化工原理第三章 液体的搅拌
化工原理第三章沉降与过滤PPT
利用真空泵降低过滤介质两侧 的压力差进行过滤，适用于易 产生泡沫或悬浮液中含有大量
气体的场合。
过滤设备与操作
板框压滤机
由滤板和滤框组成，适 用于各种颗粒分离，但
操作较繁琐。
转筒真空过滤机
叶滤机
袋式过滤器
结构简单，操作方便， 但只适用于颗粒较大的
分离。
适用于精细颗粒的分离， 但设备成本较高。
过滤原理
利用颗粒大小、形状、密度等物 理性质的差异，使不同颗粒在过 滤介质两侧形成不同的速度或动 量，从而实现分离。
过滤操作的分类
恒压过滤
在恒定压力下进行过滤，适用 于颗粒粒度较小、悬浮液粘度
较大的情况。
变压过滤
在改变压力下进行过滤，适用 于颗粒粒度较大、悬浮液粘度 较小的情况。
热过滤
在加热条件下进行过滤，适用 于悬浮液中含有热敏性物质的 情况。
设备
沉降槽、沉降池、离心机等。
操作
将悬浮液引入沉降设备中，在重力作用下使固体颗粒下沉，上清液从上部排出， 底部沉积的固体经过排出装置排出。操作过程中需控制适当的温度、流量和停留 时间等参数，以保证分离效果。
02
过滤
过滤的定义与原理
过滤定义
通过多孔介质使固体颗粒截留， 从而使液体与固体分离的操作。
实验步骤 1. 准备实验装置，包括过滤器、压力计、流量计等。
2. 将过滤介质放入过滤器中。
过滤实验操作
3. 将待测流体引入过滤器，并施加一定的压力。 5. 收集过滤后的流体样本，测量其中颗粒的浓度。
4. 记录不同时刻的流量和压差数据。
注意事项：确保过滤器密封性好，避免流体泄漏；保持 恒定的流体流量和压力，以获得准确的实验数据。
陈敏恒《化工原理》第5版上册配套考研题库
陈敏恒《化工原理》第5版上册配套考研题库陈敏恒《化工原理》（第5版）（上册）配套题库【考研真题精选＋章节题库】目录第一部分考研真题精选一、选择题二、填空题三、简答题四、计算题第二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•试看部分内容考研真题精选一、选择题1流体在圆形直管中流动时，若流动已进入完全湍流区，则随着流速的增大，下列四种论述中正确的是（）。
[华南理工大学2017年研]A．摩擦系数减少，阻力损失增大B．摩擦系数是雷诺数和相对粗糙度的函数，阻力损失与流速的平方成正比C．摩擦系数减少，阻力损失不变D．摩擦系数与流速无关，阻力损失与流速的平方成正比【答案】D查看答案【解析】当流体进入完全湍流区时，摩擦系数和粗糙程度有关，而随着流速的增大，摩擦系数不变，由阻力损失公式可知，阻力损失只与流速的平方成正比。
2层流与湍流的本质区别是（）。
[中南大学2012年研]A．湍流流速＞层流流速B．流道截面大的为湍流，截面小的为层流C．层流的雷诺数＜湍流的雷诺数D．层流无径向脉动，而湍流有径向脉动【答案】D查看答案【解析】流体做层流流动时，其质点做有规则的平行运动，各质点互不碰撞，互不混合。
流体做湍流流动时，其质点做不规则的杂乱运动并相互碰撞，产生大大小小的漩涡，即湍流向前运动的同时，还有径向脉动。
3一台正在工作的往复泵，关于其流量表述正确的是（）。
[浙江大学2014年研]A．实际流量与出口阀的开度有关B．实际流量与活塞的行程（移动距离）无关C．实际流量与电机转速无关D．实际流量与泵的扬程在一定范围内有关【答案】C查看答案【解析】往复泵的流量（排液能力）只与泵的几何尺寸和活塞的往复次数有关，而与泵的压头及管路情况无关，即无论在什么压头下工作，只要往复一次，泵就排出一定体积的液体，所以往复泵是一种典型的容积式泵。
4离心泵的调节阀关小时，（）。
王志魁《化工原理》课后思考题参考答案
王志魁《化工原理》课后思考题参考答案2-1 流体输送机械有何作用？答：提高流体的位能、静压能、流速，克服管路阻力。
2-2 离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体？启动后，液体在泵内是如何提高压力的？泵入口的压力处于什么状体？答：离心泵在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。
由于空气的密度很小，所产生的离心力也很小。
如今，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。
虽启动离心泵，但不能输送液体（气缚）；启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐步扩大，大部分动能转变为静压能。
泵入口处于一定的真空状态（或者负压）2-3 离心泵的要紧特性参数有什么？其定义与单位是什么？1、流量q v : 单位时间内泵所输送到液体体积，m 3/s, m 3/min, m 3/h.。
2、扬程H ：单位重量液体流经泵所获得的能量，J/N ，m3、功率与效率：轴功率P ：泵轴所需的功率。
或者电动机传给泵轴的功率。
有效功率P e ：gH q v ρ=e P效率η：pP e =η 2-4 离心泵的特性曲线有几条？其曲线的形状是什么样子？离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门？ 答：1、离心泵的H 、P 、η与q v 之间的关系曲线称之特性曲线。
共三条；2、离心泵的压头H 通常随流量加大而下降离心泵的轴功率P 在流量为零时为最小，随流量的增大而上升。
η与q v 先增大，后减小。
额定流量下泵的效率最高。
该最高效率点称之泵的设计点，对应的值称之最佳工况参数。
3、关闭出口阀，使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。
