H L 0第十三章 热、质同时传递的过程湿度 水汽水汽水汽水汽空气水p p p p p p M M H -=-=622.0 相对湿度 S p p 水汽=ϕ 当p p S <; p p 水汽=ϕ 当p p S >焓 H t H I 2500)88.101.1(++=比容 273273)184.22294.22(++=t H v H 湿球温度 )(H H r k t t W W H W --=α绝热饱和温度 )(H H C r t t aS HaS aS --= 路易斯规则 空气-水系统kg kJ k H /09.1=α℃pH c ≈, W aS t t ≈第十四章 固体干燥干燥速率 τd dX A G N C A -= 恒速段速率 )()(W W W H A t t r H H k N -=-=α间隙干燥 恒速段时间: AC C AN X X G )(11-=τ 降速段时间: **ln 22X X X X AK G CX C --=τ (近似处理*)(X X K N X A -=)连续干燥 物料衡算 )()(1221H H V X X G W C -=-=热量衡算 损补Q Q Q Q Q Q +++=+321; 预热器)(01I I V Q -=;理想干燥12I I =热效率 补Q Q Q Q ++=21η; 当00==损补,Q Q 时 0121t t t t --=η 《化工原理》重要概念第一章 流体流动质点 含有大量分子的流体微团,其尺寸远小于设备尺寸,但比起分子自由程却要大得多。
化工原理公式
化工原理公式
1. 质量守恒公式:
在化学反应中,质量守恒是一个基本的原理。
它可以用如下公式表示:
质量物质的总量 = 当前的质量物质的总量 + 生成的物质的质量 - 消失的物质的质量
2. 摩尔质量计算公式:
摩尔质量是指一个物质的摩尔质量与其质量之间的关系。
它可以用如下公式表示:
摩尔质量 = 质量 / 物质的摩尔数
3. 反应物比例公式:
反应物比例可以通过计算摩尔比来确定。
反应物比例为生成物比例的化学计量关系。
它可以用如下公式表示:
摩尔比 = 摩尔数 / 最小摩尔数
4. 摩尔分数公式:
摩尔分数是指一个化合物在混合物中所占的比例。
它可以用如下公式表示:
摩尔分数 = 摩尔数 / 总摩尔数
5. 离子浓度公式:
离子浓度可以用来描述溶液中离子的浓度。
它可以用如下公式表示:
离子浓度 = 离子的摩尔数 / 溶液的体积
请注意,这些公式仅为化工原理中的一部分,还有很多其他的公式和原理没有包括在内。
同时,这些公式可能会依赖于具体的实验条件和问题的要求,因此在使用时需谨慎。
化工原理公式总结
化工原理公式总结
化工原理公式总结如下:
1. 质量平衡公式:
输入质量 = 输出质量 + 累积质量
2. 物质平衡公式:
输入组分质量流率 = 输出组分质量流率 + 生成/消耗组分质量流率 + 储存组分质量流率
3. 能量平衡公式:
输入能量 = 输出能量 + 生成/消耗能量 + 储存能量
4. 平均温度计算公式:
平均温度= ∫(T*dA) / ∫dA,其中 T 为温度,dA 为面积微元
5. 理想气体状态方程:
PV = nRT,其中 P 为压力,V 为容积,n 为物质的摩尔数,R 为气体常数,T 为温度
6. 液体体积膨胀公式:
V2 = V1 * (1 + β * ΔT),其中 V1 为初始体积,V2 为最终体积,β 为膨胀系数,ΔT 为温度变化
7. 理想混合气体摩尔分数公式:
Xi = ni / n,其中 Xi 表示组分 i 的摩尔分数,ni 表示组分 i 的摩尔数,n 表示总摩尔数
8. 溶液浓度计算公式:
质量分数 = 溶质质量 / 总溶液质量
摩尔分数 = 溶质摩尔数 / 总溶液摩尔数
体积分数 = 溶质体积 / 总溶液体积
9. 反应速率公式:
反应速率 = k * [A]^m * [B]^n,其中 k 为速率常数,[A] 和[B] 表示反应物 A 和 B 的浓度,m 和 n 为反应级数
10. 溶解度公式(亨利定律):
P = K * C,其中 P 为气体的分压,K 为溶解度常数,C 为溶质的浓度。
化工原理公式
4化工原理公式《化工原理》重要公式第一章流体流动丛+石參+羊+“*二电+©£+牛+〃才P 2P Z动帚守恒2F* = 0(% - “[才)雷诺数Re = ^ = — A A 阻力损失%,“劣牛顿粘性定律tht"一"农弊力学方程机械能守恒式第十章气液传质设备仝塔效率比=$專食塑填料堪高度H=N卫ETP第十一章液液萃取分配系数弓二几/七二北/Q ■龙) P"几/也"W/Q-d)选抒性系数,+$=«+J5\E X八4人=R X八By小 Aj = JCr^ + 4>j 第十二章其他传质分离方法总物料衞算式de传质区讣《厶=H弄厂缶:…4路易斯规则 空气-水系统舟L = i ・09£//4r ・cyg绝热饱不II 温度第十三章 热、质同时传递的过程ff= M 氷 P 杯=0.622 g処气 /*-/**«p-p 林V 也5/= (1.01+ 倔砂 + 2500刃比容"5 18 273第+四章固体干燥憤速段速率恒述段时河:r,="戈J 血)•/4/V#降速段时间:巧=~^|11¥ ~二切I 才 力j./r ・连续T •燥物料Sm 即=GM\ - X )=玖2热JMm Q*Q* = Q\+Q 严Q 、+ Q.・、预热器0=P (/;・人h 理处!尸燥热效率 q =弓+密:当Q 科=0* @援工0时rj = —_—v+ v» A"^4r(近似处理层流咗或rw部阻力孔板流呈计和虫4』竽第二g流体输送机械管路特性勺少+”渗/ A? 穴og泉的右效功率P严呗叽4报大允许安裝髙度w 」=Z 7皿呵八g pg pg凤机全压换珠 f^r-Pr — P第四章流体通过颗粒层的流动物料衡舜:三个去向.池液F.滤饼中周体岭(1-&)・滤饼中液休比声恒压过濾生产能力回转真空过滤板框压濾机沈涤时间(<,=0. J=0) %=筈2^学『第五章颗粒的沉降和流态化jy arj^过遊速铀本方程一二丽书英中 &=卑二恒速过滤宀叱卑/(Q ■ P)>斯托克斯沉降公式"严八:仝上壬,Re# < 218/i两力降尘室生产能力q产除尘效率耳=q流化床H曲AP = —(P, -PM第六章传热傅立叶宦律9=-^^m牛顿眇却宦律努塞尔数A普朗特数Pr3X圆管内强制湍流 C = 0.023Pr*a受热b=a4•冷却bP・3传热系数K1L 1 p 附*- + ^ + -- +就、©4传热尿本方程式@=KAZ.热屋衡偉式0=仇d巧1(幷-^)= 仏-心)或第七章蒸发裁发水S热Mn Q=叫=Q.传热速率溶液沸点/ = / +A第八章气体吸收p. = Ex、p. = HC\相屮衡-MX 亨利速律费號1!律传谨速率默北里板效牽第九g 液休精憎轻组分冋收率报小液气比物料衡算成心-M>=£O I -*2)相平衡常数相V 衡方程 ar尸=1+(住一I*物料衡休F = D52豎默北里板效牽✓» _ Cn — C駅©4------- 7^In仏G,炖流传质% = %("・呂》=札(^-6 = £0-乃)=/€*>-劝总伎质系数£=—1 JW-- h_釘Ar传质速率方程式理< =&/^・几)=兀(兀・劝吸收过徑基术方程式H=HocNg = — T-^= f 牙■必尸■几U"■~力心-芒,>1 -吸收限法心土吨-爭泾+学Z提馆段操作方程瑕小回流比芥斯克方程■转载(3) ■基■ W■复制地址 •举报更多上一篇 I 下一篇:直面现实 努力实、、、 个人日记丨本文最近访客X 吴二况2 2:01了纯方程塔内气液流率L= gF= qF粘儒段操作方程尸々+1 &+1儿一叫l ・a• X现实得思考21: 46.X-黑色得輪廓※泛a得記憶2 1 : 02•评论还没有人发表评论来坐第一个沙发发表评论系统正在进行升级维护中,暂不支持日志评论,敬请谅解!化工原理重要概念《化工原理》重要概念第一章流体流动质点含有大量分子得流体微团,其尺寸远小于设备尺寸,但比起分子自山程却要大得多.连续性假定假定流体就是山大量质点组成得、彼此间没有间隙、完全充满所占空间得连续介质。
化工原理公式及其推导
化工原理公式及其推导1.流体的连续性方程:∂ρ/∂t+∇(ρV)=0其中ρ为流体的密度,t为时间,V为流体的速度。
这个方程的推导基于质量守恒原理,即单位时间内通过其中一截面的质量流量等于单位时间内聚集在该截面的质量。
2.流体的动量守恒方程:∂(ρV)/∂t+∇(ρV^2)=-∇P+∇(τV)+ρg其中P为流体的压力,τ为流体的剪应力,g为重力加速度。
这个方程的推导基于牛顿第二定律,即单位时间内物体受到的外力等于物体动量的变化率。
3.流体的能量守恒方程:∂(ρh)/∂t+∇(ρhV)=∇(k∇T)+∇(qV)其中h为流体的比焓,T为流体的温度,k为流体的热传导系数,q 为流体的热源。
这个方程的推导基于能量守恒原理,即单位时间内物体所接收的热量等于物体内能的变化率。
1.热传导的傅立叶定律:q=-k∇T其中q为单位时间内通过单位面积的热流量,k为物质的导热系数,∇T为温度梯度。
这个定律的推导基于热传导现象,即热量沿温度梯度方向传导。
2.对流传热的牛顿冷却定律:q=hA(Ts-T∞)其中q为单位时间内通过单位面积的热流量,h为传热系数,A为传热面积,Ts为表面温度,T∞为环境温度。
这个定律的推导基于传热的对流现象,即物体表面与周围流体之间的热量交换。
1.弗里克定律:J=-D∇C其中J为单位时间内通过单位面积的物质传递通量,D为物质的扩散系数,C为物质的浓度。
这个定律的推导基于物质扩散的现象,即物质沿浓度梯度方向传递。
