化工原理(上册)复习总结知识点知识讲解
化工原理(上)主要知识点
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化工原理〔上〕各章主要知识点三大守恒定律:质量守恒定律——物料衡算;能量守恒定律——能量衡算;动量守恒定律——动量衡算第一节 流体静止的根本方程一、密度1. 气体密度:RTpM V m ==ρ2. 液体均相混合物密度:nma a a ρρρρn22111+++=〔m ρ—混合液体的密度,a —各组分质量分数,n ρ—各组分密度〕3. 气体混合物密度:n n mρϕρϕρϕρ+++= 2211〔m ρ—混合气体的密度,ϕ—各组分体积分数〕4. 压力或温度改变时,密度随之改变很小的流体成为不可压缩流体〔液体〕;假设有显著的改变那么称为可压缩流体〔气体〕。
二、.压力表示方法1、常见压力单位及其换算关系:mmHg O mH MPa kPa Pa atm 76033.101013.03.10110130012=====2、压力的两种基准表示:绝压〔以绝对真空为基准〕、表压〔真空度〕〔以当地大气压为基准,由压力表或真空表测出〕 表压 = 绝压—当地大气压 真空度 = 当地大气压—绝压三、流体静力学方程1、静止流体内部任一点的压力,称为该点的经压力,其特点为: 〔1〕从各方向作用于某点上的静压力相等;〔2〕静压力的方向垂直于任一通过该点的作用平面;〔3〕在重力场中,同一水平面面上各点的静压力相等,高度不同的水平面的经压力岁位置的上下而变化。
2、流体静力学方程〔适用于重力场中静止的、连续的不可压缩流体〕)(2112z z g p p -+=ρ)(2121z z g pg p -+=ρρ p z gp=ρ〔容器内盛液体,上部与大气相通,g p ρ/—静压头,“头〞—液位高度,p z —位压头 或位头〕上式说明:静止流体内部某一水平面上的压力与其位置及流体密度有关,所在位置与低那么压力愈大。
四、流体静力学方程的应用 1、U 形管压差计指示液要与被测流体不互溶,且其密度比被测流体的大。
测量液体:)()(12021z z g gR p p -+-=-ρρρ测量气体:gR p p 021ρ=-2、双液体U 形管压差计 gR p p )(1221ρρ-=-第二节 流体流动的根本方程一、根本概念1、体积流量〔流量s V 〕:流体单位时间内流过管路任意流量截面〔管路横截面〕的体积。
化工原理上册复习
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化工原理上册复习化工原理是化学工程专业的一门重要的基础课程,本篇文档将重点介绍化工原理上册的复习内容。
1. 化学反应平衡化学反应平衡是化学反应过程中最基本的概念。
通过化学反应平衡,我们可以计算反应物和生成物的量,以及确定反应过程中的热量变化。
在复习时需要重点掌握Le Chatelier定理,即在影响反应平衡的外部条件改变时,反应系统会自我调节以保持平衡。
2. 热力学基础热力学是描述热量、能量和物质的转化和运动方式的一门学科。
在热力学中需要掌握一些基本的概念和公式,如内能、焓、熵、Gibbs自由能,以及它们之间的关系。
此外,需要掌握一些常见的热力学过程,如等容、等压、等温、绝热等等。
3. 流体力学基础流体力学是描述流体运动的一门学科。
在学习流体力学时,需要掌握流体的物理性质如密度、粘度,以及运动的基本概念如速度、加速度、流量等等。
此外,需要重点学习伯努利定理、连续方程式、组成方程式、纳维-斯托克斯方程等基本理论及其应用。
4. 燃烧学基础燃烧学是描述燃烧过程的一门学科。
在学习燃烧学时,需要掌握燃烧的基本概念如燃烧机制、燃烧反应速率等等。
此外,需要掌握燃烧的热力学和动力学基础,如生成热、燃烧反应热、燃烧热效率等。
5. 物理化学基础物理化学是决定化学反应过程的物理过程的一门学科。
需要掌握一些基本的概念,如化学动力学、溶解度、表面张力等等。
同时还需要学习一些物理方法,如阿伦尼乌斯方法、玻尔兹曼方程等等。
在复习化工原理上册时,需要重点掌握以上几个基础知识,同时还需要掌握其实际应用,如反应器性能、热力学计算、输送系统设计等等。
此外,还需要练习一些例题,加强对各个知识点的理解与掌握。
最后,建议在复习的过程中及时总结,并重点掌握重要的知识点和规律,这有助于更好地理解化工原理的相关内容。
2023年化工原理上册复习知识点
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201*化工原理上册复习知识点201*化工原理上册复习学问点第1章流体流淌常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度1.29kg/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4000;201*泵的有效功率Pe,kW,用下式表示。
Pe=ρgqvHe泵的效率η:泵轴通过叶轮传给液体能量过程中有能量损失。
泵的效率η为有效功率与轴功率之比,而轴功率Pa为电动机输入离心泵的功率。
影响离心泵的效率,主要是容积损失、水力损失和机械损失。
PegHeqVPaPa离心泵的特性曲线:扬程-流量曲线H~qv线、轴功率-流量曲线Pa~qv线、效率-流量曲线η~qv线,详细图形见图2-10。