2-5 什么是液体输送机械的扬程？离心泵的扬程与流量的关系是如何测定的？液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响？答：1、单位重量液体流经泵所获得的能量2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表与压力表，在这两处管路截面1、2间列伯努利方程得：f V M H gu u g P P h H ∑+-+-+=221220ρ 3、离心泵的流量、压头均与液体密度无关，效率也不随液体密度而改变，因而当被输送液体密度发生变化时，H-Q 与η-Q 曲线基本不变，但泵的轴功率与液体密度成正比。
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.边界层分离现象在逆压强梯度下,因外层流体的动量来不及传给边界层,而形成边界层脱体的现象.雷诺数的物理意义雷诺数是惯性力与粘性力之比.量纲分析实验研究方法的主要步骤:①经初步实验列出影响过程的主要因素；②无量纲化减少变量数并规划实验；③通过实验数据回归确定参数及变量适用范围,确定函数形式.摩擦系数层流区,λ与Re成反比,λ与相对粗糙度无关；一般湍流区,λ随Re增加而递减,同时λ随相对粗糙度增大而增大；充分湍流区,λ与Re无关,λ随相对粗糙度增大而增大.完全湍流粗糙管当壁面凸出物低于层流内层厚度,体现不出粗糙度过对阻力损失的影响时,称为水力光滑管.Re很大,λ与Re无关的区域,称为完全湍流粗糙管.同一根实际管子在不同的Re下,既可以是水力光滑管,又可以是完全湍流粗糙管.局部阻力当量长度把局部阻力损失看作相当于某个长度的直管,该长度即为局部阻力当量长度.毕托管特点毕托管测量的是流速,通过换算才能获得流量.驻点压强在驻点处,动能转化成压强称为动压强,所以驻点压强是静压强与动压强之和.孔板流量计的特点恒截面,变压差.结构简单,使用方便,阻力损失较大.转子流量计的特点恒流速,恒压差,变截面.非牛顿流体的特性塑性：只有当施加的剪应力大于屈服应力之后流体才开始流动.假塑性与涨塑性：随剪切率增高,表观粘度下降的为假塑性.随剪切率增高,表观粘度上升的为涨塑性.触变性与震凝性：随剪应力t作用时间的延续,流体表观粘度变小,当一定的剪应力t所作用的时间足够长后,粘度达到定态的平衡值,这一行为称为触变性.反之,粘度随剪切力作用时间延长而增大的行为则称为震凝性.粘弹性：不但有粘性,而且表现出明显的弹性.具体表现如：爬杆效应、挤出胀大、无管虹吸.第二章流体输送机械管路特性方程管路对能量的需求,管路所需压头随流量的增加而增加.输送机械的压头或扬程流体输送机械向单位重量流体所提供的能量J/N. 离心泵主要构件叶轮和蜗壳.离心泵理论压头的影响因素离心泵的压头与流量,转速,叶片形状及直径大小有关.叶片后弯原因使泵的效率高.气缚现象因泵内流体密度小而产生的压差小,无法吸上液体的现象.离心泵特性曲线离心泵的特性曲线指Hｅ～qV,η～qV, Pａ～qV.离心泵工作点管路特性方程和泵的特性方程的交点.离心泵的调节手段调节出口阀,改变泵的转速.汽蚀现象液体在泵的最低压强处叶轮入口汽化形成气泡,又在叶轮中因压强升高而溃灭,造成液体对泵设备的冲击,引起振动和侵蚀的现象.必需汽蚀余量NPSHr泵入口处液体具有的动能和压强能之和必须超过饱和蒸汽压强能多少离心泵的选型类型、型号①根据泵的工作条件,确定泵的类型；②根据管路所需的流量、压头,确定泵的型号.正位移特性流量由泵决定,与管路特性无关.往复泵的调节手段旁路阀、改变泵的转速、冲程.离心泵与往复泵的比较流量、压头前者流量均匀,随管路特性而变,后者流量不均匀,不随管路特性而变.前者不易达到高压头,后者可达高压头.前者流量调节用泵出口阀,无自吸作用,启动时关出口阀；后者流量调节用旁路阀,有自吸作用,启动时开足管路阀门.通风机的全压、动风压通风机给每立方米气体加入的能量为全压Pa=J/m3,其中动能部分为动风压.真空泵的主要性能参数①极限真空；②抽气速率.第三章液体的搅拌搅拌目的均相液体的混合,多相物体液液,气液,液固的分散和接触,强化传热.搅拌器按工作原理分类搅拌器按工作原理可分为旋桨式,涡轮式两大类.旋桨式大流量,低压头；涡轮式小流量,高压头.混合效果搅拌器的混合效果可以用调匀度、分隔尺度来度量.宏观混合总体流动是大尺度的宏观混合；强烈的湍动或强剪切力场是小尺度的宏观混合.微观混合只有分子扩散才能达到微观混合.总体流动和强剪切力场虽然本身不是微观混合,但是可以促进微观混合,缩短分子扩散的时间.搅拌器的两个功能产生总体流动；同时形成湍动或强剪切力场.改善搅拌效果的工程措施改善搅拌效果可采取增加搅拌转速、加挡板、偏心安装搅拌器、装导流筒等措施.第四章流体通过颗粒层的流动非球形颗粒的当量直径球形颗粒与实际非球形颗粒在某一方面相等,该球形的直径为非球形颗粒的当量直径,如体积当量直径、面积当量直径、比表面积当量直径等.形状系数等体积球形的表面积与非球形颗粒的表面积之比.分布函数小于某一直径的颗粒占总量的分率.频率函数某一粒径范围内的颗粒占总量的分率与粒径范围之比.颗粒群平均直径的基准颗粒群的平均直径以比表面积相等为基准.因为颗粒层内流体为爬流流动,流动阻力主要与颗粒表面积的大小有关.床层比表面单位床层体积内的颗粒表面积.床层空隙率单位床层体积内的空隙体积.数学模型法的主要步骤数学模型法的主要步骤有①简化物理模型②建立数学模型③模型检验,实验确定模型参数.架桥现象尽管颗粒比网孔小,因相互拥挤而通不过网孔的现象.过滤常数及影响因素过滤常数是指 K、qe.K与压差、悬浮液浓度、滤饼比阻、滤液粘度有关；qe与过滤介质阻力有关.它们在恒压下才为常数.过滤机的生产能力滤液量与总时间过滤时间和辅助时间之比.最优过滤时间使生产能力达到最大的过滤时间.加快过滤速率的途径①改变滤饼结构；②改变颗粒聚集状态；③动态过滤.第五章颗粒的沉降和流态化曳力表面曳力、形体曳力曳力是流体对固体的作用力,而阻力是固体壁对流体的力,两者为作用力与反作用力的关系.