2.对流传质的量化表述:Jc=ρVDc其中Jc为单位时间内通过单位面积的物质传递通量,ρ为流体的密度,V为流体的速度,Dc为物质的扩散系数。
这个方程的推导基于对流传质的现象。
1.反应速率方程:r=kC^n其中r为反应速率,k为反应速率常数,C为反应物的浓度,n为反应级数。
这个方程的推导基于反应速率与反应物浓度之间的关系。
2.反应热平衡方程:ΔHr=Qv+Qp其中ΔHr为反应的热效应,Qv为体积效应的热量变化,Qp为反应物浓度效应的热量变化。
高职化工原理(第一册)公式(第一章)
绪论物料衡算式 进入各系统的各股物流量—离开系统的各股物流量=系统中物料的积累量第一章1.密度的定义: V m=ρ2.比体积的定义式:ρυ1==m V 3.纯组分流体的密度——气体的密度: V m =ρ=RTpM 4.混合物的密度(1) 液体混合物的密度:∑+=ni iiw 1ml1ρρ(i=1,2.....n)其中∑=n1i i w =1(2) 气体混合物的密度:m g ρ=ni 1=∑(i i y ρ)(i=1,2......n)其中∑=n1i y i =1m g ρ=RTpM m m M =n i 1=∑(i i y M )5.牛顿粘性定律:τ=dy uA F d μ=(τ剪应力,m N 2;μ为粘度,单位是ms N 2∙即s P a ∙) 6.压强的定义:AP p =7.表压强=绝度压强-(外界)大气压强 8.真空度=(外界)大气压强-绝度压强9.流体静力学基本方程:gh p p ρ+=0 10.表压强或压强差的测定(1)普通U形管压差计:21p p -=(B A ρρ-)gR21p p -≈A ρgR(2)倾斜U形管压差计:αsin RR =' (3)倒U形管压差计:21p p -=(B A ρρ-)gR21p p -=B ρgR(4)(4)双液注微差计:21p p -=(C A ρρ-)gR11.质量流量:ρs s V W ==μAρ(其中s W 单位kg/s或kg/h;s V 单位3m /s或3m /h)12.流速(1)平均流速:μ=A V s =2s785.0d V (2)质量流速:G=AV A W s s ρ==μρ 13.流体定长流动的连续性方程:1s W =2s W222111ρμρμA A =s W =μAρ=常数s W =μAρ=常数s V =μA=常数21221221d d A A ==μμ14.mkg流体的位能=1mgzmkg流体的动能=2121mumkg流体的压强能=1p 1v15.伯努利方程:1gz +2121u +1p 1v =2gz +2221u +2p 2v1gz +2121u +ρ1p =2gz +2221u +ρ2p gz +221u +ρp=常数16.机械能的输入=机械能的输出+机械能的损失 (1)以单位体积流体为衡算基准:1gz ρ+221u ρ+1p +e W ρ=2gz ρ+222u ρ+2p +f h ∑ρ(2)以单位质量流体(重力)为衡算基准:1z +g 221u +g p ρ1+g W e =2z +g u 222+gpρ2+f H17.雷诺数:μρdu R =e18.圆管内速度分布:(1)层流时管内的速度分布:r 处的流速:)1(22max Rr u u r -=截面的平均速度:max 21u u m =(2)湍流时管内的速度分布:max 82.0u u m ≈ 19.直管内的流动阻力(1)直管阻力计算通式:p ∆=1p -2p =f h ∑ρf h ∑=22mu d l ⨯λ f h ∑ρ=22mu d l ρλ⨯=f H gu d l m22⨯λ (2)圆形等径直管层流流动的速度分布:)(42221r R lp p u r --=μ 层流管中心处速度为:)1(22max Rr u u r -=层流时等截面上的平均速度:max 21u u m = 层流时的摩擦系数:e64R =λ (3) 湍流时的剪应力:y u d d)(e +=μτ20.光滑管的值的柏拉修斯公式:25.0e3146.0R =λ21.非圆形直管内的阻力损失:ec R =λ 非圆形直管内的当量直径:润湿周边长度流通截面积水力半径⨯=⨯=44d e对于同心管环隙中的流动其当量直径:12122122)(44d d d d d d d e -=+-⨯=ππ)(22.局部阻力损失(1)阻力系数法:22u h f ξ=(j/kg )(2)当量长度法:22u d l h e f ⨯=λ(j/kg )①23.流体在管内流动的总阻力计算:(1)用阻力系数法计算局部阻力时:22u d l h f )(ξλ∑+=∑ (2)用当量长度法计算局部阻力时:22u d l l h e f ⨯∑+=∑λ 24.简单管路计算(1)等径管路 (2)串连管路321s s s V V V === s V3322111A u A A ==μμ=∑f h 1f h ∑+2f h ∑+3f h ∑+…….+你f h ∑= n1=∑i (fi h ∑)25.复杂管路计算:(省略) 26.流量的测定:(1)皮托测速管测得的局部流速:ρρρgRCu A )(-=2(2)孔板流量计:①孔流系数:=-=210210)(1c A A c c 41021)(1d d c c -②ρρρgRc u A )(-=200③ρρρgRA c V A S )(-=200=ρρρπgRd c A )(-242(3)文式流量计:ρρρgRA C V A v S )(-=20。
(完整版)《化工原理》公式总结
(完整版)《化工原理》公式总结第一章流体流动与输送机械1. 流体静力学基本方程:gh p p ρ+=022. 双液位U 型压差计的指示: )21(21ρρ-=-Rg p p )3. 伯努力方程:ρρ222212112121p u g z p u g z ++=++ 4. 实际流体机械能衡算方程:f W p u g z p u g z ∑+++=++ρρ222212112121+ 5. 雷诺数:μρdu =Re6. 范宁公式:ρρμλf p d lu u d l Wf ?==??=22322 7. 哈根-泊谡叶方程:232d lu p f μ=? 8. 局部阻力计算:流道突然扩大:2211??-=A A ξ流产突然缩小:??? ??-=2115.0A A ξ第二章非均相物系分离1. 恒压过滤方程:t KA V V V e 222=+令A V q /=,A Ve q e /=则此方程为:kt q q q e =+22第三章传热1. 傅立叶定律:n t dA dQ ??λ-=,dxdt A Q λ-= 2. 热导率与温度的线性关系:)1(0t αλλ+=3. 单层壁的定态热导率:bt t A Q 21-=λ,或mA b t Q λ?= 4. 单层圆筒壁的定态热传导方程: )ln 1(21221r r t t l Q λπ-=或m A b t t Q λ21-= 5. 单层圆筒壁内的温度分布方程:C r l Q t +-=ln 2λπ(由公式4推导)6. 三层圆筒壁定态热传导方程:34123212141ln 1ln 1ln 1(2r r r r r r t t l Q λλλπ++-= 7. 牛顿冷却定律:)(t t A Q w -=α,)(T T A Q w -=α8. 努塞尔数λαl Nu =普朗克数λμCp =Pr 格拉晓夫数223μρβtl g Gr ?= 9. 流体在圆形管内做强制对流:10000Re >,1600Pr 6.0<<,50/>d lk Nu Pr Re 023.08.0=,或k Cp du d ??? ?=λμμρλα8.0023.0,其中当加热时,k=0.4,冷却时k=0.3 10. 热平衡方程:)()]([1222211t t c q T T c r q Q p m s p m -=-+= 无相变时:)()(12222111t t c q T T c q Q p m p m -=-=,若为饱和蒸气冷凝:)(12221t t c q r q Q p m m -==11. 总传热系数:21211111d d d d b K m ?+?+=αλα 12. 考虑热阻的总传热系数方程:212121211111d d R R d d d d b K s s m ?++?+?+=αλα 13. 总传热速率方程:t KA Q ?=14. 两流体在换热器中逆流不发生相变的计算方程:???? ??-=--22111112211ln p m p m p m c q c q c q KA t T t T 15. 两流体在换热器中并流不发生相变的计算方程:???? ??+=--22111122111ln p m p m p m c q c q c q KA t T t T 16. 两流体在换热器中以饱和蒸气加热冷流体的计算方程:2221lnp m c q KA t T t T =-- 第四章蒸发1. 蒸发水量的计算:110)(Lx x W F Fx =-=2. 水的蒸发量:)1(10x x F W -= 3. 完成时的溶液浓度:WF F x -=0 4. 单位蒸气消耗量:rr D W '=,此时原料液由预热器加热至沸点后进料,且不计热损失,r 为加热时的蒸气汽化潜热r ’为二次蒸气的汽化潜热5. 传热面积:mt K Q A ?=,对加热室作热量衡算,求得Dr h H D Q c =-=)(,1t T t -=?,T 为加热蒸气的温度,t 1为操作条件下的溶液沸点。
《化工原理》公式总结.pdf
pA
=
py A
=
p
0 A
x
A
,
pB
=
pyB
=
p
0 B
xB
4.