*****离心泵牌铭上的额定功率、额定流量和扬程是指效率最高时的值。
HH1管路he~qvA泵H~qv泵~qvqvqPAzgO图2-10离心泵的工作v 调整流量方法有调整管路特性曲线(调整阀门流量)和泵特性曲线(转变泵的转速或叶轮直径)。
用阀门调整流量操作简便、敏捷,故应用很广。
H单>α无相变几乎全部的热阻集中在冷凝液膜中,这是冷凝给热的一个重要的特点。
冷凝液在壁面上流淌方式:膜状冷凝和滴状冷凝。
一般滴状冷凝比膜状冷凝的给热系数5~10倍。
但是,工业上很难实现滴状冷凝。
所以工业冷凝器的设计都按膜状冷凝考虑。
为了增加给热系数,应定期排放不凝性气体换热器,蒸汽进入口设在换热器的上部。
固体、液体穿透率为零,气体反射率为零黑体的辐射力量和汲取力量斯蒂芬-波尔兹曼定律:4TEbC0100实际物体的辐射力量E恒小于黑体的辐射力量Eb。
实际上不同物体在一样温度下的辐射能和按波长的分布规律也不同。
黑度:实际物体的辐射能与一样温度下黑体的辐射能的比值,称物体的黑度,用ε表示。
圆筒壁的总传热系数11 KK21A2A211d2d211A1Am21d1dm2外侧热阻比内侧热阻小得多,壁温接近于外侧温度。
化工原理上 知识点总结
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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pdf
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化工原理知识点总结pdf第一章:化工原理基础化工原理是化工学科的一门基础课程,主要研究化工过程的基本原理和基本规律。
本章将针对化工原理的基础知识进行总结。
1.1 化工过程基本概念化工过程是指将原材料通过化学反应、分离、精制等一系列工艺操作,转化成符合特定需求的产品的过程。
化工过程一般包括原料处理、反应、分离、精制和产品收率等环节。
1.2 热力学基础热力学是研究物质能量转化规律的科学,它主要包括热力学系统、热力学第一、二、三定律,熵增原理等内容。
在化工过程中,热力学原理对于理解和分析热力学系统的能量变化、效率提高和过程优化具有重要的意义。
1.3 物质平衡原理物质平衡是指在化工过程中,针对物质流量、组分和质量进行的平衡分析。
物质平衡原理是化工过程中不可或缺的理论基础,它体现了化工过程中原料转化成产品,各种物质在环境中传输和转化的基本规律。
1.4 动量平衡原理在流体力学和传递过程中,动量平衡原理是通过对流体流动、传输和转动的分析,确定系统内部及其与外界的动量交换关系。
动量平衡原理在化工过程中的应用十分广泛,对于管道流体、设备运转和动力传递等方面起着重要作用。
1.5 质量平衡原理质量平衡原理是指在化工过程中,对于物质的组分、浓度、流量等进行质量平衡的原理分析。
质量平衡原理是化工过程中最基本的原理之一,对于产品质量控制、环境保护和过程优化具有重要的指导意义。
1.6 界面传递原理界面传递原理是指在化工过程中,各种界面过程发生物质传递、热量传递、动量传递的基本规律。
界面传递原理的研究对于化工过程中的分离、精制、传质、传热等方面具有重要的意义。
第二章:化工反应原理化工反应原理是化工学科的重要分支之一,主要研究化工原料通过化学反应,转化成特定产品的原理和规律。
本章将总结化工反应原理的基本知识。
2.1 化学反应的基本概念化学反应是指化学物质在一定条件下,由原有的化学键断裂再组合成新的化学物质的过程。
化学反应包括各种离子反应、氧化还原反应、配位反应、配位反应、离子化合物的生成等。
化工原理上知识总结及重要公式
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《化工原理》基本概念、主要公式第一、二、三章(流体流动)基本概念:连续性假定质点拉格朗日法欧拉法稳态与非稳态流动轨线与流线系统与控制体粘性的物理本质质量守恒方程静力学方程总势能理想流体与实际流体的区别可压缩流体与不可压缩流体的区别牛顿流体与非牛顿流体的区别伯努利方程的物理意义动量守恒方程平均流速动能校正因子均匀分布均匀流段层流与湍流的本质区别边界层边界层分离现象因次雷诺数的物理意义泊谡叶方程因次分析实验研究方法的主要步骤摩擦系数完全湍流粗糙管局部阻力当量长度、阻力系数毕托管驻点压强孔板流量计转子流量计的特点非牛顿流体的特性(塑性、假塑性与涨塑性、触变性与震凝性、粘弹性)重要公式:)(0ρρ-=∆Rg P质量衡算:N-S 方程流体输送机械 基本概念:管路特性方程 输送机械的压头或扬程 离心泵主要构件 离心泵理论压头的影响因素 叶片后弯原因tmq q out m in m d d ,,=-g u u ρμρ+∇+-∇=2 D D p t气缚现象 离心泵特性曲线 离心泵工作点 离心泵的调节手段 汽蚀现象 汽蚀余量离心泵的选型(类型、型号) 正位移特性 往复泵的调节手段 离心泵与往复泵的比较(流量、压头) 通风机的全压、动风压 真空泵的主要性能参数 重要公式:泵的有效功率 泵效率 允许安装高度风机全压换算离心泵的串联并联 第六章 基本概念:搅拌目的 搅拌器按工作原理分类 混合效果 调匀度 分隔尺度 宏观混合 