化工流体流动与传热
化工原理总结
（5）流体在非圆形直管内的流动阻力 当流体在非圆型管内湍流流动时，计算阻力时d用当 量直径de代替。
当量直径：4倍的流通截面积除以流体润湿周边长度
de——当量直径，m； rH——水力半径，m。
de
4A
4rH
对于矩形管长为a,宽为b
（4）轴功率 离心泵的轴功率是指泵轴所需的功率。当泵直接由电 动机带动时，它即是电机传给泵轴的功率，以N表 示，其单位为W或KW。泵的有效功率可写成
Ne QHg
由于有容积损失、水力损失与机 械损失，所以泵的轴功率N要大 于液体实际得到的有效功率，即
N Ne
泵在运转时可能发生超负荷，所配电动机的功率应比 泵的轴功率大。在机电产品样本中所列出的泵的轴功 率，除非特殊说明以外，均系指输送清水时的数值。
0
T0 p Tp 0
上式中的ρ0为标准状态下气体的密度，T0、p0分别为标准 状态下气体的绝对温度和绝对压强。
混合气体的密度：
m
pM m RT
M m M A yA M B yB M n yn
（2）流体的粘度
液体的粘度随温度升高而减小，气体的粘度则随温度升 高而增大。
压强变化时，液体的粘度基本不变；气体的粘度随压强 增加而增加的很少，在一般工程计算中可忽略不计。
Re≤2000时，流动类型为层流； Re≥4000时，流动类型为湍流； 2000＜Re＜4000，过渡区，流动类型不稳定。
层流特点：质点始终沿着与管轴平行的方向作直线运 动，质点之间互不混合。圆管中的流体就如一层一层 的同心圆筒在平行地流动。（滞流） 湍流特点：流体质点除了沿着管道向前流动外，各质 点还作剧烈的径向脉动。（紊流）
化工原理(流体流动、离心泵、传热)
化工原理练习一、选择1、已知甲醇水溶液中，按质量分数计甲醇90%水10%，甲醇密度792kg/m3,水密度998kg/m3，则该溶液密度近似为（）A 792kg/m3B 900kg/m3C 811kg/m3D 998kg/m32、已知293k 100kpa条件下含15%O2和85%CO2的混气密度（）A 1.73kg/m3B 1.80kg/m3C 2.21kg/m3D 1.45kg/m33、已知某设备内表压0.5×105Pa当地大气压100×103Pa，则设备内绝对压强为（）A 0.5×105PaB 1.5×104PaC 1.5×105PaD 1.0×105Pa4、流体压力为750mmHg柱换算成KPa为（）A 80B 90C 100D 110.55、水在管道中稳定流动时任意两个截面上流量qm1qm2关系为：（）A qm1=qm2B qm1＞qm2C qm1＜qm2D qm1≠qm26、已知物体质量为5kg，运动速度3m/s 则其动能为：（）A 15JB 22.5JC 45JD 37.5J7、湍流运动的基本特点是（）A 质点做不规则的杂乱运动B质点间互相碰撞C产生大大小小的旋涡D质点的脉动8、流体在做湍流流动时其平均流速为具中心最大流速的（）倍。
A 0.8B 1C 0.5D 0.39、下列不属于机械能的是（）A 内能B 动能C 静压能D 位能10、粘度的单位是（）A Pa/sB P a·sC PaD Pa/m211、流通堆面为3×5m 的矩形则其当量直径为（）A 3mB 5mC 4mD 3.75m12、已知密度为600kg/m3μ=1.1mp a·s 流速0.2m/s的流体在内径为50mm的管中流动，其流动类型（）A 层流B 过渡流C 湍流D 以上都不对13、离心泵开车时，为了减小启动功率，应使流量为0，即将（）A 出口阀门关小B 出口阀关闭C 出口阀门开大D 停机14、导轮的作用是（）A 转能B 增大流量C 提高扬程D 输送15、扬程与叶轮转速关系（）A 平方成正比B 立方成正比C 正比D 反比16、扬程与流体密度的关系是（）A 密度越大，扬程越小B密度越小，扬程越大C 扬程与密度无关D以上都不对17、下列改变离心泵工作点的方法不正确的是（）A 调节出口阀开度B 改变叶轮转速C 改变叶轮直径D 改变泵的高度18、离心泵串联时，泵组的扬程与单台泵的扬程关系是（）A H组=2H单台B H组＞2H单台C H组＜2H单台D 以上都不对19、对流传热膜系数的单位是（）A W/(m·k)B W/(m2·k)C J/(m·k)D J/(m2·k)20、穿过两层平壁的稳态热传导过程，已知各层温差△t1=50℃，△t2=60℃,则第一层，第二层热阻R1R2关系为（）A R1= R2B R1＞R2C R1＜R2D 无法确定21、某冷凝器用冷却水冷凝400K的有机蒸汽，冷却水进口温度为300K，出口340K ，其逆流传热平均温差为（）A 100KB 40KC 80KD 60K22、换热器间壁两侧对流传热膜系数为ą1，ą2且ą1«ą2为有效提高K总,应该设法( )A 提高ą1B 提高ą2C 提高ą1降低ą2D 同时减小23、离心泵的qv-H曲线是在（）条件下测定的A 效率一定B 功率一定C 转速一定D 管路一定24、下列物质中导热系数最大的是（）A 水B 钢C 空气D 石棉25、在对流传热过程中，对流传热的热阻主要集中在（）。
化工原理(上册)—化工流体流动与传热第三版柴诚敬习题答案
化工原理(上册) - 化工流体流动与传热第三版柴诚敬习题答案第一章：引言习题1.1答案：该题为综合性问题，回答如下：根据流体力学原理，液体在容器中的自由表面是一个等势面，即在平衡时，液体表面上各点处的压力均相等。