泡点方程: xA
=
p
−
p
o B
p
o A
−
p
o B
,露点方程: y A
=
p
o A
p
p
−
p
o B
p
o A
−
p
o B
5. 挥发度:
A
=
pA xA
, B
=
pB xB
pA
6. 相对挥发度: = A = xA ,或 yA = xA
B pB
yB
xB
xB
7. 相平衡方程: y = x 1+ ( −1)x
8. 全塔物料衡算: F = D + W , FxF = DxD + WxW
9. 馏出液采出率: D = xF − xW F xD − xW
10. 釜液采出率: W = xD − xF F xD − xW
11.
精馏段操作线方程:V
=
L+
D ,Vyn+1
z2g +
1 2
u
2 2
+
p2
+ Wf
+
5. 雷诺数: Re = du
6.
范宁公式:Wf = l u 2 = 32lu = p f d 2 d 2
7.
哈根-泊谡叶方程: p f
32lu =
d2
8. 局部阻力计算:流道突然扩大: = 1 − A1 2 流产突然缩小: = 0.51 − A1
化工原理上册主要考点及重点复习公式-
化工原理Ⅰ主要考点及重点复习公式第一章 流体流动流体的连续性假设控制体和控制面压力和压强及单位;绝对压强、表压强和真空度。
流体静力学基本方程式推导及应用:)(2112z z g p p -+=ρ或 gh p p ρ+=0 注意应用条件 质量流量、体积流量、平均流速和质量流速的关系:GA uA V w S s ===ρρ 管径与流速:u d uA V S 24π== 稳态流动和非稳态流动连续性方程式:ρρρuA A u A u w s =⋅⋅⋅===222111,uA A u A u V s =⋅⋅⋅===2211 伯努利方程式及应用: 单位质量流体:f h u P gZ We u P gZ ∑+++=+++22222111ρρ [J/kg] 理想流体,无外功输入时,机械能守恒式:2222222111u P gZ u P gZ ++=++ρρ 单位重量流体: f e H gu g p Z H ∑+∆+∆+∆=22ρ [m] (压头) 位压头、静压头和动压头雷诺准数Re 及流型: μρdu R e = 流体在管内流动时的阻力损失:ρph h h f f f ∆=+=∑' [J/kg] 圆形直管阻力损失:ρλf f p u d l h ∆==22 范宁公式 圆形直管内层流的摩擦系数:Re 64=λ 局部阻力损失:①阻力系数法,22'u h f ζ=;②当量长度法,22'u d l h e f λ= 并联管路与分支管路的特点,计算应遵循的原则流速、流量的测量装置第二章 流体输送机械离心泵的基本原理及主要部件,不正常现象,开停机注意事项 离心泵的基本方程离心泵的主要性能参数及特性曲线有效功率 )(102KW HQ N HgQ N e ηρρ==轴功率 离心泵的性能的改变和性能换算: 比例定律:32⎪⎭⎫ ⎝⎛'='⎪⎭⎫ ⎝⎛'=''='n n N N n n H H nn Q Q 切割定律:32222222⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛'='⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛'=''='D D N N D D H H D D Q Q 管路特性方程式:2e e BQ K H +=离心泵工作点及调节其他类型液体输送机械第三章 非均相物系的分离和固体流态化 当量直径:3p e π6V d = 形状系数:p s S S φ=颗粒床层的特性自由沉降与实际沉降斯托克斯定律 沉降速度:ζρρρ3)(4-=s t gd u 沉降器生产能力:t s blu n V 1)(+≤降尘室与旋风分离器离心分离因数过滤的基本概念与基本原理过滤基本方程vV LA = 恒压过滤:v r k '=μ1 es V V p kA d dV +∆=-12θ s p k K -∆=12 )()(22e e KA V V θθ+=+ )()(2e e K q q θθ+=+ 滤饼的洗涤:W W W d dV V )/(θθ=,板框过滤机: )(8412e E W V V KA d dV d dV +=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛θθ 过滤机的生产能力:D W T θθθ++= D W V T V Q θθθ++==36003600 转筒真空过滤机:nT ψψθ60== 板框过滤机与转筒真空过滤机的基本结构与原理固体流态化的基本原理、流化床的主要特征第四章 传热热传导、热对流和热辐射三种基本传热方式的基本原理与特点 典型的间壁式换热器载热体热传导基本概念及傅里叶定律、导热系数 平壁的稳定热传导:∑∑∑∆=-==+Rt S b t t Q n i i i n 111λ 圆筒壁的稳定热传导:∑=+-=n i mi i i n S b t t Q 111λ 或 ∑++-=i i in r r t t L Q 111ln 1)(2λπ 对流传热的基本概念、牛顿冷却定律、对流传热系数、热边界层概念 传热过程计算:热量衡算关系:)()(1221t t c W T T c W Q pc c ph h -=-=,)(12t t c W r W Q pc c h -== 平均温度差法和总传热速率方程:m t KS Q ∆=,)/ln(2121t t t t t m ∆∆∆-∆=∆,o m o i i o o d bd d d K αλα11++= 管壳式换热器换热面积:dL n S π=传热单元数法、传热效率、热容量流率、最小值流体对流传热系数的准数关联式蒸气冷凝方式、液体沸腾及沸腾曲线辐射传热的基本概念,黑体、镜体、透热体、灰体普朗克定律、斯蒂芬-玻耳兹曼定律、克希霍夫定律4040100⎪⎭⎫ ⎝⎛==T C T E b σ 4100⎪⎭⎫ ⎝⎛=T C E 两灰体间辐射传热:⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=--42412121100100T T S C Q ϕ 换热设备:管壳式换热器的型式及特点、热补偿方法同学们注意:以上内容仅供参考,要有好成绩必须进行全面复习! 此资料严禁带入考场,一经发现将以不及格论处!。
化工原理上册重点公式
例3
今欲用传热面积为12m2的单壳程列管换热器,逆流从有机 液中取走1.2×105J/s的热量。已知有机液进口温度63℃, 出口温度54℃,给热系数700W/m2·℃,冷却水进口温度 25℃,出口温度33℃,定压比热4180J/kg·℃,给热系数 1050 W/m2·℃,管壁及污垢热阻之和为0.24×10-3 m2·℃/ W,近似按平壁计算,不计热损失。 试计算回答: (1) 冷却水用量 (2) 能否满足换热要求?
