《化工原理》第13章热质同时传递的过程

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化工原理重要概念和公式

《化工原理》重要概念第八章气体吸收吸收的目的和基本依据吸收的目的是分离气体混合物，吸收的基本依据是混合物中各组份在溶剂中的溶解度不同。

主要操作费溶剂再生费用，溶剂损失费用。

解吸方法升温、减压、吹气。

选择吸收溶剂的主要依据溶解度大，选择性高，再生方便，蒸汽压低损失小。

相平衡常数及影响因素m 、 E 、 H 均随温度上升而增大， E 、 H 与总压无关， m 反比于总压。

漂流因子P/P Bm 表示了主体流动对传质的贡献。

( 气、液 ) 扩散系数的影响因素气体扩散系数与温度、压力有关；液体扩散系数与温度、粘度有关。

传质机理分子扩散、对流传质。

气液相际物质传递步骤气相对流，相界面溶解，液相对流。

有效膜理论与溶质渗透理论的结果差别有效膜理论获得的结果为k ∝ D ，溶质渗透理论考虑到微元传质的非定态性，获得的结果为k ∝ D 0.5 。

传质速率方程式传质速率为浓度差推动力与传质系数的乘积。

因工程上浓度有多种表达，推动力也就有多种形式，传质系数也有多种形式，使用时注意一一对应。

传质阻力控制传质总阻力可分为两部分，气相阻力和液相阻力。

当 mky<<kx 时，为气相阻力控制；当 mky>>kx 时，为液相阻力控制。

低浓度气体吸收特点① G 、 L 为常量，② 等温过程，③ 传质系数沿塔高不变。

建立操作线方程的依据塔段的物料衡算。

返混少量流体自身由下游返回至上游的现象。

最小液气比完成指定分离任务所需塔高为无穷大时的液气比。

NOG 的计算方法对数平均推动力法，吸收因数法，数值积分法。

第九章液体精馏蒸馏的目的及基本依据蒸馏的目的是分离液体混合物，它的基本依据 ( 原理 ) 是液体中各组分挥发度的不同。

主要操作费用塔釜的加热和塔顶的冷却。

双组份汽液平衡自由度自由度为 2(P 一定， t ～ x 或 y ； t 一定， P ～ x 或 y) ； P 一定后，自由度为 1 。

泡点泡点指液相混合物加热至出现第一个汽泡时的温度。

第13章热,质同时传递的过程

第13章热、质同时传递的过程13.1 概述化工生产过程中，许多过程热质传递同时进行。

如干燥、吸附、热气直接水冷和热水的直接空气冷却。

在这些过程中热质传递相互影响。

例1 热气的直接水冷例2 热水的直接空气冷却13.2 气液直接接触时的传质和传热1 过程的分析⑴过程方向的判据从上一节例子讨论可看到:温差决定传热方向,即热量总从高温传向低温；压差决定传质,即物质总从高分压相传向低分压相,且气体中的水气分压最大值为同温下水的饱和蒸汽压p s。

当p水汽=p s时,传质达到极限,此时的空气称为饱和湿空气.⑵传递方向逆转的原因在上节图中可看到,当t=θ时;即传热达到瞬时平衡时，未饱和气体中p水汽<p s,此时必发生传质,水由液相到气相传质,即水汽化,这使θ下降,t>θ，传热由气相到液相,传递方向就发生逆转。

同理，p水汽=p s即传质瞬时达到平衡时,不饱和气体t>θ,传热由气相到液相,θ上升,p s也增大,p水汽<p s,这时传质由液相到气相，即汽化,也发生传递方向逆转.由此可见，一过程的继续进行必打破另一过程的瞬时平衡，从而使传递方向逆转。

