化工原理 第三版 (管国锋 赵汝溥 着) 化学工业出版社 基本概念部分 PPT

对数平均温差: 对数平均温差
∆tm
∆ t1 − ∆ t 2 = ∆ t1 ln ∆t2
管壁和污垢热阻忽略不计： 管壁和污垢热阻忽略不计：
1 1 1 则， ＝ + K α0 αi
若冷热流体的给热系数相差很大， 若冷热流体的给热系数相差很大，则K近似等于α小 近似等于 因此，要提高K 如提高流速， 因此，要提高K，应提高 α小，如提高流速，安装翅 片等
湿球温度
绝热饱和温度 :
干球温度t： 干球温度 ： 露 不变， 点td: 在P、H不变，将不饱和空气冷却到 、 不变 饱和状态的温度
2.干燥过程的物料衡算 干燥过程的物料衡算
W = G ( X − X ) = L ( H − H )( kg 水 / s ) C 1 2 2 1 L 1 l = = ( kg 水 / kg 干气 ) W H 2 − H1 X = w ,w = X , 1− w 1+ X G = G (1 − W ) = G 1 ( kg 绝干物料 / s ) 1 1 C 1+ X1
3. 阻力损失
l + le u ∑ hf = λ d 2
2
J/kg
局部阻力产生的原因：边界层分离及旋涡 局部阻力产生的原因： 流体绕过圆柱体边界层的形成、发展、 流体绕过圆柱体边界层的形成、发展、分离等过程
4.机械能守恒方程 机械能守恒方程
p1 u p2 u + gz1 + + ws = + gz2 + + ∑H f 1−2 ( J / kg ) ρ 2 ρ 2
最小液气比 :
y1 − y 2 L ( ) min = ∗ G x1 − x 2
L A= mG
吸收因数 :
第六章 液体蒸馏
1.二元体系的气液相平衡 二元体系的气液相平衡 相平衡方程
αx y= 1 + (α − 1) x
2. 精馏 ①精馏原理：a.多次部分汽化和冷凝 b.回流 精馏原理： 多次部分汽化和冷凝 回流 物料衡算: ②物料衡算
③筛板塔操作负荷性能图 筛板塔操作负荷性能图 a.液相下限线 液相下限线 b.液相上限线 液相上限线 c.漏液线 漏液线 d.过量液沫夹带线 过量液沫夹带线 e.溢流液泛线 溢流液泛线
VS(m3/s)
d e
a
C
b LS(m3/s)
④塔板效率
Emv EmL
⑤筛板塔气液接触状况 a. 鼓泡态 气液湍动程度低 传质效果差 鼓泡态: 气液湍动程度低, b. 泡沫态 气液湍动程度加剧, 气液接触比 泡沫态: 气液湍动程度加剧 表面积大, 表面积大 气液接触理想 c. 喷射态 气相连续 液体分散成小液滴 液 喷射态: 气相连续, 液体分散成小液滴, 体比表面积大,气液湍动程度高 气液湍动程度高, 体比表面积大 气液湍动程度高 也是一种良好的操作态状. 也是一种良好的操作态状
Ws----- 外界对流体作的轴功，或有效功 外界对流体作的轴功，
2 1 2 2
p1 u p2 u + z1 + + He = + z2 + + ∑H f 1−2 m( J / N ) ρg 2g ρg 2g
2 1
2 2
He---- 扬程（在离心泵中） 扬程（在离心泵中）
5. 流量测量 毕托管: 毕托管 测点速 孔板流量计 V = π d02c0 2(ρi − ρ)gR m3 / s
重力场： 重力场：dp= -ρ g dz 应 用：气体液封 压力测量 液位测量等
• U型压差计 ——受力平衡的变化根据选择 型压差计: 型压差计 受力平衡的变化根据选择
等压面为基准面
p m 1 − p m 2 = ( ρ i − ρ ) gR
• 复式U型压差计 复式 型压差计 • 微差 型压差计 微差U型压差计
D
分子单向扩散： 分子单向扩散：
D Cm D P NA = ( )(C A1 − C A 2 ) = ( p A1 − p A 2 ) δ CBm RTδ pBm
Cm / CBm和P / p Bm 称为漂流因子 , 其值大于1
3. 吸收过程计算 物料衡算: 物料衡算 操作线方程： 操作线方程
G( y1 − y 2 ) = L( x1 − x2 )