表面曳力由作用在颗粒表面上的剪切力引起,形体曳力由作用在颗粒表面上的压强力扣除浮力的部分引起.自由沉降速度颗粒自由沉降过程中,曳力、重力、浮力三者达到平衡时的相对运动速度.离心分离因数离心力与重力之比.旋风分离器主要评价指标分离效率、压降.总效率进入分离器后,除去的颗粒所占比例.粒级效率某一直径的颗粒的去除效率.分割直径粒级效率为50%的颗粒直径.流化床的特点混合均匀、传热传质快；压降恒定、与气速无关.两种流化现象散式流化和聚式流化.聚式流化的两种极端情况腾涌和沟流.起始流化速度随着操作气速逐渐增大,颗粒床层从固定床向流化床转变的空床速度.带出速度随着操作气速逐渐增大,流化床内颗粒全被带出的空床速度.气力输送利用气体在管内的流动来输送粉粒状固体的方法.第六章传热传热过程的三种基本方式直接接触式、间壁式、蓄热式.载热体为将冷工艺物料加热或热工艺物料冷却,必须用另一种流体供给或取走热量,此流体称为载热体.用于加热的称为加热剂；用于冷却的称为冷却剂.三种传热机理的物理本质传导的物理本质是分子热运动、分子碰撞及自由电子迁移；对流的物理本质是流动流体载热；热辐射的物理本质是电磁波. 间壁换热传热过程的三个步骤热量从热流体对流至壁面,经壁内热传导至另一侧,由壁面对流至冷流体.导热系数物质的导热系数与物质的种类、物态、温度、压力有关.热阻将传热速率表达成温差推动力除以阻力的形式,该阻力即为热阻.推动力高温物体向低温传热,两者的温度差就是推动力.流动对传热的贡献流动流体载热.强制对流传热在人为造成强制流动条件下的对流传热.自然对流传热因温差引起密度差,造成宏观流动条件下的对流传热.自然对流传热时,加热、冷却面的位置应该是加热面在下,制冷面在上,这样有利于形成充分的对流流动.努塞尔数、普朗特数的物理意义努塞尔数的物理意义是对流传热速率与导热传热速率之比.普朗特数的物理意义是动量扩散系数与热量扩散系数之比,在α关联式中表示了物性对传热的贡献.α关联式的定性尺寸、定性温度用于确定关联式中的雷诺数等准数的长度变量、物性数据的温度.比如,圆管内的强制对流传热,定性尺寸为管径d、定性温度为进出口平均温度.大容积自然对流的自动模化区自然对流α与高度h无关的区域.液体沸腾的两个必要条件过热度tw-ts、汽化核心.核状沸腾汽泡依次产生和脱离加热面,对液体剧烈搅动,使α随Δt急剧上升.第七章蒸发蒸发操作及其目的蒸发过程的特点二次蒸汽溶液沸点升高疏水器气液两相流的环状流动区域加热蒸汽的经济性蒸发器的生产强度提高生产强度的途径提高液体循环速度的意义节能措施杜林法则多效蒸发的效数在技术经济上的限制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/PBm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∝.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①G、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.HOG的含义塔段为一个传质单元高,气体流经一个传质单元的浓度变化等于该单元内的平均推动力.常用设备的HOG值～m.吸收剂三要素及对吸收结果的影响吸收剂三要素是指t、x2、L.t↓,x2↓,L↑均有利于吸收.化学吸收与物理吸收的区别溶质是否与液相组分发生化学反应.增强因子化学吸收速率与物理吸收速率之比.容积过程慢反应使吸收成容积过程.表面过程快反应使吸收成表面过程.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2P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.露点露点指气相混合物冷却至出现第一个液滴时的温度.非理想物系汽液相平衡关系偏离拉乌尔定律的成为非理想物系.总压对相对挥发度的影响压力降低,相对挥发度增加.平衡蒸馏连续过程且一级平衡.简单蒸馏间歇过程且瞬时一级平衡.连续精馏连续过程且多级平衡.间歇精馏时变过程且多级平衡.特殊精馏恒沸精馏、萃取精馏等加第三组分改变α.实现精馏的必要条件回流液的逐板下降和蒸汽逐板上升,实现汽液传质、高度分离.理论板离开该板的汽液两相达到相平衡的理想化塔板.板效率经过一块塔板之后的实际增浓与理想增浓之比.恒摩尔流假设及主要条件在没有加料、出料的情况下,塔段内的汽相或液相摩尔流率各自不变.组分摩尔汽化热相近,热损失不计,显热差不计.加料热状态参数q值的含义及取值范围一摩尔加料加热至饱和汽体所需热量与摩尔汽化潜热之比,表明加料热状态.取值范围：q<0过热蒸汽,q=0饱和蒸汽,0<q<1汽液混和物,q=1饱和液体,q>1冷液.建立操作线的依据塔段物料衡算.操作线为直线的条件液汽比为常数恒摩尔流.最优加料位置在该位置加料,使每一块理论板的提浓度达到最大.挟点恒浓区的特征汽液两相浓度在恒浓区几乎不变.芬斯克方程求取全回流条件下,塔顶塔低浓度达到要求时的最少理论板数.最小回流比达到指定分离要求所需理论板数为无穷多时的回流比,是设计型计算特有的问题.最适宜回流比使设备费、操作费之和最小的回流比.灵敏板塔板温度对外界干扰反映最灵敏的塔板,用于预示塔顶产品浓度变化.间歇精馏的特点操作灵活、适用于小批量物料分离.恒沸精馏与萃取精馏的主要异同点相同点：都加入第三组份改变相对挥发度；区别：①前者生成新的最低恒沸物,加入组分从塔顶出；后者不形成新恒沸物,加入组分从塔底出.②操作方式前者可间歇,较方便.③前者消耗热量在汽化潜热,后者在显热.多组分精馏流程方案选择选择多组分精馏的流程方案需考虑①经济上优化；②物性；③产品纯度.关键组分对分离起控制作用的两个组分为关键组分,挥发度大的为轻关键组分；挥发度小的为重关键组分.