化工原理笔记

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化工原理知识点总结笔记

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化工原理知识点总结笔记一、化工原理概述化工原理是化学工程学的基础和核心分支,是研究化工过程基本原理和规律的一门学科。

在化工生产中,化工原理被广泛应用于控制反应过程、设计分离装置、优化工艺条件等方面。

化工原理主要包括热力学、化学动力学、传质传热、流体力学等方面的知识。

二、化工热力学热力学是研究能量转化和宏观物质运动规律的学科,化工热力学是将热力学原理应用于化工过程的一种方法。

化工热力学主要包括热力学基本原理、热力学性质、热力学循环等内容。

在化工过程中,热力学原理被用于计算反应热、确定工艺条件、分析热平衡等方面。

1. 热力学基本原理热力学基本原理包括能量守恒、熵增原理、热力学第一定律、热力学第二定律等。

能量守恒原理指出在封闭系统中,能量的总量是不变的;熵增原理指出封闭系统中熵总是增加的;热力学第一定律指出能量既不会被创建,也不会被销毁,只会在不同形式之间转化;热力学第二定律规定了热能不可能自发地从低温物体传递给高温物体。

2. 热力学性质热力学性质包括物质的热力学性质和烃的三相平衡等内容。

物质的热力学性质是指物质在不同温度、压力下的性质表现,例如,比热容、热膨胀系数、热导率等;烃的三相平衡是指烃在气态、液态和固态之间的平衡关系,包括气液平衡、固液平衡、气固平衡等。

3. 热力学循环热力学循环是指利用热能转换成机械能的过程,如蒸汽轮机循环、汽轮机循环、空气循环等。

在化工领域,热力学循环常常用于设计和优化化工过程中的能量转化装置。

三、化学动力学化学动力学是研究化学反应速率和反应机理的学科,主要包括反应速率、反应动力学方程、反应机理等内容。

在化工生产中,化学动力学常用于优化反应条件、控制反应速率、提高产物收率等方面。

1. 反应速率反应速率是指单位时间内反应物的消耗量或产物的生成量,通常用化学反应方程式来表示,如:A + B → C + D,反应速率可表示为:-d[A]/dt = -d[B]/dt = d[C]/dt = d[D]/dt。

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化工原理笔记化工原理:1. 反应速率与反应动力学- 反应速率是指单位时间内反应物消失或产物生成的速率。

它受到反应物浓度、温度、催化剂和压力等因素的影响。

- 反应速率可以通过反应速率方程来描述,该方程可以根据实验数据得出。

在一般情况下,反应速率与反应物浓度的关系可以用速率定律表达。

- 反应动力学研究了反应速率的变化规律以及影响速率的因素,包括活化能、反应机理和反应过程等。

2. 化学平衡与平衡常数- 化学平衡是指反应物和生成物浓度达到一定比例,反应速率达到动态平衡的状态。

在平衡状态下,反应物和生成物的浓度保持不变。

- 平衡常数是描述平衡体系中物质浓度之间的定量关系的常数。

它的大小可以通过平衡常数表给出,与温度有关。

- 平衡常数可以用来判断平衡体系中哪种物质浓度较高或较低,从而优化反应条件,提高反应产率。

3. 流体力学与质量传递- 流体力学是研究流体静力学和动力学性质的科学,涉及流体的流动、压力、速度和黏度等参数。

- 质量传递是指物质在流体中的传递过程,可以通过扩散、对流和反应等方式进行。

- 质量传递过程中的传质速率与物质浓度梯度、扩散系数和物质的相对速度等因素有关。

4. 热力学与能量传递- 热力学是研究能量转化与能量传递关系的科学,涉及能量的守恒、热力学循环和热力学性质等。

- 能量传递可以通过热传导、对流和辐射等方式进行。

其中,热传导通过固体或液体中的颗粒间的碰撞进行。

对流则是通过流体的运动传递热量。

- 热力学规定了能量转化的方向和限制,例如热机效率和热交换的工作原理。

5. 反应工程与反应器设计- 反应工程是将化学反应原理与工程实践相结合的学科,包括从反应过程设计到反应器的选择和设计等。

- 反应器是进行化学反应的装置,可以根据不同的反应特性选择不同类型的反应器,如连续型或批量型反应器。

- 反应器设计需要考虑反应速率、传质和传热等因素,以实现高效率的反应和优化生产成本。

6. 安全与环境保护- 在化工过程中,安全和环境保护是非常重要的考虑因素。

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第一章:流体流动一、流体静力学基本方程式1.流体的密度:单位体积流体所具有的流体质量称为密度,以ρ表示,单位为kg/m3。

2.流体的静压强:垂直作用于流体单位面积上的压力称为流体的压强,以p表示,单位为Pa。

俗称压力,表示静压力强度。

3.不同单位之间的换算关系为1atm=10.33mH2O=760mmHg=1.0133bar=1.0133×105Pa4.压强的基准以绝对真空为基准——绝对压强,是流体的真实压强。

二、流体流动的基本方程1、流量与流速单位时间内流过管道任一截面的流体量,称为流量。

流量用两种方法表示:体积流量-----以V s表示,单位为m3/s。

质量流量-----以Ws表示,单位kg/s.体积流量与质量流量的关系:流体质点单位时间内在流动方向上所流过的距离,称为流速,以u表示。

其单位为m/s。

工程计算中为方便起见,将取整个管截面上的平均流速——单位流通面积上流体的体积流量,即式中,A为与流动方向相垂直的管道截面积,m2。

于是:。

2、质量流速(质量通量):单位时间内流体流过管道单位截面积的质量,称为质量流速或质量通量,以G表示,其单位为kg/(m2·s),其表达式为3、管径、体积流量和流速之间关系三、连续性方程式连续性方程式是质量守恒定律的一种表现形式。

;对于不可压缩流体(即ρ=常数),可得到上式统称为管内定态流动时的连续性方程式。

连续性方程式反映了一定流量下,管路各界面上流速的变化规律。

对于圆形管道内不可压缩流体的定态流动,可得到:四、能量衡算方程式——柏努利方程式柏努利方程式是流体流动中机械能守恒和转化原理的体现,它描述了流入和流出一系统的流体量及有关流动参数间的定量关系。

(1-23a)对于理想流体,,再若无外功加入,则有(1-24)式(1-24)称为柏努利方程式,式(1-23a)是柏努利方程式的引申,习惯上也称柏努利方程式。

从上面推导过程可看出,柏努利方程适用于不可压缩流体连续的定态流动。

(完整版)化工原理基本知识点

(完整版)化工原理基本知识点

第一章 流体流动一、压强1、单位之间的换算关系:221101.3310330/10.33760atm kPa kgf m mH O mmHg ====2、压力的表示(1)绝压:以绝对真空为基准的压力实际数值称为绝对压强(简称绝压),是流体的真实压强。

(2)表压:从压力表上测得的压力,反映表内压力比表外大气压高出的值。

表压=绝压-大气压(3)真空度:从真空表上测得的压力,反映表内压力比表外大气压低多少真空度=大气压-绝压3、流体静力学方程式0p p gh ρ=+二、牛顿粘性定律F du A dyτμ== τ为剪应力;du dy 为速度梯度;μ为流体的粘度; 粘度是流体的运动属性,单位为Pa ·s ;物理单位制单位为g/(cm·s),称为P (泊),其百分之一为厘泊cp111Pa s P cP ==液体的粘度随温度升高而减小,气体粘度随温度升高而增大。

三、连续性方程若无质量积累,通过截面1的质量流量与通过截面2的质量流量相等。

111222u A u A ρρ=对不可压缩流体1122u A u A = 即体积流量为常数。

四、柏努利方程式单位质量流体的柏努利方程式:22u p g z We hf ρ∆∆∆++=-∑ 22u p gz E ρ++=称为流体的机械能 单位重量流体的能量衡算方程:Hf He gp g u z -=∆+∆+∆ρ22z :位压头(位头);22u g :动压头(速度头) ;p gρ:静压头(压力头) 有效功率:Ne WeWs = 轴功率:Ne N η=五、流动类型 雷诺数:Re du ρμ=Re 是一无因次的纯数,反映了流体流动中惯性力与粘性力的对比关系。

