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
陈敏恒《化工原理》(第3版)笔记和课后习题(含考研真题)详解-固体干燥【圣才出品】
第14章固体干燥14.1 复习笔记一、概述1．固体去湿方法和干燥过程（1）物料的去湿方法①机械去湿当物料带水较多，可先用离心过滤等机械分离方法以除去大量的水。
②吸附去湿用某种平衡水汽分压很低的干燥剂（如CaC12、硅胶等）与湿物料并存，使物料中水分相继经气相而转入干燥剂内。
③供热干燥向物料供热以汽化其中的水分。
供热方式又有多种。
工业干燥操作多是用热空气或其他高温气体为介质，使之掠过物料表面，介质向物料供热并带走汽化的湿分。
此种干燥常称为对流干燥，是本章讨论的主要内容。
（2）对流干燥过程的特点当温度较高的气流与湿物料直接接触时，气固两相间所发生的是热、质同时传递的过程。
2．对流干燥流程对流干燥可以是连续过程也可以是间歇过程，图14-1是典型的对流干燥流程示意图。
空气经预热器加热至适当温度后，进入干燥器。
在干燥器内，气流与湿物料直接接触。
沿其行程气体温度降低，湿含量增加，废气自干燥器另一端排出。
若为间歇过程，湿物料成批放入干燥器内，待干燥至指定的含湿要求后一次取出。
图14-1 对流干燥流程示意图二、干燥静力学1．空气的状态参数（1）空气中水分含量的表示方法①水汽分压p水汽与露点t d测定水汽分压的实验方法是测量露点，即在总压不变的条件下将空气与不断降温的冷壁相接触，直至空气在光滑的冷壁面上析出水雾，此时的冷壁温度称为露点t d。
测出露点温度t d，便可从手册中查得此温度下的饱和水蒸气压。
②空气的湿度空气的湿度H定义为每千克干空气所带有的水汽量，单位是kg/kg干气，即式中P为总压。
③相对湿度从相对湿度的定义可知，相对湿度φ表示了空气中水分含量的相对大小。
φ＝1，表示空气已达饱和状态，不能再接纳任何水分；φ值愈小，表明空气尚可接纳的水分愈多。
④湿球温度测量水汽含量的简易方法是测量空气的湿球温度t w。
对空气-水系统，当被测气流的温度不太高，流速＞5m/s时，α/k H为一常数，其值约为1.09kJ/（kg·℃），故由湿球温度的原理可知，空气的湿球温度t w总是低于干球温度t。
陈敏恒《化工原理》(第3版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(流体通过颗粒层的流动 复习笔记)
4.1 复习笔记一、概述1．固定床定义固定床是指众多固体颗粒堆积而成的静止的颗粒层。
2．常见流体通过固定床的流动（1）流体通过固定床反应器进行化学反应，此时组成固定床的颗粒是粒状或片状催化剂；（2）固体悬浮液的过滤，此时可将由悬浮液中所含的固体颗粒形成的滤饼看作固定床，滤液通过颗粒之间的空隙流动。
二、颗粒床层的特性1．单颗粒的特性对于球形颗粒存在以下两个关系：式中d p——球形颗粒的直径；v——球形颗粒的体积；s——球形颗粒的表面积。
因此，球形颗粒的各有关特性可用单一参数——直径d p全面表示。
球形颗粒的比表面积非球形颗粒的当量直径：通常试图将非球形颗粒以某种相当的球形颗粒代表，以使所考察的领域内非球形颗粒的特性与球形颗粒等效。
根据不同方面的等效性，可以定义不同的当量直径。
（1）体积等效使得当量球形颗粒的体积等于真实颗粒的体积V，则体积当量直径定义为（2）表面积等效使得当量球形颗粒的表面积等于真实颗粒的表面积s，则面积当量直径定义为（3）比表面积等效使得当量球形颗粒的比表面积等于真实颗粒的比表面积μ，则比表面当量直径定义为d ev，d es和d ea在数值上是不等的，但根据各自的定义式可以推出三者之间有如下关系。
记，则可得可以看出的物理含义故可称为形状系数。
体积相同时球形颗粒的表面积最小，因此，任何非球形颗粒的形状系数皆小于1。
2．颗粒群的特性在任何颗粒群中，各单颗粒的尺寸都不可能完全一样。
从而形成一定的尺寸（粒度）分布。
为研究颗粒分布对颗粒层内流动的影响，首先必须设法测量并定量表示这一分布。
颗粒粒度测量的方法：筛分法，显微镜法，沉降法，电阻变化法，光散射与衍射法，表面积法等。
3．床层特性颗粒按某种方式堆积成固定床时，床层中颗粒堆积的疏密程度可用空隙率来表示。
空隙率的定义如下：一般乱堆床层的空隙率大致在0.47～0.7之间。
三、流体通过固定床的压降1．颗粒床层的简化模型在固定床内大量细小而密集的固体颗粒对流体的运动提供了很大的阻力。
陈敏恒《化工原理》(第3版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(绪论 复习笔记)
0.1 复习笔记一、化工生产过程1．化学工业的定义化学工业是对原料进行化学加工以获得有用产品的工业，核心是化学反应过程及其设备——反应器。