例2
用板框压滤机过滤某悬浮液,过滤常数为2.26×10-4m2/s, 介质阻力Ve=1m3,滤渣充满滤框时获得滤液20m3,过 滤时间0.8h,滤渣与滤液体积之比c=0.0325 m3滤渣/ m3
滤液。
试求:(1) 过滤面积
(2)最终过滤速率
(3)若框高处的长宽均为1m,求框数n和框厚b
例
某板框压滤机恒压过率1.5h,滤渣充满滤框,获得滤 液25m3,然后用3 m3清水(其粘度与滤液相同),于 同样压力下对滤液进行横穿洗涤(假设滤布阻力可忽
T Tw Tw tw tw t T t 传热总温差 q 1 b 1 1 b 1 传热总热阻
1
2
1
2
1 1 b 1 K 1 2
内表面为基准
1 1 b d1 1 d1 ( ) ( ) K 1 1 dm 2 d 2
用图示系统往高位槽输水,输水管径 φ108×4㎜管路总长度为100m(包括局部阻力当量 长度)摩擦系数λ= 0.03。泵特性方程:H = 30-0.0042Q ² (H、m;Q、 m³ /s)。 试求 ⑴管路中的流量; ⑵泵的有效功率; ⑶阀门的阻力系数。
用图示流程将密度为890kg/m3的油品自容器A输送至 容器B,管子规格Φ 108×4mm,总管长(包括局部阻 力当量长度)65m,泵的效率0.70,泵的扬程20m,管 内流速2.1m/s,λ=0.025。试求: 1 总阻力损失 2 泵的轴功率 3 两液面高差
化工原理上册公式整理
表压=绝对压强—大气压强=-真空度1atm=760mmHg=10.33mH2O1at=1kgf/cm2=98100Pa=735.6mmHg=10mH2OU型压差计:P1-P2=gR(ρi-ρ)体积流量:V=uA(m3/s)质量流量:ω=Vρ=uAρ(kg/s)质量流速:G=ω/A=Vρ/A=uρ (kg/㎡s)伯努利方程:gz1+P1/ρ+u12/2+We=gz2+P2/ρ+u22/2+Σhf 阻力J/kgz1+P1/ρg+u12/2g+He=z2+P2/ρg+u22/2g+Σhf 压头损失mρgz1+P1+ρu12/2+ρWe=ρgz2+P2+ρu22/2+Σhf 压力降Pa=N/㎡We=gHe(w) Ne=We·ωs=ρgVHe牛顿粘性定律τ=±μdu/dy 适用层流Re=ρud/μduρ/μ=dG/μ=4ω/πdμ=4Vρ/πdμ=惯性/粘性 Re<2000(层流)λ=64/Re 代入范宁公式中。
Re>4000(湍流) 光滑管:服从布拉斯修公式λ=0.3164/Re0.25 Σhf∝u1.75粗糙管:阻力平方/高度湍流区λ与相对粗糙度ε/d有关 Σhf∝u2,λ变化区与ε/d和Re有关 Σhf∝u1.75~1.8de=4rh rh=流道面积/润湿周边长de=d2-d1颗粒平均粒径d m=1/Σ(X i/d pi)范宁公式:Σhf=ΔP f/ρ=λ·L/d·u2/2 局部阻力:Σhf=ζ·L/d·u2/2Σhf=λ[(L+ΣLe)/d]·u2/2=[λ·L/d+Σζ ]·u2/2=8λ(L+ΣLe)V2/Π2d5 J/kg离心泵结构①泵壳②泵轴③叶轮④轴封Ne=ρgVHe η=Ne/NaHe串=2He单=2(a-bV2) He并=He单=a-b(V/2)2欧拉方程:He=a-bV2He’=ΔZ+ΔP/ρg+hf(m) ΔZ+ΔP/ρg=HoHe’=Ho+KV2 当阀全开时Σhf=KV2比例切割定律:V2//V1=n2/n1;H2/H1=(n2/n1)2;N2/N1=(n2/n1)3应用:He=a(n2/n1)2-bV2安装高度H g,允=P1/ρg-P v蒸汽压/ρg-Δh允汽蚀余量-H f,1-2压头损失H g,允=P1/ρg-P2/ρg-u22/2g-H f,1-2=H s,允真空高度-u22/2g-H f,1-2泵的性能曲线三条:①(He~V) ②Na~V③η~V离心泵叶片类型:①后弯β2<90o②径向β2=90o③前弯β2>90o对泵特性影响:ρ对H无影响,对η无影响,但对Na~V有影响h f=8λ(L+ΣLe)V2/gΠ2d5 m K=8λ(L+ΣLe)/gΠ2d5曳力系数:ζ=4gd p(ρs—ρ)/3ρu t2颗粒沉降速度:u t=√4gd p(ρs—ρ)/3ρζRe p=d p u tρ/μ层流,Re p<2,ζ=24/Re p,u t=d p2g(ρs—ρ)/18μ,斯托克斯过度,Re p=2-500,ζ=18.5/Re p0.6,u t=0.27√d p g(ρs—ρ)Re p0.6/ρ,艾伦湍流Re p=500-200000,ζ=0.44,u t=1.74√d p g(ρs—ρ)/ρ,牛顿当形状系数Ψ=1时不需要试差计算的判据:K=d p[g(ρs—ρ)/u2]1/3.K<3.3斯托克斯区;K=3.3-43.6艾伦区;K>43.6牛顿区沉降室:颗粒分离条件:l/u(停留时间)>=H/u t(沉降时间)空隙率ε=(床层体积-颗粒体积)/床层体积回转真空机:生产能力G=√nA2ΦK(m3/s)重力沉降:离心分离因数:μr/μt=μT2/gR=K c过滤常数K=2Δp m1-s/μr0Φ(与面积无关) ㎡/su=dV/Adτ=dq/dτ=Δp m/μrΦq=K/2(q+q e)恒压过滤:q2+2qq e=Kτ==V2+2VV e=KA2τ(q=V/A)不计滤布阻力:dq/dτ=Kτ/2==q2=Kτ==V2=KA2τ代入上式可得:(q+q e)2=K(τ+τe)先恒速后恒压:q2+qq e=1//2Kτ (q2-q12)+2q e(q-q1)=K(τ-τ1)叶滤机(dV/dτ)w=(dV/dτ)E=KA2/2(V+V e) τW=q w/(dq/dτ)w=V w/(dV/dτ)w 板框压滤机(n个框=n+1个板)(dV/dτ)W=1/4(dV/dτ)E=KA2/8(V+V e)A W=1/2A V F=A√(kτF) 滤饼厚度L=Φq/[(1-ε)ρp]∝qG(m3/s)=V F/(τF+τR+τW);(G max)τF+τW=τRJ=V w/V F 叶滤机:τW=2JτF 板框压滤机τW=8JτF热传导、对流传热、热辐射热通量q=-λdt/dA傅里叶定律dQ=-λdtdA/dn Q=λAΔt/δ Q传热速率or热流量温度系数α=λ/δ w/(㎡o C) λ、T关系λt=λ0(1+at)w/(m o C) a o C-1‘金属—’单层平壁Q=(t1-t2)/(b/λm A)=温差(推动力)/热阻 λm=(λ1+λ2)/2多层平壁Q=(t1-t n-1)/Σ(b i/λmi A i) =(t1-t0)/[(1/2πλL)ln(d2/d1)+1/απd2L] α=λ/δ圆筒壁Q=(t1-t2)/(1/2πλL)ln(r2/r1) =(t1-t2)/(b/λA m)A m =(A2-A1)/ln(A2/A1)牛顿冷却定律:加热Q=αA(t w-t) 冷却Q=αA(T-T w)努赛尔数Nu=αl/λ=l/δ(表示对流传热系数的准数)(给热速率与相同条件下按导热计的导热速率之比)Re=lup/μ=duρ/μ=dG/μ=4ω/πdμ=4Vρ/πdμ(确定流动状态的准数)普兰特Pr=C pμ/λ(表示流体物性影响的准数)格拉斯霍夫Gr=βg∆tl3ρ2/μ2(表示自然对流影响的准数) PrGr=βg∆tl3ρ2/μλ光滑管内低粘度湍流Nu=0.023Re0.8Pr n n=0.4热/0.3冷α=0.023Re0.8Pr nλ/d w/(㎡o C)(特征数l) 条件:Re>104,0.7<Pr<120,l/di>=50,定性温度取算术平均值。
《化工原理》重要公式