清晰分割法清晰分割法假定轻组分在塔底的浓度为零,重组分在塔顶的浓度为零.全回流近似法全回流近似法假定塔顶、塔底的浓度分布与全回流时相近第十章气液传质设备板式塔的设计意图①气液两相在塔板上充分接触,②总体上气液逆流,提供最大推动力.对传质过程最有利的理想流动条件总体两相逆流,每块板上均匀错流.三种气液接触状态鼓泡状态：气量低,气泡数量少,液层清晰.泡沫状态：气量较大,液体大部分以液膜形式存在于气泡之间,但仍为连续相.喷射状态：气量很大,液体以液滴形式存在,气相为连续相.转相点由泡沫状态转为喷射状态的临界点.板式塔内主要的非理想流动液沫夹带、气泡夹带、气体的不均匀流动、液体的不均匀流动.板式塔的不正常操作现象夹带液泛、溢流液泛、漏液.筛板塔负荷性能图将筛板塔的可操作范围在汽、液流量图上表示出来. 湿板效率考虑了液沫夹带影响的塔板效率.全塔效率全塔的理论板数与实际板数之比.操作弹性上、下操作极限的气体流量之比.常用塔板类型筛孔塔板、泡罩塔板、浮阀塔板、舌形塔板、网孔塔板等. 填料的主要特性参数①比表面积ａ,②空隙率ε,③填料的几何形状.常用填料类型拉西环,鲍尔环,弧鞍形填料,矩鞍形填料,阶梯形填料,网体填料等.载点填料塔内随着气速逐渐由小到大,气液两相流动的交互影响开始变得比较显着时的操作状态为载点.泛点气速增大至出现每米填料压降陡增的转折点即为泛点.最小喷淋密度保证填料表面润湿、保持一定的传质效果所需的液体速度. 等板高度HETP分离效果相当于一块理论板的填料层高度.填料塔与板式塔的比较填料塔操作范围小,宜处理不易聚合的清洁物料,不易中间换热,处理量较小,造价便宜,较宜处理易起泡、腐蚀性、热敏性物料,能适应真空操作.板式塔适合于要求操作范围大,易聚合或含固体悬浮物,处理量较大,设计要求比较准确的场合.第十一章液液萃取萃取的目的及原理目的是分离液液混合物.原理是混合物各组分溶解度的不同.溶剂的必要条件①与物料中的Ｂ组份不完全互溶,②对Ａ组份具有选择性的溶解度.临界混溶点相平衡的两相无限趋近变成一相时的组成所对应的点.和点两股流量的平均浓度在相图所对应的点.差点和点的流量减去一股流量后剩余的浓度在相图所对应的点.分配曲线相平衡的yA ~ xA曲线.最小溶剂比当萃取相达到指定浓度所需理论级为无穷多时,相应的S/F为最小溶剂比.选择性系数β=yA/yB/xA/xB.操作温度对萃取的影响温度低,B、S互溶度小,相平衡有利些,但粘度大等对操作不利,所以要适当选择.第十二章其他传质分离方法溶液结晶操作的基本原理溶液的过饱和.造成过饱和度方法冷却,蒸发浓缩.晶习各晶面速率生长不同,形成不同晶体外形的习性.溶解度曲线结晶体与溶液达到相平衡时,溶液浓度随温度的变化曲线. 超溶解度曲线溶液开始析出结晶的浓度大于溶解度,溶液浓度随温度的变化曲线为超溶解度曲线,超溶解度曲线在溶解度曲线之上.溶液结晶的两个阶段晶核生成,晶体成长.晶核的生成方式初级均相成核,初级非均相成核,二次成核.再结晶现象小晶体溶解与大晶体成长同时发生的现象.过饱和度对结晶速率的影响过饱和度ΔC大,有利于成核；过饱和度ΔC 小,有利于晶体成长.吸附现象流体中的吸附质借助于范德华力而富集于吸附剂固体表面的现象.物理吸附与化学吸附的区别物理吸附靠吸附剂与吸附质之间的范德华力,吸附热较小；化学吸附靠吸附剂与吸附质之间的化学键合,吸附热较大. 吸附分离的基本原理吸附剂对流体中各组分选择性的吸附.常用的吸附解吸循环变温吸附,变压吸附,变浓度吸附,置换吸附.常用吸附剂活性炭,硅胶,活性氧化铝,活性土,沸石分子筛,吸附树脂等. 吸附等温线在一定的温度下,吸附相平衡浓度随流体相浓度变化的曲线. 传质内扩散的四种类型分子扩散,努森扩散,表面扩散,固体晶体扩散. 负荷曲线固定床吸附器中,固体相浓度随距离的变化曲线称为负荷曲线. 浓度波固定床吸附器中,流体相浓度随距离的变化曲线称为浓度波.透过曲线吸附器出口流体相浓度随时间的变化称为透过曲线.透过点透过曲线中,出口浓度达到5%进口浓度时,对应的点称为透过点.饱和点透过曲线中,出口浓度达到95%进口浓度时,对应的点称为饱和点. 膜分离基本原理利用固体膜对流体混合物各组分的选择性渗透,实现分离.分离过程对膜的基本要求截留率,透过速率,截留分子量.膜分离推动力压力差,电位差.浓差极化溶质在膜表面被截留,形成高浓度区的现象.阴膜阴膜电离后固定基团带正电,只让阴离子通过.阳膜阳膜电离后固定基团带负电,只让阳离子通过.气体混合物膜分离机理努森流的分离作用；均质膜的溶解、扩散、解吸.第十四章固体干燥物料去湿的常用方法机械去湿、吸附或抽真空去湿、供热干燥等.对流干燥过程的特点热质同时传递.主要操作费用空气预热、中间加热. tas与tW在物理含义上的差别 tas由热量衡算导出,属于静力学问题；tW 是传热传质速率均衡的结果,属于动力学问题.改变湿空气温度、湿度的工程措施加热、冷却可以改变湿空气温度；喷水可以增加湿空气的湿度,也可以降低湿空气的湿度,比如喷的是冷水,使湿空气中的水分析出.平衡蒸汽压曲线物料平衡含水量与空气相对湿度的关系曲线.结合水与非结合水平衡水蒸汽压开始小于饱和蒸汽压的含水量为结合水,超出部分为非结合水.。
化工原理流体流动的应用及实例
化工原理流体流动的应用及实例1. 简介流体力学是研究流体运动规律的科学，广泛应用于化工工程中。
在化工过程中，流体的流动对于反应速率、传热效果和工艺效率等方面都起着重要作用。
本文将介绍化工原理中流体流动的应用及实例。
2. 流体流动的分类在化工领域中，流体流动可以分为两类：衡流和非衡流。
2.1 衡流衡流是指流体在管道内的流动，具有稳定的流速和压力分布。
它满足连续性方程、动量方程和能量方程。
衡流流动可以通过流速、流量和压降等参数来描述。
2.2 非衡流非衡流是指流体在化工设备中非常复杂的流动情况，包括回流、湍流、涡流等。