所以整个液体处于静止状态。
习题1.2答案：该题为计算题。
首先，根据流速的定义：流体通过某个截面的单位时间内通过的体积与截面积之比，可得流速的公式为：v = Q / A，其中v表示流速，Q表示流体通过该截面的体积，A表示截面积。
已知流速v为10m/s，截面积A为0.5m²，代入公式计算得：Q = v × A = 10m/s × 0.5m² = 5m³/s。
所以，该管道内的流体通过的体积为5立方米每秒。
习题1.3答案：该题为基础性知识题。
流体静压头表示流体的静压差所能提供的相当于重力势能的高度。
根据流体的静压力与流体的高度关系可知，流体静压力可以通过将流体的重力势能转化为压力单位得到。
由于重力势能的单位可以表示为m·g·h，其中m为流体的质量，g为重力加速度，h为高度。
而流体的静压头就是将流体静压力除以流体的质量得到的，即流体静压力除以流体的质量。
所以，流体静压头是等于流体的高度。
第二章：流体动力学方程习题2.1答案：该题是一个计算题。
根据题意，已知流体的密度ρ为1.2 kg/m³，截面积A为0.4 m²，流速v为2 m/s，求流体的质量流量。
根据质量流量公式：Q = ρ × A × v，代入已知数值计算得：Q = 1.2 kg/m³ × 0.4 m² × 2 m/s = 0.96 kg/s。
所以，流体的质量流量为0.96 kg/s。
习题2.2答案：该题为综合性问题，回答如下：流体动量方程是描述流体运动的一个重要方程，其中包含了流体的质量流量、速度和压力等参数。
化工流体流动与传热4.3 对流传热概述
换热器任一截 面上热流体的 平均温度
换热器任一截 面上与热流体 相接触一侧的 壁温
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2. 热边界层
λ dt λ dt ( )w = − ( )w 因此有 α = − T − Tw dy ∆t d y
上式为对流传热系数的另一定义式， 上式为对流传热系数的另一定义式，该式表 对于一定的流体和温度差， 明，对于一定的流体和温度差，只要知道壁面附 近的流体层的温度梯度， 近的流体层的温度梯度，就可由该式求得α。 热边界层的厚薄影响层内的温度分布， 热边界层的厚薄影响层内的温度分布，因而 影响温度梯度。当边界层内、 影响温度梯度。当边界层内、外侧的温度差一定 热边界层愈薄， 愈大， 时，热边界层愈薄，则(dt/dy)w愈大，因而α就 愈大。反之，则相反。 愈大。反之，则相反。
24
4.3.3 保温层的临界直径
dc
图4-15 保温层的临界直径
25
第 4 章 传热
4.1 概述 4.2 热传导 4.3 对流传热概述 4.4 传热过程计算
4.4.1 热量衡算
26
热平衡方程
假设换热器的热损失可忽略， 假设换热器的热损失可忽略 ， 则单位时间 内热流体放出的热量等于冷流体吸收的热量。 内热流体放出的热量等于冷流体吸收的热量。 对于换热器的微元面积d 对于换热器的微元面积 dS ， 其热量衡算式 可表示为
dQ = α i (T − Tw )dS i =
λ
b
(Tw − t w )dS m = α o (t w − t )dS o
或
T − Tw Tw − t w tw − t dQ = = = 1 b 1
α i dSi
λ dS m
α o dS o
dQ = K (T − t )dS
化工原理传热
化工原理传热传热是化工工程中非常重要的一个环节，它涉及到许多工艺过程和设备的设计与操作。
在化工生产中，传热过程不仅影响着产品质量和生产效率，还直接关系到能源的利用效率和环境保护。
因此，对于化工原理传热的深入理解和掌握，对于化工工程师来说至关重要。
传热的基本原理包括传热方式、传热系数、传热表达式等。
传热方式主要包括传导、对流和辐射三种方式。
传导是指热量通过物质内部的传递，对流是指热量通过流体的对流传递，而辐射是指热量通过电磁波的辐射传递。
传热系数是描述传热效果的物理量，它与传热介质的性质、流体状态、流体性质等因素有关。
传热表达式则是用来描述传热过程的数学表达式，可以通过传热方程和传热系数来进行计算和分析。
在化工生产中，传热过程通常涉及到换热器、蒸发器、冷凝器等设备。
换热器是用来实现不同流体之间热量交换的设备，它包括了许多种类，如壳管式换热器、板式换热器等。
蒸发器是将液态物质转化为气态物质的设备，它在化工生产中应用广泛。
而冷凝器则是将气态物质转化为液态物质的设备，也是化工生产不可或缺的一部分。
在传热过程中，热传导、对流传热和辐射传热是相互作用的。
热传导是传热过程中最基本的方式，它在许多设备和工艺中都有重要的应用。
对流传热则是流体在传热过程中的一种重要方式，它受到流体的流动状态、速度、流体性质等因素的影响。
而辐射传热则是在高温条件下的一种重要传热方式，它在许多高温工艺和设备中都有重要的应用。
总的来说，化工原理传热是化工工程师必须要深入了解和掌握的一个重要内容。
通过对传热的基本原理、传热设备和传热过程的深入研究，可以更好地指导化工生产实践，提高生产效率，降低能源消耗，保护环境，实现可持续发展。
希望本文能为化工工程师提供一些有益的参考和帮助。
化工流体流动与传热