2过程的速率⑴传热速率假设：①气液相界面温度θi高于气相温度t②由于水气直接接触时液相侧给热系数α远大于气相,所以气液相界面温度与液相主体温度相等，即θ=θi。

传热速率: q=α(θ-t) kw/m2 13-1⑵传质速率以水汽分压差为推动力表示当液相平衡分压p s高于气相中水汽分压p水汽时 ,传质速率：N A=k g（p s-p水汽） kmol/(s·m2) 13-2k g气相传质系数 kmol/(m2·s·kPa)②以气体湿度差为推动力表示a：湿度H的定义：单位质量干气中带有的水汽量 kg水汽/kg干气b：H与p水汽的关系为: H= 13-3p为气相总压kPaM水，M气为水与气体的摩尔质量对水与空气系统 H=0.622 13-4饱和湿度 H s=0.622 13-5c：传质速率：N A=k H(H s-H) 13-6k H以湿度表示的气相传质系数 kg/(s·m2)3 、过程的极限热质同时传递时，过程的极限与单一传递过程不同，可区分为两种情况:⑴大量气体与少量液体接触过程的极限液相状态固定不变，气相状态变化。

传热操作技术—认识传热过程(化工原理课件)

2 传热操作技术
2.1 认识传热过程
系统内温度的差异使热量从高温向低温转移的过程称之为热量传递过程，简称传热过程。传热的推动力是温度差；传热的方向是高温向低温；
化工生产中对传热过程的要求一是强化传热过程，如各种换热设备中的传热。二是削弱传热过程，如对设备或管道的保温，以减少热损失。
一、传热过程在化工生产中的应用
间壁式换热器
适用于冷热流体不允许混合的情况
三. 常用的加热剂与冷却剂化工生产中的换热目的主要有两种：一是将工艺流体加热
（汽化),二是将工艺流体冷却（冷凝）。为了将冷流体加热或热流体冷却，必须用另一种流体供给或取走热量，此流体称为热载体。起加热作用的热载体称为加热剂；而起冷却作用的热载体称为冷却剂。
，应用最为普遍。在水资源较缺乏的地区，宜采用空气冷却，但空气传热速度慢。
此外，为了得到更低的冷却温度或更好的冷却效果，还可借助于制冷技术，使用沸点更低的制冷剂，如液氨等。
3. 选择原则加热剂或冷却剂的选择应以本着能量综合利用的原
则来进行，即应尽可能选用工艺上要求冷却降温的高温流体作加热剂，选用工艺上要求加热升温的低温流体作冷却剂。以达到降低生产成本、提高经济效益的目的。当生产系统中无可利用为加热剂或冷却剂的流体时，一般以水蒸气为加热剂，以空气、水为冷却剂。
对原料和产品进行加热及冷却： 3
回收余热、废热，充分利用能量： 4
对设备及管线进行保温（保冷），减少热量损失：
5
综上所述，传热，即热量传递，它在化工生产过程中的应用主要有以下几个方面。
1. 为化学反应创造必要的条件。 2. 为单元操作创造必要的条件。 3. 热能的合理利用和余热的回收。 4. 隔热与节能
根据生产任务的需要，结合生产实际，采用的加热剂与冷却剂种类较多。

化工原理第十三章干燥

2024/2/8
第十三章干燥 Drying
13.2.1 湿空气的性质
13.2.2 湿度图及其应用
第二节湿空气的性质和湿度图
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13.2.1 湿空气的性质
1、湿含量H（ humidity）
单位质量干空气中所含水汽的质量，又称湿含量。
湿空气中水汽的质量 H 湿空气中绝干空气的质量
气中汽化
温增湿
焓不变
tas
饱和
一般情况下，绝热增湿过程可看视为等焓过程，即空气释放的显热与水分汽化带回的潜热相等：
cH (t tas ) (Has H )ras
Has H cH 1.011.88H
tas t
ras
ras
Has、ras是tas的函数，cH是H的函数
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不饱和空气：t tas(t ) td
饱和空气： t tas (t ) td
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13.2.2 湿度图及其应用
1、H-t图
•F=2-1+2=3,总压P一定，则F=2.
•6条线
-等t线 –等H线 –等相对湿度线 –等CH线 –VH线 – tas线
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2、湿度图的应用
1）由测出的参数确定湿空气的状态 a）水与空气系统，已知空气的干球温度t和湿球温度tw，确定该空气的状态点A(t,H)。 b）水与空气系统中，已知t和td，求原始状态点A(t,H)。 c）水与空气系统中，已知t和φ，求原始状态点A的位置 2）已知湿空气某两个可确定状态的独立变量，求该湿空气的其他参数和性质
tM1)
qL
cwtM1
物料升温所需热量
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l
(I2

陈敏恒《化工原理》(第3版)课后习题(含考研真题)(热、质同时传递的过程课后习题详解)