非衡流较难用传统的流体力学方程来描述，通常需要借助数值模拟等方法进行分析。
3. 流体流动的应用流体流动在化工过程中有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：3.1 液体搅拌在化工工艺中，往往需要将不同组分的液体充分混合，以实现化学反应或增加反应效果。
液体搅拌是一种常用的方法，通过产生旋涡和湍流，使不同组分快速混合。
常见的液体搅拌设备有搅拌罐、搅拌桨等。
3.2 气体输送在化工过程中，常常需要将气体从一个设备输送到另一个设备，如将废气排放到废气处理系统中。
气体输送需要考虑管道阻力、泵站、阀门等因素的影响，以确保气体顺利输送。
3.3 流体分离在一些化工过程中，需要将混合物中的不同组分进行分离，以实现纯化或回收。
常见的分离方法包括离心分离、膜分离等。
通过合理设计分离设备，可以实现高效的流体分离。
3.4 流体反应化工反应通常需要在特定的流体环境下进行，以实现理想的反应速率和产物选择性。
流体流动可以通过改变反应器的结构和内部流动形式，调控反应条件和传热效果，从而达到理想的反应效果。
4. 实例分析4.1 反应塔反应塔是一种常见的化工设备，用于进行气液或液液相的反应。
在反应过程中，通过改变反应塔内部的流动形式和液滴分布，可以实现理想的反应条件。
例如，在苯和氯气反应过程中，通过调节氯气的进料位置和流量，可以控制苯的氯化程度。
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，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?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。
15、何谓水力光滑管?何谓完全湍流粗糙管?当壁面凸出物低于层流内层厚度，体现不出粗糙度过对阻力损失的影响时，称为水力光滑管。
华东理工大学化工原理简答题真题汇总
何谓轨线？何谓流线？为何流线互不订交？99答：轨线是同一流体质点在不一样时辰所占空间地点的连线；流线是采纳欧拉法观察的结果，流线上各点的切线表示该点的速度方向；因为同一点只有一个速度，由此可知，流线互不订交。
2. 动能校订系数α为何老是大于、等于1的？试说明原由？00简述数学模型法例划实验的主要步骤。
00、03、06、10答：数学模型实验研究方法立足于对所研究过程的深刻理解，按以下主要步骤进行工作：①将复杂的真切过程自己化简成易于用数学方程式描绘的物理模型；②将所获取的物理模型进行数学描绘即成立数学模型；③经过实验对数学模型的合理性进行查验并测定模型参数。
4. 流体流动过程中，稳固性是指什么？定态性是指什么？01简述因次论指导下的实验研究方法的主要步骤。
01、04答：因次剖析法的详细步骤：①找出影响过程的独立变量；②确立独立变量所波及的根本因次；③结构因变量和自变量的函数式，往常以指数方程的形式表示；④用根本因次表示所有独立变量的因次，并出各独立变量的因次式；⑤依照物理方程的因次一致性原那么和π定理获取准数方程；⑥经过实验概括总结准数方程的详细函数式。
层流与湍流的实质差别是什么？02答：湍流的最根本特色是出现了径向的速度脉动。
当流体在管内层流时，只有轴向速度而无径向速度，牛顿型流体听从牛顿粘性定律；但是在湍流时，流体质点沿管道流动的同时还出现了径向的随机脉动，这类脉动加快了径向的动量、热量和质量的传质，动量的传达不单因因为分子运动，而根源于流体质点的横向脉动速度。
非牛顿流体中，塑性流体的特色是什么？02、05、06、10答：含固体量许多的悬浮体常表现出塑性的力学特色，即只有当施加的剪应力大于某一临界值〔折服应力〕以后才开始流动，流动发生后，往常拥有剪切稀化性质，也可能在某一剪切率范围内有剪切增稠现象。
8. 什么是流体流动的界限层？界限层分离的条件是什么？03答：因为流体粘性的作用，凑近壁面的流体将接踵受阻而降速，跟着流体沿壁面前流动，流体受影响的地区渐渐扩大，而流速降为未受边壁影响流速的99%之内的地区即为界限层。
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。
第三章液体的搅拌
qV d1 d 2 4. 不变， H n1 n2
具体要看混合效果，可能这四个准则都不适用， 须找新的放大规律。
5 搅拌器的放大 5.1 放大过程（设计） 小试→中试→工业设计，逐级放大 设计中要解决： 1. 搅拌器的类型、搅拌釜的形状 ——看工艺过程特点 2. 几何尺寸、转速n、功率P ——看放大准则 几何相似放大——便于用同一根功率曲线
5.2 放大准则 2 2 nd 2 1． ReM 不变， n1d1 n2d 2
p
2 K Re, d d 2 p
l u2
l u2 hf Re, d d 2
（三）湍流时的摩擦系数 λ=ψ(Re,ε/d)
⊿p = K da lb uc ρd μe εf
量纲的一致性：
M L-1 T-2 = La Lb (L T-1)c (M L-3)d (M T-1 L-1)e Lf
M L-1 T-2 = Md+e · La+b+c-3d-e+f · T-c-e d+e=1 a+b+c-3d-e+f=-1 -c-e=-2 a=-b-e-f 设b，e，f 已知，则： c=2-e d=1-e
3 搅拌器的性能 3.1 常用搅拌器的性能 1. 旋桨式搅拌器 qV大，H小，轴向流出 叶片端速度5~15m/s 适于低粘度液体 μ<10Pa· s 2. 涡轮式搅拌器 qV小，H大，径向流出 叶片端速度3~8m/s 适于中等粘度液体 μ<50Pa· s
柴诚敬《化工原理》笔记和课后习题(含考研真题)详解液体搅拌【圣才出品】
当
时，流体达湍流状态。
（3）搅拌槽内液体的循环量和压头
①排液量和液体的循环量
对于几何相似的叶轮，其排液量 、叶轮直径 d 和转速 n 之间存在如下关系。即