1.1 流体的物理性质 1.2 流体静力学基本方程 1.3 流体流动的基本概念 1.4 流体流动的基本方程 1.5 动量传递与流动阻力导论 1.6 流体流动的微分方程 1.6.1 概述
一、微分衡算方程与微分衡算方法
1. 微分衡算方程
连续性
对微单分组质分量流衡体算进方行程√微分质量衡方算程
f ( , r,, z)
时间 径向 坐标
方位角 坐标
轴向 坐标
直角坐标与柱坐标的关系
三、柱坐标与球坐标的连续性方程
柱坐标的连续性方程为
1 r
r
(rur
)
1 r
(u
)
z
( u z
)
0
轴对称
0
r
三、柱坐标与球坐标的连续性方程
2. 球坐标的连续性方程 柱坐标系的坐标分量
f ( , r,, )
Du
D
dFx
dxdydz
Du x
D
dF
dFy
dxdydz Du y D
动量守恒定 律表达式
dFz
dxdydz
Du z
D
一、运动方程的推导
（2）作用在流体微元上的外力 ① 体积力 作用在流体微元整体上的力 只考虑重力场的影响
设 dFg —流体微元所受的重力，N
dFgx Xdxdydz dFg dFgy Ydxdydz
方法1
偏导数表示观察者位置固定，此时测得的温度
随时间的变化率。 （2）全导数 dt
d
方法2
全导数表示观察者与流体各以任意的速度运动，
此时测得的温度随时间的变化率。
二、物理量的时间导数
由 t t(x, y, z, )
化工原理传热中湍流的转化
化工原理传热中湍流的转化
湍流是指在流体中存在的一种无规则、复杂的流动状态。
在传热过程中，湍流的转化是指流体中的动能转化为热能的过程。
湍流传热主要通过两种机制实现：对流传热和传导传热。
对流传热是指流体通过湍流流动的方式将热量传递给周围环境。
湍流流动的特点是流动速度的突然变化和旋转的涡流结构。
这些涡流结构可以将热量从热源传递到流体中，并将其分散到周围环境中，从而实现对流传热。
湍流流动越强，对流传热越高效。
传导传热是指通过物质内部的微观振动和碰撞来传递热量。
湍流流动时，流体中的颗粒会因为涡流的作用而发生剧烈的碰撞和混合，加快了物质内部的传热速度。
同时，湍流流动还会将热量从高温区域传递到低温区域，从而实现热量的平衡分布。
总的来说，湍流传热通过湍流流动的方式将热量传递给周围环境，并加速了物质内部的传热速度。
这种转化过程在化工原理中经常出现，对于提高传热效率和优化化工过程具有重要意义。
化工原理流体知识点总结
化工原理流体知识点总结一、流体的基本性质1. 流体的定义流体是指在受到作用力的情况下，能够流动的物质，包括液体和气体。
2. 流体的分类（1）牛顿流体：满足牛顿流体定律的流体，即剪切应力与剪切速率成正比。
（2）非牛顿流体：不满足牛顿流体定律的流体，如塑料、胶体等。
3. 流体的性质（1）密度：单位体积流体的质量，通常用ρ表示，单位kg/m³。
（2）粘度：流体流动时的内部摩擦阻力，通常用η表示，单位Pa·s或mPa·s。
（3）表观黏度：流体在管道中流动时表现出的粘度，通常用μ表示，单位Pa·s或mPa·s。
（4）流变性：流体在外力作用下的形变特性，包括剪切流变和延伸流变。
4. 流体的运动（1）层流：流体呈层状流动，流线平行且不交叉。
（2）湍流：流体呈旋涡形式混合流动，流线交叉且无规律。
二、流态力学1. 流体静压（1）静压力：流体在容器中受到的压力，通常用P表示，单位Pa。
（2）流体的压强：P = ρgh，其中ρ为流体密度，g为重力加速度，h为液面高度。
（3）帕斯卡定律：在静止流体中，内部任意一点的压力均相等。
2. 流体动压（1）动压力：流体在流动状态下受到的压力。
（2）动压公式：P = 0.5ρv²，其中ρ为流体密度，v为流体的流速。
3. 流体的质量守恒（1）连续方程：描述流体在流动中的质量守恒关系。
（2）连续方程公式：ρ1A1v1 = ρ2A2v2，其中ρ为流体密度，A为管道横截面积，v为流速。
4. 流体的动量守恒（1）牛顿第二定律：描述流体在流动中的动量守恒关系。
（2）牛顿第二定律公式：F = ρQ(v2 - v1)，其中F为管道上流体受到的合力，Q为流体流量，v为流速。
三、流体的运动1. 流体的流动类型（1）层流：小阻力、流速较慢。
（2）湍流：大阻力、流速较快。
2. 流体的流动参数（1）雷诺数：描述流体流动状态的无量纲参数，Re = ρvD/η，其中D为管道直径。
化工流体流动与传热课后习题答案-柴诚敬编
17．如本题附图所示，高位槽内的水位高于地面7 m ，水从φ108 mm ×4 mm 的管道中流出，管路出口高于地面1.5 m 。
已知水流经系统的能量损失可按∑h f =5.5u 2计算，其中u 为水在管内的平均流速（m/s ）。
设流动为稳态，试计算（1）A -A '截面处水的平均流速；（2）水的流量（m 3/h ）。
解：（1）A - A '截面处水的平均流速在高位槽水面与管路出口截面之间列机械能衡算方程,得22121b12b2f 1122p p gz u gz u h ρρ++=+++∑ （1）式中 z 1=7 m ，u b1～0，p 1=0（表压） z 2=1.5 m ，p 2=0（表压），u b2 =5.5 u 2 代入式（1）得22b2b219.8179.81 1.5 5.52u u ⨯=⨯++ s m 0.3b =u（2）水的流量（以m 3/h 计）()h m 78.84s m 02355.0004.02018.0414.30.3332b2s ==⨯-⨯⨯==A u V 18. 20℃ 水以2.5m/s 的流速流经φ38×2.5mm 的水平管，此管以锥形管和另一φ53×3m 的水平管相连。