《化工原理》重要公式第一章 流体流动牛顿粘性定律 dy duμτ=静力学方程 g z p g z p 2211+=+ρρ机械能守恒式 f e h u g z p h u g z p +++=+++2222222111ρρ动量守恒 )(12X X m X u u q F -=∑雷诺数 μμρdGdu ==Re阻力损失 22u d l h f λ= ????d q d u h Vf ∞∞层流 Re 64=λ 或 232d ulh f ρμ=局部阻力 22u h f ζ=当量直径 ∏=Ad e 4孔板流量计 ρP∆=200A C q V , g R i )(ρρ-=∆P第二章 流体输送机械管路特性 242)(8V e q g d dlz g p H πζλρ+∑+∆+∆=泵的有效功率 e V e H gq P ρ=泵效率 aeP P =η最大允许安装高度 100][-∑--=f Vg H g p g p H ρρ]5.0)[(+-r NPSH风机全压换算 ρρ''T T p p =第四章 流体通过颗粒层的流动物料衡算: 三个去向: 滤液V ,滤饼中固体)(饼ε-1V ,滤饼中液体ε饼V过滤速率基本方程 )(22e V V KA d dV +=τ , 其中 φμ012r K S-∆=P恒速过滤 τ222KA VV V e =+恒压过滤 τ222KA VV V e =+生产能力 τ∑=V Q 回转真空过滤 e e q q n K q -+=2ϕ板框压滤机洗涤时间(0=e q ,0=S ) τμμτVV W W W W 8P P ∆∆=第五章 颗粒的沉降和流态化斯托克斯沉降公式 μρρ18)(2g d u p p t -=, 2Re <p 重力降尘室生产能力 t V u A q 底=除尘效率 进出进C C C -=η 流化床压降 g A m p p)(ρρρ-=∆P 第六章 传热傅立叶定律 dndt q λ-= 牛顿冷却定律 )(W T T q -=α 努塞尔数 λαl Nu =普朗特数 λμp C =Pr 圆管内强制湍流 b d Pr Re 023.08.0λα= 受热b=0.4,冷却b=0.3传热系数 2212111111d d R d d R K m αλδα++++= 传热基本方程式 m t KA Q ∆= 2121ln t t t t t m ∆∆∆-∆=∆ 热量衡算式 )()(21222111t t C q T T C q Q p m p m -=-= 或 r q Q m 1=第七章 蒸发蒸发水量 )1(0ww F W -= 热量衡算 损Q Wr t t FC Dr Q ++-==)(000传热速率 )(t T KA Q -= 溶液沸点 ∆+=0t t第八章 气体吸收亨利定律 Ex p e =,HC p e =; 相平衡 mx y e = 费克定律 dz dC D J AAB A -=传递速率 A A A Nx J N +=; )(21A A BmMA C C C C D N -=δ 1212ln B B B B Bm C C C C C -=对流传质 )()()()(x x k y y k C C k p p k N i x i y i L i g A -=-=-=-= 总传质系数 xy y k m k K +=11传质速率方程式 )()(x x K y y K N e x e y A -=-= 吸收过程基本方程式 my y y e y OG OG y yy a K G y y dy a K G N H H ∆-=-==⎰2112对数平均推动力 22112211ln )()(mx y mx y mx y mx y y m -----=∆吸收因数法 ])1ln[(112221LmG mx y mx y L mG LmG N OG +----=最小液气比 2121min )(x x y y G L e --=物料衡算式 )()(2121x x L y y G -=-第九章 液体精馏相平衡常数 AAA x y K =相平衡方程 x xy )1(1-+=αα物料衡算 W D F +=W D f Wx Dx Fx +=轻组分回收率 fDA Fx Dx =η默弗里板效率 11*++--=n n n n mV y y y y Eq 线方程 11---=q x x q q y f塔内气液流率 qF RD qF L L +=+= F q D R F q V V )1()1()1(--+=--=精馏段操作方程 11+++=R x x R R y D 提馏段操作方程 VWx x V L y W -= 最小回流比 ee e D x y y x R --=min 芬斯克方程 αln )11ln(min W W D D x x x x N --=第十章 气液传质设备全塔效率 实际不含釜N N E T T )(= 填料塔高度 HETP N H T =第十一章 液液萃取分配系数 AA A x y k = 选择性系数 )1/()1/(//0000AA A AB B A A x x y y x y x y --==β 单级萃取 E R S F +=+; A A A fA Ey Rx Sz Fx +=+; S S S Ey Rx Sz +=第十二章 其他传质分离方法总物料衡算式 )()5.0()(21021x x L L c c u B B --=-ρτ 传质区计算式 ⎰-==SB C C e B f ofof c c dc a K u N H L 0 第十三章 热、质同时传递的过程湿度 水汽水汽水汽水汽空气水p p p p p p M M H -=-=622.0 相对湿度 Sp p 水汽=ϕ 当p p S <; p p 水汽=ϕ 当p p S > 焓 H t H I 2500)88.101.1(++=比容 273273)184.22294.22(++=t H v H 湿球温度 )(H H r k t t W W H W --=α绝热饱和温度 )(H H C r t t aS HaS aS --= 路易斯规则 空气-水系统kg kJ k H /09.1=α℃pH c ≈, W aS t t ≈第十四章 固体干燥干燥速率 τd dXA G N C A -=恒速段速率 )()(W WW H A t t r H H k N -=-=α间隙干燥 恒速段时间: AC CAN X X G )(11-=τ降速段时间: **ln 22X X X X AK G C X C --=τ (近似处理*)(X X K N X A -=)连续干燥 物料衡算 )()(1221H H V X X G W C -=-= 热量衡算 损补Q Q Q Q Q Q +++=+321; 预热器)(01I I V Q -=;理想干燥12I I = 热效率 补Q Q Q Q ++=21η; 当00==损补,Q Q 时 0121t t t t --=η/courses/hgyl/jiaoxuefudao/gnjs1.php。
化工原理重要单元主要公式汇总
化工原理课程综合复习提纲化工原理重要单元主要公式汇总第1章 流体流动一、机械能衡算方程式 本章内容的核心公式是机械能衡算方程式:g2ud L g 2u g P Z H g 2u g P Z 22222e 2111⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=+++∑ζλρρ (单位:J/N=m ) (1-1) 应用公式(1-1)注意以下几点:(1) 稳定流动、不可压缩性流体、自1-1至2-2的控制体内流体连续。
(2) Z 1、Z 2选择同一水平基准面,通常选择地平面或控制体1-1、2-2中的较低的一个。
(3) P 1、P 2同时以绝对压计或同时以表压计,并且注意单位均统一到N/m 2 。
(4) 自高位槽或高压容器向其他地方输送流体时一般不需要流体输送机械,此时,H e =0 。
(5) 公式中的每一项均是单位流体的能量,每牛顿流体的能量焦耳,形式上的单位是米。
H e 是流体输送机械加给每牛顿流体的能量焦耳数,阻力损失项亦是每牛顿流体的能量损失焦耳数。
(6) 根据所取的1-1、2-2截面的性质,灵活地确定u 1、u 2的数值。
(7) 阻力损失项中的流速取产生阻力损失的管段上的流速,有时管段不止一段。
(8) 若控制体内的阀门关闭,1-1、2-2截面上的流体能量便不再有任何关系。
(9) 若在等直径的管段,无流体输送机械,阻力损失可以忽略,(1-1)式变成流体静力学的形式。
应用公式(1-1)可解决以下方面的问题:(1) 在确定的控制体中,达到一定的流量,确定流体输送机械加给每牛顿流体的能量焦耳数及功率。
(2) 在确定的控制体中,达到一定的流量,确定起始截面1-1的高度或压强。
(3) 在确定的控制体中,可达到的流量(流速)。
(4) 在确定的控制体中,达到一定的流量,确定管径。
公式(1-1)的另两种形式:2udL2u P g Z w 2u P g Z 22222e 2111⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=+++∑ζλρρ (单位:J/kg ) (1-2) ρζλρρρρρ2ud L 2u P g Z g H 2u P g Z 22222e 2111⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=+++∑ (单位:J/m 3=N/m 2) (1-3)因为机械能衡算式中的每一项均是单位流体的能量,故计算流体输送机械的功率时应注意流体的总流量V q (单位:m 3/s)。
化工原理公式及各个章节总结汇总
