(完整版)化工原理知识点总结整理
化工原理知识点总结期末
化工原理知识点总结期末一、化工原理的基础知识1. 化学反应原理化学反应是指原子或者分子之间的化学变化。
化学反应的类型包括合成反应、分解反应、置换反应和氧化还原反应等。
化学反应速率由浓度、温度、压力、催化剂等因素影响。
2. 化学平衡原理化学平衡是指反应物和生成物的浓度达到一定比例的状态。
根据化学平衡定律,反应物和生成物的浓度比例由反应的热力学性质决定,并受到温度、压力或者浓度的影响。
3. 化学动力学化学动力学研究化学反应速率和反应机理的关系。
根据化学反应速率公式可以推导出各种反应速率与浓度、温度、压力等因素的关系。
4. 化工流程图化工流程图是化工生产过程的图示表示,包括物料流程图、能量流程图和设备图等。
根据化工流程图可以设计化工生产过程,并进行操作控制。
5. 化工物性化工物性包括物质的物理性质和化学性质两个方面。
物质的物理性质包括密度、粘度、熔点和沸点等;物质的化学性质包括化学反应性、溶解度和稳定性等。
6. 化工热力学化工热力学研究能量转化和传递的原理。
根据热力学定律可以推导出系统的能量平衡和热效率等问题。
7. 化工传质学化工传质学研究物质的传输和分离原理。
根据传质学理论可以设计分离设备和传质设备,提高化工生产效率。
8. 化工反应工程化工反应工程研究化学反应的工程化原理。
根据反应工程理论可以设计反应器和催化剂,优化反应条件。
9. 化工系统控制化工系统控制研究化工生产过程的控制原理。
根据系统控制理论可以设计控制系统和自动化装置,提高化工生产的稳定性和可靠性。
10. 化工安全与环保化工安全与环保研究化工生产过程的安全和环保原理。
根据安全与环保理论可以设计安全设备和环保装置,保障化工生产的安全和环保。
二、化工原理的应用1. 化工生产过程化工生产过程包括化学反应、传质过程、分离过程和能量转化过程等。
根据化工原理可以设计化工生产装置和优化生产过程,提高产品质量和降低成本。
2. 化工产品制备化工产品制备包括化工原料的合成、加工和制备等。
(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
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word版)化工原理知识点整理
相平衡方程 ()11y xα=+- 全塔物料衡算 W D F += W D F Wx Dx Fx +=塔顶产品采出率 W D W F x x x x F D --= 塔釜产品采出率 D F D Wx x W F x x -=- 易挥发组分回收率 D F Dx Fx η= 难挥发组分回收率 (1)w F Wx F x η=- 精馏段物料衡算 11D D 1+++=+=+R x x R R x V D x V L y n n n /R L D = ()1V R D=+=L+D 提馏段物料衡算 qF L L += F q V V )1(--=1(1)(1)(1)(1)n n W n W L W RD qF F D y x x x x V V R D q F R D q F++-=-=-+--+-- 进料线方程(q 线方程) 11F ---=q x x q q y 理想溶液最小回流比的计算De min min D e 1x y R R x x -=+- 对于不同的进料热状况,x q 、y q 与x F 的L 与L , V 与V 的关系为(1)冷液进料:x q >x F ,y q >x F ,q>1,L >L+F, V <V ;(2)饱和液体进料(泡点进料):x q =x F ,y q >x F ; q =1, e F x x = L =L+F, V=V ;(3)气液混合物进料:x q <x F ,y q >x F 0<q<1, L >L, V >V ;(4)饱和蒸汽进料(露点进料):x q <x F ,y q =x F ; q=0, F e y x = L =L, V=V +F ;(5)过热蒸汽进料:x q <x F ,y q <x F ; q<0, L <L, V >V +F ;绝对湿度(湿度) 0.622p H p p =-水汽水汽不饱和湿空气:()d W as t t t t >> 饱和湿空气:()d W as t t t t ==p ϕ=水汽一定温度、压力下空气中水汽分压可能达到的最大值s ()p p ≤s /p p 水汽s ()p p >/p p 水汽=湿空气的比热容(湿比热容) pH 1.01 1.88c H =+ 单位 kJ/(kg ∙℃)湿空气的焓(1.01 1.88) 2 500I H t H =++ 单位m 3/kg 干气湿空气的比体积)273)(1056.41083.2(33H +⨯+⨯=--t H v 单位m 3/kg 干气 恒速段 11()c c A C G X X A N τ-=⋅ 降速段的近似计算法c c 2X 2ln G X AK X τ= A X c()C N K X = 绝干物料量 c 1122(1)(1)G G w G w =-=- ww X -=1 蒸发水分量 c 12112212()W G X X G w G w G G =-=-=-2120()()W V H H V H H =-=- 预热器的热量衡算 1P 10p H10()()Q V I I V c t t =-=- 干燥器的热量衡算 121p,1D 2c ,2c X p X L VI G c Q VI G c Q θθ++=++c p,X ——湿物料的比热容,kJ/(kg 干物料.