如本题附图所示，在锥形管两侧A 、B 处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的压强。
若水流经A ﹑B 两截面的能量损失为1.5J/㎏，求两玻璃管的水面差（以ｍｍ计），并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置。
分析:根据水流过A 、B 两截面的体积流量相同和此两截面处的伯努利方程列等式求解 解：设水流经Ａ﹑Ｂ两截面处的流速分别为u A 、 u B u A A A = u B A B∴ u B = （A A /A B ）u A = （33/47）2×2.5 = 1.23m/s 在Ａ﹑Ｂ两截面处列柏努力方程Z 1ｇ + ｕ12／2 + Ｐ1/ρ = Z 2ｇ+ ｕ22／2 + Ｐ2/ρ + Σｈf∵ Z 1 = Z 2∴ （Ｐ1-Ｐ2）/ρ = Σｈf +（ｕ12-ｕ22）／2 g （h 1-h 2）= 1.5 + (1.232-2.52) /2 h 1-h 2 = 0.0882 m = 88.2 mm19.用离心泵把20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定，各部分相对位置如本题附图所示。
天津大学《化工流体流动与传热》教学大纲
★面向21世纪课程教材★化工流体流动与传热教学大纲天津大学化工学院化工系2003年4月《化工流体流动与传热》课程教学大纲64 学时4 学分一、课程性质、目的和任务本课程及其后续课程《化工传质与分离过程》，是为培养面向21世纪高等化工创新人才的需要而建立的新课程体系中的主干课程。
本课程将传统的《化工原理》与《化工传递过程基础》有机地融为一体，依据传递过程的理论体系和单元操作的共性组合而成。
本课程属于化工类及其相近专业的一门主干课，为学生在具备了必要的高等数学、物理、物理化学、计算技术等基础知识之后必修的技术基础课。
本课程担负着由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用，是化工类及其相近专业许多专业课程的重要基础课程，本课程教学水平的高低，对化工类及相近专业学生的业务素质和工程能力的培养起着至关重要的作用。
本课程属工科科学，用自然科学的原理（主要为动量、热量传递理论）考察、解释和处理化学工程中的实际问题，研究方法主要是理论解析和在理论指导下的实验研究。
本课程强调工程观点、定量运算和设计能力的训练；强调理论与实际相结合；强调提高分析问题、解决问题的能力和综合能力。
学生通过本课程学习，应能够运用动量和热量传递的基本理论，解决流体流动、流体输送、沉降分离、过滤分离、液体搅拌、过程传热、蒸发等单元操作过程的计算及设备选择等问题，并为后续专业课程的学习奠定基础。
二、教学基本要求本课程在第五学期(四年制)开设。
教材内容分为课堂讲授、学生自学和学生选读三部分，其中课堂讲授部分由教师在教学计划学时内进行课堂教学，作为基本要求内容；学生自学部分由学生在教师的指导下，利用课外时间进行自学，作为一般要求内容；学生选读部分由学生根据自己的兴趣及能力，进行课外选读，不作要求。
本课程教学计划总学时64学时（其中课堂讲授62学时，机动2学时）；学生自学12学时；课程设计1周。
本课程采用课后习题，每次课后留2～3个练习题，由学生独立完成，教师可根据情况布置综合练习题和安排习题讨论课。
化工原理中的传热和传质
化工原理中的传热和传质在化工原理中，传热和传质是非常重要的概念。
传热指的是热量从一个物质传递到另一个物质的过程；而传质则是气体、液体或固体中，物质从一个地方传递到另一个地方的过程。
这两个过程在化工领域中被广泛应用，因此对于化学工程师来说，深入了解传热和传质的基本原理是非常必要的。
1. 传热传热是指热量从一个物质传递到另一个物质的过程。
在化工领域中，传热一般分为三种方式：传导、对流和辐射。
1.1 传导传导指的是热量从高温物体传递到低温物体，通过直接接触使两者温度趋于平衡的过程。
这种方式在化工过程中常常用于传热管内的传热，如水中的电加热管，或者是在反应釜中的传热等。
1.2 对流对流是指通过流体的运动来传递热量的过程。
由于流体的运动，热量能够快速地传递到流体中，并在整个流体中进行传递。
在化工过程中，对流传热主要与搅拌、泵送、气体流动等因素有关。
1.3 辐射辐射是指通过电磁波或者红外线等形式传输能量的过程。
在化工过程中，辐射传热一般是指电加热或者激光加热等。
2. 传质传质是指气体、液体或固体中物质从一个地方传递到另一个地方的过程。
在化工工艺中，传质是调控反应速率和反应效果的重要过程，常常被广泛应用于化工反应、物质分离、制药等领域。
2.1 扩散扩散是指在气体、液体和固体中，物质由高浓度处向低浓度处的自然传递。
在化工过程中，扩散是实现气体、液体或固体中物质传质的一种重要途径。
2.2 对流对流是通过流体的运动来传递物质的过程。