2．化工生产的要求为使反应器内保持适宜的压力、温度和物料的组成等条件，原料需经过前处理。
前处理是指原料经过的一系列预处理以除去杂质，达到必要的纯度、温度和压力的过程。
反应产物同样需要经过各种后处理过程加以精制。
二、单元操作1．单元操作的分类按操作的目的可分为：（1）物料的增压、减压和输送；（2）物料的混合或分散；（3）物料的加热或冷却；（4）非均相混合物的分离；（5）均相混合物的分离。
2．常用单元操作及内容（1）常见单元操作单元操作是按物理过程的目的，兼顾过程的原理、相态，将各种前、后处理归纳成的系列操作，如表0-1所示。
表0-1（2）单元操作的内容各单元操作的内容包括：过程和设备。
三、“化工原理”课程的两条主线1．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。
表0-1中各单元操作皆属传递过程。
传递过程成为统一的研究对象，也是联系各单元操作的一条主线。
2．研究工程问题的方法论（1）两种基本的研究方法①实验研究方法，即经验的方法；②数学模型方法，即半理论、半经验的方法。
（2）方法论的必要性实验研究方法避免了方程的建立，直接用实验测取各变量之间的联系。
当实验工作遍历各种规格的设备和各种不同的物料时，实验研究的方法论可使实验结果在几何尺寸上能“由小见大”，在物料品种上能“由此及彼”。
陈敏恒《化工原理》(第3版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(流体输送机械 复习笔记)
2.1 复习笔记一、概述离心泵：用以输送液体的机械。
用以输送气体的机械按不同的情况分别称为通风机、鼓风机、压缩机和真空泵等。
1．管路特性方程式中系数K为K由管路特性决定。
当管内流动已进入阻力平方区，系数K是一个与管内流量无关的常数。
表明管路中流体的流量与所需补加能量的关系。
管路特性方程如图2-1所示。
图2-1中曲线称为管路特性曲线。
图2-1 管路特性曲线低阻管路系统的特性曲线较为平坦（曲线1），高阻管路的特性曲线较为陡峭（曲线2）。
2．扬程定义压头或扬程是指输送机械向单位重量流体提供的能量。
3．输送机械的分类（1）动力式（叶轮式）：包括离心式、轴流式等；（2）容积式（正位移式）：包括往复式、旋转式等；（3）其他类型：指不属于上述两类的其他型式，如喷射式等。
二、离心泵1．离心泵的工作原理（1）离心泵的主要构件——叶轮和蜗壳离心泵的主要工作部件是旋转叶轮和固定的泵壳（如图2-2所示）。
叶轮是离心泵直接对液体做功的部件。
（2）工作原理离心泵在工作时，叶轮由电机驱动作高速旋转运动（1000～3000r/min），迫使叶片间的液体作近于等角速度的旋转运动，同时因离心力的作用，在叶轮中心处吸入低势能、低动能的液体，液体在流经叶轮的运动过程中获得能量，在叶轮外缘可获得高势能、高动能的液体。
液体进入蜗壳后，又将部分动能转化为势能，最后沿切向流入压出管道。
在液体受迫由叶轮中心流向外缘的同时，在叶轮中心形成低压。
液体在吸液口和叶轮中心处的势能差的作用下源源不断地吸入叶轮。
图2-2 离心泵装置简图1－叶轮；2－泵壳；3－泵轴；4－吸入管；5－底阔；6－压出管（3）离心力场中的机械能守恒叶轮进、出口截面列出机械能守恒式如下。
（4）离心泵的理论压头泵的理论压头HT和泵的流量之间的关系为上式表示不同形状的叶片在叶轮尺寸和转速一定时，泵的理论压头和流量的关系。
（5）叶片形状对理论压头的影响①叶片形状分类根据叶片出口端倾角β2的大小，叶片形状可分为三种：径向叶片（β2＝90°）；后弯叶片（β2＜90°）和前弯叶片（β2＞90°）。
陈敏恒《化工原理》(第3版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(流体流动 课后习题详解)
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图 1-8 证明：已知：如图 1-8 所示，求证： 作 1-1 等压面，由静力学方程得
即
1-10 试利用流体平衡的一般表达式（1-9）推导大气压 P 与海拔高度 h 之间的关系。
因液体在器内及管内的流动缓慢，本题可作静力学处理。
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图 1-3 解：已知： 假定：由于液体流动速度缓慢，可作静力学处理
求：H（m）。
＝0.5 780 ＝0.39m 1000