微观混合 搅拌器的两个功能H Lη⋅=N N e ==NN e ηN gH Q ρ201,10,1001012f f g p p p p u h H H H z z g g gνρρ----=-=--=-∆-∑∑允允2222112122T e uuH h p p ρρρ==-+-2H 2A-2BQ =串串2Q H A-B 2⎛⎫= ⎪⎝⎭并并旋浆式搅拌器、涡轮式搅拌器、大叶片低转速搅拌器特点及适用范围改善搅拌效果的工程措施(转速、挡板、偏心、导流筒) 搅拌器功率的影响因素搅拌功率的分配搅拌器的放大准则第四、五章(过滤)基本概念:非球形颗粒的当量直径形状系数分布函数频率函数颗粒群平均直径的基准床层比表面床层空隙率数学模型法的主要步骤架桥现象过滤速率基本方程过滤常数及影响因素洗涤速率过滤机的生产能力叶滤机板框压滤机回转真空过滤机加快过滤速率的途径重要公式:()spkK-∆=12第四、五章 (沉降)基本概念:曳力(表面曳力、形体曳力) 曳力系数 斯托克斯定律区 牛顿区 (自由)沉降速度 重力沉降室加隔板离心分离因数 旋风分离器主要评价指标 总效率 粒级效率 分割直径 流化床的特点(混合、压降) 两种流化现象 聚式流化的两种极端情况 起始流化速度 带出速度 气力输送重要公式:)2223160m 6060ee V V Q KA n n n V V t n ϕ===+-∑第七章基本概念:传热过程的三种基本方式载热体三种传热机理的物理本质间壁换热传热过程的三个步骤傅里叶定律导热系数热阻推动力流动对传热的贡献牛顿冷却定律强制对流自然对流(加热、冷却面的位置) 关联式Nu=0.023Re0.8Pr n的定性尺寸、定性温度,n的取值努塞尔数、普朗特数的物理意义大容积自然对流的自动模化区液体沸腾的两个必要条件核状沸腾膜状沸腾临界点沸腾给热的强化蒸汽冷凝的两种形式膜状冷凝给热系数h 排放不凝性气体各种h 的相对大小斯蒂芬-波尔兹曼定律黑体黑度灰体克希霍夫定律角系数传热过程的控制步骤传热操作线K与A的对应对数平均推动力逆流并流冷、热流体流动通道的主要选择原则重要公式:圆筒壁稳定热传导多层传热无相变 只有相变()mA b T T k R L R L R R L R R T T k Q ⋅-⋅=-⋅--⋅=211212122122ln 2πππA A A A A m 1212ln -=)(21T T C W Q h h -=WrQ =()143241122332111ln ln ln l t t Q d d d k d k d k d π-=++。
化工原理上册主要考点及重点复习公式-
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化工原理Ⅰ主要考点及重点复习公式第一章 流体流动流体的连续性假设控制体和控制面压力和压强及单位;绝对压强、表压强和真空度。
流体静力学基本方程式推导及应用:)(2112z z g p p -+=ρ或 gh p p ρ+=0 注意应用条件 质量流量、体积流量、平均流速和质量流速的关系:GA uA V w S s ===ρρ 管径与流速:u d uA V S 24π== 稳态流动和非稳态流动连续性方程式:ρρρuA A u A u w s =⋅⋅⋅===222111,uA A u A u V s =⋅⋅⋅===2211 伯努利方程式及应用: 单位质量流体:f h u P gZ We u P gZ ∑+++=+++22222111ρρ [J/kg] 理想流体,无外功输入时,机械能守恒式:2222222111u P gZ u P gZ ++=++ρρ 单位重量流体: f e H gu g p Z H ∑+∆+∆+∆=22ρ [m] (压头) 位压头、静压头和动压头雷诺准数Re 及流型: μρdu R e = 流体在管内流动时的阻力损失:ρph h h f f f ∆=+=∑' [J/kg] 圆形直管阻力损失:ρλf f p u d l h ∆==22 范宁公式 圆形直管内层流的摩擦系数:Re 64=λ 局部阻力损失:①阻力系数法,22'u h f ζ=;②当量长度法,22'u d l h e f λ= 并联管路与分支管路的特点,计算应遵循的原则流速、流量的测量装置第二章 流体输送机械离心泵的基本原理及主要部件,不正常现象,开停机注意事项 离心泵的基本方程离心泵的主要性能参数及特性曲线有效功率 )(102KW HQ N HgQ N e ηρρ==轴功率 离心泵的性能的改变和性能换算: 比例定律:32⎪⎭⎫ ⎝⎛'='⎪⎭⎫ ⎝⎛'=''='n n N N n n H H nn Q Q 切割定律:32222222⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛'='⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛'=''='D D N N D D H H D D Q Q 管路特性方程式:2e e BQ K H +=离心泵工作点及调节其他类型液体输送机械第三章 非均相物系的分离和固体流态化 当量直径:3p e π6V d = 形状系数:p s S S φ=颗粒床层的特性自由沉降与实际沉降斯托克斯定律 沉降速度:ζρρρ3)(4-=s t gd u 