由于流体的流动，物质能够在流体中快速传递，这种方式常常被用于化工反应和物质传输领域。
2.3 吸附吸附是指气体或者液体中的分子由于作用力而被吸附到固体颗粒表面上的过程。
吸附作用可强化物质分离、过滤、纯化等化工过程。
3. 总体分析在化工原理中，传热和传质是非常重要的概念。
理解这两个概念对于化学工程师来说，不但有助于提高化工过程的效率，还能够让他们更好地进行化工反应、物质分离和制药等工作。
通过对传热和传质的深入了解，我们可以更好地掌握化工原理及其工程应用，为推动化工行业的创新和发展做出更大的贡献。
922化工原理二
922化工原理二
922化工原理二是一门课程，主要涉及化学工程领域的基本理论和实践。
这门课程的重点包括流体流动、热量传递、物质传递、化学反应等方面的基本原理。
在学习这门课程时，学生需要掌握以下几个关键知识点：
1. 流体流动：主要包括流体的基本性质、流体流动的规律、流速与压强的关系等。
此外，还需要了解流量计、泵、压缩机等设备的工作原理。
2. 热量传递：涉及热传导、对流传热和辐射传热等基本方式，以及换热器、冷却塔等热交换设备的设计和计算。
3. 物质传递：主要包括物料输送设备（如输送泵、压缩机等）的工作原理和选用，以及固体颗粒的输送和干燥原理。
4. 化学反应：涉及化学反应速率、反应器类型、反应动力学等内容。
学生需要了解不同类型的反应器（如釜式反应器、管式反应器等）及其设计方法。
5. 单元操作：主要包括分离技术（如蒸馏、萃取、离子交换等）、蒸
发、结晶等单元操作的基本原理和设备。
6. 化工工艺设计：涉及工艺流程的优化、设备选型、操作参数的确定等。
通过学习这门课程，学生将具备化学工程领域的基本理论知识，为后续的专业课程和实践环节打下基础。
在实际应用中，这些知识将有助于分析和解决化学工程领域的问题，为我国化工行业的发展作出贡献。
流体流动与热传递的工程应用研究
流体流动与热传递的工程应用研究流体流动和热传递是热力学和流体力学领域的重要研究方向之一。
它们在许多工程领域中扮演着重要的角色，如能源转换、化工过程、环境工程等。
本文将对流体流动和热传递的工程应用进行探讨。
一、流体流动的工程应用研究流体力学是研究流体在力的作用下的运动行为的学科。
在工程领域中，流体流动起到了非常重要的作用。
以下列举了几个流体流动的工程应用研究方向：1. 管道系统的流体传输管道系统的流体传输是很多工程领域中常见的问题，如油气管道、水管道等。
研究管道系统中的流体流动行为，可以帮助我们了解管道系统中的流量分布、压力损失等问题，进而优化管道系统的设计与运行。
2. 喷气推进器研究喷气推进器是飞机、火箭等交通工具中的重要部件之一。
研究喷气推进器中的流体流动行为，可以帮助我们了解气流的受力和能量转换过程，进而提高推力效率和燃烧效率。
3. 污水处理和水资源管理污水处理和水资源管理是当今社会中的重要课题。
流体力学的研究可以帮助我们了解污水在处理过程中的流动行为，从而优化处理设备的设计和运行，提高水资源的利用效率和环境保护效果。
二、热传递的工程应用研究热传递是指热量从高温物体传递到低温物体的过程。
研究热传递的工程应用可以帮助我们更好地利用热能，提高能源转换效率。
以下列举了几个热传递的工程应用研究方向：1. 热能转换与利用研究热传递的工程应用可以帮助我们更好地理解热能转换与利用的过程，如锅炉、蒸汽发生器、热交换器等设备。
通过优化热传递过程，可以提高能源转换效率，减少能源消耗，降低对环境的影响。
2. 热管技术研究热管是一种高效的热传递设备，应用广泛于电子器件的散热、空调系统、核工程等领域。
研究热管的热传递性能，可以提高热管的传热效率，进一步提高热管在工程上的应用。
3. 热辐射的工程应用热辐射是通过电磁波传递热量的过程。
研究热辐射的工程应用可以帮助我们更好地利用太阳能、红外线等热辐射能量，如太阳能热水器、太阳能光伏发电等应用。
化工原理传热
化工原理传热传热是化工工程中非常重要的一个环节，它涉及到许多工艺过程中的能量转移和热平衡问题。
在化工生产中，传热过程不仅影响着产品的质量和产量，还直接关系到能源的利用效率和生产成本。
因此，对于化工原理传热的研究和应用具有重要的意义。
首先，我们来了解一下传热的基本原理。
传热是指热量从高温区传递到低温区的过程。
在化工生产中，常见的传热方式包括传导、对流和辐射。
传导是指热量通过物质内部的分子振动传递，对流是指热量通过流体的流动传递，而辐射则是指热量通过电磁波辐射传递。
这三种传热方式在化工过程中经常同时存在，相互作用，共同影响着热量的传递效果。
在化工原理传热中，热传导是最基本的传热方式。
热传导的速率取决于传热介质的导热系数和温度梯度。
导热系数越大，温度梯度越大，传热速率就越快。
在化工设备中，常见的传热设备包括换热器、冷凝器、蒸发器等，它们利用传热原理实现了物料之间的热量交换。
通过合理设计传热设备的结构和选用合适的传热介质，可以有效提高传热效率，降低能源消耗和生产成本。
除了传热设备的设计，传热过程中的传热表面也是影响传热效果的重要因素。
传热表面的形态和材质对传热速率有着直接的影响。
通过增大传热表面积和改善传热表面的热传导性能，可以提高传热效率，实现更高效的能量转移。
在化工生产中，传热过程还经常涉及相变热的问题。
相变热是指物质在相变过程中吸收或释放的热量。
在化工原理传热中，常见的相变热包括蒸发、冷凝、凝固和熔化等。