第八章 固体干燥
1.湿空气的性质与“I-H”图 湿空气的性质与“ 图 湿空气的性质与
湿空气中水汽质量 p ＝0.622 湿度 H: 湿空气中绝干空气质量 P− p
相对湿度
ϕ
p ϕ＝ p × 100%( p s ≤ P) s ϕ = p × 100%( p s 〉 P ) P
第一章 流体流动
1. 密度、压强、粘度的定义 密度、压强、
表压和绝对压的关系,单位 表压和绝对压的关系 单位: atm 、at 、mmHg与Pa 单位 与 关系，气体粘度、 关系，气体粘度、液体粘度与温度关系
2. 静力学基本方程 方程形式： 方程形式： dp = ρ
( Xdx + Ydy + Zdz)
F = D +W
F ⋅ z f = D ⋅ x D + W ⋅ xW
③5种进料状态 : 种进料状态
q=
I − if I −i
(q > 1, q = 1,0 < q < 1, q = 0, q < 0)
在其它条件一定的情况, 对精馏线的位置无影响 在其它条件一定的情况 q对精馏线的位置无影响 q越小 提馏线就越向平衡线靠拢 完成同样的分 越小, 越小 提馏线就越向平衡线靠拢, 离任务所需的NT就越多; 离任务所需的 就越多 q越大 提馏线就越远离平衡线 完成同样的分离任 越大,提馏线就越远离平衡线 越大 提馏线就越远离平衡线, 务所需的N 就越少, 但塔釜再沸器的供热量Q 务所需的 T就越少 但塔釜再沸器的供热量 R 就越大。 就越大。
在常压下，不饱和湿空气 在常压下，不饱和湿空气300K，相对湿度 ％， ，相对湿度30％， 当加热到350K时，空气参数将如何变化？ 当加热到 时 空气参数将如何变化？ • H不变 φ减小 tw 升高 td 不变 不变 减小 I 增大
对压滤机:
4.过滤机的生产能力 过滤机的生产能力
间歇式过滤机: 间歇式过滤机
G=
τ F +τW +τ R
VF
第四章 传热与换热器
1.传热三种基本方式 传热三种基本方式 2.热传导 热传导 t1 − t 4 ∆t Q= = 平壁导热 b1 b2 b3 R1 + R2 + R3 + + λ1 A λ 2 A λ3 A
圆筒壁导热
2πL∆t ∆t Q= = 1 r2 1 r3 1 r4 b1 b2 b3 ln + ln + ln + + λ1 r1 λ2 r2 λ3 r3 λ1 Am1 λ2 Am2 λ3 Am3
定态， ＝常数， ≠常数， 定态，Q＝常数，q≠常数，∵Am1≠Am2≠Am3
3.对流传热 对流传热 无相变流体强制对流圆管内: 无相变流体强制对流圆管内
L G ( y − y 2 ) = L ( x1 − x 2 )或 y = ( x − x 2 ) + y 2 G
填料层高度计算： 填料层高度计算：
H = H OG N OG = H OL N OL = H G N G = H L N L
传质单元高度 ：
H OG
传质单元数： 传质单元数
G = K ya
⑦全回流: R→∞ , F=D=W=0, 操作线 x=y 全回流 理论板: ⑧理论板: 汽液相浓度达到平衡及温度达到平衡 3.特殊精馏 特殊精馏 当α接近于1时，普通精馏很难分离，采用特殊 接近于1 普通精馏很难分离， 精馏，共沸精馏、萃取精馏的原理 精馏，共沸精馏、
第七章 塔设备
1.填料塔 填料塔 ①填料的类型 拉西环, 鲍尔环, 弧鞍形填料, 阶梯环,共轭环 拉西环 鲍尔环 弧鞍形填料 阶梯环 共轭环 波纹板， 波纹板，丝网波纹填料等 ②气体通过填料压降 载点 泛点 2. 板式塔 板式塔的类型：筛板、浮阀、 ①板式塔的类型：筛板、浮阀、泡罩等 ②板式塔内气液流动方式: 错流 板式塔内气液流动方式: 逆流
1.颗粒性质 颗粒性质 等体积当量直径
d
ev
=
3
6v
π
2
形状系数
ψ = πd ev / s
固定床结构一维简化模型的三个特点
2. 过滤
1− s dq K 2(∆pm ) u= = , m/ s K = dτ 2(q + qe ) µr0φ
过滤速度: 过滤速度
恒压过滤: 恒压过滤