℃) p,X p,s p,L c c c X =+,水c p,L =4.18 kJ/(kg.℃)常用干燥器: 厢式干燥器、喷雾干燥器、流化床干燥器、气流干燥器等几种干燥器的特点:① 喷雾干燥器:干燥速率快,干燥时间短(仅5~30s),特别适用于热敏性物料的干燥;能处理低浓度溶液,且可由料液直接得到干燥产品。
化工原理上 知识点总结
化工原理上知识点总结一、化工原理的基本概念1. 化工原理的概念化工原理是研究化工生产过程中的物理、化学、工程等基本原理与规律的学科,是化工工程技术的理论基础。
化工原理的研究对象是化工生产中的物质和能量转化过程,包括化工流程、反应过程、传质过程、能量转换过程等。
化工原理的研究目的是为了揭示化工过程中的相互作用规律,为化工工程技术的设计、控制和优化提供理论支持。
2. 化工原理的基本内容化工原理主要包括物质平衡、能量平衡、动量平衡、传质与反应动力学、流体力学、热力学等内容。
其中,物质平衡研究物质在化工过程中的流动分布和转化规律,能量平衡研究热量在化工过程中的转移和转化规律,动量平衡研究流动介质在化工过程中的运动规律,传质与反应动力学研究物质传输和化学反应的速率规律,流体力学研究流体运动的基本规律,热力学研究能量转换的基本规律。
3. 化工原理的应用领域化工原理是化工技术的理论基础,广泛应用于化工工程技术的设计、计算、控制、优化和改进等方面。
在化工生产中,化工原理被应用于化工过程的优化设计、生产参数的确定、生产过程的控制和调整、产品质量的改进等方面,对化工生产的安全、经济、高效具有重要意义。
二、化工过程中的物质平衡1. 物质平衡的基本概念物质平衡是研究物质在化工过程中的流动分布和转化规律的基本原理。
物质平衡的基本概念包括输入、输出、积累和转化等概念。
输入是物质进入系统的过程,输出是物质离开系统的过程,积累是系统中物质的变化过程,转化是物质在系统内发生变化的过程。
2. 物质平衡的计算方法物质平衡的计算方法包括物质平衡方程的建立和求解。
物质平衡方程是通过对系统内各环节进行物质平衡计算,建立系统物质平衡方程,求解得到系统内各环节的物质平衡量。
物质平衡的求解方法包括代数求解、图解法、矩阵法、数值积分法等。
3. 物质平衡的应用案例物质平衡在化工生产中有着广泛的应用。
例如,化工生产过程中的原料投入和产品产出量的计算、化工设备的负荷计算、化工废水、废气治理的效果评估等都需要进行物质平衡计算,以确保化工生产过程的稳定和经济效益。
化工原理知识点总结详细
化工原理知识点总结详细第一章:化工原理基础知识1.1 化工原理的定义和基本概念化工原理是研究化学工程过程的基本原理、基本规律和数学模型的学科。
化工原理包括物理化学、热力学、传质与分离、反应工程等方面的知识,其中热力学和传质与分离是化工原理的两个重要组成部分。
1.2 化工原理的基本原理和基本规律化工原理涉及到许多基本原理和基本规律,其中包括质量守恒、能量守恒、热力学第一、第二定律、传热、传质、反应动力学等。
这些基本原理和基本规律是化工过程描述、分析和设计的基础。
1.3 化工原理的应用领域化工原理的应用领域非常广泛,包括化学工程、环境工程、生物工程、材料工程等方面。
化工原理在工业生产、环境保护、能源开发、新材料研发等领域都有重要的应用价值。
第二章:热力学2.1 热力学基本概念热力学是研究能量转化和能量传递规律的科学。
热力学基本概念包括系统、热平衡、热力学过程、熵等。
热力学基本原理包括能量守恒、熵增原理等。
2.2 理想气体状态方程理想气体状态方程描述了理想气体的压力、温度、体积之间的关系,可以表示为PV=nRT。
理想气体状态方程是描述气体性质的重要方程之一。
2.3 热力学循环热力学循环是指气体、水蒸汽等工质在一定压力和温度条件下发生各种物理或化学变化,最后又回到原来状态的过程。
常见的热力学循环包括卡诺循环、斯特林循环、布雷顿循环等。
2.4 热力学第一、第二定律热力学第一定律:能量守恒,能量既不能被创造也不能被毁灭,只能从一种形式转化为另一种形式。
热力学第二定律:熵增原理,自然界熵不减少的倾向。
第三章:传质与分离3.1 传质基本概念传质是指物质在不同相间传递的过程,包括扩散、对流、传热等。