通过合理控制相变热的过程，可以实现对物料温度的精确控制，保证生产过程的稳定性和产品质量。
总的来说，化工原理传热是化工工程中不可或缺的一部分，它直接关系到生产过程的能量转移和热平衡问题。
通过深入研究传热原理，合理设计传热设备和优化传热过程，可以实现能源的高效利用和生产成本的降低，推动化工生产的可持续发展。
希望通过本文的介绍，读者能对化工原理传热有更深入的了解，为实际生产提供一定的参考和指导。
《化工原理教学》传热-对流课件
为了帮助学生更好地理解对流传热的概念和原理，本课件介绍了化工原理教 学中重要的一部分——传热-对流。
对流基础知识
1 对流定义
对流是物质在流体中的传递过程，常常伴随着随流体运动的热量传递。
2 对流规律
对流是由于温度场引起的流体流动现象，遵循质量守恒、动量守恒和能量守恒的原理。
3 对流换热原理
对流换热是通过流体流动引起的热量传递方式，常见于化工工程和热交换器中。
对流换热的传热机理
1
对流传热的影响因素
2
流体速度、温度梯度、表面特性等因
素会影响对流传热过程的效率。
3
对流传热机制
对流传热通过流体流动和温度差驱动， 实现了物体间的热量交换。
对流传热的计算公式
根据牛顿冷却定律和对流换热系数， 可以计算对流传热的热量传递率。
对流传热的应用
工程中的对流传热应用
对流传热在化工工程、能源行业和热处理等 领域中有着广泛而重要的应用。
实际案例分析
通过对实际案例的分析，探讨对流传热在工 业过程中的是许多工程和技术领 域中必不可少的关键过程。
学习对流传热的意义
掌握对流传热的原理和应用， 对于化工专业的学生和从业人 员至关重要。
未来的发展和应用前景
对流传热的研究和应用将在能 源、环保等领域发挥重要作用。
化工原理上册化工流体流动与传热
绪 论一、本门课程的产生化学工业是对原料进行化学加工以获得有用的产品。
显然，其核心是化学反应过程及其设备，为使化学反应经济有效的进行，反应器内必须保持某些最佳反应条件，如适宜的压强、温度和物料的纯度。
这些过程统称为前处理。
反应后，产物与反应物必须分开，产物必须精制，这些过程称为后处理。
前后处理中，绝大多数过程是纯物理过程。
从诸多化学工业生产中如何找出规律性的东西。
解剖麻雀：碳酸氢氨的制造冷气热气Q HCO NH O H CO NH +⇔++34223首先制备原料 3NHQ NH N H +⇔+32223循环冷气经合成塔内外壁环隙从上而下，由热交换器的管间进入从中心管上升入触媒层。
压强为[]a P k ⋅⨯310392.31 温度为 C C 520~480 。
①动量传递（冷气入塔）（物理学中：动量=质量⨯速度[]s N ⋅）②热量传递③质量传递（氨水吸收二氧化碳制造碳酸氢氨）④化学反应工程。
（合成炉）除化学反应外，其余步骤皆可归纳为若干基本物理过程如输送、压缩、传热、沉降、过滤、蒸发、结晶、干燥、蒸馏、吸收、萃取、冷冻等。
共同的过程：传递过程（三传一反）共同的方法：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧建立数学方程。
映了过程的真实面貌，的主要因素，大体上反抓住影响过程—即半理论半经验方法）、数学研究模型方法（量之间的关系）。
、直接用实验测取各变（避免了方程式的建立验的方法）、实验研究方法即经（21 任何一个学科（或学科分支）之所以能成为一门学科，必须有统一的研究对象、统一的研究方法。
统一对象即传递过程，也是联系各单元操作的一条主线；各单元操作有着共同的研究方法，这样以单元操作为内容，以传递过程和研究方法为主线组成了“化工原理”这一门课。
共同的过程 共同的方法产生一门学科即：化工原理。
二、《化工原理》课程的性质、地位和作用《化工原理》是在高等数学、物理学及物理化学、化学等课程的基础上开设的一门基础技术课程，其主要任务是研究化工单元操作的基本原理，典型设备的构造及工艺尺寸的计算或设备选型。
化工流体流动与传热
nc ? 1.1 n nc ? 1.19 n
换热管 总数
系列标准
159mm 273mm 400mm 500mm 600mm 800mm 1000mm 1200mm 1400mm
一、设计的基本原则
8.流体通过换热器的流动阻力 (压降)计算 (1)管程阻力的计算
?? pi ? (?p1 ? ? p2)Ft Ns Np 管程压降计算式
每程管子 数应相等
一、设计的基本原则
(2)壳程数的确定
当 ? ?t ? 0.8
则 应采用多壳程
NS ? 2
不宜 采用
串联 使用
一、设计的基本原则
6.折流挡板的选用
挡板缺
口高度
(1)折流挡板的类型
h
弓形折流板√
折流挡板 圆盘形折流板
分流形折流板
系列标准 h ? 20%D
壳
h ? 25%D
体 直
径
一、设计的基本原则
对正方形排列
F ? 0.3
一、设计的基本原则
fo — 壳程流体的摩擦系数
当 Reo ? 500
fo ? 5.0 Reo?0.228
其中
Reo
?
douo? ?
uo
?
Vs Ao
Ao ? z(D ? ncdo )
壳程流 通截面
积
二、设计的具体步骤
一般步骤
? 估算传热面积，初选换热器型号 ? 根据换热任务，计算传热量 ? 确定流体的流径 ? 确定流体的进出口温度 ? 计算定性温度，查找流体物性 ? 计算平均温度差 ? 根据流体温差和设计要求，确定换热器型式