k ∫ (q + qe )dq = ∫ 2dτ 0 0
y1
N OG =
∫
y2
dy ∗ y− y
对数平均浓度法 :
N OG
∆y1 − ∆y 2 y1 − y 2 = , ∆y m = ∆y1 ∆y m ln ∆y 2
吸收因素法: 吸收因素法
N OG
1 y1 − mx 2 1 = ln (1 − ) + 1 A y 2 − mx 2 A 1− A 1
4
ρ
孔板特点: 恒截面， 孔板特点 恒截面，变压差
孔板流量计的阻力损失 文丘里流量的阻力损失
第二章 流体输送机械
1. 离心泵的工作原理
叶轮 泵壳 是将原动机的能量传给液体的部件 是将动能转变为压能的部件
2. 离心泵的主要性能参数
扬程He——指单位重量流体经过离心泵后机 指单位重量流体经过离心泵后机 扬程 械能增加值 流量V——泵的出口流量，离心泵铭牌上标明 泵的出口流量， 流量 泵的出口流量 的流量是指效率最高时的流量。 的流量是指效率最高时的流量。
3.热量衡算 热量衡算
预热器 : QP = L( I1 − I 0 ) = L(1.01 + 1.88 H 0 )(t1 − t 0 )(kJ / s ) 干燥器 : LI1 + GC I1 '+QD = LI 2 + GC I 2 '+QL (kw) I = (1.01 + 1.88 H )t + 2500 H − − − − − −kJ / kg干气 I ' = (C S + CW X )θ = C mθ − − − − − −－kJ / kg干料
q
τ
q + 2qqe = kτ
2
滤布阻力不计: 滤布阻力不计
VF = KA τ F
2 2
3.滤饼洗涤 滤饼洗涤 洗涤时间 :
τW
qW VW = = dq dV ( )W ( )W dτ dτ
对叶滤机:
dq dq ( )w = ( )E dτ dτ
dq 1 dq ( )w = ( )E dτ 4 dτ
来自百度文库
vH = va + Hvw 273+ t 1.013×105 3 比容: 比容 = (0.772+1.244H ) × m / kg干气 273 P 比热: 干气·℃ 比热 CH＝Ca+HCV=1.01+1.88H ,kJ/kg干气 ℃ 干气
焓I＝Ia+ H Iv=(1.01+1.88H)t+2500H , kJ/kg干气 ＝ 干气
第五章 吸收
1.汽液相平衡 汽液相平衡 亨利定律: 亨利定律 p*=Ex, p*=C/H, y*=mx 2.分子扩散 分子扩散 dC A 2 费克定律: 费克定律 J = −D kmol / s ⋅ m
A AB
dz
等分子相向扩散： 等分子相向扩散：
D 2 N A = −NB = (CA1 − CA2 ) = ( pA1 − pA2 )(kmol/ s ⋅ m ) δ RTδ
λ duρ 0.8 0.4 u α = 0.023 ( ) (Pr) ∝ 0.2 d µ d
0.8
(V /( d )) 1 4 = ∝ 1.8 0.2 d d
π
2
0.8
给热系数α与流体的流速的 次方成正比 给热系数 与流体的流速的0.8次方成正比 与流体的流速的 4.串联传热 串联传热
Q = KA tm = WhCph(T1 −T2 ) = WcCpc(t2 − t1) ∆
有效功率Ne—— 有效功率
Ne = ρgVHe , (w)
泵给流体
轴功率Na—— 电机给泵 轴功率
Ne = ηV ×ηh ×ηM 泵的效率η 泵的效率η—— η = Na
3.离心泵的流量调节 离心泵的流量调节 调节出口阀，改变管路特性曲线 调节出口阀， 改变转速， 改变转速，车削叶轮外径
第三章 颗粒流体力学基础与机械分离
线方程: ④q线方程 线方程
zf q x− y= q −1 q −1
⑤操作线方程: 操作线方程
y n +1
xD L D R = xn + x D = xn + V V R +1 R +1
y n +1
L W = ' x n − ' xW V V
'
⑥最小回流比: 最小回流比
Rmin
xD − ye = y e − xe