化⼯原理公式及各个章节总结汇总第⼀章流体流动与输送机械1. 流体静⼒学基本⽅程:gh p p ρ+=022. 双液位U 型压差计的指⽰: )21(21ρρ-=-Rg p p )3. 伯努⼒⽅程:ρρ222212112121p u g z p u g z ++=++4. 实际流体机械能衡算⽅程:f W p u g z p u g z ∑+++=++ρρ222212112121+ 5. 雷诺数:µρdu =Re6. 范宁公式:ρρµλfp dlu u d l Wf ?==??=22322 7. 哈根-泊谡叶⽅程:232d lup f µ=8. 局部阻⼒计算:流道突然扩⼤:2211??-=A A ξ流产突然缩⼩:??? ??-=2115.0A A ξ第⼆章⾮均相物系分离1. 恒压过滤⽅程:t KA V V V e 222=+令A V q /=,A Ve q e /=则此⽅程为:kt q q q e =+22第三章传热1. 傅⽴叶定律:n t dAdQ ??λ-=,dxdtQ 21-=λ,或mA b tQ λ?=4. 单层圆筒壁的定态热传导⽅程: )ln1(21221r r t t l Q λπ-=或m A b t t Q λ21-=5. 单层圆筒壁内的温度分布⽅程:C r l Qt +-=ln 2λπ(由公式4推导) 6. 三层圆筒壁定态热传导⽅程:34123212141ln 1ln 1ln 1(2r r r r r r t t l Q λλλπ++-=7. ⽜顿冷却定律:)(t t A Q w -=α,)(T T A Q w -=α8. 努塞尔数λαl Nu =普朗克数λµCp =Pr 格拉晓夫数223µρβtl g Gr ?= 9. 流体在圆形管内做强制对流:10000Re >,1600Pr 6.0<<,50/>d lk Nu Pr Re 023.08.0=,或kCp du d??=λµµρλα8.0023.0,其中当加热时,k=0.4,冷却时k=0.3 10. 热平衡⽅程:)()]([1222211t t c q T T c r q Q p m s p m -=-+=⽆相变时:)()(12222111t t c q T T c q Q p m p m -=-=,若为饱和蒸⽓冷凝:)(12221t t c q r q Q p m m -== 11. 总传热系数:21211111d d d d b K m ?+?+=αλα 12. 考虑热阻的总传热系数⽅程:212121211111d d R R d d d d b K s s m ?++?+?+=αλα 13. 总传热速率⽅程:t KA Q ?=14. 两流体在换热器中逆流不发⽣相变的计算⽅程:p m p m p m c q c q c q KA t T t T 15. 两流体在换热器中并流不发⽣相变的计算⽅程:+=--22111122111ln p m p m p m c q c q c q KA t T t T 16. 两流体在换热器中以饱和蒸⽓加热冷流体的计算⽅程:2221ln p m c q KAt T t T =--第四章蒸发1.蒸发⽔量的计算:110)(Lx x W F Fx =-= 2.⽔的蒸发量:)1(1x x F W -=3. 完成时的溶液浓度:WF F x -=04.单位蒸⽓消耗量:rr D W '=,此时原料液由预热器加热⾄沸点后进料,且不计热损失,r 为加热时的蒸⽓汽化潜热r ’为⼆次蒸⽓的汽化潜热 5.传热⾯积:mt K QA ?=,对加热室作热量衡算,求得Dr h H D Q c =-=)(,1t T t -=?,T 为加热蒸⽓的温度,t 1为操作条件下的溶液沸点。
化工原理上册公式整理
表压=绝对压强—大气压强=-真空度1atm=760mmHg=10.33mH2O1at=1kgf/cm2=98100Pa=735.6mmHg=10mH2OU型压差计:P1-P2=gR(ρi-ρ)体积流量:V=uA(m3/s)质量流量:ω=Vρ=uAρ(kg/s)质量流速:G=ω/A=Vρ/A=uρ (kg/㎡s)伯努利方程:gz1+P1/ρ+u12/2+We=gz2+P2/ρ+u22/2+Σhf 阻力J/kgz1+P1/ρg+u12/2g+He=z2+P2/ρg+u22/2g+Σhf 压头损失mρgz1+P1+ρu12/2+ρWe=ρgz2+P2+ρu22/2+Σhf 压力降Pa=N/㎡We=gHe(w) Ne=We·ωs=ρgVHe牛顿粘性定律τ=±μdu/dy 适用层流Re=ρud/μduρ/μ=dG/μ=4ω/πdμ=4Vρ/πdμ=惯性/粘性Re<2000(层流) λ=64/Re 代入范宁公式中。
Re>4000(湍流) 光滑管:服从布拉斯修公式λ=0.3164/Re0.25Σhf∝u1.75粗糙管:阻力平方/高度湍流区λ与相对粗糙度ε/d有关Σhf∝u2,λ变化区与ε/d和Re有关Σhf∝u1.75~1.8de=4rh rh=流道面积/润湿周边长de=d2-d1颗粒平均粒径d m=1/Σ(X i/d pi)范宁公式:Σhf=ΔP f/ρ=λ·L/d·u2/2 局部阻力:Σhf=ζ·L/d·u2/2Σhf=λ[(L+ΣLe)/d]·u2/2=[λ·L/d+Σζ ]·u2/2=8λ(L+ΣLe)V2/Π2d5 J/kg离心泵结构①泵壳②泵轴③叶轮④轴封Ne=ρgVHe η=Ne/NaHe串=2He单=2(a-bV2) He并=He单=a-b(V/2)2欧拉方程:He=a-bV2He’=ΔZ+ΔP/ρg+hf(m) ΔZ+ΔP/ρg=HoHe’=Ho+KV2 当阀全开时Σhf=KV2比例切割定律:V2//V1=n2/n1;H2/H1=(n2/n1)2;N2/N1=(n2/n1)3应用:He=a(n2/n1)2-bV2/ρg-P v蒸汽压/ρg-Δh允汽蚀余量-H f,1-2压头损失安装高度H g,允=P1H g,允=P1/ρg-P2/ρg-u22/2g-H f,1-2=H s,允真空高度-u22/2g-H f,1-2泵的性能曲线三条:①(He~V) ②Na~V③η~V离心泵叶片类型:①后弯β2<90o②径向β2=90o③前弯β2>90o对泵特性影响:ρ对H无影响,对η无影响,但对Na~V有影响h f=8λ(L+ΣLe)V2/gΠ2d5 m K=8λ(L+ΣLe)/gΠ2d5曳力系数:ζ=4gd p(ρs—ρ)/3ρu t2颗粒沉降速度:u t=√4gd p(ρs—ρ)/3ρζRe p=d p u tρ/μ层流,Re p<2,ζ=24/Re p,u t=d p2g(ρs—ρ)/18μ,斯托克斯过度,Re p=2-500,ζ=18.5/Re p0.6,u t=0.27√d p g(ρs—ρ)Re p0.6/ρ,艾伦湍流Re p=500-200000,ζ=0.44,u t=1.74√d p g(ρs—ρ)/ρ,牛顿当形状系数Ψ=1时不需要试差计算的判据:K=d p[g(ρs—ρ)/u2]1/3.K<3.3斯托克斯区;K=3.3-43.6艾伦区;K>43.6牛顿区沉降室:颗粒分离条件:l/u(停留时间)>=H/u t(沉降时间)空隙率ε=(床层体积-颗粒体积)/床层体积回转真空机:生产能力G=√nA2ΦK(m3/s)重力沉降:离心分离因数:μr/μt=μT2/gR=K c过滤常数K=2Δp m1-s/μr0Φ(与面积无关) ㎡/su=dV/Adτ=dq/dτ=Δp m/μrΦq=K/2(q+q e)恒压过滤:q2+2qq e=Kτ==V2+2VV e=KA2τ(q=V/A)不计滤布阻力:dq/dτ=Kτ/2==q2=Kτ==V2=KA2τ代入上式可得:(q+q e)2=K(τ+τe)先恒速后恒压:q2+qq e=1//2Kτ(q2-q12)+2q e(q-q1)=K(τ-τ1)叶滤机(dV/dτ)w=(dV/dτ)E=KA2/2(V+V e) τW=q w/(dq/dτ)w=V w/(dV/dτ)w 板框压滤机(n个框=n+1个板)(dV/dτ)W=1/4(dV/dτ)E=KA2/8(V+V e)A W=1/2A V F=A√(kτF) 滤饼厚度L=Φq/[(1-ε)ρp]∝qG(m3/s)=V F/(τF+τR+τW);(G max)τF+τW=τRJ=V w/V F 叶滤机:τW=2JτF 板框压滤机τW=8JτF热传导、对流传热、热辐射热通量q=-λdt/dA傅里叶定律dQ=-λdtdA/dn Q=λAΔt/δQ传热速率or热流量温度系数α=λ/δ w/(㎡o C) λ、T关系λt=λ0(1+at)w/(m o C) a o C-1‘金属—’单层平壁Q=(t1-t2)/(b/λm A)=温差(推动力)/热阻λm=(λ1+λ2)/2多层平壁Q=(t1-t n-1)/Σ(b i/λmi A i) =(t1-t0)/[(1/2πλL)ln(d2/d1)+1/απd2L] α=λ/δ圆筒壁Q=(t1-t2)/(1/2πλL)ln(r2/r1) =(t1-t2)/(b/λA m)A m =(A2-A1)/ln(A2/A1)牛顿冷却定律:加热Q=αA(t w-t) 冷却Q=αA(T-T w)努赛尔数Nu=αl/λ=l/δ(表示对流传热系数的准数)(给热速率与相同条件下按导热计的导热速率之比)Re=lup/μ=duρ/μ=dG/μ=4ω/πdμ=4Vρ/πdμ(确定流动状态的准数)普兰特Pr=C pμ/λ(表示流体物性影响的准数)格拉斯霍夫Gr=βg∆tl3ρ2/μ2(表示自然对流影响的准数) PrGr=βg∆tl3ρ2/μλ光滑管内低粘度湍流Nu=0.023Re0.8Pr n n=0.4热/0.3冷α=0.023Re0.8Pr nλ/d w/(㎡o C)(特征数l) 条件:Re>104,0.7<Pr<120,l/di>=50,定性温度取算术平均值。