(1)层流:Re 2000≤:层流(滞流),流体质点间不发生互混,流体成层的向前流动。

圆管内层流时的速度分布方程:2max 2(1)r r u u R=- 层流时速度分布侧型为抛物线型 (2)湍流Re 4000≥:湍流(紊流),流体质点间发生互混,特点为存在横向脉动。

化工原理知识点总结

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化工原理知识点总结1. 流体力学- 流体静力学:压力的概念、流体静力学平衡、马里奥特原理、流体静压力的测量。

- 流体动力学:连续性方程、伯努利方程、动量守恒、流动类型(层流与湍流)、雷诺数。

- 管道流动:管道摩擦损失、达西-韦斯巴赫方程、摩擦因子的确定、管道网络分析。

2. 传热学- 热传导:傅里叶定律、导热系数、热阻、稳态与非稳态导热。

- 对流热传递:对流热流密度、牛顿冷却定律、对流给热系数。

- 辐射传热:斯特藩-玻尔兹曼定律、黑体辐射、角系数、有效辐射面积。

- 热交换器:热交换器类型、效能-NTU方法、传热强化技术。

3. 物质分离- 蒸馏:基本原理、平衡曲线、麦卡布-锡尔比法、塔板理论、塔内设备。

- 萃取:液-液萃取、固-液萃取、溶剂萃取、萃取平衡、萃取过程设计。

- 过滤与沉降:沉降原理、过滤操作、离心分离、膜分离技术。

- 色谱与电泳:色谱原理、色谱柱、电泳分离、毛细管电泳。

4. 化学反应工程- 化学反应动力学:反应速率、速率方程、活化能、催化剂。

- 反应器设计:批式反应器、半连续反应器、连续搅拌槽式反应器(CSTR)、管式反应器。

- 反应器分析:稳态操作、非稳态操作、反应器的稳定性分析。

- 催化反应工程:催化剂特性、催化剂制备、催化剂失活与再生。

5. 质量传递- 扩散现象:菲克定律、扩散系数、分子扩散与对流扩散。

- 质量传递原理:质量守恒、质量传递微分方程、边界条件。

- 吸收与解吸:气液平衡、吸收塔操作、解吸过程。

- 干燥过程:湿空气系统、干燥过程分析、干燥器设计。

6. 过程控制- 控制系统基础:控制系统组成、开环与闭环系统、控制器类型。

- 控制器设计:PID控制器、串级控制系统、比值控制系统。

- 过程动态分析:拉普拉斯变换、传递函数、系统稳定性分析。

- 先进控制策略:模糊控制、自适应控制、预测控制。

7. 化工热力学- 热力学第一定律:能量守恒、热力学过程、热力学循环。

- 热力学第二定律:熵的概念、熵增原理、卡诺循环。

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1.流体的静压强1atm=760mmHg=10.33mH2O=1.0133×105Pa 2.伯努利方程式gz1+u122+P1ρ+We=gz2+u222+P2ρ+hf(阻力损失)[J/Kg]W e-------输送设备对单位质量流体所作的有效功。

有效功率N e=W e∗W s[J/s或W]a.以单位质量为基准,则:z1+u122g +P1ρg+W eg=z2+u222g+P2ρg+hfg[m]有效压头H e=W eg压头损失H f=hfgb.以单位体积为基准,则:ρgz1+ρu122+P1+ρWe=z2ρg+ρu222+P2+ρhf [Pa]3.流体粘度---促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力[Pa.或P(泊)]。

1Pa.s=1000cP牛顿黏性定律----τ=μd ud y液体的粘度随温度升高而减小,气体的粘度随温度升高而增大。

压力对粘度的影响不大。

4.流型与雷诺数R e=duρμRe≤2000 滞流;Re≥4000 湍流滞流与湍流的区别:①质点的运动方式:滞流中流体质点为有规则的平行运动;湍流中流体质点为不规则的杂乱运动。

②速度分布:滞流速度沿管径按抛物线的规律分布,即u=0.5u max;湍流速度分布复杂。

③流动阻力:滞流----流体本身黏性引起的内摩擦;湍流----除黏性外,还有旋涡、质点迁移、脉动、碰撞引起的附加阻力(湍流应力)。

流动边界层σx =4.64R ex0.5-------滞流σx =0.376R ex0.2------湍流其中,σ---厚度,x---距平板前沿长度。

R ex≤2×105-------------------------------------滞流R ex≥3×106-------------------------------------湍流5.流动阻力圆形直管:∆P f=ρh f=γld ρu2 2当流体为滞流流动时:∆P f=32μlud2。

(完整版)化工原理各章节知识点总结

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(完整版)化工原理各章节知识点总结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。

连续性假定假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。

拉格朗日法选定一个流体质点,对其跟踪观察,描述其运动参数(如位移、速度等)与时间的关系。

欧拉法在固定空间位置上观察流体质点的运动情况,如空间各点的速度、压强、密度等,即直接描述各有关运动参数在空间各点的分布情况和随时间的变化。

定态流动流场中各点流体的速度u 、压强p 不随时间而变化。

轨线与流线轨线是同一流体质点在不同时间的位置连线,是拉格朗日法考察的结果。

流线是同一瞬间不同质点在速度方向上的连线,是欧拉法考察的结果。

系统与控制体系统是采用拉格朗日法考察流体的。

控制体是采用欧拉法考察流体的。

理想流体与实际流体的区别理想流体粘度为零,而实际流体粘度不为零。

粘性的物理本质分子间的引力和分子的热运动。

通常液体的粘度随温度增加而减小,因为液体分子间距离较小,以分子间的引力为主。

气体的粘度随温度上升而增大,因为气体分子间距离较大,以分子的热运动为主。

总势能流体的压强能与位能之和。

可压缩流体与不可压缩流体的区别流体的密度是否与压强有关。

有关的称为可压缩流体,无关的称为不可压缩流体。

伯努利方程的物理意义流体流动中的位能、压强能、动能之和保持不变。

平均流速流体的平均流速是以体积流量相同为原则的。

动能校正因子实际动能之平均值与平均速度之动能的比值。

均匀分布同一横截面上流体速度相同。

均匀流段各流线都是平行的直线并与截面垂直,在定态流动条件下该截面上的流体没有加速度, 故沿该截面势能分布应服从静力学原理。

层流与湍流的本质区别是否存在流体速度u、压强p的脉动性,即是否存在流体质点的脉动性。

稳定性与定态性稳定性是指系统对外界扰动的反应。

定态性是指有关运动参数随时间的变化情况。

边界层流动流体受固体壁面阻滞而造成速度梯度的区域。

化工原理重要知识点总结

化工原理重要知识点总结

一基本概念1、连续性方程2、液体和气体混合物密度求取3、离心泵特性曲线的测定4、旋风分离器的操作原理5、传热的三种基本方式6、如何测定及如何提高对流传热的总传热系数K7、重力沉降与离心沉降8、如何强化传热9、简捷法10、精馏原理11、亨利定律12、漏液13、板式塔与填料塔14、气膜控制与液膜控制15、绝热饱和温度二、核心公式第一章、流体流动与流体输送机械(1)流体静力学基本方程(例1-9)U型管压差计(2)柏努利方程的应用(例1-14)(3)范宁公式(4)离心泵的安装高度(例2-5)第二章、非均相物系的分离和固体流态化(1)重力沉降滞流区的沉降公式、降尘室的沉降条件、在降尘室中设置水平隔板(例3-3)、流型校核、降尘室的生产能力(2)离心沉降旋风分离器的压强降、旋风分离器的临界粒径、沉降流型校核(离心沉降速度、层流)、多个旋风分离器的并联(例3-5)第三章、传热(1)热量衡算(有相变、无相变)K的计算、平均温度差、总传热速率方程、传热面积的计算(判别是否合用)(例4-8)(2)流体在圆形管内作强制湍流流动时α计算式(公式、条件),粘度μ对α的影响。

(3)实验测K (例4-9)(4)换热器操作型问题(求流体出口温度,例4-10)下册第一章蒸馏全塔物料衡算【例1-4】、精馏段、提馏段操作线方程、q线方程、相平衡方程、逐板计算法求理论板层数和进料版位置(完整手算过程)进料热状况对汽液相流量的影响下册第二章吸收吸收塔的物料衡算;液气比与最小液气比求m 【例2-8】填料层高度的计算【传质单元高度、传质单元数(脱吸因数法)】提高填料层高度对气相出口浓度的影响下册干燥湿度、相对湿度、焓带循环的干燥器物料衡算(求循环量)热量衡算(求温度)预热器热量【例5-5】。