?
1)
?uo2
2
? p2?
管束压降
化工原理流体力学
化工原理流体力学化工原理中的流体力学是研究流体力学基本原理与应用的学科，主要涉及到流体的静力学、动力学和流体流动的相关问题。
在化工过程中，流体力学的应用十分广泛，包括管道流动、混合、反应器设计等等。
首先，流体力学中的重要概念是流体的粘性和黏度。
黏度可以理解为流体的黏稠程度，是流体内部摩擦阻力的指标。
流体的黏度高，流动阻力大，黏度低，流动阻力小。
黏稠度与流体的性质（如粘度、密度等）有关。
黏度的大小直接影响流体在管道内的流动速度和压力分布。
黏度较大的流体会产生更大的阻力，流体黏度对管道流动的影响可以通过雷诺数来描述。
其次，流体力学中的另一个重要概念是雷诺数。
雷诺数（Reynolds number）是描述流体运动形态的一个无量纲物理量，可以表征流体流动的稳定性和湍动程度。
雷诺数的大小与流体的密度、速度、管道尺寸和流体黏度有关。
当雷诺数较小（小于2100），流体流动是层流状态，具有明确的层次结构；当雷诺数较大（大于4000），则容易发生湍流现象，流体流动变得混乱，能量消耗较大。
在化工过程中，需要控制液体或气体流动状态，以确保流体的均匀性和流速的稳定性。
此外，还有伯努利定律和连续方程等基本原理在流体力学中有着重要的应用。
伯努利定律（Bernoulli's principle）可以描述流体在流动过程中能量守恒的原理。
根据伯努利定律，当流体在流动过程中速度增加时，流体的压力会降低，速度减小时，流体的压力会增加。
在化工过程中，伯努利定律可以用于管道流动的压力计算以及风扇、离心机等设备的设计。
此外，流体力学还涉及到流量测量、流体动力学模拟与建模等方面的内容。
流量测量是化工过程中常见的一项工作，用于了解流体在管道中的运动情况。
流体力学模拟与建模可以通过计算机模拟流体在不同管道、设备中的流动情况，为流体系统的设计与优化提供依据。
总之，化工原理中的流体力学是研究流体行为及其应用的学科，对于理解流体在化工系统中的流动、传热和传质等过程，以及流体控制、设备设计等具有重要意义。
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一般为物 理过程
化学反应 工程（反
一般为物 理过程
预热 输送 精制 压缩
应过程＋ 设备反应 器）核心 地位
冷却（凝） 蒸发 结晶 吸收 精馏
……
……
共性问题
化工流体流动与传热 共性问题
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化工生产过程：对原料进行化学加工，最终获得 有价值产品的生产过程。
化学反应
化工生产过程 物理过程
反应工程
化工原理 （单元操作）
化工流体流动与传热
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0.1.2 化工单元操作
产品、原料多样性、生产过程复杂性—— ，化工生产工艺流程数以万计
可以归纳为： 工艺＝化学反应＋物理操作（有限个）
（有机组合）
化工流体流动与传热
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化工生产的核心：化学反应过程＋反应器 （化学反应工程）
物理操作过程(单元操作)：
为化学反应准备必要条件＋将反应物分离提纯 获得最终产品
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单元操作分类
①流体动力学过程：流体输送、沉降、过滤。 ②传热过程：加热、冷却、冷凝、蒸发。 ③传质过程：蒸馏、吸收、萃取、吸附、膜分离。 ④热质同时传递过程：气体的增湿减湿、结晶、
干燥。
化工流体流动与传热
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化工原理（单元操作）的研究内容包括“过 程”和“设备”两个方面。
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2.数学模型法（半经验半理论方法）
在对实际过程的机理深入分析的基础上， 在抓住过程本质的前提下，作出某种合理简化， 建立物理模型，进行数学描述，得出数学模型。 通过实验确定模型参数。
研究工程问题的方法论是联系各单元操作 的另一条主线。
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①单元操作设备的选择能力。 ②工程设计能力。 ③操作和调节生产过程的能力。 ④过程开发或科学研究能力。
化工流体流动与传热
教 学 安排
一、学时安排
总学时:56
授课52-54、机动2-4
Hale Waihona Puke 绪论1第一章 流体流动基础
19
第二章 流体输送机械
6
第三章 颗粒与流体之间的相对运动 8
第四章 液体搅拌
0
第五章 传热过程基础
12
第六章 换热器
6
第七章 蒸发
4
化工流体流动与传热
2
教学安排
二、教师安排 张裕卿
三、作业安排 （1）每周三由学习委员或班长收、发作业。 （2）题目类型：作业题。