《化工原理》公式总结
《化工原理》公式总结化工原理是化学工程与化学技术的基础课程之一,主要涵盖了化学工程量的单位与转化、物质平衡、能量平衡、物质和能量平衡的综合应用等内容。
在学习化工原理时,我们会接触到各种各样的公式,这些公式是化工原理的重要知识点,也是我们日后进行工程设计和实践操作的基础。
下面是对于《化工原理》中常用公式的总结:1.化学工程量的单位与转化:-物质的量(n):n=m/M其中,n为物质的量,m为物质的质量,M为物质的摩尔质量。
-质量与浓度的关系:C=m/V其中,C为浓度,m为溶质的质量,V为溶液的体积。
-分子量:M=m/n其中,M为摩尔质量,m为质量,n为物质的量。
-摩尔浓度(C):C=n/V其中,C为摩尔浓度,n为溶质的量,V为溶液的体积。
2.物质平衡:-输入质量流率=输出质量流率+产物质量流率m1=m2+m3-输入摩尔流率=输出摩尔流率+产物摩尔流率n1=n2+n3-输入物质量浓度=输出物质量浓度+产物物质量浓度C1=C2+C3-输入物质摩尔浓度=输出物质摩尔浓度+产物物质摩尔浓度C1=C2+C33.能量平衡:-输入能量流率=输出能量流率+产物能量流率Q1=Q2+Q3-比热容:Cp=Q/(m*ΔT)其中,Cp为比热容,Q为吸收或放出的热量,m为物质的质量,ΔT 为温度变化。
-等效热容:Cp=Q/(m*ΔT)-热量转化效率:η=(Q1-Q2)/Q1其中,η为热量转化效率,Q1为输入的热量,Q2为产出的热量。
4.物质和能量平衡的综合应用:- 塔板间液相物质平衡方程:(n1 * y1) + (n2 * y2) + ... + (nm * ym) = (n1 * x1) + (n2 * x2) + ... + (nm * xm)其中,n为摩尔流率,y为液相的摩尔分数,x为气相的摩尔分数,m 为塔板总数。
- 塔板间液相能量平衡方程:(h1 * n1 * y1) + (h2 * n2 * y2)+ ... + (hm * nm * ym) = (h1 * n1 * x1) + (h2 * n2 * x2) + ... + (hm * nm * xm)其中,h为液相的比焓,n为摩尔流率,y为液相的摩尔分数,x为气相的摩尔分数,m为塔板总数。
化工原理上册主要公式
化工原理上册主要公式第一章 流体流动与输送机械 1. 流体静力学基本方程:gh p p ρ+=022. 双液位U 型压差计的指示: )(2121ρρ-=-Rg p p )3. 连续性方程:常数=uA4. 理想流体的伯努力方程:ρρ222212112121p u g z p u g z ++=++ 5. 实际流体机械能衡算方程:f e h p u g z W p u g z ∑+++=+++ρρ222212112121 6. 雷诺数:μρdu =Re7. 直管阻力:ρρμλff p d lu u d l h ∆==⋅⋅=223228. 局部阻力:2'2'22u h u d l h f e f ⋅=⋅⋅=ξλ或9. 出口局部阻力系数:1=ξ;进口的局部阻力系数:5.0=ξ 10. 流体输送机械的效率:NN e=η 11. 流体输送机械的轴功率:s e w W gQH N ==ρ12. 管路特性曲线:2e e BQ K H +=,其中gp z K ρ∆+∆=,gu d l l H BQ e f e2))((22ξλ∑++∑=∑=13. 单泵的特性曲线:2BQ A H -=,两台相同泵并联的特性曲线:22⎪⎭⎫⎝⎛-=Q B A H ,两台相同泵串联的特性曲线:22BQ A H-= 14. 离心泵的汽蚀余量:gp g u g p NPSH vρρ-+=2211 15. 离心泵的允许吸上真空度:gp p H a s ρ1'-=16. 离心泵的允许安装高度:10,0)(----=f r vg H NPSH gp p H ρ,10,212'---=f s g H gu H H17. 比例定律:32''''''⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛==n n N N n n H H n n Q Q ,18. 切割定律:32''''''⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛==D D N N D D H H D D Q Q ,第二章 非均相物系分离 1. 形状系数:ps S S =φ 2. 层流区重力沉降速度:()μρρ182gd u s t -=3. 降尘室颗粒完全除去的条件:t θθ≥或t u H u l //≥4. 降尘室的生产能力:t s u A V 底≤5. 层流区离心沉降速度:()Ru d u Ts r 2218μρρ-=6. 旋风分离器能分离下来的临界颗粒的粒径:i c u B d /∝7. 总效率和粒级效率的关系:∑==ni i p i x 1,0ηη8. 恒压过滤方程:θ222KA V V V e =+,e e KA V θ22=,)()(22e e KA V V θθ+=+ 9. 连续过滤机的浸没度:360浸没角度=ψ10. 当滤布阻力忽略时,连续过滤机的生产能力:ψKn A Q 465= 第三章 传热1. 单层壁的定态热导率:,或mS b tQ λ∆=2. 多层圆筒壁定态热传导方程:∑=+-=ni mii in S b t t Q 111λ 3. 牛顿冷却定律:t S Q ∆=α 4. 总传热速率方程:m o o t S K Q ∆=5. 热负荷:流体无相变时,热流体放出的热量:)(21T T c W Q ph h -=,冷流体吸收的热量:)(12t t c W Q pc c -= 流体只有相变时的热负荷:Wr Q =6. 考虑热阻的总传热系数方程:io si so i o i m o o d d R R d d d d b K ⋅++⋅+⋅+=αλα111o 7. 逆流和并流时对数平均温度差:1212ln t t t t t m ∆∆∆-∆=∆ 8. 错流和折流时的温度差:'m t m t t ∆=∆∆φ9. 若热流体是最小值流体:mph h pc c ph h t T T C W KSNTU T T t t C W C W C C t T T T ∆-==--==--=21min 2112max min 1121,,ε 10. 若冷流体是最小值流体:mpc c ph h pc c t t t C W KSNTU t t T T C W C W C C t T t t ∆-==--==--=12min 1221max min 1112,,ε 11. 努塞尔数λαl Nu =普朗克数λμCp =Pr 12. 流体在圆形管内做强制对流:10000Re>,1600Pr6.0<<,50/>dlnNu PrRe023.08.0=,或nCpdud⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛=λμμρλα8.0023.0,其中当流体被加热时,n=0.4,当流体被冷却时n=0.3。
《化工原理》公式总结
qm2Cp2
15.两流体在换热器中
并流不发生相变的计算方程:
ln^^
T2t2
KA
16.两流体在换热器中
以饱和蒸气加热冷流体的计算方程:In
qm1Cp1
Tt1
Tt2
qm1Cp1
qm2Cp2
KA
qm2Cp2
第四章蒸发
1.
蒸发水量的计算:
FX0
2.
水的蒸发量:W
F(1
3.
完成时的溶液浓度:x
(FW)x1Lx1
第一章流体流动与输送机械
1.
2.
3.
流体静力学基本方程:p2p0双液位U型压差计的指示:P1伯努力方程:z1g十山2匕
P2
Z2g
gh
Rg( 12))
12P2
2U2—
4.
实际流体机械能衡算方程:
1
z1g2u
2P1
1
Wf+
5.
