化工原理知识点

绪论

1．单元操作的分类：流体动力学过程、传热过程、传质过程、热质传递过程。

2．化工原理：是研究化工单元操作的基本原理、典型设备的结构和工艺尺寸计算的一门技术基础课，化工原理的学习必须以高等数学，物理学，和物理化学等课程为基础。

第一章流体流动

1．粘度：流体具有粘性，表征流体粘性的物理性质称为粘滞系数，简称粘度，符号μ表示。2．压力的单位换算

1标准大气压（atm）=1.013×105Pa=1.033kgf/cm2=10.33mH2O=760mmHg

3．U形压差计(计算) P1－P2 = R(ρ0－ρ)g

4．P16 公式1-33、1-34、1-35

5．流体的流动类型：层流、湍流。

6．雷诺数

Re≤2000时，流动类型为层流；2000＜Re＜4000时，流动类型不稳定，为过渡区；

Re≥4000，流动类型为湍流。

7．湍流摩擦系数：λ= f(Re，ε/d) 即与雷诺数、相对粗糙度有关。

8．P33 例1-10（计算）

9．流速测量的工具：测速管(皮托管)、孔板流量计、文氏流量计、转子流量计。

第二章流体输送机械

1．气体与液体不同，气体具有可压缩性。用于输送液体的机械称为泵，用于输送气体的机械称为风机及压缩机。

2．气缚：如果离心泵在启动前未充满被输送液体，则泵壳内存在空气。由于空气密度很小，所产生的离心力也很小。此时，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。这样，虽然启动了离心泵，但不能输送液体。此现象称为“气缚”。

汽蚀：离心泵安装高度提高时，将导致泵内压力降低，泵内压力最低点通常位于叶轮叶片进口稍后的一点附近。当此处压力降至被输送液体的饱和蒸汽压时，将发生沸腾，所生成的蒸汽泡在随液体从入口向外周流动中，又因压力迅速增大而急剧冷凝。会使液体以很大的速度从周围冲向气泡中心，产生频率很高、瞬时压力很大的冲击，这种现象称为汽蚀现象。

本质原因：入口压力小于流体输送温度下的饱和蒸汽压。

3．离心泵的主要性能参数

工作原理

基本部件：叶轮（6~12片后弯叶片）；泵壳（蜗壳）（集液和能量转换装置）；轴封装置（填料函、机械端面密封）。

原理：借助高速旋转的叶轮不断吸入、排出液体。

注意：离心泵无自吸能力，因此在启动前必须先灌泵，且吸入管路必须有底阀，否则将发生“气缚”现象。

某离心泵运行一年后如发现有气缚现象，则应检查进口管路是否有泄漏现象。

离心泵的安装高度超过允许安装高度时会发生气蚀现象。

（1）流量q v泵的流量是指单位时间内泵所输送的液体体积，以q v表示，其单位m3/s.（2）压头H

离心泵的压头（又称扬程）是指离心泵对单位重量液体所提供的能量，以H表示，其单

位为m。H=h0+(p2-p1)/ρg

h0—压力表与真空表之间的垂直距离，m

p1、p2—泵出、入口截面处的压力，其差值等于入口处的真空表读数与出口处的压力表读数之和，Pa

（3）轴功率P 离心泵的轴功率是指泵轴所需的功率。P=Pe/η

（4）功率η效率等于有效功率与轴功率之比，其表达式为η= Pe/ P 另外Pe= q v Hρg 4．离心泵的特性曲线及其影响因素

（1）H~q v曲线H随q v的增大而减小

（2）P~q v曲线P随q v的增大而增大。当q v=0是，P最小。

（3）η~q v曲线开始η随q v的增大而增大，达到最大值后，又随q v的增大而减小。

5．离心泵的类型：清水泵、油泵、耐腐蚀泵、杂质泵、高温泵、高温高压泵、低温泵、液下泵。

6．气体输送机械

通风机：终压（表压）不大于15kPa，压缩比不大于1.15；

鼓风机：终压（表压）为15~300 kPa，压缩比小于4；

压缩机：终压（表压）在300 kPa以上，压缩比大于4；

真空泵：将低于大气压的气体从容器或设备内抽到大气中，出口压力为大气压或略高于大气压，压缩比根据所造成的真空度决定。

第三章非均相混合物的分离

1．沉降：是指在外力的作用下，利用连续相与分散相的密度差异，使之发生相对运动而分离的操作。根据外力不同，分为重力沉降和离心沉降。

2．重力沉降：是指在重力的作用下发生的沉降过程。

3．重力沉降设备降尘室的生产能力q v仅与其底面积Lb及颗粒的沉降速度u t有关，而与降尘室的高度H无关。q v ≦Lbu t

4．旋风分离器的操作原理：上部带有切向入口的圆筒，下部为圆锥形。含尘气体以15~20 m/s 的速度由圆筒上部的进气管切向进入，受到器壁的约束力由上向下作螺旋运动，在惯性离心力的作用力，颗粒被甩到器壁，沿壁面落至锥底的排灰口排出而与气体分离。净化后的气体在中心轴附近由下向上作螺旋运动，最后由顶部排气管排出。

5．旋风分离器一般用于除去气流中直径5~50μm的颗粒。对于直径在200μm以上的大颗粒，最好先用重力沉降法除去。

6．过滤：是以某种多孔性物质为介质，在外力作用下，使悬浮液中的液体通过介质的孔道，而固体颗粒被截留在介质上，从而实现悬浮液中固液分离的操作。

7．过滤方式：饼层过滤（也称表面过滤）和深床过滤。

8．过滤操作的特点：随着过滤操作的进行，滤饼厚度逐渐增大，过滤阻力也随之增大，如果在恒定压差条件下，过滤速度必然逐渐减小。如果要保持一定的过滤速度，就要逐渐增大压力差，来克服逐渐增大的过滤阻力。

9．过滤设备：按操作方式分为连续式和间歇式；按照生产压差的方式不同，可分为压滤机、吸滤机、离心过滤机

10．常用的过滤设备：板框压滤机、加压叶滤机、转筒真空过滤机、离心过滤机

11．板框压滤机洗涤与过滤的区别：洗涤与过滤时所走路径不同，过滤时的面积是洗涤的2倍，而过滤时滤液经过的滤饼厚度仅为洗涤时的1/2。

第四章传热