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压强的单位: N/m’,也称为帕斯卡(Pa),其106倍称为兆帕(MPa),即:1MPa(兆帕)=106 Pa现工程上常用兆帕作压强的计量单位。

牛顿粘性定律指出,剪应力与法向速度梯度成正比既:τ=μ du/dy式中: du/dy法向速度梯度,1/sμ流体的粘度, N.s/m2 , 即便Pa.sτ剪应力, Pa粘度的单位是Pa.s, 也常用P(泊)(达因.秒/厘米2)或CP(厘泊)(0.01P)表示1 Cp (厘泊) = 10-3 Pa.s运动粘度νν=μ/ρ单位: m2/s 由牛顿粘性定律得出:1)同一流体,μ相同,u越大.既du/dy越大,则剪切力(内摩擦力)越大.2)相同的u, du/dy相同,μ越大.,则剪切力(内摩擦力)越大3)u=0 时, ,剪切力(内摩擦力) τ=0既流体静止是不能承受剪应力和剪变形的.反之粘性只对运动着的流体起作用.4)流体具有粘性,则流动时产生内摩擦力,内摩擦力镞阻碍流体流动,产生流动阻力.所以粘性,是造成流动阻力的内因整理得: p1/ρ+g z1= p2/ρ+g z2 (1--11)或p2= p1+ρgh (1-12)上式为:流体静力学基本方程式如果将液柱的上底面取在液面上,设液面上方的压力为p0,则上式可改写为p= p0+ρgh流体静力学基本方程式表明:(1) 当面上方的压力一定时,在静止液体内任一点压力的大小,与液体本身的密度和该点距液面的深度有关。

因此,在静止的、连续的同一液体内,处于同一水平面上的各点,因其深度相同,其压力亦相等。

此压力相等的水平面,称为等压面.静止流体内任一点p/ρ+g z = 常数其中: gZ项是单位质量流体所具有的位能。

p/ρ项是单位质量流体所具有的压强能p1 = p A +ρgh1p2 = p B +ρg(h2- R)+ρi gR以1-2为基准面: h1 =Z A, h2 = Z B(p A +ρg Z A)-( p B +ρg Z B) = Rg(ρi–ρ)故ψ A -ψB= Rg(ρi–ρ)或p A- p B= Rg(ρi–ρ)–ρg(Z A- Z B)当Z A=Z B时ψ A -ψB= p A- p B = Rg(ρi–ρ)理想流体----粘度为零μ= 0 (无摩擦作用)故流体流动中无机械能损失, 即得流体流动中的机械能守恒zg + p/ρ + u2/2 = 常数此式为柏努利(Bernouili)方程。

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第一章 流体流动一、压强1、单位之间的换算关系:221101.3310330/10.33760atm kPa kgf m mH O mmHg ====2、压力的表示(1)绝压:以绝对真空为基准的压力实际数值称为绝对压强(简称绝压),是流体的真实压强。

(2)表压:从压力表上测得的压力,反映表内压力比表外大气压高出的值。

表压=绝压-大气压(3)真空度:从真空表上测得的压力,反映表内压力比表外大气压低多少真空度=大气压-绝压3、流体静力学方程式0p p gh ρ=+二、牛顿粘性定律F du A dyτμ== τ为剪应力;du dy 为速度梯度;μ为流体的粘度; 粘度是流体的运动属性,单位为Pa ·s ;物理单位制单位为g/(cm·s),称为P (泊),其百分之一为厘泊cp111Pa s P cP ==g液体的粘度随温度升高而减小,气体粘度随温度升高而增大。

三、连续性方程若无质量积累,通过截面1的质量流量与通过截面2的质量流量相等。

111222u A u A ρρ=对不可压缩流体1122u A u A = 即体积流量为常数。

四、柏努利方程式单位质量流体的柏努利方程式:22u p g z We hf ρ∆∆∆++=-∑ 22u p gz E ρ++=称为流体的机械能 单位重量流体的能量衡算方程:Hf He gp g u z -=∆+∆+∆ρ22z :位压头(位头);22u g :动压头(速度头) ;p gρ:静压头(压力头) 有效功率:Ne WeWs = 轴功率:Ne N η=五、流动类型 雷诺数:Re du ρμ=Re 是一无因次的纯数,反映了流体流动中惯性力与粘性力的对比关系。

(1)层流:Re 2000≤:层流(滞流),流体质点间不发生互混,流体成层的向前流动。

圆管内层流时的速度分布方程:2max 2(1)r r u u R=- 层流时速度分布侧型为抛物线型 (2)湍流Re 4000≥:湍流(紊流),流体质点间发生互混,特点为存在横向脉动。

化工原理各章节知识点总结

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化工原理各章节知识点总结化工原理是化学工程与技术的基础课程之一,主要涉及物质的物理性质、能量转化、传质现象、化学反应等方面的知识。

下面是化工原理各章节知识点的总结。

第一章:化工基本概念与物质的物理性质1.1化学工程与化学技术的发展历史与现状1.2化工过程及其特点1.3物质的物理性质-物质的密度、比重、相对密度-物质的表观密度、气体密度-物质的粘度、表面张力、折射率-物质的热容、导热系数、热膨胀系数-物质的流变性质第二章:能量转化与传递2.1能量的基本概念2.2热力学第一定律2.3热力学第二定律2.4热力学第三定律2.5热力学循环第三章:物质的传递过程3.1传质的基本概念与分类3.2质量传递平衡方程3.3传质速率和传质通量3.4界面传质-液-气界面传质-液-液界面传质-固-液界面传质-固-气界面传质3.5传质过程中的最速传质与弛豫时间第四章:化工流体的流动4.1流体的基本性质4.2流体的流动类别4.3流体的流动方程-流体的质量守恒方程-流体的动量守恒方程-流体的能量守恒方程4.4流体内运动的基本规律-斯托克斯定律-流体的相对运动-流体的运动粘度4.5流体的管道流动-管道内的雷诺数-管道的流动阻力第五章:多元物系中物质的平衡与分离5.1多元物系基本概念5.2雾滴定律5.3吸附平衡5.4蒸汽液平衡5.5溶液中的平衡情况5.6气相-液相-固相三相平衡第六章:化学反应与反应工程6.1化学反应动力学6.2化学平衡6.3化学反应速率6.4反应器的基本类型-批次反应器-连续流动反应器-均质反应器-非均质反应器6.5反应器的设计与操作以上是化工原理各章节的知识点总结,涵盖了物理性质、能量转化、传质现象、化学反应等方面的内容。

这些知识点是化学工程与技术的基础,对于理解和应用化工原理具有重要意义。

《化工原理A》课程笔记

《化工原理A》课程笔记

《化工原理A》课程笔记第一章流体流动一、静力学基本方程静力学基本方程是描述静止流体平衡状态的方程,主要包括压力方程和浮力方程。

1. 压力方程压力方程表明,在静止流体中,任意两点之间的压力差等于单位体积流体重力的垂直分量与这两点之间垂直距离的乘积。

2. 浮力方程浮力方程描述了流体中浸泡的物体所受到的浮力大小等于所排开流体的重力。

二、连续性方程连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的具体表现,表明在封闭系统中,流体的质量流量在任意截面都是恒定的。

三、柏努利方程柏努利方程是能量守恒定律在流体力学中的具体表现,描述了在流动的流体中,速度增加的地方压力降低,速度降低的地方压力增加。

四、管路系统总能量损失方程管路系统总能量损失方程描述了在流体流动过程中,由于摩擦、湍流等原因导致的能量损失。

五、层流和湍流层流和湍流是流体流动的两种基本形态,它们的本质区别在于流体质点的运动规律。

1. 层流:流体质点呈平行层状运动,流速分布均匀,流体运动有序。

2. 湍流:流体质点运动混乱,流速分布不均,流体运动无序。

六、流量测量流量测量是流体流动过程中的一项重要任务,常见的流量测量方法有:差压法、容积法、流速法等。

1. 差压法:通过测量流体在管道中流动产生的压力差来计算流量。

2. 容积法:通过测量流体在一定时间内流过的体积来计算流量。

3. 流速法:通过测量流体的流速来计算流量。

七、管路计算管路计算主要包括管路直径、流量、压力损失等的计算。

在计算过程中,需要考虑流体的性质、流动状态、管路材质等因素。

八、边界层边界层是流体流动过程中,紧贴固体表面的一层流体,其流速从零逐渐增加到主流流速。

边界层的存在对流体流动和传热过程有重要影响。

九、牛顿型流体和非牛顿型流体1. 牛顿型流体:流体应力与应变率之间呈线性关系,如水和空气。

2. 非牛顿型流体:流体应力与应变率之间不呈线性关系,如泥浆和油漆。

第二章流体输送机械一、离心泵的基本结构、工作原理、操作特性、安装及选型1. 基本结构离心泵主要由叶轮、泵壳、吸入口、排出口、轴承、密封装置等组成。

化工原理知识点总结复习重点(完美版)

化工原理知识点总结复习重点(完美版)

第一章、流体流动一、 流体静力学 二、 流体动力学 三、 流体流动现象四、流动阻力、复杂管路、流量计一、流体静力学:● 压力的表征:静止流体中,在某一点单位面积上所受的压力,称为静压力,简称压力,俗称压强。

表压强(力)=绝对压强(力)-大气压强(力) 真空度=大气压强-绝对压大气压力、绝对压力、表压力(或真空度)之间的关系 ● 流体静力学方程式及应用:压力形式 )(2112z z g p p -+=ρ 备注:1)在静止的、连续的同一液体内,处于同一 能量形式g z p g z p 2211+=+ρρ水平面上各点压力都相等。

此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。

应用:U 型压差计 gR p p )(021ρρ-=- 倾斜液柱压差计 微差压差计二、流体动力学● 流量质量流量 m S kg/s m S =V S ρ体积流量 V S m 3/s 质量流速 G kg/m 2s(平均)流速 u m/s G=u ρ ● 连续性方程及重要引论:22112)(d d u u = m S =GA=π/4d 2G V S =uA=π/4d 2u● 一实际流体的柏努利方程及应用(例题作业题) 以单位质量流体为基准:f e W p u g z W p u g z ∑+++=+++ρρ222212112121 J/kg 以单位重量流体为基准:f e h gp u g z H g p u g z ∑+++=+++ρρ222212112121 J/N=m 输送机械的有效功率: e s e W m N = 输送机械的轴功率: ηeN N =(运算效率进行简单数学变换)应用解题要点:1、 作图与确定衡算范围:指明流体流动方向,定出上、下游界面;2、 截面的选取:两截面均应与流动方向垂直;3、 基准水平面的选取:任意选取,必须与地面平行,用于确定流体位能的大小;4、 两截面上的压力:单位一致、表示方法一致;5、 单位必须一致:有关物理量的单位必须一致相匹配。

化工原理学习笔记

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术语定义1.比焓:指空气中含有的总热量,简称焓。

1kg或者1mol工质的焓称为比焓,用h表示,即h = u + pv,对应的单位是J/kg 或者J/mol. 在空气调节工程中,湿空气的状态经常发生变化,常需要确定状态变化过程内热量的交换量。

从热工基础可知,在压力不变化的情况下,焓差值等于热交换量。

而在空气调节过程里,湿空气的状态变化过程可以看成是在定压下进行的,所以能够用湿空气状态变化前后的焓差值来计算空气得到或失去的热量。

包含单位质量干空气的湿空气的比焓值h应是h=hg+m*hs=1.01t+m(2500+1.84t)或h=(1.01+1.84m)t+2500m;比焓h是用来表示物质系统能量状态的一个参数,其数值等于比定压热容cp乘温度t,即h= cp*t;干空气的比定压热容cp,g=1.01kj/(kg·K),故温度为t时干空气的比焓值hg为hg=1.01t;水蒸气的比定压热容cp,s=1.84kj/(kg·K),温度为t时水蒸气的比焓值hs为hs=2500+1.84t;式中2500是单位质量的水在0℃时变成水蒸气所需要的汽化热(kj/kg)。

湿空气的比焓是以单位质量干空气作为基数计算的。

伴随着单位质量干空气的还有m质量水蒸气。

可见包含单位质量干空气的湿空气的比焓值好h应是h=hg+m*hs=1.01t+m(2500+1.84t)或h=(1.01+1.84m)t+2500m=显热+潜热;在式中(1.01+1.84m)t是随着温度的变化而变化的热量,称为“显热”。

而2500m是0℃时m kg 水的汽化热,它仅随含湿量的变化,而与温度无关,故称为“潜热”。

由此可见,湿空气的焓将随着温度和含湿量的升高而加大,随其降低而减小。

在使用焓这个参数时,必须注意2500较(1.01+1.84m)大得多,因而在空气温度升高的同时,若含湿量有所下降,其结果是湿空气的焓不一定会增加。

2.牛顿流体及非牛顿流体:科学家牛顿发现,某些液体流动时,切应力τ与切变率D之比为常数,即:η=τ/D水和油都是遵循上述规律的液体.这一公式就是牛顿粘度定律.其中,η为液体的粘度.粘度是液体流动时内摩擦或阻力的量度.η的单位为Pa.s或mPa.s(帕斯卡.秒).遵循牛顿粘性定律的液体称为牛顿流体,凡是流体运动时其切变率D与切应力τ不成线性关系的流体称为非牛顿流体.牛顿流体为没有颗粒的混合单一的流体.就全血而言,它是血细胞和血浆的混合物,因此,全血不符合牛顿流体公式,它不是牛顿流体,而血浆可视为牛顿流体范畴.层流时服从牛顿黏性定律的流体。

化工原理各章节知识点总结

化工原理各章节知识点总结

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;连续性假定假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质;拉格朗日法选定一个流体质点,对其跟踪观察,描述其运动参数如位移、速度等与时间的关系;欧拉法在固定空间位置上观察流体质点的运动情况,如空间各点的速度、压强、密度等,即直接描述各有关运动参数在空间各点的分布情况和随时间的变化; 定态流动流场中各点流体的速度u 、压强p不随时间而变化;轨线与流线轨线是同一流体质点在不同时间的位置连线,是拉格朗日法考察的结果;流线是同一瞬间不同质点在速度方向上的连线,是欧拉法考察的结果; 系统与控制体系统是采用拉格朗日法考察流体的;控制体是采用欧拉法考察流体的;理想流体与实际流体的区别理想流体粘度为零,而实际流体粘度不为零; 粘性的物理本质分子间的引力和分子的热运动;通常液体的粘度随温度增加而减小,因为液体分子间距离较小,以分子间的引力为主;气体的粘度随温度上升而增大,因为气体分子间距离较大,以分子的热运动为主;总势能流体的压强能与位能之和;可压缩流体与不可压缩流体的区别流体的密度是否与压强有关;有关的称为可压缩流体,无关的称为不可压缩流体;伯努利方程的物理意义流体流动中的位能、压强能、动能之和保持不变; 平均流速流体的平均流速是以体积流量相同为原则的;动能校正因子实际动能之平均值与平均速度之动能的比值;均匀分布同一横截面上流体速度相同;均匀流段各流线都是平行的直线并与截面垂直,在定态流动条件下该截面上的流体没有加速度, 故沿该截面势能分布应服从静力学原理;层流与湍流的本质区别是否存在流体速度u、压强p的脉动性,即是否存在流体质点的脉动性;稳定性与定态性稳定性是指系统对外界扰动的反应;定态性是指有关运动参数随时间的变化情况;边界层流动流体受固体壁面阻滞而造成速度梯度的区域;边界层分离现象在逆压强梯度下,因外层流体的动量来不及传给边界层,而形成边界层脱体的现象;雷诺数的物理意义雷诺数是惯性力与粘性力之比;量纲分析实验研究方法的主要步骤:①经初步实验列出影响过程的主要因素;②无量纲化减少变量数并规划实验;③通过实验数据回归确定参数及变量适用范围,确定函数形式;摩擦系数层流区,λ与Re成反比,λ与相对粗糙度无关;一般湍流区,λ随Re增加而递减,同时λ随相对粗糙度增大而增大;充分湍流区,λ与Re无关,λ随相对粗糙度增大而增大;完全湍流粗糙管当壁面凸出物低于层流内层厚度,体现不出粗糙度过对阻力损失的影响时,称为水力光滑管;Re很大,λ与Re无关的区域,称为完全湍流粗糙管;同一根实际管子在不同的Re下,既可以是水力光滑管,又可以是完全湍流粗糙管;局部阻力当量长度把局部阻力损失看作相当于某个长度的直管,该长度即为局部阻力当量长度;毕托管特点毕托管测量的是流速,通过换算才能获得流量;驻点压强在驻点处,动能转化成压强称为动压强,所以驻点压强是静压强与动压强之和;孔板流量计的特点恒截面,变压差;结构简单,使用方便,阻力损失较大;转子流量计的特点恒流速,恒压差,变截面;非牛顿流体的特性塑性:只有当施加的剪应力大于屈服应力之后流体才开始流动;假塑性与涨塑性:随剪切率增高,表观粘度下降的为假塑性;随剪切率增高,表观粘度上升的为涨塑性;触变性与震凝性:随剪应力t 作用时间的延续,流体表观粘度变小,当一定的剪应力t 所作用的时间足够长后,粘度达到定态的平衡值,这一行为称为触变性;反之,粘度随剪切力作用时间延长而增大的行为则称为震凝性;粘弹性:不但有粘性,而且表现出明显的弹性;具体表现如:爬杆效应、挤出胀大、无管虹吸;第二章流体输送机械管路特性方程管路对能量的需求,管路所需压头随流量的增加而增加;输送机械的压头或扬程流体输送机械向单位重量流体所提供的能量J/N;离心泵主要构件叶轮和蜗壳;离心泵理论压头的影响因素离心泵的压头与流量,转速,叶片形状及直径大小有关;叶片后弯原因使泵的效率高;气缚现象因泵内流体密度小而产生的压差小,无法吸上液体的现象;离心泵特性曲线离心泵的特性曲线指He~qV,η~qV, Pa~qV;离心泵工作点管路特性方程和泵的特性方程的交点;离心泵的调节手段调节出口阀,改变泵的转速;汽蚀现象液体在泵的最低压强处叶轮入口汽化形成气泡,又在叶轮中因压强升高而溃灭,造成液体对泵设备的冲击,引起振动和侵蚀的现象;必需汽蚀余量NPSHr泵入口处液体具有的动能和压强能之和必须超过饱和蒸汽压强能多少离心泵的选型类型、型号①根据泵的工作条件,确定泵的类型;②根据管路所需的流量、压头,确定泵的型号;正位移特性流量由泵决定,与管路特性无关;往复泵的调节手段旁路阀、改变泵的转速、冲程;离心泵与往复泵的比较流量、压头前者流量均匀,随管路特性而变,后者流量不均匀,不随管路特性而变;前者不易达到高压头,后者可达高压头;前者流量调节用泵出口阀,无自吸作用,启动时关出口阀;后者流量调节用旁路阀,有自吸作用,启动时开足管路阀门;通风机的全压、动风压通风机给每立方米气体加入的能量为全压Pa=J/m3,其中动能部分为动风压;真空泵的主要性能参数①极限真空;②抽气速率;第三章液体的搅拌搅拌目的均相液体的混合,多相物体液液,气液,液固的分散和接触,强化传热;搅拌器按工作原理分类搅拌器按工作原理可分为旋桨式,涡轮式两大类;旋桨式大流量,低压头;涡轮式小流量,高压头;混合效果搅拌器的混合效果可以用调匀度、分隔尺度来度量;宏观混合总体流动是大尺度的宏观混合;强烈的湍动或强剪切力场是小尺度的宏观混合;微观混合只有分子扩散才能达到微观混合;总体流动和强剪切力场虽然本身不是微观混合,但是可以促进微观混合,缩短分子扩散的时间;搅拌器的两个功能产生总体流动;同时形成湍动或强剪切力场;改善搅拌效果的工程措施改善搅拌效果可采取增加搅拌转速、加挡板、偏心安装搅拌器、装导流筒等措施;第四章流体通过颗粒层的流动非球形颗粒的当量直径球形颗粒与实际非球形颗粒在某一方面相等,该球形的直径为非球形颗粒的当量直径,如体积当量直径、面积当量直径、比表面积当量直径等;形状系数等体积球形的表面积与非球形颗粒的表面积之比;分布函数小于某一直径的颗粒占总量的分率;频率函数某一粒径范围内的颗粒占总量的分率与粒径范围之比;颗粒群平均直径的基准颗粒群的平均直径以比表面积相等为基准;因为颗粒层内流体为爬流流动,流动阻力主要与颗粒表面积的大小有关;床层比表面单位床层体积内的颗粒表面积;床层空隙率单位床层体积内的空隙体积;数学模型法的主要步骤数学模型法的主要步骤有①简化物理模型②建立数学模型③模型检验,实验确定模型参数;架桥现象尽管颗粒比网孔小,因相互拥挤而通不过网孔的现象;过滤常数及影响因素过滤常数是指 K、qe;K与压差、悬浮液浓度、滤饼比阻、滤液粘度有关;qe与过滤介质阻力有关;它们在恒压下才为常数; 过滤机的生产能力滤液量与总时间过滤时间和辅助时间之比;最优过滤时间使生产能力达到最大的过滤时间;加快过滤速率的途径①改变滤饼结构;②改变颗粒聚集状态;③动态过滤;第五章颗粒的沉降和流态化曳力表面曳力、形体曳力曳力是流体对固体的作用力,而阻力是固体壁对流体的力,两者为作用力与反作用力的关系;表面曳力由作用在颗粒表面上的剪切力引起,形体曳力由作用在颗粒表面上的压强力扣除浮力的部分引起;自由沉降速度颗粒自由沉降过程中,曳力、重力、浮力三者达到平衡时的相对运动速度;离心分离因数离心力与重力之比;旋风分离器主要评价指标分离效率、压降;总效率进入分离器后,除去的颗粒所占比例;粒级效率某一直径的颗粒的去除效率;分割直径粒级效率为50%的颗粒直径;流化床的特点混合均匀、传热传质快;压降恒定、与气速无关;两种流化现象散式流化和聚式流化;聚式流化的两种极端情况腾涌和沟流;起始流化速度随着操作气速逐渐增大,颗粒床层从固定床向流化床转变的空床速度;带出速度随着操作气速逐渐增大,流化床内颗粒全被带出的空床速度;气力输送利用气体在管内的流动来输送粉粒状固体的方法;第六章传热传热过程的三种基本方式直接接触式、间壁式、蓄热式;载热体为将冷工艺物料加热或热工艺物料冷却,必须用另一种流体供给或取走热量,此流体称为载热体;用于加热的称为加热剂;用于冷却的称为冷却剂; 三种传热机理的物理本质传导的物理本质是分子热运动、分子碰撞及自由电子迁移;对流的物理本质是流动流体载热;热辐射的物理本质是电磁波;间壁换热传热过程的三个步骤热量从热流体对流至壁面,经壁内热传导至另一侧,由壁面对流至冷流体;导热系数物质的导热系数与物质的种类、物态、温度、压力有关;热阻将传热速率表达成温差推动力除以阻力的形式,该阻力即为热阻;推动力高温物体向低温传热,两者的温度差就是推动力;流动对传热的贡献流动流体载热;强制对流传热在人为造成强制流动条件下的对流传热;自然对流传热因温差引起密度差,造成宏观流动条件下的对流传热;自然对流传热时,加热、冷却面的位置应该是加热面在下,制冷面在上,这样有利于形成充分的对流流动;努塞尔数、普朗特数的物理意义努塞尔数的物理意义是对流传热速率与导热传热速率之比;普朗特数的物理意义是动量扩散系数与热量扩散系数之比,在α关联式中表示了物性对传热的贡献;α关联式的定性尺寸、定性温度用于确定关联式中的雷诺数等准数的长度变量、物性数据的温度;比如,圆管内的强制对流传热,定性尺寸为管径d、定性温度为进出口平均温度;大容积自然对流的自动模化区自然对流α与高度h无关的区域;液体沸腾的两个必要条件过热度tw-ts 、汽化核心;核状沸腾汽泡依次产生和脱离加热面,对液体剧烈搅动,使α随Δt急剧上升;第七章蒸发蒸发操作及其目的蒸发过程的特点二次蒸汽溶液沸点升高疏水器气液两相流的环状流动区域加热蒸汽的经济性蒸发器的生产强度提高生产强度的途径提高液体循环速度的意义节能措施杜林法则多效蒸发的效数在技术经济上的限制第八章气体吸收吸收的目的和基本依据吸收的目的是分离气体混合物,吸收的基本依据是混合物中各组份在溶剂中的溶解度不同;主要操作费溶剂再生费用,溶剂损失费用;解吸方法升温、减压、吹气;选择吸收溶剂的主要依据溶解度大,选择性高,再生方便,蒸汽压低损失小;相平衡常数及影响因素m、E、H 均随温度上升而增大,E、H 与总压无关,m 反比于总压;漂流因子P/PBm 表示了主体流动对传质的贡献;气、液扩散系数的影响因素气体扩散系数与温度、压力有关;液体扩散系数与温度、粘度有关;传质机理分子扩散、对流传质;气液相际物质传递步骤气相对流,相界面溶解,液相对流;有效膜理论与溶质渗透理论的结果差别有效膜理论获得的结为k∝D,溶质渗透理论考虑到微元传质的非定态性,获得的结果为k∝D0.5;传质速率方程式传质速率为浓度差推动力与传质系数的乘积;因工程上浓度有多种表达,推动力也就有多种形式,传质系数也有多种形式,使用时注意一一对应;传质阻力控制传质总阻力可分为两部分,气相阻力和液相阻力;当mky<<kx 时,为气相阻力控制;当mky>>kx 时,为液相阻力控制;低浓度气体吸收特点①G、L为常量,②等温过程,③传质系数沿塔高不变; 建立操作线方程的依据塔段的物料衡算;返混少量流体自身由下游返回至上游的现象;最小液气比完成指定分离任务所需塔高为无穷大时的液气比;NOG 的计算方法对数平均推动力法,吸收因数法,数值积分法;HOG 的含义塔段为一个传质单元高,气体流经一个传质单元的浓度变化等于该单元内的平均推动力;常用设备的HOG 值0.15~1.5 m;吸收剂三要素及对吸收结果的影响吸收剂三要素是指t、x2、L;t↓,x2↓,L↑均有利于吸收;化学吸收与物理吸收的区别溶质是否与液相组分发生化学反应;增强因子化学吸收速率与物理吸收速率之比;容积过程慢反应使吸收成容积过程;表面过程快反应使吸收成表面过程;第九章液体精馏蒸馏的目的及基本依据蒸馏的目的是分离液体混合物,它的基本依据原理是液体中各组分挥发度的不同;主要操作费用塔釜的加热和塔顶的冷却;双组份汽液平衡自由度自由度为2P一定,t~x或y;t一定,P~x或y;P 一定后,自由度为1;泡点泡点指液相混合物加热至出现第一个汽泡时的温度;露点露点指气相混合物冷却至出现第一个液滴时的温度;非理想物系汽液相平衡关系偏离拉乌尔定律的成为非理想物系;总压对相对挥发度的影响压力降低,相对挥发度增加;平衡蒸馏连续过程且一级平衡;简单蒸馏间歇过程且瞬时一级平衡;连续精馏连续过程且多级平衡;间歇精馏时变过程且多级平衡;特殊精馏恒沸精馏、萃取精馏等加第三组分改变α;实现精馏的必要条件回流液的逐板下降和蒸汽逐板上升,实现汽液传质、高度分离;理论板离开该板的汽液两相达到相平衡的理想化塔板;板效率经过一块塔板之后的实际增浓与理想增浓之比;恒摩尔流假设及主要条件在没有加料、出料的情况下,塔段内的汽相或液相摩尔流率各自不变;组分摩尔汽化热相近,热损失不计,显热差不计;加料热状态参数q 值的含义及取值范围一摩尔加料加热至饱和汽体所需热量与摩尔汽化潜热之比,表明加料热状态;取值范围:q<0 过热蒸汽,q=0 饱和蒸汽,0<q<1 汽液混和物,q=1 饱和液体,q>1 冷液;建立操作线的依据塔段物料衡算;操作线为直线的条件液汽比为常数恒摩尔流;最优加料位置在该位置加料,使每一块理论板的提浓度达到最大;挟点恒浓区的特征汽液两相浓度在恒浓区几乎不变;芬斯克方程求取全回流条件下,塔顶塔低浓度达到要求时的最少理论板数; 最小回流比达到指定分离要求所需理论板数为无穷多时的回流比,是设计型计算特有的问题;最适宜回流比使设备费、操作费之和最小的回流比;灵敏板塔板温度对外界干扰反映最灵敏的塔板,用于预示塔顶产品浓度变化; 间歇精馏的特点操作灵活、适用于小批量物料分离;恒沸精馏与萃取精馏的主要异同点相同点:都加入第三组份改变相对挥发度;区别:①前者生成新的最低恒沸物,加入组分从塔顶出;后者不形成新恒沸物,加入组分从塔底出;②操作方式前者可间歇,较方便;③前者消耗热量在汽化潜热,后者在显热;多组分精馏流程方案选择选择多组分精馏的流程方案需考虑①经济上优化;②物性;③产品纯度;关键组分对分离起控制作用的两个组分为关键组分,挥发度大的为轻关键组分;挥发度小的为重关键组分;清晰分割法清晰分割法假定轻组分在塔底的浓度为零,重组分在塔顶的浓度为零;全回流近似法全回流近似法假定塔顶、塔底的浓度分布与全回流时相近第十章气液传质设备板式塔的设计意图①气液两相在塔板上充分接触,②总体上气液逆流,提供最大推动力;对传质过程最有利的理想流动条件总体两相逆流,每块板上均匀错流; 三种气液接触状态鼓泡状态:气量低,气泡数量少,液层清晰;泡沫状态:气量较大,液体大部分以液膜形式存在于气泡之间,但仍为连续相;喷射状态:气量很大,液体以液滴形式存在,气相为连续相;转相点由泡沫状态转为喷射状态的临界点;板式塔内主要的非理想流动液沫夹带、气泡夹带、气体的不均匀流动、液体的不均匀流动;板式塔的不正常操作现象夹带液泛、溢流液泛、漏液;筛板塔负荷性能图将筛板塔的可操作范围在汽、液流量图上表示出来; 湿板效率考虑了液沫夹带影响的塔板效率;全塔效率全塔的理论板数与实际板数之比;操作弹性上、下操作极限的气体流量之比;常用塔板类型筛孔塔板、泡罩塔板、浮阀塔板、舌形塔板、网孔塔板等; 填料的主要特性参数①比表面积a,②空隙率ε,③填料的几何形状;常用填料类型拉西环,鲍尔环,弧鞍形填料,矩鞍形填料,阶梯形填料,网体填料等;载点填料塔内随着气速逐渐由小到大,气液两相流动的交互影响开始变得比较显著时的操作状态为载点;泛点气速增大至出现每米填料压降陡增的转折点即为泛点;最小喷淋密度保证填料表面润湿、保持一定的传质效果所需的液体速度; 等板高度HETP分离效果相当于一块理论板的填料层高度;填料塔与板式塔的比较填料塔操作范围小,宜处理不易聚合的清洁物料,不易中间换热,处理量较小,造价便宜,较宜处理易起泡、腐蚀性、热敏性物料,能适应真空操作;板式塔适合于要求操作范围大,易聚合或含固体悬浮物,处理量较大,设计要求比较准确的场合;第十一章液液萃取萃取的目的及原理目的是分离液液混合物;原理是混合物各组分溶解度的不同;溶剂的必要条件①与物料中的B组份不完全互溶,②对A组份具有选择性的溶解度;临界混溶点相平衡的两相无限趋近变成一相时的组成所对应的点;和点两股流量的平均浓度在相图所对应的点;差点和点的流量减去一股流量后剩余的浓度在相图所对应的点;分配曲线相平衡的yA ~ xA曲线;最小溶剂比当萃取相达到指定浓度所需理论级为无穷多时,相应的S/F为最小溶剂比;选择性系数β=yA/yB/xA/xB ;操作温度对萃取的影响温度低,B、S互溶度小,相平衡有利些,但粘度大等对操作不利,所以要适当选择;第十二章其他传质分离方法溶液结晶操作的基本原理溶液的过饱和;造成过饱和度方法冷却,蒸发浓缩;晶习各晶面速率生长不同,形成不同晶体外形的习性;溶解度曲线结晶体与溶液达到相平衡时,溶液浓度随温度的变化曲线;超溶解度曲线溶液开始析出结晶的浓度大于溶解度,溶液浓度随温度的变化曲线为超溶解度曲线,超溶解度曲线在溶解度曲线之上;溶液结晶的两个阶段晶核生成,晶体成长;晶核的生成方式初级均相成核,初级非均相成核,二次成核;再结晶现象小晶体溶解与大晶体成长同时发生的现象;过饱和度对结晶速率的影响过饱和度ΔC大,有利于成核;过饱和度ΔC小,有利于晶体成长;吸附现象流体中的吸附质借助于范德华力而富集于吸附剂固体表面的现象; 物理吸附与化学吸附的区别物理吸附靠吸附剂与吸附质之间的范德华力,吸附热较小;化学吸附靠吸附剂与吸附质之间的化学键合,吸附热较大;吸附分离的基本原理吸附剂对流体中各组分选择性的吸附;常用的吸附解吸循环变温吸附,变压吸附,变浓度吸附,置换吸附;常用吸附剂活性炭,硅胶,活性氧化铝,活性土,沸石分子筛,吸附树脂等;吸附等温线在一定的温度下,吸附相平衡浓度随流体相浓度变化的曲线;传质内扩散的四种类型分子扩散,努森扩散,表面扩散,固体晶体扩散;负荷曲线固定床吸附器中,固体相浓度随距离的变化曲线称为负荷曲线;浓度波固定床吸附器中,流体相浓度随距离的变化曲线称为浓度波;透过曲线吸附器出口流体相浓度随时间的变化称为透过曲线;透过点透过曲线中,出口浓度达到5%进口浓度时,对应的点称为透过点; 饱和点透过曲线中,出口浓度达到95%进口浓度时,对应的点称为饱和点; 膜分离基本原理利用固体膜对流体混合物各组分的选择性渗透,实现分离; 分离过程对膜的基本要求截留率,透过速率,截留分子量;膜分离推动力压力差,电位差;浓差极化溶质在膜表面被截留,形成高浓度区的现象;阴膜阴膜电离后固定基团带正电,只让阴离子通过;阳膜阳膜电离后固定基团带负电,只让阳离子通过;气体混合物膜分离机理努森流的分离作用;均质膜的溶解、扩散、解吸;第十四章固体干燥物料去湿的常用方法机械去湿、吸附或抽真空去湿、供热干燥等;对流干燥过程的特点热质同时传递;主要操作费用空气预热、中间加热;tas与tW 在物理含义上的差别 tas由热量衡算导出,属于静力学问题;tW是传热传质速率均衡的结果,属于动力学问题;改变湿空气温度、湿度的工程措施加热、冷却可以改变湿空气温度;喷水可以增加湿空气的湿度,也可以降低湿空气的湿度,比如喷的是冷水,使湿空气中的水分析出;平衡蒸汽压曲线物料平衡含水量与空气相对湿度的关系曲线;结合水与非结合水平衡水蒸汽压开始小于饱和蒸汽压的含水量为结合水,超出部分为非结合水;平衡含水量指定空气条件下,物料被干燥的极限为平衡含水量;自由含水量物料含水超出平衡含水量的那部分为自由含水量;临界含水量及其影响因素在恒定的空气条件下,干燥速率由恒速段向降速段转折的对应含水量为临界含水量Xc ;它与物料本身性质、结构、分散程度、干燥介质u 、t 、H 有关;干燥速率对产品性质的影响干燥速率太大会引起物料表面结壳,收缩变形,开裂等等;连续干燥过程的特点干燥过程可分为三个阶段,预热段、表面汽化段、升温段;热效率热效率η等于汽化水分、物料升温需热/ 供热;。

(完整版)化工原理笔记

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目录第一章流体流动与输送设备 (3)第一节流体静力学 (3)第二节流体动力学 (5)第三节管内流体流动现象 (7)第四节流体流动阻力 (8)第五节管路计算 (11)第六节流速与流量的测量 (11)第七节流体输送设备 (13)第二章非均相物系分离 (21)第一节概述 (21)第二节颗粒沉降 (22)第三节过滤 (25)第四节过程强化与展望 (27)第三章传热 (28)第一节概述 (28)第二节热传导 (28)第三节对流传热 (30)第四节传热计算 (30)第五节对流传热系数关联式 (31)第六节辐射传热 (34)第七节换热器 (35)第四章蒸发 (37)第一节概述 (37)第二节单效蒸发与真空蒸发 (37)第三节多效蒸发 (40)第四节蒸发设备 (41)第五章气体吸收 (42)第一节概述 (42)第二节气液相平衡关系 (45)第三节单相传质 (46)第四节相际对流传质及总传质速率方程 (49)第五节吸收塔的计算 (51)第六节填料塔 (58)第六章蒸馏 (60)第一节概述 (60)第二节双组分物系的气液相平衡 (60)第三节简单蒸馏和平衡蒸馏 (62)第四节精馏 (63)第五节双组分连续精馏的计算 (63)第六节间歇精馏 (67)第七节恒沸精馏与萃取精馏 (67)第八节板式塔 (67)第九节过程的强化与展望 (69)第七章干燥 (71)第一节概述 (71)第二节湿空气的性质及湿度图 (71)第三节干燥过程的物料衡算与热量衡算 (73)第四节干燥速率和干燥时间 (75)第五节干燥器 (76)第六节过程强化与展望 (78)第一章 流体流动与输送设备第一节 流体静力学流体静力学主要研究流体处于静止时各种物理量的变化规律。

1-1-1 密度单位体积流体的质量,称为流体的密度。

),(T p f =ρ液体密度 一般液体可视为不可压缩性流体,其密度基本上不随压力变化,但随温度变化,变化关系可从手册中查得。

液体混合物的密度由下式计算:n n m a a a ρρρρ+++= 22111式中,i a 为液体混合物中i 组分的质量分数;气体密度 气体为可压缩性流体,当压力不太高、温度不太低时,可按理想气体状态方程计算RT pM =ρ一般在手册中查得的气体密度都是在一定压力与温度下的数值,若条件不同,则此值需进行换算。

化工原理重要知识点总结(五篇)

化工原理重要知识点总结(五篇)

化工原理重要知识点总结(五篇)第一篇:化工原理重要知识点总结一基本概念1、连续性方程2、液体和气体混合物密度求取3、离心泵特性曲线的测定4、旋风分离器的操作原理5、传热的三种基本方式6、如何测定及如何提高对流传热的总传热系数K7、重力沉降与离心沉降8、如何强化传热9、简捷法10、精馏原理11、亨利定律12、漏液13、板式塔与填料塔14、气膜控制与液膜控制15、绝热饱和温度二、核心公式第一章、流体流动与流体输送机械(1)流体静力学基本方程(例1-9)U型管压差计(2)柏努利方程的应用(例1-14)(3)范宁公式(4)离心泵的安装高度(例2-5)第二章、非均相物系的分离和固体流态化(1)重力沉降滞流区的沉降公式、降尘室的沉降条件、在降尘室中设置水平隔板(例3-3)、流型校核、降尘室的生产能力(2)离心沉降旋风分离器的压强降、旋风分离器的临界粒径、沉降流型校核(离心沉降速度、层流)、多个旋风分离器的并联(例3-5)第三章、传热(1)热量衡算(有相变、无相变)K的计算、平均温度差、总传热速率方程、传热面积的计算(判别是否合用)(例4-8)(2)流体在圆形管内作强制湍流流动时α计算式(公式、条件),粘度μ对α的影响。

(3)实验测K(例4-9)(4)换热器操作型问题(求流体出口温度,例4-10)下册第一章蒸馏全塔物料衡算【例1-4】、精馏段、提馏段操作线方程、q线方程、相平衡方程、逐板计算法求理论板层数和进料版位置(完整手算过程)进料热状况对汽液相流量的影响下册第二章吸收吸收塔的物料衡算;液气比与最小液气比求m 【例2-8】填料层高度的计算【传质单元高度、传质单元数(脱吸因数法)】提高填料层高度对气相出口浓度的影响下册干燥湿度、相对湿度、焓带循环的干燥器物料衡算(求循环量)热量衡算(求温度)预热器热量【例5-5】第二篇:混凝土结构原理重要知识点总结1,混凝土结构是以混泥土为主要材料制成的结构,包括素混凝土结构,钢筋混凝土结构,预应力混凝土结构,和配置各种纤维筋的混凝土结构。

陈敏恒《化工原理》(第4版)复习笔记及课后习题详解(含考研真题)-绪论及第1章【圣才出品】

陈敏恒《化工原理》(第4版)复习笔记及课后习题详解(含考研真题)-绪论及第1章【圣才出品】

绪论0.1复习笔记【知识框架】【概念汇总】表0-1-1本章重点概念【重点归纳】一、“化工原理”主要学习内容“化工原理”学习内容包括单元操作(重点内容)、传递过程(全书主线)、研究方法(重要手段)。

1.单元操作各单元操作的内容包括:过程和设备。

常见单元操作见表0-1-2。

表0-1-2化工常见单元操作【注意】①单元操作以物理过程为目的,兼顾过程原理和相态;②上表中各单元操作皆属传递过程。

2.传递过程(1)动量传递过程(单相或多相流动)。

(2)热量传递过程——传热。

(3)物质传递过程——传质。

3.基本研究方法(1)数学分析法。

(2)实验研究方法,是经验方法。

(3)数学模型方法,是半理论半经验方法。

总体来说,化工原理主要是建立在经验上,解决实际工业问题的一门课程。

二、化工生产过程1.化学工业的定义化学工业核心是化学反应过程和反应器,其定义为对原料进行化学加工以获得有用产品的工业。

2.化工生产的要求在化工生产中,原料需经过前处理,产物需要经过后处理。

前处理是指原料经过一系列预处理除去杂质,达到特定的纯度、温度和压力的过程。

后处理是指反应产物经过各种处理加以精制的过程,例如回收压强能、热能等。

0.2课后习题详解本章无课后习题。

0.3名校考研真题详解什么是化工原理中的三传?试论述三传的可比拟性。

[中山大学2010研]答:(1)化工原理的三传是指质量传递、热量传递、动量传递。

(2)三传的可比拟性如下:①传递本质类比a.动量传递是由于流体层之间速度不等,动量将从速度大处向速度小处传递。

b.热量传递是流体内部因温度不同,有热量从高温处向低温处传递。

c.质量传递是因物质在流体内存在浓度差,物质将从浓度高处向浓度低处传递。

②基础定律数学模型类比a.动量传递的牛顿黏性定律。

b.热量传递的傅立叶定律。

c.质量传递的费克扩散定律。

③物性系数类比a.动量传递的黏度系数。

b.热量传递的导热系数。

c.质量传递的分子扩散系数。

第1章流体流动1.1复习笔记【知识框架】【概念汇总】表1-1-1本章基本概念。

化工原理各章节知识点总结

化工原理各章节知识点总结

化工原理各章节知识点总结化工原理是化学工程专业的基础课程,主要介绍了化学工程的基本概念、理论和技术。

下面是各章节的知识点总结:第一章:化工原理的基本概念和性质1.化工原理的定义和基本任务2.化工原理的基本性质和特点3.化工原理的基本方法和技术第二章:化学平衡和能量平衡1.化学反应平衡的条件和表达式2.平衡常数和平衡常数表达式3.能量平衡的基本原理和方法4.热力学和热力学函数5.熵和化学势的概念和计算第三章:物相平衡1.物质在不同相之间存在的平衡条件2.相平衡的相图和相平衡计算3.蒸馏和萃取等物相平衡的应用第四章:质量平衡和物质迁移1.质量平衡的基本原理和方程2.质量平衡的应用:反应工艺和物料平衡3.物质迁移的基本理论和计算方法第五章:流体力学1.流体的基本概念和性质2.流体的连续性方程和动量方程3.流体的能量方程和压力损失4.流体的流动和阻力的计算第六章:传递现象1.传递现象的基本概念和分类2.传递现象的数学模型和方程3.质量传递、热量传递和动量传递的计算第七章:反应工程基础1.化学反应的速率和速率方程2.反应速率的测定和表达3.反应工程的热力学和动力学分析4.反应器的分析和设计第八章:传热和传质1.传热的基本机制和传热方式2.导热和对流传热的计算3.汽液传质和固液传质的计算第九章:流体传动和流动分布1.流体传动的基本方式和流动性质2.流体传动的计算和分析3.流动分布的原理和应用第十章:分离工程基础1.分离过程的基本概念和分类2.平衡分离的基本理论和计算3.萃取、吸附和蒸馏等分离工艺的应用第十一章:生化反应工程基础1.生物反应器的基本概念和种类2.酶反应和微生物反应的基本原理3.生化反应器的分析和设计以上是化工原理各章节的知识点总结,涵盖了化工原理的核心内容。

化工原理知识点总结复习重点完美版)

化工原理知识点总结复习重点完美版)

第一章、流体流动一、 流体静力学 二、 流体动力学 三、 流体流动现象四、流动阻力、复杂管路、流量计一、流体静力学:● 压力的表征:静止流体中,在某一点单位面积上所受的压力,称为静压力,简称压力,俗称压强。

表压强(力)=绝对压强(力)-大气压强(力) 真空度=大气压强-绝对压大气压力、绝对压力、表压力(或真空度)之间的关系 ● 流体静力学方程式及应用:压力形式 )(2112z z g p p -+=ρ 备注:1)在静止的、连续的同一液体内,处于同一 能量形式g z p g z p 2211+=+ρρ水平面上各点压力都相等。

此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。

应用:U 型压差计 gR p p )(021ρρ-=- 倾斜液柱压差计 微差压差计二、流体动力学● 流量质量流量 m S kg/s m S =V S ρ体积流量 V S m 3/s质量流速 G kg/m 2s(平均)流速 u m/s G=u ρ ● 连续性方程及重要引论:22112)(d d u u = ● 一实际流体的柏努利方程及应用(例题作业题)m S =GA=π/4d 2G V S =uA=π/4d 2u以单位质量流体为基准:f e W p u g z W p u g z ∑+++=+++ρρ222212112121 J/kg 以单位重量流体为基准:f e h gp u g z H g p u g z ∑+++=+++ρρ222212112121 J/N=m 输送机械的有效功率: e s e W m N = 输送机械的轴功率: ηeN N =(运算效率进行简单数学变换)应用解题要点:1、 作图与确定衡算范围:指明流体流动方向,定出上、下游界面;2、 截面的选取:两截面均应与流动方向垂直;3、 基准水平面的选取:任意选取,必须与地面平行,用于确定流体位能的大小;4、 两截面上的压力:单位一致、表示方法一致;5、 单位必须一致:有关物理量的单位必须一致相匹配。

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化工:
化工是“化学工艺”、“化学工业”、“化学工程”等的简称。

凡运用化学方法改变物质组成、结构或合成新物质的技术,都属于化学生产技术,也就是化学工艺,所得产品被称为化学品或化工产品。

起初,生产这类产品的是手工作坊,后来演变为工厂,并逐渐形成了一个特定的生产行业即化学工业。

化学工程是研究化工产品生产过程共性规律的一门科学。

人类与化工的关系十分密切,有些化工产品在人类发展历史中,起着划时代的重要作用,它们的生产和应用,甚至代表着人类文明的一定历史阶段。

化工原理:
《化工原理》是2010年8月1日清华大学出版社出版的图书,作者是戴猷元、余立新。

内容简介:
本书为清华大学精品课程“化工原理”的教材,在清华大学多个系所使用多年。

全书分上、下两册。

上册包括流体流动、流体输送机械、流体流过颗粒和颗粒层的流动、非均相混合物的分离、传热和蒸发等6章,书末有26个附录;下册包括传质分离过程概论、吸收、蒸馏、气液传质设备、液液萃取、干燥、吸附分离、膜分离和其他分离方法等9章。

本书可供高等院校化工、生物化工、环境、食品、轻工、制药和材料等专业的师生作教材使用,也可作为从事上述专业的设计、开发和运行的工程技术人员的学习参考书。

本书可供高等院校化工、生物化工、环境、食品、轻工、制药和材料等专业的师生作教材使用,也可作为从事上述专业的设计、开发和运行的工程技术人员的学习参考书。

本书可与《化工原理习题解析(上、下册)》配套使用。

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