Engineering, 6th ed. New York: McGraw.Hill Inc., 2001 (5)陈涛等.《化工传递过程基础》化学工业出版社 (6)柴诚敬.《化工原理学化工习流体指流动南与传》热 高等教育出版社,20152
0 绪论
0.1 化学工程学科的进展 0.2 单元操作与传递过程 0.3 单位制和单位换算 0.4 本章总结
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0.6 单位制和单位换算
0.6.1 单位制分类 任何物理量的大小＝数字＋单位
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一、 物理量的单位
1.基本单位和导出单位 基本单位：质量、长度、时间和温度。 导出单位：速度、密度、加速度等。
2.绝对单位制和重力单位制 绝对单位制：长度、质量、时间。 重力单位制：长度、时间和力。
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0.2 化工过程计算题目类型
化工过程计算题目类型： （1）设计型 （2）操作型
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0.3 化工过程计算依赖的基本关系
（1）质量守恒（守恒原理） （2）能量守恒（守恒原理） （3）平衡关系（化工热力学） （4）速率关系（传递方程）
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0.4 本课程特点
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6
0.1 化学工程学科简介（进展）
0.1.1 化学工业
对原料进行化学加工，以改变物质结构 或组成，或合成新物质，而获得有用产 品的制造工业。 也称化学加工工业，其过程称为化工生 产过程。
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例如：高压聚乙烯生产的主要步骤
化工流体流动与传热
8
高压聚乙烯生产的主要步骤
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3.国际单位制（SI制） 根据1960年10月国际计量大会通过的一种单
位制。
4.中华人民共和国法定计量单位 中华人民共和国法定计量单位是在SI制基
础上制定的，见教材附录1。
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二、单位换算
1.物理量的换算 基本物理量中为1m(米)＝物理单位制中
四、考试安排 期中、期末进行考试，采用闭卷与开卷相结合的
考试形式，期末成绩80％，期中和平时成绩占20％。
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教学安排
五、答疑安排 时间及地点：期末统一安排 平时地点：20楼化工原理教研室（832室）
六、有关要求 （1）按时交作业，无特殊情况补交作业无效。 （2）独立完成作业，发现抄袭，责任自负。 （3）累计欠作业1/3者取消考试资格。 （4）点名或抽查累计3次未到者取消考试资格。
化工流体流动与传热
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教学安排
七、教材 柴诚敬等. 化工流体流动与传热,化学工业出版社,2007. 八、参考书 (1) 姚玉英等. 化工原理（上）. 天津大学出版社, 1999 (2)柴诚敬等.化工原理（上）. 高等教育出版社, 2005 (3)202.113.7.181(化工流体流动与传热网络课程) (4)W.L.McCabe, J.C.Smith. Unit Operations of Chemical
单元操作
动量传递 热量传递
质量传递
三传理论
传递过程是联系各单元操作的一条主线。
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化工原理课程的研究方法
1.实验研究方法（经验法） 以量纲分析和相似论为指导，依靠试验来确
定过程变量之间的关系，通常用无量纲数群（或 称准数）构成的关系式来表达。这是工程上一种 通用的基本方法。
化工流体流动与传热
强调： （1）工程观点（实验、合理简化、近似） （2）定量运算 （3）实验技能 （4）设计能力等的培养 （5）学习时强调理论联系实际
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基础课 技术基础课 专业课 深造或工作岗位
理论知识
有机结合 起桥梁作用
工程实际（经验）
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0.5 本课程学习要求
几个方面能力的培养： （1）单元操作和设备选择的能力 （2）工程设计能力（工艺过程计算和设备设计， 缺乏数据时，查资料、现场查定、实验测得等） （3）操作和调节生产过程的能力（故障排除、 了解优化生产过程的途经） （4）过程开发或科学研究能力（将可能变为现 实，实现工程目的，这是综合创造能力的体现）