13.2 课后习题详解（一）习题过程的方向和极限13-1 温度为30℃、水汽分压为2kPa的湿空气吹过如表13-1所示三种状态的水的表面时，试用箭头表示传热和传质的方向。

表13-1解：已知：t＝30℃，P＝2kPa，与三种状态水接触。

求：传热、传质方向（用箭头表示）查水的饱和蒸汽压以Δt为传热条件，为传质条件，得：表13-213-2 在常压下一无限高的填料塔中，空气与水逆流接触。

入塔空气的温度为25℃、湿球温度为20℃。

水的入塔温度为40℃。

试求：气、液相下列情况时被加工的极限。

（1）大量空气，少量水在塔底被加工的极限温度；（2）大量水，少量空气在塔顶被加工的极限温度和湿度。

解：已知：P＝101.3kPa，，逆流接触。

求：（1）大量空气，少量水，（2）大量水，少量空气，（1）大量空气处理少量水的极限温度为空气的湿球温度（2）大量水处理少量空气的极限温度为水的温度且湿度为查40℃下，过程的计算13-3 总压力为320kPa的含水湿氢气干球温度t＝30℃，湿球温度为t w＝24℃。

求湿氢气的湿度H（kg水/kg干氢气）。

已知氢-水系统的α/k H≈17.4kJ/（kg·℃）。

解：已知：P＝320kPa，t＝30℃，氢水-水系统，求：H（kg水/kg干氢气）查得24℃下，13-4 常压下气温30℃、湿球温度28℃的湿空气在淋水室中与大量冷水充分接触后，被冷却成10℃的饱和空气，试求：（1）每千克干气中的水分减少了多少？（2）若将离开淋水室的气体再加热至30℃，此时空气的湿球温度是多少？图13-1解：已知：P＝101.3 kPa，求：（1）析出的水分W（kg水/kg干气）（1）查水的饱和蒸汽压（2）设查得与所设基本相符，13-5 在t1＝60℃，H1＝0.02kg/kg的常压空气中喷水增湿，每千克的干空气的喷水量为0.006kg，这些水在气流中全部汽化。

若不计喷入的水本身所具有的热焓，求增湿后的气体状态（温度t2和湿度H2）。

《化工原理传热》课件

导热问题的数学描述
导热问题的数学描述通常使用偏微分方程，如热传导方程。
解这些方程可以得到导热过程中的温度分布、热流量等参数。
通过建立数学模型，可以描述导热过程中温度随时间和空间的变化规律。
在实际应用中，还需要考虑其他因素如边界条件、初始条件等。
03
对流换热
对流换热基本概念
01
02
04
辐射换热
辐射换热基本概念
定义
01
物体通过电磁波传递能量的过程称为辐射换热。
辐射换热与物质属性
02
物体的辐射换热能力与其发射率、吸收率、反射率和透射率有
关。
辐射换热与温度
03
物体的辐射换热能力随温度升高而增强。
辐射换热计算方法
斯蒂芬-玻尔兹曼定律
描述了物体在绝对黑体条件下辐射换热的规律。
发射率修正
02
它主要通过物质分子、原子或分子的振动和相互碰撞进行热量传递。
03
热传导是三种基本传热方式之一，另外两种是热对流和热辐射。
傅里叶定律
傅里叶定律是热传导的基本定律，它描述了热传导速率与温
度梯度之间的线性关系。
公式为：q = -k * grad(T)，其中q为热流密度，k为导热系数，grad(T)为温度梯度。
传热方式
01
02
总结词：传热主要有三种方式：热传导、热对流和热辐射。
详细描述
03
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1. 热传导是指热量在物质内部通过分子、原子等微观粒子的运动传递热量。不同物质导热能力不同，金属是良好的导热体。
2. 热对流是指由于物质宏观运动引起的热量传递过程，如气体、液体等流动过程中热量的传递。对流换热在化工、能源、动力等领域有广泛应用。