沉降器生产能力:t s blu n V 1)(+≤降尘室与旋风分离器离心分离因数过滤的基本概念与基本原理过滤基本方程vV LA = 恒压过滤:v r k '=μ1 es V V p kA d dV +∆=-12θ s p k K -∆=12 )()(22e e KA V V θθ+=+ )()(2e e K q q θθ+=+ 滤饼的洗涤:W W W d dV V )/(θθ=,板框过滤机: )(8412e E W V V KA d dV d dV +=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛θθ 过滤机的生产能力:D W T θθθ++= D W V T V Q θθθ++==36003600 转筒真空过滤机:nT ψψθ60== 板框过滤机与转筒真空过滤机的基本结构与原理固体流态化的基本原理、流化床的主要特征第四章 传热热传导、热对流和热辐射三种基本传热方式的基本原理与特点 典型的间壁式换热器载热体热传导基本概念及傅里叶定律、导热系数 平壁的稳定热传导:∑∑∑∆=-==+Rt S b t t Q n i i i n 111λ 圆筒壁的稳定热传导:∑=+-=n i mi i i n S b t t Q 111λ 或 ∑++-=i i in r r t t L Q 111ln 1)(2λπ 对流传热的基本概念、牛顿冷却定律、对流传热系数、热边界层概念 传热过程计算:热量衡算关系:)()(1221t t c W T T c W Q pc c ph h -=-=,)(12t t c W r W Q pc c h -== 平均温度差法和总传热速率方程:m t KS Q ∆=,)/ln(2121t t t t t m ∆∆∆-∆=∆,o m o i i o o d bd d d K αλα11++= 管壳式换热器换热面积:dL n S π=传热单元数法、传热效率、热容量流率、最小值流体对流传热系数的准数关联式蒸气冷凝方式、液体沸腾及沸腾曲线辐射传热的基本概念,黑体、镜体、透热体、灰体普朗克定律、斯蒂芬-玻耳兹曼定律、克希霍夫定律4040100⎪⎭⎫ ⎝⎛==T C T E b σ 4100⎪⎭⎫ ⎝⎛=T C E 两灰体间辐射传热:⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=--42412121100100T T S C Q ϕ 换热设备:管壳式换热器的型式及特点、热补偿方法同学们注意:以上内容仅供参考,要有好成绩必须进行全面复习! 此资料严禁带入考场,一经发现将以不及格论处!。
化工原理第一章流体流动知识点总结
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第一章流体流动一、流体静力学:压强,密度,静力学方程二、流体基本方程:流速流量,连续性方程,伯努利方程三、流体流动现象:牛顿粘性定律,雷诺数,速度分布四、摩擦阻力损失:直管,局部,总阻力,当量直径五、流量的测定:测速管,孔板流量计,文丘里流量计六、离心泵:概述,特性曲线,气蚀现象和安装高度8■绝对压力:以绝对真空为基准测得的压力。
■表压/真空度 :以大气压为基准测得的压力。
表 压 = 绝对压力 - 大气压力真空度 = 大气压力 - 绝对压力1.1流体静力学1.流体压力/压强表示方法绝对压力绝对压力绝对真空表压真空度1p 2p 大气压标准大气压:1atm = 1.013×105Pa =760mmHg =10.33m H 2O112.流体的密度Vm =ρ①单组分密度),(T p f =ρ■液体:密度仅随温度变化(极高压力除外),其变化关系可从手册中查得。
■气体:当压力不太高、温度不太低时,可按理想气体状态方程计算注意:手册中查得的气体密度均为一定压力与温度下之值,若条件不同,则需进行换算。
②混合物的密度■ 混合气体:各组分在混合前后质量不变,则有nn 2111m φρφρφρρ+++= RTpM m m=ρnn 2211m y M y M y M M +++= ■混合液体:假设各组分在混合前后体积不变,则有nmn12121w w w ρρρρ=+++①表达式—重力场中对液柱进行受力分析:液柱处于静止时,上述三力的合力为零:■下端面所受总压力 A p P 22=方向向上■上端面所受总压力 A p P 11=方向向下■液柱的重力)(21z z gA G -=ρ方向向下p 0p 2p 1z 1z 2G3.流体静力学基本方程式g z p g z p 2211+=+ρρ能量形式)(2112z z g p p -+=ρ压力形式②讨论:■适用范围:适用于重力场中静止、连续的同种不可压缩性流体;■物理意义:在同一静止流体中,处在不同位置流体的位能和静压能各不相同,但二者可以转换,其总和保持不变。
化工原理复习总结考点
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化工原理复习总结考点化工原理是化学工程专业的一门重要基础课程,主要介绍化学工程的基本原理和应用。
它涵盖了化学反应工程、流体力学、传热传质、化工过程控制等内容。
下面是对化工原理复习的总结和重点考点的介绍。
一、化学反应工程1.化学反应动力学:理解反应速率、反应动力学方程、活化能、指前因子等概念,并能利用反应动力学方程进行计算;2.化学平衡:掌握平衡常数的概念与计算方法,理解平衡常数与温度的关系,并能应用到化学反应平衡的计算;3.反应器的设计与操作:了解不同类型的反应器,如连续流动反应器、批式反应器等,掌握反应器设计和操作的基本原理。
二、流体力学1.流体静力学:熟悉流体静力学的基本概念,包括流体的压力、密度、体积等,并能应用到液柱压强、浮力等问题的计算;2.流体动力学:理解流体的运动规律,包括连续性方程、动量方程和能量方程,并能应用到流体流动和传动的计算;3.流态转换:了解流体流动的各种流态,如层流与紊流、临界流速等,并能应用到实际问题的分析。
三、传热传质1.热传导:了解热传导的基本原理和计算方法,掌握导热系数、热阻、热传导方程等概念;2.对流传热:熟悉对流传热的基本原理和换热系数的计算方法,理解纳塞数和普朗特数的概念;3.辐射传热:了解辐射传热的基本原理和计算方法,并理解黑体辐射和灰体辐射的特性;4.传质过程:了解传质的基本原理和计算方法,掌握质量传递系数、浓度梯度等概念,并能应用到传质过程的计算。
四、化工过程控制1.控制系统基础:理解控制系统的基本概念,包括反馈控制、前馈控制、比例、积分和微分控制等,并能应用到控制系统的分析;2.过程变量与控制策略:了解过程变量的基本概念,包括流量、浓度、温度等,并掌握常见的控制策略,如比例控制、比例积分控制、比例积分微分控制等;3.控制器与控制回路:熟悉PID控制器的构造和调节方法,理解控制回路的稳定性和动态响应,并能应用到控制回路的设计与优化。
综上所述,化工原理的复习重点包括化学反应工程、流体力学、传热传质和化工过程控制等内容。
化工原理知识点总结复习重点完美版
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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
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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。
化工原理上册总复习
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化工原理上册总复习化工原理是化学工程专业的一门基础课程,它为学生打下了化学工程学习的基础。
本文将对化工原理上册进行总复习,包括化学平衡、热力学、流体力学、传质以及反应工程等内容。
一、化学平衡化学平衡是化学反应中反应物和生成物浓度之间的动态平衡。
平衡常数是描述平衡状态的重要参数,它与反应物浓度的关系可以通过平衡常数表达式来表示。
根据平衡常数表达式,可以推导出浓度-时间关系式,从而预测反应过程中物质浓度的变化。
二、热力学热力学是研究能量转化和能量传递的科学。
热力学系统可以分为开放系统、封闭系统和孤立系统。
热力学第一定律是能量守恒定律,它表明能量可以转化形式,但总能量量不变。
热力学第二定律是描述能量转化方向的定律,它将自然界的过程分为可逆过程和不可逆过程。
熵是描述系统无序程度的物理量,它是判断过程可逆性的重要指标。
三、流体力学流体力学是研究流体静力学和流体动力学的学科。
流体静力学研究静止流体的性质和行为,包括压力、密度、流速等。
流体动力学研究流体的运动行为,包括流体的流动方式、速度分布、流量等。
流体的流动可以通过流体的动量守恒和质量守恒来描述。
四、传质传质是指物质在空间内由高浓度区向低浓度区的传递过程。
传质过程可以通过扩散、对流和反应来实现。
扩散是指物质由高浓度区向低浓度区的自发传递。
对流是指物质由外力作用下的流动引起的传递过程。
反应是指物质在不同相之间发生化学反应的传递过程。
传质过程可以通过质量守恒和动量守恒来描述。
五、反应工程反应工程是研究化学反应的工程化过程。
反应速率是描述反应快慢的重要参数,它可以通过反应速率方程来表示。
反应速率方程可以通过实验数据拟合得到。
反应器是进行化学反应的装置,常见的反应器有批式反应器、连续流动反应器和半连续流动反应器。
反应器的设计需要考虑反应物的浓度、反应温度、反应压力等因素。
综上所述,化工原理上册包括了化学平衡、热力学、流体力学、传质以及反应工程等内容。
通过对这些内容的总复习,我们可以更好地理解和应用化学工程的基础知识,在日后的学习和工作中能够更加熟练地运用化工原理。
化工原理(上)总结
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化工原理(上)总结第一章 连续介质假定理:质点一个紧挨着一个,质点间无空隙,即可认为流体充满其占据的空间。
气体和液体具有易变形的特征,表现出流动性。
气体和液体统称为流体。
液体可视为不可压缩性流体;气体可视为可压缩性流体。
流体的物理性质(1)流体的密度:Vm =ρ kg/m 3;气体的密度:当压力不太高、温度不太低时,ρ可按理想气体考虑,即:RT PM V m ==ρ 或000ρρρT P T = ;4.220M =ρ式中:ρ0 标准状态(P 0=101.3kPa ,T 0=273K )下气体的密度,kg/ m 3。
气体混合物:以1m 3混合气体为基准∑=⋅=ni iv i m x 1,ρρ式中:x v,i 混合物中i 组分的体积分率。
理想气体混合物: RTPM m m =ρ,其中M m 为平均分子量:)(∑⋅=i i m y M M 式中:y i 混合物中 i 组分的摩尔分率,在低压下,y i = x v,i 。
液体的密度:液体混合物,以1kg 混合液体为基准∑==n i ii w m x 1,1ρρ式中:x w,I 混合物中i 组分的质量分率。
流体的重度和比重:重度:单位体积的流体所具有的重量,单位为N/m 3,kgf/m 3。
g Vmg V G ργ===比重:液体的比重通常指其密度与水在4℃时的密度之比,即1000444ργγρρ≈==w w d (无因次)流体的比体积(比容)v :ρν1==m V 流体的黏度:牛顿黏性定律dy du μτ= ;τ剪应力,单位面积上的内摩擦力,N/m 2;du/dy 速度梯度,与流动方向垂直的方向(径向)上的速度变化率,1/s ;μ比例系数,即动力黏度,绝对黏度,简称黏度。
1Pa ·s=1 N ·s /m 2=10P=1000cP (厘泊)1P (泊)=1dyn ·s/cm 2黏度的影响因素:温度对流体黏度的影响很大,气体的黏度远小于液体的黏度。
(完整word版)化工原理各章知识点汇总
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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;
化工原理上册复习知识点.
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f e h u p gz h u p gz +++=+++222221112121ρρ第1章流体流淌常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度1.29 kg/m3 1atm =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 静压强的计算 柏努利方程应用层流区(Laminar Flow ):Re < 2000;湍流区(Turbulent Flow ):Re > 4000;2000 <Re < 4000时,有时出现层流,有时出现湍流,或者是二者交替出现,为外界条件确定,称为过渡区。
流型只有两种:层流和湍流。
当流体层流时,其平均速度是最大流速的1/2。
边界层:u<0.99u 0阻力损失:直管阻力损失和局部阻力损失 当量直径d e管路总阻力损失的计算fe H g u z g p H g u z gp +++=+++2222222111ρρ222'2e 2e 2u d l l u d l l u d lh h h f f f ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=∑∑∑∑∑∑ζλλζλ突然缩小局部阻力系数ζ= 0.5,突然扩大局部阻力系数ζ= 1。
流体输送管路的计算:定性分析(1.6ppt),定量计算通常,管路中水的流速为1~3m/s。
并联管路,各支管的阻力损失相等。
毕托管测量流速测量流量:孔板流量计,文丘里流量计,转子流量计。
孔板流量计的特点;结构简单,制造简单,安装便利,得到广泛的运用。
其不足之处在于局部阻力较大,孔口边缘简单被流体腐蚀或磨损,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。
第2章流体流淌机械压头和流量是流体输送机械主要技术指标离心泵的构件: 叶轮, 泵壳(蜗壳形)和轴封装置离心泵的叶轮闭式效率最高,适用于输送干净的液体。
化工原理(上)主要知识点
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三个传递:动量传递、热量传递和质量传递三大守恒定律:质量守恒定律——物料衡算;能量守恒定律——能量衡算;动量守恒定律——动量衡算第一节 流体静止的基本方程一、密度1. 气体密度:RTpM V m ==ρ2. 液体均相混合物密度:nma a a ρρρρn22111+++=(m ρ—混合液体的密度,a —各组分质量分数,n ρ—各组分密度)3. 气体混合物密度:n n mρϕρϕρϕρ+++= 2211(m ρ—混合气体的密度,ϕ—各组分体积分数)4. 压力或温度改变时,密度随之改变很小的流体成为不可压缩流体(液体);若有显著的改变则称为可压缩流体(气体)。
二、.压力表示方法1、常见压力单位及其换算关系:mmHgO mH MPa kPa Pa atm 76033.101013.03.10110130012=====2、压力的两种基准表示:绝压(以绝对真空为基准)、表压(真空度)(以当地大气压为基准,由压力表或真空表测出) 表压 = 绝压—当地大气压 真空度 = 当地大气压—绝压三、流体静力学方程1、静止流体内部任一点的压力,称为该点的经压力,其特点为: (1)从各方向作用于某点上的静压力相等; (2)静压力的方向垂直于任一通过该点的作用平面;(3)在重力场中,同一水平面面上各点的静压力相等,高度不同的水平面的经压力岁位置的高低而变化。
2、流体静力学方程(适用于重力场中静止的、连续的不可压缩流体))(2112z z g p p -+=ρ)(2121z z g pg p -+=ρρ p z gp=ρ(容器内盛液体,上部与大气相通,g p ρ/—静压头,“头”—液位高度,p z —位压头 或位头)上式表明:静止流体内部某一水平面上的压力与其位置及流体密度有关,所在位置与低则压力愈大。
1、U 形管压差计指示液要与被测流体不互溶,且其密度比被测流体的大。
测量液体:)()(12021z z g gR p p -+-=-ρρρ 测量气体:gR p p 021ρ=-2、双液体U 形管压差计 gR p p )(1221ρρ-=-第二节 流体流动的基本方程一、基本概念1、体积流量(流量s V ):流体单位时间内流过管路任意流量截面(管路横截面)的体积。
化工原理的知识点总结
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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
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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:● 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 /。
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第1章 流体流动
常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度1.29 kg/m3 1atm =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 静压强的计算 柏努利方程应用
层流区(Laminar Flow ):Re < 2000;湍流区(Turbulent Flow ):Re > 4000; 2000 <Re < 4000时,有时出现层流,有时出现湍流,或者是二者交替出现,为外界条件决定,称为过渡区。
流型只有两种:层流和湍流。
当流体层流时,其平均速度是最大流速的1/2。
边界层:u<0.99u 0
阻力损失:直管阻力损失和局部阻力损失 当量直径d e
管路总阻力损失的计算
f
e h u p gz h u p gz +++=+++222221112121ρρ
f e H g
u z g p H g u z g p +++=+++222
2
222111ρρμ
ρ
du =
Re 222'2
e 2e 2u d l l u d l l u
d l h h h f f f ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛++=⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=∑∑∑∑∑∑ζλλζλ
突然缩小局部阻力系数ζ= 0.5,突然扩大局部阻力系数ζ= 1。
流体输送管路的计算:
通常,管路中水的流速为1~3m/s。
并联管路,各支管的阻力损失相等。
毕托管测量流速
测量流量: 孔板流量计,文丘里流量计,转子流量计。
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。
第2 章流体流动机械
压头和流量是流体输送机械主要技术指标
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。
启动与停泵
▪灌液完毕,关闭出口阀,启动泵,这时所需的泵的轴功率最小,启动电流较小,以保护电机。
启动后渐渐开启出口阀。
▪停泵前,要先关闭出口阀后再停机,这样可避免排出管内的水柱倒冲泵壳内叶轮,叶片,以延长泵的使用寿命。
离心泵总是采用后弯叶片。
泵的有效功率及效率:
❖ 泵的有效功率Ne ,kW ,用下式表示。
Ne =HeQ ρg ❖ 泵的效率η:泵轴通过叶轮传给液体能量过程中有能量损失。
泵的效率η为有效功率与轴功率之比,而轴功率N 为电动机输入离心泵的功率。
影响离心泵的效率,主要是容积损失、水力损失和机械损失。
离心泵的特性曲线 :
❖ 扬程-流量曲线H ~Q 线、 ❖ 轴功率-流量曲线N ~Q 线、
❖ 效率-流量曲线η~Q 线,具体图形见下图。
❖ *****离心泵牌铭上的额定功率、额定流量和扬程是指效率最高时的值。
调节流量方法有调节管路特性曲线(调节阀门流量)和泵特性曲线(改变泵的转速或叶轮直径)。
用阀门调节流量操作简便、灵活,故应用很广。
H 单< H 串< 2H 单, Q 单< Q 串< 2Q 单 总效率与流量为Q 串时单泵的效率相同。
离心泵的工作点
Q
A =N
Q
gH N Ne e ρη==
H 单< H 并< 2H 单, Q 单< Q 并< 2Q 单。
并联泵的总效率与每台泵的效率相同。
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。
各种泵:
耐腐蚀泵:输送酸、碱及浓氨水等腐蚀性液体。
油泵: 输送不含固体颗粒、无腐蚀性的油类及石油产品。
杂质泵: 常输送悬浮液.
液下泵:在化工生产中有着广泛应用,安装在液体贮槽内。
屏蔽泵:常输送易燃、易爆、剧毒及放射性液体。
第3章 非均相物系的分离与固体流态化
影响沉降速度的因素: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。
旋风分离器,排灰口密封不好而发生漏气,即外面空气窜入旋风分离器内,则上升气流会将已沉降下来的尘粒重新扬起,大大降低收尘效果。
降尘室处理能力(流量)的计算 V s = Au t =blu t ,V s (隔板)= (n+1)V s (无隔板) (n 层)
Stokes 区:
μ
ρρ18)(2
min g
d u p p t -=
过滤之初,液体浑浊。
但颗粒会在孔道内很快发生“架桥”现象,滤液由浑浊变为清澈。
在滤饼过滤中,真正起截留颗粒作用的是滤饼层而不是过滤介质。
助滤剂能形成结构疏松、空隙率大、不可压缩的滤饼。
板框压滤机、叶滤机、厢式压滤机、转筒真空过滤机(操作连续、自动) 叶滤机 (dV/d θ)w =(dV/d θ)E 板框压滤机 (dV/d θ)w =(dV/d θ)E /4 过滤速率基本方程 恒速过滤, 恒压过滤
先非恒压,再恒压过滤(了解)
第4章 传热
传热的基本方式:
➢ (1)热传导(2)对流传热—热对流 (3)辐射传热
工业上大量使用热交换器,传热设备在化工厂设备投资中占很大比例,有些达40%左右。
φμ
r p K ∆=
2)
(2e q q K d dq u +=
=
θθK qq q e =+22θ
222KA VV V e =+)()(2)(11212ττ-=-+-K q q q q q e )
()(2)(121212ττ-=-+-KA V V V V V e A
dV dq =
工业换热的方法
➢ 1、直接接触式换热2、蓄热式换热 3、间壁式换热
蓄热式换热,只适用于气体。
常见加热剂有热水、饱和水蒸气、矿物油、联苯混合物、熔盐和烟道气。
常见冷却剂有水、空气和各种冷冻剂。
载热体的选择
➢ (1)载热体的温度应易于调节;
➢ (2)载热体的饱和蒸气压要低(沸点高),不易分解; ➢ (3)载热体的毒性要小,使用安全,腐蚀性小; ➢ (4)载热体应价格低廉且容易得到。
金属杯和陶瓷杯,哪个更保温? 流体湍流流动给热系数大于层流流动。
加热器放置在空间的下部,冷却器放置在空间的上部。
各因次准数的物理意义:普兰德准数Pr 它反映流体物性对给热过程的影响 圆形直管内强制湍流的给热系数
圆筒壁的总传热系数
n
d
Pr Re 023.08.0λ
α=2
21212
2121
2111
11
1
αλδααλδα+⋅+⋅=
+⋅+⋅
==m m d d d d A A A A K K
如果外侧热阻比内侧热阻小得多,壁温接近于外侧温度。
而外壁有污垢热阻后,外侧热阻比内侧热阻大得多,壁温接近于内侧温度。
增大传热面积A 常用的方法:用小直径管,采用翅片管、螺纹管等代替光滑管,可以提高单位体积热交换器的传热面积。
熟记公式:1.傅立叶定律
2.一维稳态导热
3.牛顿冷却定律
4.管内湍流时α:
适用范围:光滑管,Re>104,0.7<Pr<160;充分发展段,即L/d ≥50或60;低粘度(<2μ水)
定性温度:2出
进t t t m +=
定性尺寸:管内径
5.总传热速率方程
1)总传热系数K :
i
o K
αα111+=污垢热阻可忽略时
o
K α≈i
o ααππ⎪⎩
⎪⎨⎧圆筒壁平壁A
b t t Q λ2
1-=
λ
πL r r t t Q 2ln 1221-=()
t t A Q w -=α⎩⎨
⎧===被冷却被加热
3.04.0Pr Re 023.08.0n n Nu n n
p c du d )
((023.08.0λμμρλα=2
.08
.0d
u ∝αi o
i i o i m o o o d d d d R d bd R K αλα111+
+++=m
t KA Q ∆=
2)传热面积A :套管换热器: 列管换热器:
3)传热平均温度差(对数平均温度差): 6.热平衡方程:
无相变化时:)()(1221t t C W T T C W Q c m mc h p mh -=-= 有相变时:r W R W Q mc mh ==
1
2
1
2ln t t t t t m ∆∆∆-∆=
∆dl
A π=dl
n A π=。