式中 为叶轮的排液量， 。 ②搅拌槽内液体的压头
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压头通常用动压头的倍数来表示，即
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搅拌器叶轮的工作原理类似于离心泵的叶轮，在全挡板条件下，其压头随转速呈平方关 系化。采用小直径叶轮、高转速操作可产生高剪切作用，增加液体湍动。
对于高黏度液体，采用大叶片、低转速近壁型搅拌器，如锚式、框式、螺带式等。螺杆 式搅拌器往往与导流筒联合使用，以提高搅拌效果。
折叶叶轮居径向流和轴向流二者之间，但更接近于轴向流。搅拌槽壁上设置挡板，可产
生轴向流分量。
（2）流体的流动状态
当
时，叶轮周围液体随叶轮旋转作周向流，远离叶轮的液体基本是静止的，属
于完全层流。
当
时，液体的运动达到槽壁，并沿槽壁有少量上下循环流发生，此现象为
部分层流，仍为层流范围。
当
时。桨叶附近的液体已出现湍流，而其外周仍为层流，此为过渡流状态。
式中
（4）增强搅拌槽内液体湍动的措施 增强槽内液体的湍动，即增大液体循环流动的阻力（加大内部剪切力），体现为搅拌压 头的提高和搅拌功率的加大。为强化槽内液体的湍动，可采取如下措施。 ①抑制“打旋”现象的发生 抑制“打旋”现象发生可采取的方法有： a．搅拌槽内设置档板 最常用的挡板是在槽内沿槽壁纵向安装几块阻碍流体环形状流动的条形钢板。挡板可将 切向流动转化为径向流动和轴向流动，并增大被搅拌液体的湍动，从而改善搅拌效果。 槽内设置的其他能阻止水平回转流动的附件，如温度计套管。各种型式的换热器也能起 到挡板作用。 b．破坏液体循环回路的对称性 ②导流筒 当需要控制液体的流动方向和速度以确定某一特定流动场时，可在搅拌槽内设置导流 筒。 导流筒的作用在于加强搅拌器对液体的直接剪切作用，既可有效消除短路现象，又有助 于消除死区，确定充分的循环流型。 ③提高搅拌器转速
陈敏恒《化工原理》(第3版)(上册)课后习题-液体的搅拌(圣才出品)
第3章液体的搅拌（一）习题旋转液体的自由液面3-1如图3-1所示。
搅拌器带动槽内全部液体以等角速度ω旋转，搅拌槽为敞口，中心处液面高度为。
试证：．图3-1（1）半径为r处的液面高度满足下式（2）设槽内液体静置时的液面高度为H，则解：（1）搅拌器带动槽内液体以等角速度ω旋转，液体中任一质点m(x,y,z)处的离心惯性力：F＝mrω²式中M为质点质量，ω为角速度，r22（）。
x+y 单位质量离心力F/m在x轴、y轴方向的分量为：X＝rω²cosα＝xω²Y＝rω²sinα＝yω²沿远方向的质量力分量为Z＝－g将单位质量力带入等压面微分方程式有dp＝ρ(xω²dx＋yω²dy-gdz)＝0积分有1/2x²ω²＋1/2y²ω²－gz＝01/2r²ω²－gz＝C在自由表面上当r＝0,z＝0可得积分常数C＝0，故自由液面方程为z＝ω²r²/2g半径为r处的液面高度为：z＝z0＋ω²r²/2g（２）槽内液体在搅拌器的带动下液面呈抛物体状Ｖ抛＝πω2R4/4g①液体体积不变πR2H－Ｖ抛＝πR2z0②联立①、②可得z0＝H－ω2R2/4g搅拌功率3-2某开启式平直叶涡轮搅拌装置，D/d＝3，h1/d＝1，d/B＝5（各符号命名见图3-2）。
搅拌槽内设有挡板，搅拌器有6个叶片，直径为150mm，转速为300r/min，液体密度为970kg/m3，黏度为1.2mPa·s，试估算搅拌器的功率。
若上述搅拌装置中搅拌液体的黏度增加了10倍，密度基本不变，此时搅拌器的功率有何变化？图3-2典型的搅拌器各部比例涡轮叶片数Z＝6，4块挡板D/d＝3；h/d＝3；B/d＝1/5；l/d＝1/4；h1/d＝1；b/d＝3/10。
解：（1）已知ρ＝970㎏/m3，n＝300r/min，μ＝1.2mPa·S，d＝150mmRe＝ρnd2/μ＝90937.5＞104此时液体为湍流状态，由曲线3-9曲线2查得K＝4.2Ｐ＝Kρn3d5＝38.7W（2）当μ＝12mPa·S时，其他条件不变Re＝ρnd2/μ＝9093.75由教材图3-9曲线2查得K＝4.0Ｐ＝Kρn3d5＝36.8W搅拌器放大3-3在小规模生产时搅拌某液体所用的搅拌釜容积为10L，采用直径为75mm 开启平直叶涡轮搅拌器，在转速为1500r/min 时获得良好的搅拌效果。
化工原理习题解答(陈敏恒)
化工原理习题解答
教材：高等学校教学用书《化工原理》作者：陈敏恒丛德滋方图南等
出版社：化学工业出版社
1985 年 9 月第一版
圆角矩形: 丁文捷藏书
目录
第一章流体流动 1
第二章流体输送机械 29
第三章液体的搅拌 38
第四章流体通过颗粒层的流动 41 第五章颗粒的沉降和流态化 51
第六章传热 59
第七章蒸发 94
第八章吸收 101
第九章精馏 119
第十章气液传质设备 143
第十一章萃取 148
第十二章热、质同时传递的过程 157 第十三章固体干燥 162
空气-水系统的焓-湿度图
空气-水系统的湿度-温度图。
化工原理各章节知识点总结
化工原理各章节知识点总结文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）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。
化工原理搅拌的工作原理
化工原理搅拌的工作原理搅拌是指将两种或两种以上不同状态、不同性质或不同温度的物质进行混合或均匀的工艺过程。
在化工工艺中，搅拌是非常重要的一项操作，因为合适的搅拌可以保证反应物的均匀混合，提高反应效率和产物质量，同时还可以提高传质与传热效率。
搅拌的工作原理主要包括以下几个方面：1. 传质效应：搅拌可以促进物质之间的传质作用，加速反应物混合的速度。