热质同时传递的过程

水汽
p p水汽
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气膜气体 t, H
对流传热 q
h
液滴 kH 对流传质 N
液滴表面 tw , Hw
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气相向液相的传热速率与液相向气相传质时带走潜热的速率相等：
(t tw ) kH (H w H ) w
tw决定于三方面： 1.物系性质 2.气相状态 3.流动条件
第13章热、质同时传递的过程
主讲：李梅
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13.1 概述
热质同时传递的分类： 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。
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一、热气体的直接水冷
1、塔下部：气温高于液温，气体传热给液体。同时，气相中的水汽分压低于液相的水汽分压，水由液相向气相蒸发。特点：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：气温高于液温，气体传热给液体。特点：热、质同时进行，水温急剧变化。
四、设计型计算的命题设计任务：将一定流量的热水从入口温度冷却至指定温度；设计条件：可供使用的空气状态，即进口空气的温度与湿度；计算目的：选择适当的空气流量，确定经济上合理的塔高及其它有关尺寸。五、计算方法逐段计算法和以焓差为推动力的近似计算法。
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三、热量衡算微分方程对微元塔段作热量衡算： VdI=c pl(Ldθ+θdL) 其中I为湿空气的焓：1千克干气体的焓及其所带H千克水汽的焓之和。通常，干气体的焓以0℃的气体为计算基准，水汽的焓以0℃的水为基准。所以，温度t、湿度H的湿气体的焓: I=c pgt+c pvHt+r 0H

化工原理实验思考题答案[1]

实验5 精馏塔的操作和塔效率的测定⑴ 在求理论板数时，本实验为何用图解法，而不用逐板计算法？答：相对挥发度未知，而两相的平衡组成已知。

⑵ 求解q 线方程时，C p ，m ，γm 需用何温度？答：需用定性温度求解，即：2)(b F t t t +=⑶ 在实验过程中，发生瀑沸的原因是什么？如何防止溶液瀑沸？如何处理？答；① 初始加热速度过快，出现过冷液体和过热液体交汇，釜内料液受热不均匀② 在开始阶段要缓慢加热,直到料液沸腾，再缓慢加大加热电压。