1-5 如图 1-4 所示复式 U 形压差计测定水管 A、B 两点的压差。指示液为汞，其间充 满水。今测得 h1＝1.20m，h2＝0.3m，h3＝1.30m，h4＝0.25m。试以 Pa 为单位表示 A、 B 两点的压差△p。
解：已知：T＝20℃（苯），
求：（1）
入孔盖受力 F（N）；（2）槽底压强 P（Pa）。
（1）由于入孔盖对中心水平线有对称性，且静压强随深度作线性变化，所以能够以孔
盖中心处的压强ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ全面积求积得 F。
＝8809.819－0.6 0.785 0.52 ＝1.42 N
（2）P=ρgH=880×9.81×9=7.77×104（Pa）
图 1-2 解：已知： 气缓慢流动。求：储槽内液体的储存量 W。 （1）管道内空气缓慢鼓泡 u＝0，可用静力学原理求解。 （2）空气的 ρ 很小，忽略空气柱的影响。 ∴
H＝ i R＝13600 0.13＝1.8 980
∴
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管道中空
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图 1-6
陈敏恒《化工原理》(第3版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(蒸发 复习笔记)
7.1 复习笔记一、概述1．蒸发操作的目的和方法含不挥发性溶质（如盐类）的溶液在沸腾条件下受热，使部分溶剂汽化为蒸气的操作称为蒸发。
化工生产中蒸发操作的目的是：（1）获得浓缩的溶液直接作为化工产品或半成品；（2）借蒸发以脱除溶剂，将溶液增浓至饱和状态，随后加以冷却，析出固体产物，即采用蒸发、结晶的联合操作以获得固体溶质；（3）脱除杂质，制取纯净的溶剂。
单效蒸发：用来自锅炉的蒸汽（加热蒸汽）作加热剂使溶液受热沸腾。
蒸发出的蒸汽（二次蒸汽）如不再利用，应将其在冷凝器中加以冷凝。
这种蒸发装置称为单效蒸发。
蒸发操作可连续或间歇地进行，工业上大量物料的蒸发通常是连续的定态过程。
2．蒸发操作的特点尽管蒸发操作的目的是物质的分离，但其过程的实质是热量传递而不是物质传递，溶剂汽化的速率取决于传热速率。
因此，蒸发操作应属于传热过程，但它具有某些不同于一般传热过程的特殊性。
（1）溶液在沸腾汽化过程中常在加热表面上析出溶质而形成垢层，使传热过程恶化。
因此，蒸发器结构的设计应设法延缓垢层的生成并易于清理。
（2）溶液的物性对蒸发器的设计和操作有重要影响。
（3）溶剂汽化需吸收大量汽化热蒸发操作是大量耗热的过程，节能是蒸发操作应予考虑的重要问题。
蒸汽温位降低的主要原因有两个：①传热需要有一定的温度差为推动力，所以汽化温度必低于加热蒸汽的温度；②在指定外压下，由于溶质的存在造成溶液的沸点升高。
由此可知，蒸发操作是高温位的蒸汽向低温位转化．较低温位的二次蒸汽的利用必在很大程度上决定了蒸发操作的经济性。
二、蒸发设备1．各种蒸发器针对各种物料不同的物性，研制了各种不同结构的蒸发器。
它们均由加热室、流动（或循环）通道、气液分离空间这三部分所组成。
（1）循环型蒸发器①垂直短管式；②外加热式；③强制循环蒸发器。
（2）单程型蒸发器单程型蒸发器中，物料单程通过加热室后蒸发达到指定浓度。
器内液体滞留量少，物料的受热时间大为缩短，所以对热敏物料特别适宜。
陈敏恒《化工原理》(第3版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(其他传质分离方法 复习笔记)
12.1 复习笔记一、结晶1．结晶操作的类型和经济性由蒸汽、溶液或熔融物中析出固态晶体的操作称为结晶。
结晶在工业生产中主要用于实现混合物的分离。
根据析出固体的原因不同，可将结晶操作分成若干类型。
工业上使用最广泛的是溶液结晶，即采用降温或浓缩的方法使溶液达到过饱和状态，析出溶质，以大规模地制取固体产品。
此外，还有熔融结晶、升华结晶、加压结晶、反应沉淀、盐析等多种类型。
与其他单元操作相比，结晶操作的特点：（1）能从杂质含量较多的混合液中分离出高纯度的晶体；（2）高熔点混合物、相对挥发度小的物系、共沸物、热敏性物质等难分离物系，可考虑采用结晶操作加以分离；（3）由于结晶热一般约为汽化热的1/3～1/7，过程的能耗较低。
2．晶系和晶习构成晶体的微观粒子（分子、原子或离子）按一定的几何规则排列，由此形成的最小单元称为晶格。
晶体可按晶格空间结构的区别分为不同的晶系。
同一种物质在不同的条件下可形成不同的晶系，或为两种晶系的混合物。
二、吸附分离1．吸附与解吸利用多孔固体颗粒选择性地吸附流体中的一个或几个组分，从而使流体混合物得以分离的方法称为吸附操作。
通常称被吸附的物质为吸附质，用作吸附的多孔固体颗粒称为吸附剂。
解吸的方法有多种，原则上是升温和降低吸附质的分压以改变平衡条件使吸附质解吸。
工业上根据不同的解吸方法，赋予吸附—解吸循环操作以不同的名称。
（1）变温吸附；（2）变压吸附；（3）变浓度吸附；（4）置换吸附。
除此之外，改变其他影响吸附质在流固两相之间分配的热力学参数，如pH值、电磁场强度等都可实现吸附解吸循环操作。
2．常用吸附剂化工生产中常用天然和人工制作的两类吸附剂。
天然矿物吸附剂有硅藻土、白土、天然沸石等。
虽然其吸附能力小，选择吸附分离能力低，但价廉易得，常在简易加工精制中采用，而且一般使用一次后即舍弃，不再进行回收。
人工吸附剂则有活性炭、硅胶、活性氧化铝、合成沸石等等。
三、膜分离1．膜分离的种类和特点利用固体膜对流体混合物中的各组分的选择性渗透从而分离各个组分的方法统称为膜分离。
陈敏恒《化工原理》(第3版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(气液传质设备 复习笔记)
10.1 复习笔记一、板式塔1．概述（1）板式塔的功能①在每块塔板上气液两相必须保持密切而充分的接触，为传质过程提供足够大而且不断更新的相际接触表面，减小传质阻力；②在塔内应尽量使气液两相呈逆流流动，以提供最大的传质推动力。
板式塔的设计意图是，在塔内造成一个对传质过程最有利的理想流动条件，即在总体上使两相呈逆流流动，而在每一块塔板上两相呈均匀的错流接触。
（2）筛孔塔板的构造①塔板上的气体通道——筛孔为保证气液两相在塔板上能够充分接触并在总体上实现两相逆流。
塔板上均匀地开有一定数量的供气体自下而上流动的通道。
图10-1 板式塔结构简图筛孔塔板的气体通道最为简单，它是在塔板上均匀地冲出或钻出许多圆形小孔供气体上升之用。
这些圆形小孔称为筛孔。
上升的气体经筛孔分散后穿过板上液层，造成两相间的密切接触与传质。
筛孔的直径通常是3～8mm，但直径为12～25mm的大孔径筛板也应用得相当普遍。
②溢流堰为保证气液两相在塔板上有足够的接触表面，塔板上必须贮有一定量的液体。
为此，在塔板的出口端设有溢流堰。
③降液管作为液体自上层塔板流至下层塔板的通道，每块塔板通常附有一个降液管。
图10-2 筛板塔的构造在塔板上的流动更为均匀，当采用圆形溢流管时，仍需设置平直溢流堰。
同理，在圆形降液管的出口附近也应设置堰板，称为入口堰。
2．筛板上的气液接触状态实验观察发现，气体通过筛孔的速度不同，两相在塔板上的接触状态亦不同。
如图10-3所示，气液两相在塔板上的接触情况可大致分为三种状态。
图10-3 塔板上的气液接触状态（1）鼓泡接触状态当孔速很低时，通过筛孔的气流断裂成气泡在板上液层中浮升，塔板上两相呈鼓泡接触状态。
（2）泡沫接触状态随着孔速的增加，气泡数量急剧增加，气泡表面连成一片并且不断发生合并与破裂。
此时，板上液体大部分是以液膜的形式存在于气泡之间，仅在靠近塔板表面处才能看到少许清液。
这种接触状况称为泡沫接触状态。
在泡沫接触状态，液体仍为连续相，而气体仍为分散相。
化工原理第三版(陈敏恒)上、下册课后思考题答案(精心整理版)
化工原理第三版(陈敏恒)上、下册课后思考题答案(精心整理版)化工原理第三版(陈敏恒)上、下册课后思考题答案(精心整理版)第一章流体流动1、什么是连续性假定?质点的含义是什么?有什么条件?连续性假设：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。
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比分子自由程却要大得多。
2、描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?拉格朗日法描述的是同一质点在不同时刻的状态；欧拉法描述的是空间各点的状态及其与时间的关系。
3、粘性的物理本质是什么?为什么温度上升,气体粘度上升,而液体粘度下降? 粘性的物理本质是分子间的引力和分子的运动与碰撞。
通常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，温度上升，热运动加剧，粘度上升。
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，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。
4、静压强有什么特性?①静止流体中，任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；②作用于某一点不同方向上的静压强在数值上是相等的；③压强各向传递。
7、为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好?由静力学方程可以导出p H( 冷- 热)g，所以H增加，压差增加，拔风量大。
8、什么叫均匀分布?什么叫均匀流段?均匀分布指速度分布大小均匀；均匀流段指速度方向平行、无迁移加速度。
9、伯努利方程的应用条件有哪些?重力场下、不可压缩、理想流体作定态流动，流体微元与其它微元或环境没有能量交换时，同一流线上的流体间能量的关系。
12、层流与湍流的本质区别是什么?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。
13、雷诺数的物理意义是什么?物理意义是它表征了流动流体惯性力与粘性力之比。
14、何谓泊谡叶方程?其应用条件有哪些?32 lu应用条件：不可压缩流体在直圆管中作定态层流流动时的阻力损失计算。
陈敏恒《化工原理》(第3版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(液液萃取 复习笔记)
11.1 复习笔记一、概述1．液液萃取过程（1）液液萃取原理液液萃取是分离液体混合物的一种方法，利用液体混合物各组分在某溶剂中溶解度的差异而实现分离。
图11-1 萃取操作示意图设有一溶液内含A、B两组分，为将其分离可加入某溶剂S。
该溶剂S与原溶液不互溶或只是部分互溶，于是混合体系构成两个液相，如图11-1所示。
为加快溶质A由原混合液向溶剂的传递，将物系搅拌，使一液相以小液滴形式分散于另一液相中，造成很大的相际接触表面。
然后停止搅拌，两液相因密度差沉降分层。
这样，溶剂S中出现了A和少量B，称为萃取相；被分离混合液中出现了少量溶剂S，称为萃余相。
以A表示原混合物中的易溶组分，称为溶质；以B表示难溶组分，习称稀释剂。
由此可知，所使用的溶剂S必须满足两个基本要求：①溶剂不能与被分离混合物完全互溶，只能部分互溶；②溶剂对A、B两组分有不同的溶解能力，或者说，溶剂具有选择性：即萃取相内A、B两组分浓度之比y A/y B大于萃余相内A、B两组分浓度之比x A/x B。
（2）萃取过程由于萃取相和萃余相中均存在三个组分，上述萃取操作并未最后完成分离任务，萃取相必须进一步分离成溶剂和增浓了的A、B混合物，萃余相中所含的少量溶剂也必须通过分离加以回收。
在工业生产中，这两个后继的分离通常是通过精馏实现的。
（3）萃取过程的经济性①萃取过程在经济上是否优越取决于后继的两个分离过程是否较原溶液的直接分离更容易实现。
一般说来，在下列情况下采用萃取过程较为有利。
a．混合液的相对挥发度小或形成恒沸物，用一般精馏方法不能分离或很不经济；b．混合液浓度很稀，采用精馏方法须将大量稀释剂B汽化，能耗过大；c．混合液含热敏性物质（如药物等），采用萃取方法精制可避免物料受热破坏。
②萃取过程的经济性在很大程度上取决于萃取剂的性质，萃取溶剂的优劣可由以下条件判断：a．溶剂应对溶质有较强的溶解能力，这样，单位产品的溶剂用量可以减少，后继的精馏分离的能耗可以降低。
陈敏恒《化工原理》(第3版)笔记和课后习题(含考研真题)详解-热、质同时传递的过程
第13章热、质同时传递的过程13.1 复习笔记一、概述1．热、质同传的分类生产实践中的某些过程，热、质传递同时进行，热、质传递的速率互相影响。
此种过程大体上分两类。
（1）以传热为目的，伴有传质的过程：如热气体的直接水冷，热水的直接空气冷却等。
（2）以传质为目的，伴有传热的过程：如空气调节中的增湿和减湿等。
2．热气体的直接水冷为快速冷却反应后的高温气体，可令热气体自塔底进入，冷水由塔顶淋下，气液呈逆流接触。
在塔内既发生气相向液相的热量传递，也发生水的汽化或冷凝，即传质过程。
（1）塔下部气温高于液温，气体传热给液体。
同时，气相中的水汽分压p水汽低于液相的水汽平衡分压（水的饱和蒸气压P s），此时p水汽＜p s，水由液相向气相蒸发。
在该区域内，热、质传递的方向相反，液相自气相获得的显热又以潜热的形式随汽化的水分返回气相。
因此，塔下部过程的特点是：热、质反向传递，液相温度变化和缓；气相温度变化急剧，水汽分压自下而上急剧上升，但气体的热焓变化较小。
（2）塔上部气温仍高于液温，传热方向仍然是从气相到液相，但气相中的水汽分压与水的平衡分压的相对大小发生了变化。
由于水温较低，相应的水的饱和蒸气压P s也低，气相水汽分压p转而高于液相平衡分压p e，水汽将由气相转向液相，即发生水汽的冷凝。
在该区域内，水汽液相既获得来自气相的显热，又获得水汽冷凝所释出的潜热。
因此，塔上部过程的特点是：热、质同向进行。
水温急剧变化。
3．热水的直接空气冷却（1）塔上部热水与温度较低的空气接触，水传热给空气。
因水温高于气温，液相的水汽平衡分压必高于气相的水汽分压（p s＞p水汽），水汽化转向气相。
此时，液体既给气体以显热，又给汽化的水以潜热，因而水温自上而下较快地下降。
该区域内热、质同向传递，都是由液相传向气相。
（2）塔下部水与进入的较干燥的空气相遇，发生较剧烈的汽化过程，虽然水温低于气相温度，气相给液相以显热，但对液相来说，由气相传给液相的显热不足以补偿水分汽化所带走的潜热，因而水温在塔下部还是自上而下地逐渐下降。
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5.1复习笔记
5.3名校考研真题 详解
6.2课后习题详解
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6.3名校考研真题 详解
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10.2课后习题详解
10.1复习笔记
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陈敏恒《化工原理》(第3版)(上册)配套题库【名校考研真题+课后习题+章节题库+模拟试题】
目 录第一部分 名校考研真题绪 论第1章 流体流动第2章 流体输送机械第3章 液体的搅拌第4章 流体通过颗粒层的流动第5章 颗粒的沉降和流态化第6章 传 热第7章 蒸 发第二部分 课后习题绪 论第1章 流体流动第2章 流体输送机械第3章 液体的搅拌第4章 流体通过颗粒层的流动第5章 颗粒的沉降和流态化第6章 传 热第7章 蒸 发第三部分 章节题库绪 论第1章 流体流动第2章 流体输送机械第3章 液体的搅拌第4章 流体通过颗粒层的流动第5章 颗粒的沉降和流态化第6章 传 热第7章 蒸 发第四部分 模拟试题陈敏恒《化工原理》（第3版）配套模拟试题及详解第一部分 名校考研真题说明：本部分从指定陈敏恒主编的《化工原理》（第3版）为考研参考书目的名校历年考研真题中挑选最具代表性的部分，并对其进行了详细的解答。
所选考研真题既注重对基础知识的掌握，让学员具有扎实的专业基础；又对一些重难点部分（包括教材中未涉及到的知识点）进行详细阐释，以使学员不遗漏任何一个重要知识点。
为方便题库上线和读者阅读，本题库分为上下册。
绪 论一、简答题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年研]答：化工原理的三传：质量传递、热量传递、动量传递。
三传的类比：（1）传递本质类比①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。
②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。
③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①动量传递的牛顿粘性定律。
②热量传递的傅立叶定律。
③质量传递的费克扩散定律。
（3）物性系数类比①粘度系数。
②导热系数。
③分子扩散系数。
第1章 流体流动一、选择题1．计算管路系统突然扩大的局部阻力时，速度值应取（ ），计算突然缩小的局部阻力时，速度值应取（ ）。
[华南理工大学2011年研]A．小管的流速B．大管的流速C．上游管道的流速D．大管与小管的流速平均值A；A【答案】计算系统突然扩大或缩小的局部阻力时，速度值都应取小管流速。
化工原理陈敏恒版总复习
18
(6.08 106 ) 2 (2500 0.8345) 9.81 0.00209 6 18 24.110
qV Aut 100 0.00209 0.209m3 / s qw 0.209 0.8345 3600 627kg / h
一.填空 1) 在沿球壁的一维定态传热过程中,热流量Q沿半径增大方向不 变,热量密度q沿该方向减小. 2) 在一维定态传热过程中,二层的热阻分别为R1和R2,推动力为 Δ t1和Δ t2,若R1<R2,则推动力Δ t1<Δ t2, (Δ t/R)1= (Δ t/R)2 =(Δ t1+Δ t2.)/(R1+R2). 3) 为对某管道保温,现需将二种导热系数分别为λ 1和λ 2的材料 包于管外,已知λ 1>λ 2,δ 1和δ 2, 则应该将导热系数为λ 2的 材料包于内层,更有利于保温. 4) 对流对传热的贡献是增加了近壁面处的温度梯度,强化了传热. 5) 对流给热时,α ∝ Δ ta,q ∝ Δ tb(Δ t=t-tw),当流体在圆形 直管内强制高度湍流时,a=0,b=1; 当蒸汽在管外冷凝(层流) 时a=-0.25,b=0.75; 大容积饱和核状沸腾时,a=2.5, b=3.5.
A 10 10 100m 2 , qV 1200kg / h /1.2kg / m3 1000m3 / h 0.278m3 / s ut qV / A 0.278 /100 0.00278m / s dp Re 18 ut 18 18.1106 0.00278 6.08 106 m g ( p ) 9.81(2500 1.2) d p ut
28）定性温度，特征尺寸（P183） 29）0.023公式的讨论（P184） 30）沸腾给热的有关概念（P188） 31）冷凝给热的有关概念（P191） 32）热幅射的有关概念－黑体，，黑度，灰体， 幅射和吸收能力，角系数，影响因素等 （P196） 33）有关传热的操作线（P213） 34）逆流，并流的温度推动力（P213） 35）流向，出口温度选择的依据（P215，225） 36）换热器操作分析
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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。
重力、离心力等非接触性力。
vs表面力：（法向力、切向力）与表面积成正比。
4.概念区分：系统与外界没有质量交换（拉格朗日），而控制体有（欧拉）。
5.定态与非定态：特定空间内物理量是否随时间变化而变化。
黏性：流体运动时，流体有一种抗拒内在向前运动的特性，此种特性称为称为黏性。
由于黏性而产生阻碍流体向前运动的力，称为流体的内摩擦力6.压力一般不影响。
服从牛顿黏性定律的流体称为牛顿型流体7.静力学方程适用条件：连通的同种连续的不可压缩静止流体。
压强测定：单管压力计、U型压力计；U型压差计、微差压差计8.帕努利方程位能：流体因处于地球重力场内而具有的能量=mgZ动能：流体以一定速度运动时而具有的能量=mu2/2静压能：流体处在一定的压强下所具有的能量=mp/ρ适用条件：重力场、不可压缩、理想流体、定态流动9.雷诺数：Re数是一个没有单位的数群，将其称为无量纲数群（或无因次准数）层流与湍流2000、400010.边界层：紧贴壁面非常薄的一层，该薄层内速度梯度很大，这一薄层称为边界层。
边界层以外的流动区域，称为主体区或外流区。
该区域内流体速度变化很小，故这一区域的流体流动可近似看成是理想流体流动。
11.临界距离：由层流边界层开始转变为湍流边界层的距离。
临界雷诺数：12.流动阻力（直管：克服流体的内摩擦而消耗的能量；局部：流体流过弯头、阀门等管件时，因流体的流速和方向发生改变而损失的能量）见本子13.流速和流量测量皮托管加工注意事项：尺寸不能过大，严格垂直。
缺点是无法直接读出平均速度，而且压差示数小，要放大才能读准。
14.孔板流量计孔流系数的影响因素：A0/A1，雷诺数、取压位置、孔口形状、加工精度。
管路特性曲线。
在孔板一定时，只与前两者有关。
15.管路设计：设计型（给定输送任务，要求设计出经济、合理的管路系统，主要指定d）、操作型（管路系统已定，要求核算出在操作条件改变时管路系统的输送能力或某项技术指标。
）16.离心泵（参数、安装、调节等）(1)工作原理：利用高速旋转的叶轮使流体获得动能并转变为静压能。
(2)离心泵的结构：其主要部件为叶轮（电能→动能）、泵壳（动能→静压能）和轴封装置。
(3)根据有效压头（扬程）大小将离心泵分为低压＜20、中压20-100、高压＞100(4)离心泵的性能参数：转速、流量、有效压头、容许汽蚀余量、轴功率和效率(5)管路特性曲线——输送流体所需的能量（计算见纸张）(6)(7)能量损失：容积损失（泄漏）、水力损失（阻力）、机械损失（摩擦）(8)影响离心泵特性的因素：①液体的性质A.液体的密度液体的密度对离心泵的扬程、流量和效率没有影响，轴功率随所输送的液体密度增加而增大，成正比关系。
B.液体的粘度液体粘度的增大，泵的流量、扬程和效率均减小，②离心泵的转速③叶轮的直径(9)离心泵的流量调节①改变管路特性曲线法最简捷的方法是改变离心泵出口阀门的开启度。
②改变泵的特性曲线改变泵的转速和叶轮的直径均能达到调节流量的目的(10)离心泵的安装高度汽蚀现象：（泵扬程较正常值下降3％为标志）当pk＝pv时，K处发生部分汽化现象。
结果：叶片蜂窝状腐蚀、噪音震动、流量压头效率下降、严重时吸不上液体。
为了避免汽蚀现象，安装高度必须加以限制，即存在最大安装高度H g,max。
气缚现象：离心泵启动时，若泵壳与吸入管路内没充满液体而存有空气，叶轮旋转时所产生的离心力很小，叶轮进口中心处所形成的低压不足以将液体吸入泵内，即不能达到输送液体的目的，此种现象称为“气缚”。
要先灌泵。
其他类型泵：正位移式（往复式、旋转式）利用活塞或转子的周期性挤压使流体获得静压能与动能。
(11)往复泵①工作原理：用容积的变化给流体加静压能。
②往复泵的特点：能自己吸液体，不用灌泵；安装高度也有限制，流量与压头无关，与几何尺寸与转速有关系，输液不均匀不连续。