传质的重要概念包括浓度、摩尔通量、传质系数等。
3.2 传质方程和传质过程传质方程描述了物质在不同相间传递的规律,传质过程包括扩散传质、对流传质等,传质方程是描述传质过程的基本数学模型。
3.3 分离技术化工生产中,常需要对混合物进行分离和纯化,分离技术包括蒸馏、结晶、游离、萃取等,这些技术都是基于传质原理。
851化工原理知识点总结
851化工原理知识点总结一、化工原理基础1、化工原理的定义化工原理是研究化工反应过程、化工设备与化工产品性能的科学。
化工原理学是将物理、化学、工程学和数学原理应用于化工反应过程研究及化工生产的学科。
2、化工反应过程化工反应过程是指物质在化学、物理或生物因素作用下发生变化的过程。
化工反应过程是化工生产的基础。
化工反应原理是全面了解各种原料的物理化学特性,选择工艺条件,确定设备型号和操作要点的基础。
3、化工设备化工设备是进行化学反应、分离、提纯和储存化工产品的机械或设备。
化工设备的主要功能包括:各种化工反应设备、蒸馏器、析取设备、萃取设备、结晶器、过滤设备、离心机、混合、搅拌设备、搬运储存设备。
4、化工产物化工产品是通过工程化工反应和设备工艺过程获得的化学产品。
化工产品对社会的生产和生活有重要作用。
二、化工反应动力学化工反应动力学是研究化工反应速率与反应机理的科学。
化工反应速率是量化描述反应物质浓度与时间的关系。
1、反应动力学理论反应动力学理论是化工原理基础,了解反应动力学理论对化工操作有重要的指导作用。
2、反应速率反应速率是化学物质浓度随时间变化的速率,描述了反应的快慢。
3、反应速率常数与反应级数反应速率常数是描述反应物质转化速率规律的常数,反应级数是衡量化学反应中各参与组分对反应速率的影响程度的方式。
4、反应速率与温度、压力、浓度的关系化工反应速率与温度、压力、浓度的关系是化工操作中需要注意的因素,温度、压力、浓度对反应速率有一定的影响。
5、反应活性能及影响反应活性是指单位时间内1mol反应物所消耗的能量,影响反应活性的因素包括温度、浓度、催化剂等。
6、反应动力学模型反应动力学模型是描述化学反应动力学过程的数学方程。
7、反应机理反应机理是描述反应过程中反应物质转化成产物的详细过程。
三、催化反应催化反应是通过催化剂加速化学反应的过程,催化反应是化工工程中常见的重要反应过程。
催化剂是一种能够降低反应活化能,加快化学反应速率的物质。
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!。
(完整版)化工原理各章节知识点总结
(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。
(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。
(完整word版)化工原理各章知识点汇总
连续性方程(依据): ;对不可压缩流体,有:
伯努利方程(依据): (无输送机械管路)
直管阻力: ;阻力系数:
局部阻Hale Waihona Puke :流体输送机械
概念
气缚;汽蚀;最大允许安装高度;管路水锤;压缩比;动风压;静风压;极限真空;抽气残率;离心泵工作点
基本理论
(或知识点)
管路特征方程;离心泵主要构件;离心泵性能曲线;叶轮类型;泵效率主要影响因素;离心泵流量调节;离心泵组合特性曲线;最大允许安装高度;输送机械分类;往复泵流量特点、计算及其调节;
重要理论
相平衡方程:
连续精馏过程计算(物料衡算、热量衡算、操作线方程、q线方程、最小回流比):
逐板计算法;
气液
传质
设备
概念
液沫夹带;气泡夹带;漏液;夹带液泛;溢流液泛;板效率;返混;湿板效率;正系统;负系统;填料的特性(比表面积、空隙率、几何形状)
基本理论
(或知识点)
传质设备分类;板式塔构件;填料塔构件;筛板塔气液接触状态分类;筛板塔阻力(组成、各自特点);气液两相非理想流动;负荷性能图(组成、操作弹性、调节);液体成膜的条件;填料塔的持液量;填料塔液泛;填料塔实际气速与液泛气速的关系;填料塔的附属机构;
颗粒沉降速度:
斯托克斯区:
牛顿区:
降尘室生产能力;
传热
概念
载热体;传热速率;热流量;温度梯度;强制对流;自然对流;定性温度;汽化核心;膜状冷凝;滴状冷凝;黑体;灰体;镜体;黑度;总传热系数;壳程;管程;逆流传热;并流传热;
基本理论
(或知识点)
传热分类;傅里叶导热定律;导热系数;对流给热系数及其方程;总传热速率方程;热阻分析;黑体辐射热流量;
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