通过搅拌，可以将反应物分子间的距离缩小，增加相互碰撞的机会，增大接触面积，从而提高传质速率。
此外，搅拌还可以防止反应物因密度不同而产生分层，保证整个反应系统的均匀混合。
2. 传热效应：搅拌可以增加物料与搅拌器之间的接触面积，从而加快传热速率。
对于高度粘稠液体或固体颗粒悬浮的物料来说，搅拌可以将热量迅速传递到物料中心，提高传热效率。
此外，搅拌还可以防止物料在容器中形成温度梯度，保证整个反应过程的温度均匀性。
3. 均质化效应：搅拌可以将不同性质的物质均匀混合，使其成为均质的体系。
通过搅拌，可以打破固体颗粒的团聚，使其均匀悬浮在液相中；可以将少量添加剂快速均匀地分散到大量基质中；可以将溶解速度较慢的物质与溶剂充分混合等。
搅拌使得各种组分达到均匀分布，从而提高工艺稳定性和产物质量。
4. 机械应力效应：搅拌器的运动会对反应体系产生机械力，例如：剪切、压缩和拉伸等。
这些机械力可以对反应物质或反应过程产生影响。
例如，通过调节搅拌器的转速和形状，可以改变物料的剪切速率，从而对物料进行均质化或分散；可以改变物料的紊流程度，影响气液传质和固液混合等。
在实际应用中，搅拌的关键是选择合适的搅拌器和搅拌条件。
搅拌器的种类繁多，常见的有搅拌桨、叶片、齿轮、螺旋等。
选用不同的搅拌器可以满足不同工艺对于搅拌的要求。
同时，搅拌条件如搅拌速度、搅拌时间、搅拌器与反应体系的相对位置等也会对搅拌效果产生影响。
总之，搅拌是化工工艺中非常重要的一项操作，其工作原理主要包括传质效应、传热效应、均质化效应和机械应力效应。
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。
陈敏恒《化工原理》(第3版)(上册)章节题库-液体的搅拌(圣才出品)
第3章液体的搅拌一、选择题1．保持单位体积能耗不变，搅拌器放大应满足（）。
【答案】B2．为使液体微观混合和搅拌均匀，以下说法正确的是（）。
A．采用大叶片低转速的搅拌器B．增加叶片的长度C．阻止容器内液体作圆周运动D．加强循环回路的对称性【答案】C二、填空题1．工业搅拌器按工作原理分类，可分为______和______两类。
【答案】旋桨式；涡轮式2．旋桨式搅拌器适用于黏度______的液体，而大叶片低转速搅拌器适用于黏度______的液体。
【答案】小于10Pa·S；大于50Pa·S3．保持搅拌雷诺数不变，由此准则搅拌器放大应满足：______。
【答案】三、简答题1．搅拌器应具有哪两种功能？强化搅拌的工程措施有哪些？答：搅拌器的两个功能：（1）总体流动；（2）强剪切或高度湍动。
改善搅拌效果的工程措施：（1）提高转速；（2）加挡板，消除打漩，增加阻力；（3）偏心安装搅拌器；（4）装导流筒。
2．简述在化工生产中对液体进行搅拌的目的。
答：（1）加快互溶液体的混合；（2）使一种液体以液滴形式均匀分散于另一种不互溶的液体中；（3）使气体以气泡的形式分散于液体中；（4）使固体颗粒在液体中悬浮；（5）加强冷、热液体之间的混合以及强化液体与器壁的传热。
四、计算题1．某开启式平直叶涡轮搅拌装置，D/d＝3，h/d＝1，d/B＝5（各符号命名参见典型的搅拌器，如图3-1所示）。
搅拌槽内设有挡板，搅拌器有六个叶片，直径为150mm，转速为300r/min，液体密度为，黏度为1.2mPa·s，试估算搅拌器的功率。
图3-1解：由题给条件知由已知条件查得功率特征数K＝4.2，则2．在标准构型搅拌槽内，搅拌黏度为50Pa·S、密度为的某种液体。
搅拌槽内径为1.2m。
对于涡轮式搅拌器，若选择不同的强度搅拌时的叶端速度分别取3m/s、4.5m/s和6m/s，试求不同的搅拌强度下的搅拌功率。
解：标准构型的搅拌装置有不同的强度搅拌的叶轮转速为将三个叶端速度代入上式，求得三种搅拌强度下的转速各为2.388r/s、3.582r/s、4.776 r/s。
化工原理概念汇总
化工原理知识绪论1、单元操作：〔Unit Operations〕：用来为化学反响过程创造适宜的条件或将反响物别离制成纯洁品，在化工生产中共有的过程称为单元操作〔12〕。
单元操作特点：①所有的单元操作都是物理性操作，不改变化学性质。
②单元操作是化工生产过程中共有的操作。
③单元操作作用于不同的化工过程时，根本原理一样，所用设备也是通用的。
单元操作理论根底：〔11、12〕质量守恒定律：输入=输出+积存能量守恒定律：对于稳定的过，程输入=输出动量守恒定律：动量的输入=动量的输出+动量的积存2、研究方法：实验研究方法〔经历法〕：用量纲分析和相似论为指导，依靠实验来确定过程变量之间的关系，通常用无量纲数群(或称准数)构成的关系来表达。
数学模型法〔半经历半理论方法〕：通过分析，在抓住过程本质的前提下，对过程做出合理的简化，得出能根本反映过程机理的物理模型。
〔04〕3、因次分析法与数学模型法的区别：〔08B〕数学模型法（半经验半理论）因次论指导下的实验研究法实验：寻找函数形式，决定参数第二章：流体输送机械一、概念题1、离心泵的压头〔或扬程〕：离心泵的压头〔或扬程〕：泵向单位重量的液体提供的机械能。
以H表示，单位为m。
2、离心泵的理论压头：理论压头：离心泵的叶轮叶片无限多，液体完全沿着叶片弯曲的外表流动而无任何其他的流动，液体为粘性等于零的理想流体，泵在这种理想状态下产生的压头称为理论压头。
实际压头：离心泵的实际压头与理论压头有较大的差异，原因在于流体在通过泵的过程中存在着压头损失，它主要包括：1〕叶片间的环流，2〕流体的阻力损失，3〕冲击损失。
3、气缚现象及其防止：气缚现象：离心泵开动时如果泵壳内和吸入管内没有充满液体，它便没有抽吸液体的能力，这是因为气体的密度比液体的密度小的多，随叶轮旋转产生的离心力缺乏以造成吸上液体所需要的真空度。
像这种泵壳内因为存在气体而导致吸不上液的现象称为气缚。
防止：在吸入管底部装上止逆阀，使启动前泵内充满液体。