雷诺数:Re竺
6.范宁公式:Wf —
d
2u "2
7.哈根-泊谡叶方程:Pf
32 lu
1 xw
xw
0.622」^-
P Pv
V'W,
易挥发组分的物料衡算:
3.湿比热容:
4.湿空气焓:
5.湿
1
Vh
29
CH
Ih
18
露点温度:
Ps
Ca
Ia
CvH
HIv,比
cc 273 t 1.013 105
22.4-
273
在0~120°C时,
具体表达式为:
Ch
Ih
体
1.88H
1.88H)t 2492H
化工原理重要单元主要公式汇总
化工原理课程综合复习提纲化工原理重要单元主要公式汇总第1章 流体流动一、机械能衡算方程式 本章内容的核心公式是机械能衡算方程式:g2ud L g 2u g P Z H g 2u g P Z 22222e 2111⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=+++∑ζλρρ (单位:J/N=m ) (1-1) 应用公式(1-1)注意以下几点:(1) 稳定流动、不可压缩性流体、自1-1至2-2的控制体内流体连续。
(2) Z 1、Z 2选择同一水平基准面,通常选择地平面或控制体1-1、2-2中的较低的一个。
(3) P 1、P 2同时以绝对压计或同时以表压计,并且注意单位均统一到N/m 2 。
(4) 自高位槽或高压容器向其他地方输送流体时一般不需要流体输送机械,此时,H e =0 。
(5) 公式中的每一项均是单位流体的能量,每牛顿流体的能量焦耳,形式上的单位是米。
H e 是流体输送机械加给每牛顿流体的能量焦耳数,阻力损失项亦是每牛顿流体的能量损失焦耳数。
(6) 根据所取的1-1、2-2截面的性质,灵活地确定u 1、u 2的数值。
(7) 阻力损失项中的流速取产生阻力损失的管段上的流速,有时管段不止一段。
(8) 若控制体内的阀门关闭,1-1、2-2截面上的流体能量便不再有任何关系。
(9) 若在等直径的管段,无流体输送机械,阻力损失可以忽略,(1-1)式变成流体静力学的形式。
应用公式(1-1)可解决以下方面的问题:(1) 在确定的控制体中,达到一定的流量,确定流体输送机械加给每牛顿流体的能量焦耳数及功率。
(2) 在确定的控制体中,达到一定的流量,确定起始截面1-1的高度或压强。
(3) 在确定的控制体中,可达到的流量(流速)。
(4) 在确定的控制体中,达到一定的流量,确定管径。
公式(1-1)的另两种形式:2udL2u P g Z w 2u P g Z 22222e 2111⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=+++∑ζλρρ (单位:J/kg ) (1-2) ρζλρρρρρ2ud L 2u P g Z g H 2u P g Z 22222e 2111⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=+++∑ (单位:J/m 3=N/m 2) (1-3)因为机械能衡算式中的每一项均是单位流体的能量,故计算流体输送机械的功率时应注意流体的总流量V q (单位:m 3/s)。
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传热基本计算重要公式:
傅立叶定律
t dQ dA n
热通量表示:
dQ t q dA n
0 (1 at)
λ(金属固体) > λ(非金属固体) > λ(液体) > λ(气体)
传热基本计算重要公式:
t1 t 2 单层平壁热传导 Q A(t1 t 2 ) b b A
例2
用板框压滤机过滤某悬浮液,过滤常数为2.26×10-4m2/s, 介质阻力Ve=1m3,滤渣充满滤框时获得滤液20m3,过 滤时间0.8h,滤渣与滤液体积之比c=0.0325 m3滤渣/ m3
滤液。
试求:(1) 过滤面积
(2)最终过滤速率
(3)若框高处的长宽均为1m,求框数n和框厚b
例
某板框压滤机恒压过率1.5h,滤渣充满滤框,获得滤 液25m3,然后用3 m3清水(其粘度与滤液相同),于 同样压力下对滤液进行横穿洗涤(假设滤布阻力可忽
Q= t1 t n 1
n
牛顿冷却定律
Q A(t w t )
多层平壁热传导
i 1
bi i A
=
t1 t n 1
Q A(T Tw )
R
i 1
n
i
单层圆筒壁热传导
2 l (t1 t2 ) (t1 t 2 ) Q b r2 ln Am r 1
连续过滤机操作周期内滤液量
1 dq K dq 横穿洗涤 d W 4 d F 8(q qe )
过滤介质阻力不计时洗涤时间
V A K A K n
连续过滤机生产能力
J K F 2 J F qW JqF W dq K K d W 2 F 2 F
t 1 t n 1 = t 1 t n 1 = 2L(t 1 t n 1 )
A2 A1 Am ln A2 / A1
A1 A2 Am 2
多层圆筒壁热传导 Q=
i 1
n
bi i Ami
R
i 1
n
i
i 1
n
ri 1 ln i ri 1
V Q nV A Kn c
2 ar r 2 u T Kc g框压滤机过滤某悬浮液,过滤0.8h滤渣充满 滤框,获得滤液20m3,已知介质阻力Ve=1m3,共 用20个滤框,滤框的长和宽均为810mm。 试求:(1) 过滤常数K (2) 最终过滤速率 (3) 过滤完成后保持压力不变,用2m3清水 进行横穿洗涤,设清水粘度与滤液粘度相同,辅 助时间为1.4h,求生产能力。
2
2’
(2) 离心泵有效功率;
今改为用离心泵输送80℃,饱和蒸汽压为47.4kPa,密度为972kg/m3的水,发现真空 表读数跳动,流量下降,这是怎么了?如何解决?试定性说明之。
1 1’ 3m 0 0’ 16m
过滤基本计算重要公式: 过滤速率: u dV Ad
u
dq d
2p K rc
洗涤时间
VW qW W dV dq d W d W
间歇过滤机生产能力
Q=
V
c
V
W R
最佳操作周期
置换洗涤
K dq dq d W d F 2(q qe )
c= W R 2R
略)。试求:
(1)洗涤速率; (2)若辅助时间为1.2h,求生产能力;
(3) 若操作压力差增加50%,滤渣压缩性指数为0.2,其 他条件保持不变,生产能力增加多少?
某压滤机有30个尺寸为 800×800× 40mm滤框,用于过滤某种悬浮液, 实验条件下测得K= 1.5×10﹣5 m² /s。 c=0.15m3滤渣/m3滤液,恒压下过滤20min框内充 满滤渣,滤渣不可压缩。 试求 ⑴实验条件下qe值是多少 ⑵用1/8滤液量的清水横穿洗涤,洗涤时间是多少 (不计介质阻力); ⑶若操作压力为试验压力的2倍,滤渣充满框所需时 间(qe不变)。
C
Z
B
A
用离心泵把密度为1000kg/m3的水从开口贮槽送至表压为1.2×105Pa的密闭容器,贮 槽和容器的水位差保持16m恒定,各部分相对位置如图所示。管道 均为Φ108×4mm的钢管,阀门全开,吸入管 长为20m,排出管长为100m (各段管长均 包括所有局部阻力的当量长度)。管路中 水流速2m/s,摩擦系数取0.025。大气压力 101.3kPa。试求: (1) 泵入口处真空表读数;
用图示系统往高位槽输水,输水管径 φ108×4㎜管路总长度为100m(包括局部阻力当量 长度)摩擦系数λ= 0.03。泵特性方程:H = 30-0.0042Q ² (H、m;Q、 m³ /s)。 试求 ⑴管路中的流量; ⑵泵的有效功率; ⑶阀门的阻力系数。
用图示流程将密度为 890kg/m3的油品自容器 A输送至 容器B,管子规格Φ 108×4mm,总管长(包括局部阻 力当量长度) 65m ,泵的效率 0.70 ,泵的扬程 20m, 管 内流速2.1m/s,λ=0.025。试求: 1 总阻力损失 2 泵的轴功率 3 两液面高差
用板框压滤机在200kPa(表压)下,恒压过滤1h,滤框充满滤 饼,得滤液4 m3,过滤完成用0.5 m3水(与滤液粘度相同)在 同样压力下进行横穿洗涤,辅助时间1.5h,过滤介质阻力忽略 不计。试计算: 1、洗涤速率; 2、操作周期; 3、若过滤压力增加到300 kPa(表压),其他条件不变,滤渣 压缩性指数s=0.2,使滤框充满滤渣需多长过滤时间。
dV p Ad rL rLe
r r0ps
2p1 s K r0 c
dV pA u Ad rcV Ve
恒压过滤方程:
c = AL/V
V 2 2VVe KA2
V 2 KA2
q 2 2qqe K
q 2 K
过滤基本计算重要公式: