化工原理少学时知识点整理
化工原理少学时知识点整理
1、吸收分离的依据是什么?如何分类?答:依据是组分在溶剂中的溶解度差异。
(1)按过程有无化学反应:分为物理吸收、化学吸收(2)按被吸收组分数:分为单组分吸收、多组分吸收(3)按过程有无温度变化:分为等温吸收、非等温吸收(4)按溶质组成高低:分为低组成吸收、高组成吸收2、吸收操作在化工生产中有何应用?答:吸收是分离气体混合物的重要方法,它在化工生产中有以下应用。
① 分离混合气体以回收所需组分,如用洗油处理焦炉气以回收其中的芳烃等。
② 净化或精制气体,如用水或碱液脱除合成氨原料气中的二氧化碳等。
③ 制备液相产品,如用水吸收氯化氢以制备盐酸等。
④ 工业废气的治理,如工业生产中排放废气中含有NO SO 等有毒气体,则需用吸收方法除去,以保护大气环境。
3、吸收与蒸馏操作有何区别?答:吸收和蒸馏都是分离均相物系的气—液传质操作,但是,两者有以下主要差别。
① 蒸馏是通过加热或冷却的办法,使混合物系产生第二个物相;吸收则是从外界引入另一相物质(吸收剂)形成两相系统。
因此,通过蒸馏操作可以获得较纯的组分,而在吸收操作中因溶质进入溶剂,故不能得到纯净组分。
② 传质机理不同,蒸馏液相部分气化和其相部分冷凝同时发生,即易挥发组分和难挥发组分同时向着彼此相反方向传递。
吸收进行的是单向扩散过程,也就是说只有溶质组分由气相进入液相的单向传递。
③ 依据不同。
4、实现吸收分离气相混合物必须解决的问题?答:(1)选择合适的溶剂(2)选择适当的传质设备(3)溶剂的再生5、简述吸收操作线方程的推导、物理意义、应用条件和操作线的图示方法。
答:对塔顶或塔底与塔中任意截面间列溶质的物料衡算,可整理得)(V L Y 22X VL Y X -+= )(11X V L Y X V L Y -+=或 上式皆为逆流吸收塔的操作线方程。
该式表示塔内任一截面上的气液相组成之间的关系。
式中L/V 为液气比,其值反映单位气体处理量的吸收剂用量,是吸收塔重要的操作参数。
化工原理知识点总结整理
化工原理知识点总结整理一、化工原理概述化工原理是指研究化学工程中的基本原理和基本规律的学科。
它是化学工程学的基础和核心课程之一,对于理解和掌握化学工程的基本理论和方法具有重要意义。
化工原理主要包括物质的结构与性质、物质的转化过程、物质的传递过程等方面的内容。
二、化工原理知识点总结1. 物质的结构与性质- 化学键:包括离子键、共价键、金属键等,是物质中原子之间相互结合的力量。
- 份子结构:份子是由原子通过化学键结合而成的,份子的结构对物质的性质有重要影响。
- 力场理论:描述份子内部原子间相互作用的理论,包括键长、键角、键能等参数。
- 物质的性质:包括物质的物理性质和化学性质,如密度、熔点、沸点、溶解度、化学反应等。
2. 物质的转化过程- 化学反应:指物质之间发生化学变化的过程,包括反应的速率、平衡常数等。
- 反应动力学:研究化学反应速率与反应条件、反应物浓度等因素之间的关系。
- 反应平衡:当反应物与生成物的浓度达到一定比例时,反应达到平衡状态,平衡常数描述了平衡状态下反应物与生成物浓度之间的关系。
3. 物质的传递过程- 质量传递:指物质在不同相之间的传递过程,如气体的扩散、液体的对流等。
- 能量传递:指物质中能量的传递过程,包括传热和传质两个方面。
- 传热:研究物质中热量的传递方式和传递速率,包括传导、对流和辐射等。
- 传质:研究物质中组分的传递方式和传递速率,包括扩散、对流和反应等。
4. 化工原理中的基本计算方法- 质量平衡:根据物质的输入和输出量来计算系统中物质的平衡情况。
- 能量平衡:根据能量的输入和输出量来计算系统中能量的平衡情况。
- 流程图:用图形的形式表示化工过程中物质和能量的流动情况,方便进行分析和计算。
5. 化工原理中的常用设备和工艺- 反应器:用于进行化学反应的设备,包括批式反应器、连续式反应器等。
- 分离设备:用于将混合物中的组分分离的设备,包括蒸馏塔、萃取塔等。
- 传质设备:用于促进物质传质的设备,包括填料塔、换热器等。
(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。
化工原理整理知识点
第一章 流体传递现象流体受力:表面力和体积力体积力/场力/质量力:为非接触力,大小与流体的质量成正比表面力:为接触力,大小与和流体相接触的物体(包括流体本身)的表面积成正比, 流场概念:场和流场;矢量场和标量场;梯度第一节 流体静力学1-1-2 压力流体垂直作用于单位面积上的力,称为流体的静压强,又称为压力。
在静止流体中,作用于任意点不同方向上的压力在数值上均相同。
压力的单位(1) 按压力的定义,其单位为N/m 2,或Pa ;(2) 以流体柱高度表示,如用米水柱或毫米汞柱等。
标准大气压的换算关系:1atm = 1.013×105Pa =760mmHg =10.33m H 2O 压力的表示方法表压 = 绝对压力-大气压力 真空度 = 大气压力-绝对压力 1-1-3 流体静力学基本方程 静力学基本方程:压力形式 :)(2112z z g p p -+=ρ能量形式 :gz p g z p 2211+=+ρρ适用条件:在重力场中静止、连续的同种不可压缩流体。
(1)在重力场中,静止流体内部任一点的静压力与该点所在的垂直位置及流体的密度有关,而与该点所在的水平位置及容器的形状无关。
(2)在静止的、连续的同种液体内,处于同一水平面上各点的压力处处相等。
液面上方压力变化时,液体内部各点的压力也将发生相应的变化。
(3)物理意义:静力学基本方程反映了静止流体内部能量守恒与转换的关系,在同一静止流体中,处在不同位置的位能和静压能各不相同二者可以相互转换,但两项能量总和恒为常量。
应用:1. 压力及压差的测量 (1)U 形压差计:gR p p )(021ρρ-=- 若被测流体是气体,可简化为:021ρRg p p ≈-U 形压差计也可测量流体的压力,测量时将U 形管一端与被测点连接,另一端与大气相通,此时测得的是流体的表压或真空度。
(2)倒U 形压差计 ρρρRg Rg p p ≈-=-)(021(3)双液体U 管压差计)(21C A Rg p p ρρ-=- 2. 液位测量3. 液封高度的计算第二节 流体动力学1-2-1 流体的流量与流速 一、流量体积流量V S 单位时间内流经管道任意截面的流体体积, m 3/s 或m 3/h 。
化工原理知识点总结
化工原理知识点总结一、化工原理的概念和基本原理1. 化工原理的概念化工原理是指研究化工过程中各种物质变化和能量变化规律的科学。
化工原理是化学工程学科的基础,它研究化工过程中的化学反应、物质传递、热力学、流体力学等基本原理和规律。
2. 化工原理的基本原理化工原理的基本原理包括热力学、化学反应动力学、物质传递和流体力学等方面的基本原理。
(1)热力学热力学是研究物质的能量转化规律和能量平衡的科学。
在化工过程中,热力学原理适用于研究热平衡、热力学循环、热力学分析等方面的问题。
(2)化学反应动力学化学反应动力学是研究化学反应速率和影响因素的科学。
化工过程中的化学反应速率、反应机理、反应平衡等问题都需要运用化学反应动力学的原理进行分析和研究。
(3)物质传递物质传递是指物质在不同相之间的传递过程,包括物质的扩散、对流,以及传质设备的设计和运行原理等问题。
(4)流体力学流体力学是研究流体运动规律和流体性质的科学。
在化工过程中,很多问题都需要用到流体力学原理,如管道输送、泵的选择和设计、流体混合等方面的问题。
这些基本原理是化工原理研究的基础,它们为化工过程的设计、优化和运行提供了理论支持和技术指导。
二、化工过程的热力学分析1. 化学平衡在化工过程中,化学反应是一个重要的环节,化学反应的平衡状态对于产品的质量和产率有很大的影响。
因此,分析化学平衡是化工过程设计和运行中的重要内容。
2. 热力学循环热力学循环是指利用热力学原理设计和运行的热力系统,如蒸汽发电系统、制冷系统等。
热力学循环的分析和设计对于提高能量利用率和节能减排具有重要意义。
3. 热力学分析热力学分析是指利用热力学原理对化工过程中的能量转化和热平衡进行分析。
热力学分析通常包括能量平衡、热效率、热损失等方面的内容,它是化工过程优化和节能改造的重要手段。
三、化工过程的化学反应动力学分析1. 反应速率反应速率是指化学反应中物质的转化速率,其大小受到温度、浓度、压力等因素的影响。
化工原理知识点总结复习重点
第一章、流体流动一、流体静力学Y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p2p1g(z1 z2)备注:1)在静止的、连续的同一液体内,处于同一能量形式■P1z1g z2g 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p i P2 (0 )gR*倾斜液柱压差计微差压差计、流体动力学流量质量流速G kg/m 2s I 2m s=GAn /4d G体积流量V S m3/s 质量流量m=V S pm s kg/s连续性方程及重要引论:U2 (d i\2()u1d2一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:Z i g 1 22Ui B W e Z2g 122U2P2 WfJ/kg以单位重量流体为基准:Zi 1 2U1 2gP1H e Z2g1 2U2 2gP2 hfJ/N=mg输送机械的有效功率:N e m s W e输送机械的轴功率:N e N e(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。
三、流体流动现象:流体流动类型及雷诺准数:(1)层流区Re<2000(2)过渡区2000< Re<4000(3)湍流区Re>4000本质区别:(质点运动及能量损失区别)层流与端流的区分不仅在于各有不同的Re值,更重要的是两种流型的质点运动方式有本质区别。
化工原理知识点总结
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。
(完整版)化工原理知识点总结整理
一、流体力学及其输送1.单元操作:物理化学变化的单个操作过程,如过滤、蒸馏、萃取。
2.四个基本概念:物料衡算、能量衡算、平衡关系、过程速率。
3.牛顿粘性定律:F=±τA=±μAdu/dy ,(F :剪应力;A :面积;μ:粘度;du/dy :速度梯度)。
4.两种流动形态:层流和湍流。
流动形态的判据雷诺数Re=duρ/μ;层流—2000—过渡—4000—湍流。
当流体层流时,其平均速度是最大流速的1/2。
5.连续性方程:A1u1=A2u2;伯努力方程:gz+p/ρ+1/2u2=C 。
6.流体阻力=沿程阻力+局部阻力;范宁公式:沿程压降:Δpf=λlρu2/2d ,沿程阻力:Hf=Δpf/ρg=λl u2/2dg(λ:摩擦系数);层流时λ=64/Re ,湍流时λ=F(Re ,ε/d),(ε:管壁粗糙度);局部阻力hf=ξu2/2g ,(ξ:局部阻力系数,情况不同计算方法不同)7.流量计:变压头流量计(测速管、孔板流量计、文丘里流量计);变截面流量计。
孔板流量计的特点;结构简单,制造容易,安装方便,得到广泛的使用。
其不足之处在于局部阻力较大,孔口边缘容易被流体腐蚀或磨损,因此要定期进行校正,同时流量较小时难以测定。
转子流量计的特点——恒压差、变截面。
8.离心泵主要参数:流量、压头、效率(容积效率ηv :考虑流量泄漏所造成的能量损失;水力效率ηH :考虑流动阻力所造成的能量损失;机械效率ηm :考虑轴承、密封填料和轮盘的摩擦损失。
)、轴功率;工作点(提供与所需水头一致);安装高度(气蚀现象,气蚀余量);泵的型号(泵口直径和扬程);气体输送机械:通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。
9. 常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度1.29 kg/m31atm =101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=760mmHg(1)被测流体的压力 > 大气压 表压 = 绝压-大气压(2)被测流体的压力 < 大气压 真空度 = 大气压-绝压= -表压10. 管路总阻力损失的计算 11. 离心泵的构件: 叶轮、泵壳(蜗壳形)和 轴封装置离心泵的叶轮闭式效率最高,适用于输送洁净的液体。
化工原理(少学时)和辅导教程、考试重点例题复习题及课后答案1.1概述课件
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流量:单位时间内流体在管路中流过的数量 ➢ 体积流量
以体积表示 qv——m3/s或m3/h ➢ 质量流量
以质量表示 qm——kg/s或kg/h。
二者关系: qm qv
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流速 (平均流速)
单位时间内流体质点在流动方向上所流经的距离。
u qv
m/s
A
质量流速
单位时间内流经管道单位截面积的流体质量。
尺寸、远大于分子自由程。 工程意义:利用连续函数的数学工具,从宏观研究
流体。
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自由程 (free path)
在热动平衡态下,一个气 体分子在任意连续两次碰 撞之间所经过的直线路程。 由于分子运动的无序性, 分子各段自由程长度不同。
平均自由程(mean free path)
在一定的条件下,一个气 体分子在连续两次碰撞之 间可能通过的各段自由程 的平均值。
dy
μ——比例系数,称为流体的粘度,Pa·s 。
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牛顿型流体:剪应力与速度梯度的关系符合牛顿 粘性定律的流体;
非牛顿型流体:不符合牛顿粘性定律的流体。 粘度的物理意义 :
流体流动时在与流动方向垂直的方向上产生单
位速度梯度所需的剪应力。μ又称为动力粘度。
运动粘度
粘度μ与密度ρ的之比。 m2/s
流体压力与作用面垂直,并指向该作用面; 任意界面两侧所受压力,大小相等、方向相反; 作用于任意点不同方向上的压力在数值上均相同。 压力的单位
SI制:N/m2或Pa;
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或以流体柱高度表示 : p gh
注意:用液柱高度表示压力时,必须指明流体的种类, 如600mmHg,10mH2O等。
化工原理陈敏恒(少学时)第三版前半部分期中复习 概念部分
化工原理课程期中复习概念部分绪论1.合成氨223+32N H NH ←−−−−−−→高温、高压、催化剂(1) 原料气制备:将煤、天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气;(2) 净化:对粗原料气进行净化处理,除去氢气和氮气以外的杂质;(3) 氨合成:将纯净的氢、氮混合气压缩到高压,在催化剂的作用下合成氨。
※2.对物料进行大规模的物理或化学加工的过程称为化学工业生产过程, 简称化工过程。
3.尽管用不同原料生产不同的产品的化工过程相差很大,但它们都是由若干个简单过程(单元操作)按一定 的顺序和方式组合而成的。
单元操作:指在各种化工过程中,遵守同一基本原理,所用设备相似,作用相同,仅发生物理变化过程的那些操作,称为单元操作。
包括两个方面:过程与设备。
化工原理的目的:满足工艺要求。
4.单元操作特点:(1) 都是物理加工过程。
(2) 都是化工生产过程中的共有操作。
(3) 用于不同化工生产过程的同一单元操作,其原理相同,设备通用。
5.单元操作主要分类动能传递:流体输送、沉降、过滤、离心分离、搅拌、固体流化态等 热量传递:加热、冷却、蒸发质量传递蒸馏、吸收、吸附、萃取、干燥、结晶、膜分离6.重要基本概念(1)物料衡算——质量守恒定律稳定过程中:进入的物料量=排出的物料量(2)能量衡水——能量守恒定律稳定过程中;进入的能力=排出的能量(3)平衡关系——说明过程进行的方向和所能达到的极限在一定的T、P下,相平衡的两浓度有着确定的关系反应能否进行以及方向和极限(4)过程速率——快慢程度,关系到生产过程设备的大小过程速率=过程推动力/过程阻力推动力:压差、温差、浓差(5)经济核算第一章流体流动和输送机制1.连续性假定:把流体视为由无数个流体质点(或流体微团)所组成,这些流体微团紧密接触,彼此没有间隙。
2.质点:宏观上足够小,尺寸远小于设备尺寸;微观上足够大,比分子平均自由程大得多。
3.体积力:作用于每个质点,与质量成正比,又称质量力。
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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为了更好地进行化工原理的复习和理解,以下是一份完整的知识点总结,帮助你复习和复盘学到的重要内容。
一、化学平衡1.化学反应方程式的写法2.反应物和生成物的摩尔比例3.平衡常数的定义和计算4.浓度和活度的关系5.反应速率和速率常数的定义及计算6.动态平衡和平衡移动原理7.影响平衡的因素:温度、压力、浓度二、质量平衡1.质量守恒定律2.原料消耗和产物生成的计算3.原料和产物的流量计算4.反应含量和反应度的计算5.塔的进料和出料物质的计算三、能量平衡1.能量守恒定律2.热平衡方程及其计算3.基础能量平衡方程的应用4.燃料燃烧的能量平衡计算5.固体、液体和气体的热容和焓变计算6.直接、间接测定燃烧热的方法及其原理7.燃料的完全燃烧和不完全燃烧四、流体流动1.流体的基本性质:密度、粘度、黏度、温度、压力2.流体的流动模式:层流和湍流3.流量和速度的计算4.伯努利方程及其应用5.流体在管道中的阻力和压降6.伽利略与雷诺数的关系7.流体静力学公式的应用五、气体平衡1.理想气体状态方程的计算2.弗拉索的原理及其应用3.气体的混合物和饱和汽4.气体的传递和扩散5.气体流动和气体固体反应的应用6.气体和液体的溶解度计算六、固体粒度和颗粒分离1.颗粒的基本性质:颗粒大小、形状和密度2.颗粒分布函数和粒度分析3.颗粒分离的基本过程和方法4.难磨性颗粒的碾磨过程5.颗粒的流动性和堆积性6.各种固体分离设备的工作原理和应用领域七、非均相反应工程1.反应器的分类和基本概念2.反应速率方程的推导和计算3.反应的平均摩尔体积变化和速率方程的确定方法4.反应动力学和机理的研究方法5.混合反应和连续反应的计算6.活性物质的拟合反应速率方程7.补偿反应的控制和模拟以上是化工原理的主要知识点总结,希望能够帮助你更好地进行复习和理解。
祝你取得好成绩!。
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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) 以单位质量流体为基准:f e W pu 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X 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。
三、流体流动现象:流体流动类型及雷诺准数:(1)层流区 Re<2000 (2)过渡区 2000< Re<4000 (3)湍流区 Re>4000本质区别:(质点运动及能量损失区别)层流与端流的区分不仅在于各有不同的Re 值,更重要的是两种流型的质点运动方式有本质区别。
化工原理少学时知识点整理
欢迎共阅1、吸收分离的依据是什么?如何分类?答:依据是组分在溶剂中的溶解度差异。
(1)按过程有无化学反应:分为物理吸收、化学吸收(2)按被吸收组分数:分为单组分吸收、多组分吸收(3)按过程有无温度变化:分为等温吸收、非等温吸收(4)按溶质组成高低:分为低组成吸收、高组成吸收2、吸收操作在化工生产中有何应用?答:吸收是分离气体混合物的重要方法,它在化工生产中有以下应用。
①分离混合气体以回收所需组分,如用洗油处理焦炉气以回收其中的芳烃等。
②净化或精制气体,如用水或碱液脱除合成氨原料气中的二氧化碳等。
③制备液相产品,如用水吸收氯化氢以制备盐酸等。
④工业废气的治理,如工业生产中排放废气中含有NO SO等有毒气体,则需用吸收方法除去,以保护大气环境。
3、吸收与蒸馏操作有何区别?答:吸收和蒸馏都是分离均相物系的气—液传质操作,但是,两者有以下主要差别。
①蒸馏是通过加热或冷却的办法,使混合物系产生第二个物相;吸收则是从外界引入另一相物质(吸收剂)形成两相系统。
因此,通过蒸馏操作可以获得较纯的组分,而在吸收操作中因溶质进入溶剂,故不能得到纯净组分。
②传质机理不同,蒸馏液相部分气化和其相部分冷凝同时发生,即易挥发组分和难挥发组分同时向着彼此相反方向传递。
吸收进行的是单向扩散过程,也就是说只有溶质组分由气相进入液相的单向传递。
③依据不同。
4、实现吸收分离气相混合物必须解决的问题?答:(1)选择合适的溶剂(2)选择适当的传质设备(3)溶剂的再生5、简述吸收操作线方程的推导、物理意义、应用条件和操作线的图示方法。
答:对塔顶或塔底与塔中任意截面间列溶质的物料衡算,可整理得上式皆为逆流吸收塔的操作线方程。
该式表示塔内任一截面上的气液相组成之间的关系。
式中L/V为液气比,其值反映单位气体处理量的吸收剂用量,是吸收塔重要的操作参数。
上述讨论的操作线方程和操作线,仅适用于气液逆流操作,在并流操作时,可用相似方法求得操作线方程和操作线。
(完整版)化工原理知识点总结整理
一、流体力学及其输送1.单元操作:物理化学变化的单个操作过程,如过滤、蒸馏、萃取。
2.四个基本概念:物料衡算、能量衡算、平衡关系、过程速率。
3.牛顿粘性定律:F=±τA=±μAdu/dy ,(F :剪应力;A :面积;μ:粘度;du/dy :速度梯度)。
4.两种流动形态:层流和湍流。
流动形态的判据雷诺数Re=duρ/μ;层流—2000—过渡—4000—湍流。
当流体层流时,其平均速度是最大流速的1/2。
5.连续性方程:A1u1=A2u2;伯努力方程:gz+p/ρ+1/2u2=C 。
6.流体阻力=沿程阻力+局部阻力;范宁公式:沿程压降:Δpf=λlρu2/2d ,沿程阻力:Hf=Δpf/ρg=λl u2/2dg(λ:摩擦系数);层流时λ=64/Re ,湍流时λ=F(Re ,ε/d),(ε:管壁粗糙度);局部阻力hf=ξu2/2g ,(ξ:局部阻力系数,情况不同计算方法不同)7.流量计:变压头流量计(测速管、孔板流量计、文丘里流量计);变截面流量计。
孔板流量计的特点;结构简单,制造容易,安装方便,得到广泛的使用。
其不足之处在于局部阻力较大,孔口边缘容易被流体腐蚀或磨损,因此要定期进行校正,同时流量较小时难以测定。
转子流量计的特点——恒压差、变截面。
8.离心泵主要参数:流量、压头、效率(容积效率ηv :考虑流量泄漏所造成的能量损失;水力效率ηH :考虑流动阻力所造成的能量损失;机械效率ηm :考虑轴承、密封填料和轮盘的摩擦损失。
)、轴功率;工作点(提供与所需水头一致);安装高度(气蚀现象,气蚀余量);泵的型号(泵口直径和扬程);气体输送机械:通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。
9. 常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度1.29 kg/m31atm =101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=760mmHg(1)被测流体的压力 > 大气压 表压 = 绝压-大气压(2)被测流体的压力 < 大气压 真空度 = 大气压-绝压= -表压10. 管路总阻力损失的计算 11. 离心泵的构件: 叶轮、泵壳(蜗壳形)和 轴封装置离心泵的叶轮闭式效率最高,适用于输送洁净的液体。
化工原理少学时知识点整理
1、吸收分离的依据是什么?如何分类?答:依据是组分在溶剂中的溶解度差异。
(1)按过程有无化学反应:分为物理吸收、化学吸收(2)按被吸收组分数:分为单组分吸收、多组分吸收(3)按过程有无温度变化:分为等温吸收、非等温吸收(4)按溶质组成高低:分为低组成吸收、高组成吸收2、吸收操作在化工生产中有何应用?答:吸收是分离气体混合物的重要方法,它在化工生产中有以下应用。
① 分离混合气体以回收所需组分,如用洗油处理焦炉气以回收其中的芳烃等。
② 净化或精制气体,如用水或碱液脱除合成氨原料气中的二氧化碳等。
③ 制备液相产品,如用水吸收氯化氢以制备盐酸等。
④ 工业废气的治理,如工业生产中排放废气中含有NO SO 等有毒气体,则需用吸收方法除去,以保护大气环境。
3、吸收与蒸馏操作有何区别?答:吸收和蒸馏都是分离均相物系的气—液传质操作,但是,两者有以下主要差别。
① 蒸馏是通过加热或冷却的办法,使混合物系产生第二个物相;吸收则是从外界引入另一相物质(吸收剂)形成两相系统。
因此,通过蒸馏操作可以获得较纯的组分,而在吸收操作中因溶质进入溶剂,故不能得到纯净组分。
② 传质机理不同,蒸馏液相部分气化和其相部分冷凝同时发生,即易挥发组分和难挥发组分同时向着彼此相反方向传递。
吸收进行的是单向扩散过程,也就是说只有溶质组分由气相进入液相的单向传递。
③ 依据不同。
4、实现吸收分离气相混合物必须解决的问题?答:(1)选择合适的溶剂(2)选择适当的传质设备(3)溶剂的再生5、简述吸收操作线方程的推导、物理意义、应用条件和操作线的图示方法。
答:对塔顶或塔底与塔中任意截面间列溶质的物料衡算,可整理得)(V L Y 22X VL Y X -+= )(11X V L Y X V L Y -+=或 上式皆为逆流吸收塔的操作线方程。
该式表示塔内任一截面上的气液相组成之间的关系。
式中L/V 为液气比,其值反映单位气体处理量的吸收剂用量,是吸收塔重要的操作参数。
化工原理知识点总结
化工原理知识点总结1. 化工原理简介:化工原理是研究化学反应过程及其工艺条件、能量传递和物料传递等基本规律的学科,为化学工艺的设计、改进和优化提供理论基础。
2. 化学反应动力学:研究化学反应速率与反应物浓度、温度、压力等因素的关系。
常用动力学模型有零级、一级和二级反应动力学模型。
3. 热力学:研究物质在不同条件下的热力学性质,如焓、熵、自由能等。
常用的热力学模型有理想气体模型、理想溶液模型等。
4. 质量守恒:化工过程中,物料的质量总量在任何情况下都是保持不变的。
质量守恒方程可以用来描述物料在化工过程中的流动和转化。
5. 能量守恒:能量守恒是指在化工过程中能量的总量保持不变。
能量守恒方程可以用来描述能量的传递和转化。
6. 流体力学:研究流体的性质和流动规律。
常用的流体力学方程有连续性方程、动量方程和能量方程。
7. 反应器设计:根据反应动力学和热力学的知识,设计和选择适当的反应器,以实现期望的反应效果。
8. 分离工艺:将化工过程中的混合物分离成纯净的组分。
常用的分离方法包括蒸馏、萃取、吸附、结晶、膜分离等。
9. 催化剂:催化剂能够加速化学反应速率,同时不参与反应本身。
催化剂通常提供合适的活化能降低剂量。
10. 传热:研究热量在物体之间传导、对流和辐射的过程。
传热过程是化工过程中能量交换的重要方面。
11. 反应平衡:当化学反应达到一种稳定状态时,正向反应与反向反应的速率相等。
反应平衡可以根据平衡常数来描述。
12. 操作过程安全:化工过程中需要注意操作过程的安全,如避免爆炸、毒性物质的泄露等。
合理设计和控制工艺参数是保证操作过程安全的关键。
13. 环境保护:化工过程中需要注意减少对环境的污染和危害。
合理的废物处理和资源利用是环境保护的重要内容。
14. 化工装置:化工装置是指用来进行化工过程的设备和设施,例如反应器、分离设备、传热设备等。
15. 工艺流程图:用图形和符号表示化工过程的流程、设备和物料流动方式,便于理解和分析工艺过程。
化工原理的知识点总结
化工原理的知识点总结一、物质的转化1. 化学反应原理化学反应是化工生产中最基本的过程之一,其原理是指通过物质之间的相互作用,原有物质的化学成分和结构发生变化,产生新的物质。
在化学反应中,往往会 Begingroup 产生热量、释放或者吸收气体以及溶解或析出固体物质。
常见的反应类型包括酸碱反应、氧化还原反应、置换反应、水解反应等。
2. 反应热力学反应热力学研究的是化学反应在不同途径下产生的能量变化规律。
反应热力学的主要内容包括热力学系统、热力学函数、热力学平衡、化学平衡等。
通过反应热力学的研究,可以预测化学反应的进行方向和速率,为化工生产提供重要的理论指导。
3. 反应动力学反应动力学研究的是化学反应速率随时间变化规律。
反应动力学的主要内容包括反应速率和反应速率常数的确定、反应速率方程和速率常数的推导等。
通过反应动力学的研究,可以基于反应速率的规律来设计和优化化工反应器,提高反应效率,减少能耗,降低生产成本。
二、传热传质1. 传热原理传热是指热量从高温物体传递到低温物体的过程。
传热原理主要包括热传导、对流传热和辐射传热三种方式。
热传导是指热量在固体物质内部传递的过程,对流传热是指热量通过流体介质传递的过程,而辐射传热是指热量通过辐射的方式传递的过程。
2. 传质原理传质是物质在空间内由高浓度区向低浓度区扩散的过程。
传质原理主要包括扩散、对流传质和表面传质。
扩散是指物质在固体、液体或气体中沿浓度梯度传输的现象,对流传质是指物质通过流体介质进行传送的过程,表面传质是指物质在表面上通过吸附和蒸发进行传递的过程。
三、流体力学1. 流体性质流体是一种无固定形态的物质,其主要特点包括不能承受剪切应力、易于流动和易于变形。
在化工过程中,流体的性质对设备设计和流体流动有重要影响。
流体的主要性质包括黏度、密度、表观黏度、流变性等。
2. 流体流动流体流动是指流体在管道或设备内部的运动过程。
流体的流动过程包括定常流动和非定常流动,同时还会受到雷诺数、流态、雷诺方程等因素的影响。
化工原理知识点总结复习重点(完美版)
必须汽蚀余量:(NPSH)r 离心泵的允许吸上真空度:
离心泵的允许安装高度Hg(低于此高度0.5-1m): 关离心泵先关阀门,后关电机,开离心泵先关出口阀,再启动电机。
四、工作点及流量调节:
管路特性与离心泵的工作点: 由两截面的伯努利方程所得
全程化简。
联解既得工作点。 离心泵的流量调节:
汽蚀现象:汽蚀现象是指当泵入口处压 力等于或小于同温度下液体的饱和蒸汽压时, 液体发生汽化,气泡在高压作用下,迅速凝 聚或破裂产生压力极大、频率极高的冲击, 泵体强烈振动并发出噪音,液体流量、压头 (出口压力)及效率明显下降。这种现象称 为离心泵的汽蚀。 二、特性参数与特性曲线: 流量 Q:离心泵在单位时间内排送到管路系 统的液体体积。 压头(扬程)H:离心泵对单位重量(1N) 的液体所提供的有效能量。
厚度随Re 值的增加而减小。
层流时的速度分布
u
1 2 umax
湍流时的速度分布
u 0.8u max
四、流动阻力、复杂管路、流量计:
计算管道阻力的通式:(伯努利方程损失能)
范宁公式的几种形式: 圆直管道
hf
l u2 d2
非圆直管道
p f
W f
l d
u 2 2
运算时,关键是找出 值,一般题目会告诉,仅用于期末考试,考研需扩充