③ 出现瀑沸后，先关闭加热电压，让料液回到釜内，续满所需料液，在重新开始加热。

⑷ 取样分析时，应注意什么？答：取样时，塔顶、塔底同步进行。

分析时，要先分析塔顶，后分析塔底，避免塔顶乙醇大量挥发，带来偶然误差。

⑸ 写出本实验开始时的操作步骤。

答：①预热开始后，要及时开启塔顶冷凝器的冷却水，冷却水量要足够大。

②记下室温值，接上电源，按下装置上总电压开关，开始加热。

③缓慢加热，开始升温电压约为40～50伏，加热至釜内料液沸腾，此后每隔5～10min 升电压5V 左右，待每块塔板上均建立液层后，转入正常操作。

当塔身出现壁流或塔顶冷凝器出现第一滴液滴时，开启塔身保温电压，开至150 V ，整个实验过程保持保温电压不变。

④等各块塔板上鼓泡均匀，保持加热电压不变，在全回流情况下稳定操作20min 左右，用注射器在塔顶，塔底同时取样，分别取两到三次样，分析结果。

⑹ 实验过程中，如何判断操作已经稳定，可以取样分析？答：判断操作稳定的条件是：塔顶温度恒定。

温度恒定，则塔顶组成恒定。

⑺ 分析样品时，进料、塔顶、塔底的折光率由高到底如何排列？答:折光率由高到底的顺序是：塔底，进料，塔顶。

⑻ 在操作过程中，如果塔釜分析时取不到样品，是何原因？答：可能的原因是：釜内料液高度不够，没有对取样口形成液封。

⑼ 若分析塔顶馏出液时，折光率持续下降，试分析原因？答：可能的原因是：塔顶没有产品馏出，造成全回流操作。

化工原理课后思考题2-14

化工原理第二章流体输送机械问题1. 什么是液体输送机械的压头或扬程?答1．流体输送机械向单位重量流体所提供的能量(J/N)。

问题2. 离心泵的压头受哪些因素影响?答2．离心泵的压头与流量，转速，叶片形状及直径大小有关。

问题3. 后弯叶片有什么优点? 有什么缺点?答3．后弯叶片的叶轮使流体势能提高大于动能提高，动能在蜗壳中转换成势能时损失小，泵的效率高。

这是它的优点。

它的缺点是产生同样理论压头所需泵体体积比前弯叶片的大。

问题4. 何谓"气缚"现象? 产生此现象的原因是什么? 如何防止"气缚"?答4．因泵内流体密度小而产生的压差小，无法吸上液体的现象。

原因是离心泵产生的压差与密度成正比，密度小，压差小，吸不上液体。

灌泵、排气。

问题5. 影响离心泵特性曲线的主要因素有哪些?答5．离心泵的特性曲线指Hｅ～qV，η～qV，Pａ～qV。

影响这些曲线的主要因素有液体密度，粘度，转速，叶轮形状及直径大小。

问题6. 离心泵的工作点是由如何确定的? 有哪些调节流量的方法?答6．离心泵的工作点是由管路特性方程和泵的特性方程共同决定的。

调节出口阀，改变泵的转速。

问题7. 一离心泵将江水送至敞口高位槽, 若管路条件不变, 随着江面的上升,泵的压头He, 管路总阻力损失H f, 泵入口处真空表读数、泵出口处压力表读数将分别作何变化？答7．随着江面的上升，管路特性曲线下移，工作点右移，流量变大，泵的压头下降，阻力损失增加；随着江面的上升，管路压力均上升，所以真空表读数减小，压力表读数增加。

问题8. 某输水管路, 用一台IS50-32-200的离心泵将低位敞口槽的水送往高出3m的敞口槽, 阀门开足后, 流量仅为3m3/h左右。

现拟采用增加一台同型号的泵使输水量有较大提高, 应采用并联还是串联? 为什么?答8．从型谱图上看，管路特性曲线应该通过H=3m、qV =0点和H=13m、qV=3m3/h点，显然，管路特性曲线很陡，属于高阻管路，应当采用串联方式。

化工原理(下)概念题复习

蒸馏复习题一、填空题1. 精馏和蒸馏的区别在于____________________。

2. 在溶液的t-x(y)相图上，存在着_____区，精馏过程应处于_________区。

3. 理想溶液的t-x(y)相图上有两条曲线，下面一条为________线，上面一条为______线。

4. 相对挥发度 =___________________ 。

5. 相对挥发度的大小，反映溶液蒸馏分离的________程度，相对挥发度越大，表明该溶液越______分离。

6. 在某塔板上，离开该板的蒸汽组成与离开该板的液体组成呈平衡状态，则称该板为___________板。

7. 精馏操作中，进料热状况有___种。

8. 气、液两相在设备内呈连续接触的是_________塔，呈逐级接触的是___________塔。

9. 维持精馏塔连续、稳定操作的必要条件是塔顶要有_____________回流，塔底要有汽相回流。

10. 用最小回流比设计精馏塔斯社，所须之塔板数为_______________。

11. 精馏塔在全回流操作时，精馏段操作线、提馏段操作线与_____________重合，回流比R=____________，相应的理论板数为________________。

12. 在____________进料状况下，提馏段上升蒸汽流量等于精馏段上升蒸汽流量。

13. 已知汽液混合进料中，汽相与液相的摩尔数之比为3:2，易挥发组分有摩尔分数为0.3，则q=______。

14. 精馏塔分离某二元物系，当操作压强降低，系统有相对挥发度 _________，溶液的泡点____________，塔顶蒸汽冷凝温度______________。

15. 一精馏塔冷液进料。

由于前段工序的原因，使进料量F增加，但xF、q、R、不变，则L__________ 、V__________、 __________、D __________、W__________ 、xD __________、xW__________。