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:● 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;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;流体在管内作层流流动时,其质点沿管轴作有规则的平行运动,各质点互不碰撞,互不混合 流体在管内作湍流流动时,其质点作不规则的杂乱运动并相互碰撞,产生大大小小的旋涡;由于质点碰撞而产生的附加阻力较自黏性所产生的阻力大得多,所以碰撞将使流体前进阻力急剧加大;管截面速度大小分布:无论是层流或揣流,在管道任意截面上,流体质点的速度均沿管径而变化,管壁处速度为零,离开管壁以后速度渐增,到管中心处速度最大;层流:1、呈抛物线分布;2、管中心最大速度为平均速度的2倍; 湍流:1、层流内层;2、过渡区或缓冲区;3、湍流主体湍流时管壁处的速度也等于零,靠近管壁的流体仍作层流流动,这-作层流流动的流体薄层称为层流内层或层流底层;自层流内层往管中心推移,速度逐渐增大,出现了既非层流流动亦非完全端流流动的区域,这区域称为缓冲层或过渡层,再往中心才是揣流主体;层流内层的厚度随Re 值的增加而减小; 层流时的速度分布 max 21u u =湍流时的速度分布 max 8.0u u ≈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 22u d l h f λ=非圆直管道 22u d l W p f f ρλρ==∆运算时,关键是找出λ值,一般题目会告诉,仅用于期末考试,考研需扩充 ● 非圆管当量直径:当量直径:e d e d =4H r 4倍水力半径 水力半径:H r =ΠA流体在通道里的流通截面积A 与润湿周边长Π之比●流量计概述:节流原理孔板流量计是利用流体流经孔板前后产生的压力差来实现流量测量; 孔板流量计的特点:恒截面、变压差,为差压式流量计; 文丘里流量计的能量损失远小于孔板流量计;转子流量计的特点:恒压差、恒环隙流速而变流通面积,属截面式流量计; ● 复杂管路:了解并联管路各支路的能量损失相等,主管的流量必等于各支管流量之和;第二章、流体输送机械一、离心泵的结构和工作原理二、特性参数与特性曲线 三、气蚀现象与安装高度四、工作点及流量调节离心泵:电动机静压能流体(动能)转化−−−−→−→ 一、离心泵的结构和工作原理:● 离心泵的主要部件: 离心泵的的启动流程:叶轮 吸液管泵,无自吸能力 泵壳 液体的汇集与能量的转换 转能 泵轴 排放 密封 填料密封 机械密封高级叶轮 其作用为将原动机的能量直接传给液体,以提高液体的静压能与动能主要为静压能; 泵壳 具有汇集液体和能量转化双重功能;轴封装置 其作用是防止泵壳内高压液体沿轴漏出或外界空气吸入泵的低压区;常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种;气缚现象:离心泵启动前泵壳和吸入管路中没有充满液体,则泵壳内存有空气,而空气的密度又远小于液体的密度,故产生的离心力很小,因而叶轮中心处所形成的低压不足以将贮槽内液体吸入泵内,此时虽启动离心泵,也不能输送液体,此种现象称为气缚现象,表明离心泵无自吸能力;因此,离心泵在启动前必须灌泵;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;效率η:总效率η=ηv ηm ηh轴功率N :泵轴所需的功率ηeN N =η-Q 曲线对应的最高效率点为设计点,对应的Q 、H 、N 值称为最佳工况参数,铭牌所标出的参数就是此点的性能参数;会使用IS 水泵特性曲线表,书P117三、气蚀现象与安装高度:● 气蚀现象的危害:①离心泵的性能下降,泵的流量、压头和效率均降低;若生成大量的气泡,则可能出现气缚现象,且使离心泵停止工作;②产生噪声和振动,影响离心泵的正常运行和工作环境; ③泵壳和叶轮的材料遭受损坏,降低了泵的使用寿命; 解决方案:为避免发生气蚀,就应设法使叶片入口附近的压强高于输送温度下的液体饱和蒸气压;通常,根据泵的抗气蚀性能,合理地确定泵的安装高度,是防止发生气蚀现象的有效措施; ● 离心泵的汽蚀余量:为防止气蚀现象发生,在离心泵人口处液体的静压头 p 1/p g 与动压头 u 12/2 g 之和必须大于操作温度下液体的饱和蒸气压头 p v /p g 某一数值,此数值即为离心泵的气蚀余量;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H g 低于此高度: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:1、 改变阀门的开度改变管路特性曲线;2、 改变泵的转速改变泵的特性曲线;减小叶轮直径也可以改变泵的特性曲线,但一般不用;3、 泵串联压头大或并联流速大 ● 往复泵的流量调节: 1、 旁路调节;2、 