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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1吸收分离的依据是什么?如何分类?答:依据是组分在溶剂中的溶解度差异。
(1 )按过程有无化学反应:分为物理吸收、化学吸收(2)按被吸收组分数:分为单组分吸收、多组分吸收(3 )按过程有无温度变化:分为等温吸收、非等温吸收(4)按溶质组成高低:分为低组成吸收、高组成吸收2、吸收操作在化工生产中有何应用?答:吸收是分离气体混合物的重要方法,它在化工生产中有以下应用。
①分离混合气体以回收所需组分,如用洗油处理焦炉气以回收其中的芳烃等。
②净化或精制气体,如用水或碱液脱除合成氨原料气中的二氧化碳等。
③制备液相产品,如用水吸收氯化氢以制备盐酸等。
④工业废气的治理,如工业生产中排放废气中含有NOSO等有毒气体,则需用吸收方法除去,以保护大气环境。
3、吸收与蒸馏操作有何区别?答:吸收和蒸馏都是分离均相物系的气一液传质操作,但是,两者有以下主要差别。
①蒸馏是通过加热或冷却的办法,使混合物系产生第二个物相;吸收则是从外界引入另一相物质(吸收剂)形成两相系统。
因此,通过蒸馏操作可以获得较纯的组分,而在吸收操作中因溶质进入溶剂,故不能得到纯净组分。
②传质机理不同,蒸馏液相部分气化和其相部分冷凝同时发生,即易挥发组分和难挥发组分同时向着彼此相反方向传递。
吸收进行的是单向扩散过程,也就是说只有溶质组分由气相进入液相的单向传递。
③依据不同。
4、实现吸收分离气相混合物必须解决的问题?答:(1 )选择合适的溶剂(2)选择适当的传质设备(3)溶剂的再生5、简述吸收操作线方程的推导、物理意义、应用条件和操作线的图示方法。
答:对塔顶或塔底与塔中任意截面间列溶质的物料衡算,可整理得L X亿存2)或丫V X M V X i)上式皆为逆流吸收塔的操作线方程。
该式表示塔内任一截面上的气液相组成之间的关系。
式中L/V为液气比,其值反映单位气体处理量的吸收剂用量,是吸收塔重要的操作参数。
上述讨论的操作线方程和操作线,仅适用于气液逆流操作,在并流操作时,可用相似方法求得操作线方程和操作线。
应予指出,无论是逆流还是并流操作,其操作线方程和操作线都是通过物料衡算得到的,它们与物系的平衡关系、操作温度与压强及塔的结构等因素无关。
6、亨利定律有哪些表达式?应用条件是什么?答:亨利定律表达气液平衡时两相组成间的关系。
由于相组成由多种有多种表示方法,因此亨利定律有多种表达式,可据使用情况予以选择。
①气相组成用分压,液相组成用摩尔分数表示时,亨利定律表达式为P Ex式中E称为亨利系数,单位为kPa。
亨利系数由试验测定,其值随物系特性和温度而变。
在同一种溶剂中,难溶气体的E值很大,易溶的则很小。
对一定的气体和溶剂,一般温度愈高E值愈大,表明气体的溶解度随温度升高而降低。
应予指出,亨利定律适用于总压不太高时的稀溶液。
②以分压和物质的量浓度表示气、液相组成,亨利定律表达式为式中H称为溶解度系数,单位为kmol/( m3 kPa )。
溶解度系数H随物系而变,也是温度的函数。
易溶气体H值很大,而难溶气体H 值很小。
对一定的物系,H值随温度升高而减小。
③以摩尔分数或摩尔比表示气、液相组成,亨利定律表达式为P mxmxmX1 (1 m)X式中m称为相平衡常数,无因次。
与亨利系数E相似,相平衡常数m愈大,表示溶解度愈低,即易溶气体的m值很小。
对一定的物系,m是温度和压强的函数。
温变升高、压强降低,贝U m变大。
④各种亨利常数换算关系:Em —P式中P为总压,Pa或k Pa。
H豆。
EM s7、相平衡在吸收过程中有何应用?答:相平衡在吸收过程中主要有以下应用。
(1)判断过程方向当不平衡的气液里两相接触时,溶质是被吸收,还是被脱吸,取决于相平衡关系。
Y> Y ,吸收过程;Y=Y,平衡状态;Y<Y,脱吸过程。
(2)指明过程的极限在一定的操作条件下,当气液两相达到平衡时,过程即行停止,可见平衡是过程的极限。
因此在工业生产的逆流填料吸收塔中,即使填料层很高,吸收剂用量很少的情况下,离开吸收塔的吸收液组成X1也不会无限增大,其极限是进塔气相组成Y成平衡的液相组成X1,即X1,max X;Y,反之,当吸收剂用量大、气体流量小时,即使填料层很高,m出口气体组成也不会低于与吸收剂入口组成X2呈平衡的气相组成Y2,即丫2,min 丫 2 mX ?,由此可知,相平衡关系限制了吸收液的最高组成及吸收尾气的最低组成。
(3)计算过程推动力在吸收过程中,通常以实际的气、液相组成与其平衡组成的偏离程度来表示吸收推动 力。
实际组成偏离平衡组成愈远,过程推动力愈大,过程速率愈快。
即 Y Y-Y ;也可用液相组成表示,即 X X X 。
8、 双膜理论的基本论点是什么? 答:双膜理论要点:(1)相互接触的气液两相存在一固定的相界面。
界面两侧分别存在气膜和液膜,膜内流体呈滞流流动,物质传递以分子扩散方式进行, 膜外流体成湍流流动。
膜层取决于流动状态,湍流程度愈强烈,膜层厚度愈薄。
(2 )气、液相界面上无传质阻力,即在界面上气、液两相组成呈平衡关系。
(3)膜外湍流主体内传质阻力可忽略, 气、液两相间的传质阻力取决于界面两侧的膜层传质阻力。
根据双膜理论,将整个气、液两相间的传质过程简化为通过气、液两个滞流膜层的分子扩 散过程,从而简化了吸收过程的计算。
9、 何谓最小液气比?怎样确定?答:在极限的情况下,操作线和平衡线相交(有特殊平衡线时为相切),此点传质推动力为零,所需的填料层为无限高,对应的吸收剂用量为最小用量,该操作线的斜率为最小液气 比(L/V ) min 。
因此L min 可用下式求得式中X ;为与气相组成 丫1相平衡的液相组成。
若气液平衡关系服从亨利定律,则 X ;由亨利定律算得,否则可由平衡曲线读出。
10、 吸收剂用量对吸收操作有何影响?如何确定适宜液气比?答:吸收剂用量的大小与吸收的操作费用及设备的投资费用密切相关。
在L> L min 前提下,若L 愈大,塔高可降低,设备费用 较底,但操作费用较高;反之,若 L 愈小,则操作费 用减低,而设备费用增高。
故应选择适宜的吸收剂用量,使两者之和最底。
为此需通过经 济衡算确定适宜吸收剂用量和适宜液气比。
但是一般计算中可取经验值,即VL (;.; ~ 2.0)("L)minL (1.1 ~ 2.0)L min11、 吸收操作的全塔物料衡算有何应用?何谓回收率?答:对逆流操作的填料吸收塔,作全塔溶质组成的物料衡算,可得V (Y 1-Y 2) L (X 1-X 2)吸收塔的分离效果通常用溶质的回收率来衡量。
回收率(又称吸收率)定义为L minV (£ 丫2) *X ! X 2NOG(Y 1 Y 1)(Y 2 YJ,丫 1丫1InY 2Y 2丫 1 丫2Y mY 1Y2lnY2式中 Y m 称为全塔气相对数平均推动力。
通常,进塔混合气流量和组成是吸收任务规定的,若吸收剂的流量和组成被选定,则 V 、L 、丫1、X i 均为已知;又根据吸收任务规定的溶质回收率A ,可求得出塔气体的组成丫 2 ; 然后求得出塔的吸收液组成 X 1。
12、何谓传质单元高度和传质单元数?它们的物理意义如何? 答:通常将填料层高度基本计算式的右端分为两部分来处理,该式右端的数组 V/ K Y a 是由过程条件所决定的,具有高度的单位,以H OG 表示,称为气相总传质单元高度。
式中积分项内的分子与分母具有相同的单位,整个积分为一个无因次的数值,以 N OG 表示,称为气相总传质单元数。
于是填料层咼度基本计算式可以表示为ZH OG N OG同理,有Z H OL N OL其中H 0GL N OGX 1 dX K x aX 2 X X由此可见,计算填料层高度的通式为:填料层高度 =传质单兀咼度x 传质单兀数传质单元高度反映传质阻力及填料性能。
若吸收阻力愈大,填料的有效表面积愈小,则每 个传质单元所相当的填料层高度愈高。
传质单元数反映吸收过程的难易程度。
若任务所要求的气体浓度变化愈大,过程的推动力 愈小,则吸收过程愈难,所需的传质单元数愈大。
若N OG 等于1,即气体经一段填料层高度的组成变化(Y 1 丫 2 )恰等于此段填料层内推动力的平均值(Y Y )m ,那么这段填料高度就是一个气相传质单元高度( Z H OG )。
13、如何用平均推动力法计算传质单元数?使用条件是什么?答:在吸收过程中,若平衡线和操作线均为直线时,则可仿照传热中对数平均温度差推导 方法。
根据吸收塔塔顶基塔底两个端面上的吸收推动力来计算全塔的平均推动力, 以N °G为例,即被吸收的溶质量 混合气中溶质总量Y i Y 2 ¥100%2或1-X12,则相应的对数平均推动力可用算数平均推动力进行计Y 22 X 214、 试述填料塔的结构?答:填料塔为连续接触式的气液传质设备,可应用于吸收、蒸馏等分离过程。
塔体为圆筒 形,两端装有封头,并有气、液体进、出口接管。
塔下部装有支撑板,板上充填一定高度 的填料。
操作时液体自塔顶经分布器均匀喷洒至塔截面上,沿填料表面下流经塔底出口管 排出;气体从支撑板下方入口管进入塔内,在压强差的作用下自下而是地通过填料层的空 隙而由塔的顶部气体出口管排出。
填料层内气液两相呈逆流流动,在填料表面的气液界面 上进行传质(或传热),因此两相组成沿塔高连续变化。
由于液体在填料中有倾向于塔壁流动,故当填料层较高时,常将其分成若干段,在两段之间设置液体再分布装置,以有利于 流体的重新均匀分布。
填料塔结构简单,且有阻力小用便于用耐腐蚀材料制造等优点, 对于直径较小的塔,理有腐蚀性的物料或要求压强降较小的真空蒸馏系统,更宜采用填料。
15、 填料有哪些主要特性?如何选择?答:填料是填料塔的核心,填料性能的优劣是填料塔能否正常操作的关键。
表示填料特性的参数主要有以下几项。
(1) 比表面积a(2)空隙率(3)3填料因子a /,湿填料因子,以表示在选择填料时,一般要求填料的比表面积大,空隙率大,填料润湿性好,单位体积 填料的质量轻,造价低及具有足够的力学强度和化学稳定性。
16、填料塔有哪些附件?各自有何作用?答:填料塔的附件主要有填料支承装置、液体分布装置、液体再分布装置和除沫装置等。
合理选择和设计填料塔的附件,可保证填料塔的正常操作和良好的性能。
(1) 填料支承装置填料支承装置的作用是支承填料及其所持有液体的质量,帮支承装置应有足够的力学 强度。
同时,应使气体和液体可顺利通过,避免在支承装置处发生液泛现象,保证填料塔 的正常操作。
(2) 液体分布装置若液体分布不匀,填料表面不能被液体润湿,塔的传质效率就会降低。
因此要求塔顶 填料层上应有良好的液体初始分布,保证有足够数目且分布均匀的喷淋点,以防止塔内的 壁流和沟流现象发生。