第十三章热、质同时传递过程-第二节-气液直接接触时的传热与传质

NA—传质速率，kmol/s.m2； kg—气相传质分系数， kmol/s.m2.kpa 湿度:单位质量的干气体带有的水汽量, kg水汽/kg干气
H= M水 M气 × p 水汽 p − p 水汽
p—气相总压，kPa； M—摩尔质量。
对空气—水系统
H = 0.622 p 水汽 p − p 水汽
西北大学化工原理
若已知空气状态（t，H）及物系的kH/α值，而rW和HW是tW的函数，所以须经试差才能求出 tW 。表13-1（P317）列出了不同温度下水的汽化热与空气的饱和温度；图13-5（P308）表示空气-水系统的湿球温度tW与空气状态（t，H）的关系。
西北大学化工原理
西北大学化工原理
西北大学化工原理
西北大学化工原理
对空气—水系统
α
kH
≈ C pH
t w = t as
对某些有机溶液—空气系统
t w > t as
以湿度差为推动力的传质速率式
N A = k H (H S − H )
kg/s.m2
kH—以湿度差为推动力的气相传质系数，kg/s.m2; Hs—气相中水汽分压等于水温下的饱和蒸汽压时气体的湿度； NA—单位时间、单位面积所传递的水分质量数，kg/s.m2。
pS H S = 0.622 p − pS
pS—水温下的饱和蒸汽压。
ps H w = 0.622 p − ps
tWH w − H ) rW
液相的极限温度tW决定于三方面因素：（1）物系性质：rW、Ps=f(tW)及与αg、kH有关的物性；（2）气相状态：t、H或气相中的水气分压；（3）流动条件：影响α、 kH的流动参数。
西北大学化工原理
当流速足够大时，热质传递均以对流为主，且满足： αd Cpμ 0.8 04 Pr = ) Nu = 0.023 Re Pr ( Nu = λ λ μ kH d 0.8 0.33 ) Sh = 0.023Re Sc (Sh = Sc = D ρD

化工原理第13章热、质同时传递的

气液在板式塔中直接接触，塔内无限多块板，塔底
温度将无限接近某极限温度tas。考察塔底最下一级理论板，离开板的气相温度和液相温
度相等，气相水气分压与该级水温的饱和蒸汽压相对，
气相达到饱和，即
Hasf(tas)
由于无穷多级，进入该级水的温度的出该级水的温
度基本相等，且该板对外绝热，无热损失，传热过程
同理，当未饱和气体的水汽分压p水汽等于水温θ下的饱和蒸汽压pS，传质过程瞬时达到平衡，但不饱和空气的温度t必高于水温θ，此时传热继续，水温升高，传质
又开始进行。
可见传热和传质同时进行，一个过程的继续进行必
打破另一个过程的瞬时平衡，使传递方向逆转。
过程的速率
设气液界面温度θi大于气相温度，
q(i t)
湿球温度和绝热饱和温度的关系 1）湿球温度是传热和传质速率均衡的结果，属于动力
学范畴； 2）绝热饱和温度是热量衡算和物料衡算的结果，属于
静力学范畴； 3）对于空气～水系统可以认为湿球温度与绝热饱和温
度相等。其他物系不一定。
13.3 过程的计算 13.衡算（凉水塔）
化工原理第13章热、质同时传递的
13.1 概述在某些过程，热、质传递同时进行，热、质传递速率
互相影响 1）以传热为目的，伴有传质过程，如热气体直接水冷
却；热水直接空气冷却。 2）以传质为目的，伴有传热过程，如空气调节的增湿和
减湿。热气体的直接水冷
气液呈逆流接触，气相向液相进行热量传递，也发生水的汽化或冷凝。
为：液相得到的显热等于气化成蒸汽的潜热回到气相。
VcpH (t tas ) V (Has H) as
tas
t
as
cpH
(Has

华东理工大学化工原理考研大纲

华东理工大学《化工原理》课程研究生入学考试复习大纲考试用教材：《化工原理（第三版）》陈敏恒、丛德滋、方图南、齐鸣斋编，化学工业出版社2006参考书：《化工原理详解与应用》丛德滋、丛梅、方图南编，化学工业出版社2002复习大纲：第一章流体流动概述流体流动的两种考察方法；流体的作用力和机械能；牛顿粘性定律。

静力学静止流体受力平衡得研究方法；压强和势能得分布；压强的表示方法和单位换算；静力学原理的工程应用。

守恒原理质量守恒；流量，平均流速；流动流体的机械能守恒（柏努利方程）；压头；机械能守恒原理的应用；动量守恒原理及其应用。

流体流动的内部结构层流和湍流的基本特征；定态和稳态的概念；湍流强度和尺度的概念；流动边界层及边界层分离现象；管流数学描述的基本方法；剪应力分布。

流体流动的机械能损失沿程阻力损失（湍流阻力）的研究方法———“黑箱法”；当量的概念（当量直径，当量长度，当量粗糙度）；局部阻力损失。

管路计算管路设计型计算的特点、计算方法（参数的选择和优化，常用流速）；管路操作型计算的特点、计算方法；阻力损失对流动的影响；简单的分支管路和汇合管路的计算方法；非定态管路计算（拟定态计算）。