改变活塞冲程和往复次数;第三章、非均相物系的分离密度不同一、重力沉降 二、离心沉降 三、过滤 一、重力沉降:● 沉降过程:先加速短,后匀速长沉降过程;● 流型及沉降速度计算:参考作业及例题层流区滞流区或斯托克斯定律区:10-4<Re t <1 K<过渡区或艾伦定律区:1<Re t <103<K<湍流区或牛顿定律区:103<Re t <2⨯105K>相应沉降速度计算式:公式不用记,掌握运算方法 ● 计算方法: 1、 试差法:即先假设沉降属于某一流型譬如层流区,则可直接选用与该流型相应的沉降速度公式计算t u ,然后按t u 检验Re t 值是否在原设的流型范围内;如果与原设一致,则求得的t u 有效;否则,按算出的Re t 值另选流型,并改用相应的公式求t u ;2、 摩擦数群法:书p1493、 K 值法: 书p150 ● 沉降设备:为满足除尘要求,气体在降尘室内的停留时间至少等于颗粒的沉降时间,所以: 单层降尘室生产能力:t s blu V ≤与高度H 无关,注意判断选择填空题多层降尘室:t s blu V )1n (+≤n+1为隔板数,n 层水平隔板,能力为单层的n+1倍 二、离心沉降:● 离心加速度:惯性离心力场强度Ru2T ;重力加速度:g● 离心沉降速度u r :R u T s 23)(d 4ρζρρ-;重力沉降速度u T :gs ρζρρ3)(d 4-● 离心分离因数K C : K C RUu T Trg u 2==离心沉降速度与重力沉降速度的比值,表征离心沉降是重力沉降的多少倍 ● 离心沉降设备:旋风分离器:利用惯性离心力的作用从气流中分离出尘粒的设备 性能指标:1、 临界粒径d c :理论上在旋风分离器中能被完全分离下来的最小颗粒直径;2、 分离效率:总效率η0;分效率ηp 粒级效率;3、 分割粒径d 50:d 50是粒级效率恰为50%的颗粒直径;4、 压力降△p :气体经过旋风分离器时,由于进气管和排气管及主体器壁所引起的摩擦阻力,流动时的局部阻力以及气体旋转运动所产生的动能损失等,造成气体的压力降;标准旋风标准旋风N e =5,ζ=;三、过滤:● 过滤方式:1、 饼层过滤:饼层过滤时,悬浮液置于过滤介质的一侧,固体物沉积于介质表面而形成滤饼层;过滤介质中微细孔道的直径可能大于悬浮液中部分颗位的直径,因而,过滤之初会有一些细小颗粒穿过介质而使滤液浑浊,但是颗粒会在孔道中迅速地发生“架桥”现象见图,使小子孔道直径的细小颗粒也能被截拦,故当滤饼开始形成,滤液即变清,此后过滤才能有效地进行;可见,在饼层过滤中,真正发挥截拦颗粒作用的主要是滤饼层而不是过滤介质;饼层过滤适用于处理固体含量较高的悬浮液;深床过滤:在深床过滤中,固体颗粒并不形成滤饼,而是沉积于较厚的粒状过滤介质床层内部;悬浮液中的颗粒尺寸小于床层孔道直径,当颗粒随流体在床层内的曲折孔道中流过时,便附在过滤介质上;这种过滤适用于生产能力大而悬浮液中颗粒小、含量甚微的场合;自来水厂饮水的净化及从合成纤维纺丝液中除去极细固体物质等均采用这种过滤方法; ● 助滤剂的使用及注意:为了减少可压缩滤饼的流动阻力,有时将某种质地坚硬而能形成疏松饼层的另一种固体颗粒混入悬浮液或预涂于过滤介质上,以形成疏松饼层,使滤液得以畅流;这种预混或预涂的粒状物质称为助滤剂;对助滤剂的基本要求如下:①应是能形成多孔饼层的刚性颗粒,使滤饼有良好的渗透性、较高的空隙率及较低的流动阻力;②应具有化学稳定性,不与悬浮液发生化学反应,也不溶于液相中; 应予注意,-般以获得清净滤液为目的时,采用助滤剂才是适宜的; ● 恒压过滤方程式:理解,书P175对于一定的悬浊液,若皆可视为常数,、及'、νμr 令νμ'1r k =,k ——表征过滤物料特性的常数,;恒压过滤时,压力差△p 不变,k 、A 、s 都是常数再令● 过滤常数的测定:书P179,包括压缩因子 ● 板框压力机:过滤时,悬浮液在指定的压强下经滤浆通道自滤框角端的暗孔进入框内,滤液分别穿过两侧滤布,再经邻板板面流至滤液出口排走,固体则被截留于框内,如图所示,待滤饼充满滤框后,即停止过滤;若滤饼需要洗涤,可将洗水压人洗水通道,经洗涤板角端的暗孔进入板面与滤布之间;第四章 传 热一、热传导、对流传热二、总传热三、换热器及强化传热途径 一、热传导、对流传热:● 传热基本方式:1、热传导宏观无位移:若物体各部分之间不发生相对位移,仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导又称导热;热传导的条件是系统两部分之间存在温度差,此时热量将从高温部分传向低温部分,或从高温物体传向与它接触的低温物体,直至整个物体的各部分温度相等为止;2、热对流宏观有位移:流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程称为热对流简称对流;热对流仅发生在流体中;在流体中产生对流的原因有二: 