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第三章 液体的搅拌
一、搅拌目的和方法
1、搅拌目的
均相混合： 互溶液体的混合
非均相混合：不互溶液体的分散、接触 液、液
气、液的分散、接触
固体颗粒在液体中悬浮接触（cat ） 传热
2、方法
机械搅拌 （图3-1）
气流搅拌、射流搅拌、静态混合、管道混合
二、搅拌器的类型与选用（表3-1）
根据工作原理分类：
旋浆式：（工作原理类似轴流泵叶轮
轴向、切向运动）
大流量、低压头
涡轮式：（工作原理类似离心泵叶轮，
径向、切向运动）
小流量、高压头
三、混合效果的度量
（传热：传热系数；反应：转化率）
1、调匀度：使B A V V ,完全均匀混合后，平均浓度 B A A Ao V V V C +=
在搅拌器内任意地取样分析浓度，则定义调匀度：
Ao
A C C I = （当Ao A C C <时） Ao
A C C I --=11 （当Ao A C C >时）
显然，I<1，完全均匀时，I=1
调匀度只能反映某局部的混合均匀效果，且其值与取样量的多少有关，整体混合效果用平均调匀度： m
I I I I m +++= 21
2、混合尺度（分隔尺度） 图3-2
分散物质微团尺寸（分隔尺度）的大小与调匀度应同时作为搅拌效果的描述指标，对不同的物系，其可能达到的尺度：
互溶液体： 分子尺度
不互溶液体：只能达到微团尺度，搅拌越激烈，
微团尺度越小
液固系统： 只能大尺度
四、混合机理
1、 大尺度的混合机理：（混合均匀）
对微团尺度无要求，只要求微团均匀分布在容器内各处，要求搅拌器能产生强大的循环流量（总体流动），并且无流动死角。
（总体流动：图3-3、3-4）
2、小尺度混合机理
A .微团的形成：由于流体内部的剪切力使液滴
变形，碎成小液滴，湍动越激烈，
剪切力越大，微团尺度越小。
高压头——大小尺度
大流量——混合均匀
B .互溶液体的混合机理:
分子尺度的混合，只能靠分子扩散完成。
搅拌
只是将大液滴-->小液滴，即微团分散成小尺
度，缩短达到分子尺度的时间，加快混合速
度。
C. 不互溶液体的混合机理:
总体流动只能获得较大的液滴和较好的均匀性，要得到小尺度的混合，须增加液滴与连续相的相对速度（剪切力）和表面压力，使液滴破
碎。
所以，大尺度混合只须大的总体流量，而对湍动要求不高。
为达到小尺度混合均匀，除产生强大的总体流动，还须产生强大湍动。
总体流动的湍流程度越高，液滴尺寸越小。
3 、液滴尺度的分布
表面张力----小液滴合并
剪切力-----大液滴破碎（抗衡）
当容器内湍动不均匀时，则液滴分布不均匀，为使液滴分布均匀，采取的措施：
A. 设法使容器内湍动分布均匀
B. 加表面活性剂，改变液滴的表面张力
（如高分子单体聚合）
五、搅拌器的两大功能
1．产生强大的总体流动（循环流动）
2．产生高度的湍流（强剪切力）
几种常用搅拌器的性能：
（1）旋浆式搅拌器
（循环量大，湍动弱，圆周运动）
悬桨产生轴向流动，大尺寸调匀
（2）涡轮式搅拌器
（两路循环，湍动强，圆周运动）
桨叶外缘造成激烈的旋涡运动和很大的剪切力，液体微团分散细，适合于小尺度均匀的混合过
程。
（3）大叶片低速搅拌器（适合高粘度）
（包括浆式，锚式，框式，螺带式等）浆式：径向范围大，轴向流动范围不大
螺带式：径向范围大，轴向流动范围大
六、强化湍动的措施
湍动程度以搅拌器产生的压头反映，
湍动——阻力损失
1．提高搅拌器的转速H∝n2
2．阻止容器内液体的圆周运动
按装挡板（图3-5）
偏心安装（破坏对称性）（图3-6）
3．装导流筒（图3-7）
七、搅拌功率
1. 搅拌功率：搅拌器消耗的能量用于向液体提供
能量。
gVH N ρ=
H gq P V ρ=
大尺度：q v 大 小尺度：H 大 P 大 对搅拌器,要求能消耗更多的功率（如设置挡板）,以获得较好的搅拌效果。
（与泵不同） 搅拌器设计：不是设法提高效率η
而是设法增加功率P
能量利用
2 .功率曲线
影响功率的因素有：
搅拌器直径d ，叶片数，容器直径D ， 液体高度h ，搅拌器离底距离，档板数。
d
h
d D d n f P ===2121,,)
,,,,,(ααααμρ 因次分析法：⎪⎪⎭⎫
⎝⎛=212
53,,ααμρϕρnd d n P
对几何相似的搅拌装置：
()M d n P
Re 53ϕρ=
功率准数K ： ()M K Re ϕ=
53d n K P ρ=
搅拌雷诺数 ：μρ
n d M 2
Re = ，
nd u = 图3-9：
层流区：
3212,,10Re d n C P ud C K M μμρ=⎪⎪⎭
⎫ ⎝
⎛=<- 湍流区: 410Re >M ,K 常数,53d n P ∝
3 .搅拌功率的分配
流量取决于面积（2d ）与速度（nd u ∝） 3
nd q V ∝
22d n H ∝(压头正比于速度的平方) H gq P V ρ= n
d H q V ∝ 结论：若希望达到大尺度混合时，应选择旋浆式 的搅拌器和大直径低速度的搅拌器，反之，则应 选择涡轮式和小直径高转速的搅拌器。
八、搅拌器的放大
1.搅拌器的研究及设计要解决的问题
A .搅拌器的类型，几何形状与尺寸
B. 搅拌器的操作转速、输入功率
2.放大原则
A.保持放大前后雷诺数相等
即 22
2211d n d n =
B.保证放大前后单位容积流体的功率相等
即 22322131d n d n =
C.保持叶片端部切向速度相等
即 2211d n d n =
D.保持放大前后V/H 相等
即 2
211n d n d =
九、放大原则的确定
具体采用何种原则由中试确定，无论选用何种 放大原则都要以放大后混合效果与小实验时的 混合效果等价为根本准则。
十、其他混合设备
静态混合器（图3-10）
管道混合器
射流混合。