流量和流速的测量毕托管、孔板流量计、转子流量计的原理和计算方法非牛顿流体的流动非牛顿流体的基本特性。

第二章流体输送机械管路特性被输送流体对输送机械的基本能量要求；管路特性方程；带泵管路的分析方法——过程分解法。

离心泵泵的输液原理；影响离心泵理论压头的主要因素（流量、密度及气缚现象等）；泵的功率、效率和实际压头；离心泵的工作点和流量调节方法；离心泵的并联和串联‘离心泵的安装高度、气蚀余量；离心泵的选用。

其它泵容积式泵的工作原理、特点和流量调节方法（以往复泵为主）。

气体输送机械气体输送的特点及全风压的概念；气体输送机械的主要特性；风机的选择；压缩机和真空泵的工作原理，获得真空的方法。

第三章液体搅拌典型的工业搅拌问题；搅拌的目的和方法；搅拌装置，常用搅拌浆的型式，挡板及其它构件；混合效果的度量（均匀性的标准偏差、分割尺度和分割强度）；混合机理；搅拌功率；搅拌器经验放大时需要解决的问题。

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。

第十三章热、质同时传递的过程

2、传质速率 N A = kg ( ps − p) PS为液相温度对应的平衡分压 N A = kH (HS − H ) 以湿度差为推动力
气体湿度 H 的定义：单位质量干气体带有的水汽量 kg水汽 kg干气
空气湿度
H=
湿空气中水汽质量湿空气中干空气质量
=
m水汽 m干气
=
M 水n水 M 气n气
=
18 • 29
=
0.0303kg 水气
/ kg干气
四、热质同时传递过程的计算
1、湿空气热焓 I
单位 kJ / kg干气
定义：1 kg干气焓 + H kg水汽焓
焓基准：干气0℃ 水汽0℃
所以： I = CPg t + HC PV t + Hro
干气比热 + 水汽比热 + 水汽化热
= (CPg + CPV H )t + r0 H = CPH 固定不变，液相状态变化（湿球温度计）
液相极限温度—— 湿球温度 tw
t
过程分析：起初 t = θ水
由于 p水汽 < pS ，过程逆转（传热）
tw
水汽化从其自身吸热使水温θ ↓
气体
此时，t气 > θ水，空气传递显热给水，
空气传热水
水传质空气 ps > p
如果这一热量不足以补偿水的汽化所需热量，水温θ继续下降，降至tw时，在ttw温差下，空气传给水的显热与水汽化所需热量相等，达到平衡状态，水温θ
第十三章热、质同时传递的过程
一、热质同时传递过程的特征与过程方向判断二、热质同时传递过程的速率三、热质同时传递过程的极限四、热质同时传递过程的计算
一、热质同时传递过程的特征与方向判断

3.3热量和质量同时进行时的热质传递.ppt

h
d 2t dy 2
(N AM AcP,A
h
NBM BcP,B )
dt dy
0
因为 h 0
再令：N AM
cA P,A
N B M cB P,B ) h
C0
传质阿克曼修正系数(Ackerman Correction)
0
d 2t dy 2
C0
dt dy
0
边界条件为：
y 0 t t1
y 0 t t2
n
q N i M i c p，i (t t0 ) i 1
如果传递系统中还有温差存在，则传递的热量为；
q
dt dy
n i 1
N i M i c p,i (t
t0 )
薄膜理论
传质速率就可以分子扩散方程式来计算
hm
DAB
0
p pB ,lm
hm
DAB
0
在热量传递中也有膜传热系数
h 0
3.3.2 同一表面上传质过程对传热过程影响
此时壁面上的传热量就大为增加，冷凝器就是这种情况
冷凝器表面的总传热量为：
QK qt N A M ArA
hA(t s
t
) 1
C0 exp( C0
)
hm
A(Cs
C
)M
A rA
根据契尔顿-柯本尔类似律
2
hm
hLe 3
c p
QK
hA(t2
t1
)
1
C0 exp(C0
)
h
c p
2
ALe 3 M ArA (Cs
湍流热质交换过程
qt c
mt V (d1 d2 ) hmd (d1 d2 )