一是因流体中各处的温度不同而引起密度的差别,使轻者上浮,重者下沉,流体质点产生相对位移,这种对流称为自然对流;二是因泵风机或搅拌等外力所致的质点强制运动,这种对流称为强制对流;3、热辐射不需要介质:因热的原因而产生的电磁波在空间的传递,称为热辐射;所有物体包括固体、液体和气体都能将热能以电磁波形式发射出去,而不需要任何介质,也就是说它可以在真空中传播;4、对流传热:流体流过固体壁面流体温度与壁面温度不同时的传热过程称为对流传热;1流体无相变的对流传热 流体在传热过程中不发生相变化,依据流体流动原因不同,可分为两种情况;①强制对流传热,流体因外力作用而引起的流动;②自然对流传热,仅因温度差而产生流体内部密度差引起的流体对.. 流动; 2流体有相变的对流传热 流体在传热过程中发生相变化,它分为两种情况; ①蒸气冷凝,气体在传热过程中全部或部分冷凝为液体;②液体沸腾,液体在传热过程中沸腾汽化,部分液体转变为气体对流传热的温度分布情况对流传热是集热对流和热传导于一体的综合现象;对流传热的热阻主要集中在层流内层,因此,减薄层流内层的厚度是强化对流传热的主要途径; ● 传热过程中热、冷流体接触热交换方式:书p211 1、 直接接触式换热和混合式换热器; 2、 蓄热式换热和蓄热器;3、 典型的间壁式换热器:列管换热器,区分壳程、管程、单/多壳程、单/多管程特定的管壳式换热器传热面积:S=dL n π S ——传热面积;n ——管数;d ——管径,m ; L ——管长,m;● 传热速率和热通量:传热速率Q 又称热流量指单位时间内通过传热面积的热量; 传热速率=传热热阻传热推动力(温度差);Q=Rt∆ R ——整个传热面的热阻,W C /。
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。
化工原理重点内容总结
化工原理重点内容总结第一篇:化工原理重点内容总结化工原理重点内容总结绪论研究本学科的基本方法:1.实验研究法(经验法)2.数学模型法(半经验半理论的方法)研究单元过程的基本工具1.物料衡算2.能量衡算3.系统的平衡关系4.过程速率第一章流体流动及流体输送机械流体密度的定义牛顿粘性定律τ=-μdu⎧+表压真实压强=大气压强⎨dy⎩-真空度流体静力学基本方程式压差的静力学测量:普通U 型管压差计、倒置 U 型管压差计普通 U 型管压差计p1-p2=R(ρ0-ρ)g流量:(1)体积流量V(2)质量流量W;V=W/ρ流量与流速间的换算u=duρV流型的判断依据:雷诺数Re=AμRe<2000稳定的层流区;20004000湍流区2u12p1u2pgz1+++he=gz2++2+∑hf2ρ2ρ--柏努利方程直管阻力损失的计算通式 lu2hf=λd2 层流时摩擦系数的计算λ=64 Re湍流时摩擦系数的计算:查穆迪图局部阻力损失计算:(1)阻力系数法(2)当量长度法流量测量:孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计泵的分类离心泵的主要部件离心泵的主性能参数:流量V、压头H、功率、效率离心泵的特性曲线: H—V、N—V、η—V关系曲线离心泵的气缚现象:原因及解决方法离心泵的气蚀现象:危害及防止措施离心泵的流量调节:1、改变管路特性曲线(调节阀门开度)2、改变泵 H-V 特性曲线气体输送机械:通风机、鼓风机、压缩机、真空泵第二章颗粒-流体非均相物系分离过滤操作的基本慨念:滤浆、过滤介质、滤饼或滤渣、滤液过滤操作的基本步骤:过滤、洗涤、脱湿、卸料、清洗过滤介质常用的过滤设备:板框压滤机、叶滤机、转筒真空过滤机过滤的主要参数:处理量V、过滤的推动力∆p、过滤面积、过滤速率第三章固体流态化固体流态化的定义流态化过程的三个阶段:固定床阶段、流化床阶段、颗粒输送阶段流化床操作范围:临界流化速度umf与带出速度之间流态化按其性状不同可分为散式流态化和聚式流态化不正常的流化现象:腾涌、沟流气力输送的类型:稀相输送和密相输送第四章传热热量传递的方式:对流、传导、辐射导热速率方程――傅立叶定律牛顿冷却定律给热系数的影响因素冷凝传热中的两种冷凝方式沸腾传热的类型:大容积沸腾、强制对流沸腾大容积饱和沸腾曲线的四个阶段:自然对流沸腾区、核状沸腾区、过渡沸腾区、膜状沸腾区高温设备的热损失: 热损失为对流传热量和辐射传热量之和传热速率方程Q=KA∆tm传热强化的方法;提高传热系数的方法按传热特征分,换热器可分为:间壁式、直接混合式和蓄热式常见的间壁式换热器的类型:夹套式换热器、蛇管换热器、套管换热器、列管式换热器列管换热器的结构:壳体、管束、封头、管板、折流挡板等列管换热器中折流挡板的形式和作用;列管换热器中管箱的作用列管换热器的分类:固定管板式换热器、U形管式换热器、浮头式换热器热补偿方式:固定管板式换热器:补偿圈(或称膨胀节)U形管式换热器: U型管,浮头式换热器:浮头第五章蒸发蒸发的定义基本概念:加热蒸汽(生蒸汽)、二次蒸汽、单效蒸发、多效蒸发蒸发器的分类:循环型和单程型循环型蒸发器的代表:中央循环管式、悬筐式、外热式、强制循环式多效蒸发流程:并流加料、逆流加料、平流加料第六章气体吸收传质、传质方式吸收过程中的基本概念:吸收质或溶质、惰性气体、吸收剂、吸收液、吸收尾气、解吸吸收剂选择时应考虑的因素气体的溶解度与温度及压力的关系亨利定律的内容吸收塔的调节手段:通常采取改变吸收剂入塔参数(L, Xa,ta)第七章蒸馏蒸馏的定义、用途泡点方程、露点方程及用途相平衡常数、挥发度、相对挥发度的定义精馏操作的必要条件:(1)物系的相对挥发度不等于1;(2)塔内要有汽液相回流;(3)要有汽液相接触的场所。
(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 ==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。
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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。
半闭式和开式效率较低,常用于输送浆料或悬浮液。
气缚现象:贮槽内的液体没有吸入泵内。
汽蚀现象:泵的安装位置太高,叶轮中各处压强高于被输送液体的饱和蒸汽压。
原因(①安装高度太高②被输送流体的温度太高,液体蒸汽压过高;③吸入管路阻力或压头损失太高)各种泵:耐腐蚀泵:输送酸、碱及浓氨水等腐蚀性液体12. 往复泵的流量调节❖ (1)正位移泵❖ 流量只与泵的几何尺寸和转速有关,与管路特性无关,压头与流量无关,受管路的承压能力所限制,这种特性称为正位移性,这种泵称为正位移泵。
❖ 往复泵是正位移泵之一。
正位移泵不能采用出口阀门来调节流量,否则流量急剧上升,导致示损坏。
❖ (2)往复泵的流量调节❖ 第一,旁路调节,如图2-28所示,采用旁路阀调节主管流量,但泵的流量是不变的。
第二,改变曲柄转速和活塞行程。
使用变速电机或变速装置改变曲柄转速,达到调节流量,使用蒸汽机则更为方便。
改变活塞行程则不方便。
13.流体输送机械分类 222'2e 2e 2u d l l u d l l u d l h h h f f f ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=∑∑∑∑∑∑ζλλζλ14.离心泵特性曲线:15.流体输送机械特点:• 速度式流体输送机器的特点• (1)由于速度式流体输送机械的转动惯量小,摩擦损失小,适合高速旋转,所以速度式流体输送机械转速高、流量大、功率大。
• (2)运转平稳可靠,排气稳定、均匀,一般可连续运转1~3年而不需要停机检修。
• (3)速度式流体输送机械的零部件少,结构紧凑。
• (4)由于单级压力比不高,故不适合在太小的流量或较高的压力(>70MPa )下工作。
• 2.容积式流体输送机械的特点• (1)运动机构的尺寸确定后,工作腔的容积变化规律也就确定了,因此机械转速改变对工作腔容积变化规律不发生直接的影响,故机械工作的稳定性较好。
• (2)流体的吸入和排出是靠工作腔容积变化,与流体性质关系不大,故容易达到较高的压力。
• (3)容积式机械结构复杂,易于损坏的零件多。
而且往复质量的惯性力限制了机械转速的提高。
此外,流体吸入和排出是间歇的,容易引起液柱及管道的振动。
16.流体体积随压力变化而改变的性质称为压缩性。
二、非均相机械分离1.颗粒的沉降:层流沉降速度Vt=(ρp -ρ)gdp2/18μ,(ρp -ρ:颗粒与流体密度差,μ:流体粘度);重力沉降(沉降室,H/v=L/u ,多层;增稠器,以得到稠浆为目的的沉淀);离心沉降(旋风分离器)。
2.过滤:深层过滤和滤饼过滤(常用,助滤剂增加滤饼刚性和空隙率);分类:压滤、离心过滤,间歇、连续;滤速的康采尼方程:u=(Δp/Lμ)ε3/5a2(1-ε)2,(ε:滤饼空隙率;a :颗粒比表面积;L :层厚)。
3.过滤介质:过滤过程所用的多孔性介质称为过滤介质,过滤介质应具有下列特性:多孔性、孔径大小适宜、耐腐蚀、耐热并具有足够的机械强度。
4.助滤剂:若滤浆中所含固体颗粒很小,或者所形成的滤饼孔道很小,又若滤饼可压缩,随着过滤进行,滤饼受压变形,图2-10 离心泵的工作qvg z A ρ+∆=都使过滤阻力很大而导致过滤困难。
可采用助滤剂以改善滤饼的结构,增强其刚性。
常用的助滤剂有:硅藻土、纤维粉末、活性炭、石棉等5. 过滤速率基本方程恒速过滤,恒压过滤6.过滤设备:板框压滤机(间歇操作,构造简单,过滤面积大而占地省,过滤压力高(可达1.5MPa 左右),便于用耐腐蚀性材料制造,便于洗涤。
它的缺点是装卸、清洗劳动强度较大。
)、叶滤机(叶滤机也是间歇操作设备,具有过滤推动力大、单位地面所容纳的过滤面积大、滤饼洗涤较充分等优点。
其生产能力比板框压滤机大,而且机械化程度高,劳动力较省,密闭过滤,操作环境较好。
其缺点是构造较复杂、造价较高。
)、厢式压滤机、转筒真空过滤机(操作连续、自动)7.自由沉降:单个颗粒在流体中的沉降过程称。
干扰沉降:若颗粒数量较多,相互间距离较近,则颗粒沉降时相互间会干扰,称为干扰沉降。
8.影响因素:当颗粒浓度增加,沉降速度减少。
容器的壁和底面,沉降速度减少。
非球形的沉降速度小于球形颗粒的沉降速度。
9. 流态化是一种使固体颗粒通过与流体接触而转变成类似于流体状态的操作。
分三个阶段:(1)固定床阶段:流体通过颗粒床层的表观速度u 较低,使颗粒空隙中流体的真实速度u1小于颗粒的沉降速度ut ,则颗粒基本上保持静止不动,颗粒层为固定床。
流化床阶段 :在一定的表观速度下,颗粒床层膨胀到一定程度后将不再膨胀,此时颗粒悬浮于流体中,床层有一个明显的上界面,与沸腾水的表面相似,这种床层称为流化床。
(散式流态化,聚式流态化)。
(3)颗粒输送阶段:如果继续提高流体的表观速度u ,使真实速度u1大于颗粒的沉降速度ut ,则颗粒将被气流所带走,此时床层上界面消失,这种状态称为气力输送。
10. 气力输送的优点(1)系统封闭,避免物料飞扬,减少物料损失,改善劳动条件。
(2)输送管路不限制,即使在无法铺设道路或安装输送机械的地方,使用气力输送更加方便。
(3)设备紧凑,易于实现连续化、自动化操作,便于同连续化工生产相衔接。
(4)在气力输送过程中可同时进行粉料的干燥、粉碎、冷却、加料等操作。
三、传热1.传热方式:热传导(傅立叶定律)、对流传热(牛顿冷却定律)、辐射传热(四次方定律);热交换方式:间壁式传热、混合式传热、蓄热体传热(对蓄热体的周期性加热、冷却)。
2.傅立叶定律:dQ= -λdA ,(Q :热传导速率;A :等温面积;λ:比例系数; :温度梯度);λ与温度的关系:λ=λ0(1+at),(a :温度系数)。
3.不同情况下的热传导:单层平壁:Q=(t1-t2)/[b/(CmA)]=温差/热阻,(b :壁厚;Cm=(λ1-λ2)/2);多层平壁:Q=(t1-tn+1)/ [bi /(λiA)];单层圆筒:Q=(t1-t2)/[b/(λAm)],(A :圆筒侧面积,C= (A2-A1)/ln(A2/A1));多层圆筒:Q=2πL(t1-t n+1)/ [1/λi [ln(ri+1/ri) ]。
4.对流传热类型:强制对流传热(外加机械能)、自然对流传热、(温差导致)、蒸汽冷凝传热(冷壁)、液体沸腾传热(热壁),前两者无相变,后两者有相变;牛顿冷却定律:dQ=h dAΔt ,(Δt >0;h :传热系数)。
5.吸收率A+反射率R+透射率D=1;黑体A=1,镜体R=1,透热体D=1,灰体A+R=1;总辐射能E=Eλdλ,(Eλ:单色辐射能;λ:波长);四次方定律:E=C(T/100)4=εC0(T/100)4,(C :灰体辐射常数;C0:黑体辐射常数;ε=C/C0:发射率或黑度);两物体辐射传热:Q1-2=C1-2φA[(T1/100)4-(T2/100)4],(φ:角系数;A :辐射面积;C1-2=1/[(1/C1)+(1/C2)-(1/C0)])6.总传热速率方程:dQ=KmdA ,(dQ :微元传热速率;Km :总传热系数;A :传热面积);1/K=1/h1+bA1/λAm+A1/h2A2,(h1,h2:热、冷流体表面传热系数)。
7.换热器:夹套换热器、蛇管式换热器、套管式换热器、列管式换热器。
8、(1)强化传热 为了使物料满足所要求的操作温度进行的加热或冷却,希望热量以所期望的速率进行传递;(2)削弱传热 :为了使物料或设备减少热量散失,而对管道或设备进行保温或保冷。
9.热传导 物体各部分之间不发生相对位移时,依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递称为热传导,又称导热。
τK qq q e =+22τ222KA VV V e =+10.对流传热:对流仅发生于流体中,它是指由于流体的宏观运动使流体各部分之间发生相对位移而导致的热量传递过程 。
11.12.传热的基本方式:(1)热传导(2)对流传热—热对流 (3)辐射传热13.影响冷凝传热的因素和冷凝传热的强化① 流体物性:冷凝液ρ↑ 、λ↑、μ↓→ α↑ ;潜热r ↑ → α↑ ② 温差:液膜层流流动时,∆t=ts -tW ↑,δ↑,α↓ ③ 不凝气体:不凝气体的存在会导致α↓↓(1%不凝气可使α↓60%),所以应该定期排放④ 蒸汽流速与流向(u>10m/s):蒸汽与液膜同向时u ↑→δ↓,α↑;反向时u ↑→δ↑,α↓;u ↑↑时α↑(无论方向)。
因此蒸汽进口一般设在换热器上部,以避免蒸汽与液膜逆向流动使α↓。