调节方法：旁路调节、改变活塞行程和往复次数。
受泵的部件机械强度和电机功率的限制，扬程不可能无限增大，压头越大，漏损约严重。
③ 特性曲线④⑤ 适用于小流量、高压头的情况下输送高粘度的液体.(12) 气体压送机械① 气体压送机械一般特点：①动力消耗大，流速比液体要大得多，阻力损失约为液体的10倍②体积庞大③参数改变：气体的可压缩性，气体输送机械需要根据出口压力来加以分类。
② 分类：通风机（压缩比1-1.15）、鼓风机（＜4）、压缩机（>4）、真空机（减压抽吸）③ 离心通风机④ 风量：以进口状态计⑤ 风压pt ：每m³气体通过风机所获得的能量J/m³。
⑥ 功率Nηηρt t Qp gQH N ==⑦ 效率η第二章 传热一、热传导：依靠物体中微观粒子的热运动，如固体中的传热；1.机理气体：分子的不规则热运动液体和不良导体的固体：原子、分子的振动金属固体：自由电子的迁移2.傅里叶定律热流密度的物理含义：单位温度梯度下的热通量大小。
λ越大，导热性能越好。
一般地，导热性能（或λ）：导电固体＞非导电固体＞液体＞气体，T↑，λ气体&λ水↑，λ其他液体和λ固体↓。
3.单层平壁定态传导输入热量速率=输出热量速率=常数（用于求中间界面温度）=dt Q qA A dxλ==-常数积分 → 12t t Q qA A δλ-===推动力热阻 若λ为常数，则：12t t dt dx δ-==常数（均质导热，温度直线分布） 4.多层平壁定态传导：Q=c ，q=c 。
2334121431122331=()i i i Q qA t t t t t t t t A A A A λδδλδδ==----=====∑推动力热阻总推动力总热阻5.单层圆筒壁定态传导12122m m t t t t Q L r A δπλλδ--==对数平均半径2121ln 2m m mr r r r r A Lr π-==6.多层圆筒壁定态传导：Q=c ，q≠c 。
233412*********1431=()m m m i i mi i Q qA t t t t t t A A A t t A λδδδλλλδ==---===-==∑推动力热阻总推动力总热阻（求热量损失、每米热量损失） 接触热阻（看一下课本……貌似不是重点）2131121C t t Q A A A λαδλδ-=++ 二、热对流：流体质点（微团）发生宏观相对位移而引起的传热现象，对流传热只能发生在流体中，通常把传热表面与接触流体的传热也称为对流传热；引起流动的原因：强制对流（流动的流体有外界的传热）、自然对流（静止流体与外界的传热）主要热阻：界面层1.牛顿冷却定律：()2/w Q A t t W m K αα=-对流传热系数影响α的因素：引起流动的原因、流动形态、流体性质、传热面的形状大小未知、有无相变。
()tg u l r c f p ∆=βλμρα或，，，或，，※2.无相变-流体在光滑圆形直管内作强制湍流 两个经验公式分别适用于不同流态的流体。
注意：应用范围、特性尺寸、定性温度有相变的对流给热：蒸汽冷凝、沸腾给热3.有相变时-沸腾给热：大容积沸腾(池内沸腾)：加热面浸在有无强制对流的液体中所发生的沸腾，液体运动由自然对流和汽泡扰动引起。
※管内沸腾 (强制对流沸腾)：液体在管内流动过程中受热沸腾。
产生的汽泡不能自由升浮，而是受迫随液体一起流动，形成汽-液两相流动，沿途吸热，直至全部汽化。
产生沸腾现象的必要条件：液体过热 小气泡生成的必要条件、汽化核心表面粗糙度等因素。
4.液体沸腾传热的影响因素(1) 液体性质。
通常，有利于气泡生成和脱离的因素均有助于强化沸腾传热。
(2) 导热系数λ↑，ρ↑，α↑；μ↑，σ↑，α↓。
(3) 温度差。
()n k t α=∆(4) 操作压力的影响-提高液体饱和温度，降低表面张力和黏度，有利于气泡生成和脱离。
(5) 加热壁面的影响（材质与粗糙度）清洁而粗糙的加热避免传热系数较高。
（例题！如何应用流体强制在管内湍流的方程-适用条件→适用公式）5.冷凝给热：膜状冷凝、滴状冷凝膜滴αα>影响冷凝给热的因素① 不凝性气体的影响（疏水器）② 蒸气流速和流向的影响③ 蒸气过热的影响④ 冷凝壁面的形状及位置的影响三、热辐射：高温物体以电磁波的形式进行的一种传热现象。
热辐射不需要任何介质作媒介。
在高温情况下，辐射传热成为主要传热方式。
典型的换热设备：直接混合式传热、间壁式换热（传热过程&给热过程 列管式换热器）、蓄热式换热（气体）1.基本概念1) 辐射：物体以电磁波的方式传递能量的过程。
2) 辐射能：以辐射的形式所传递的能量。
3) 热辐射：因热的原因引起的电磁波辐射。
4) 辐射传热：不同物体间相互辐射和吸收的综合结果。
当物体发射的辐射能投射到另一物体的表面上时，一部分被物体吸收(Q A ),一部分被反射 (Q R ), 一部分透过物体(Q D )。