化工原理各章重点内容

2 u2 u cot β 2 − 2 QT ； g gπ D2b2
5. 离心泵特性曲线的组成：N~Q；H~Q；η~Q。 6. 气蚀现象： 气蚀余量： NPSH = p1 u12 p + − v ； ρ g 2g ρ g p1,min − pv ρg +
2 u12 uk = + H f ,1− k 2g 2g
ws = Vs ⋅ ρ
G = ws / A = ρ ⋅ u
d=
4Vs π ⋅u
6. Bernoulii 方程：
gz1 +
u12 p1 u2 p + + We = gz2 + 2 + 2 + ∑ h f 2 ρ 2 ρ du ρ （ Re ≤ 2000 µ ∆p f 8µ l Re ≥ 4000 2000 < Re < 4000 ）
= −λ ⋅ dS
∂ t ； ∂ n λ S (t1 − t2 ) b = t1 − λ (t1 − t2 ) b
=
q=
② 单层平壁内传热的温度分布： t
Qx （λ为常数） ； λS
1 qx = λ0 (t1 − t ) + α ′(t12 − t 2 ) （ λ = λ0 (1 + a 't ) ） 2
ζRet-1~ Ret K<2.62；K>69.1 Ar 18 + 0.6 Ar
Vs≤（n+1）Aut
5. 离心沉降： （1）分离性能：① 临界直径： d c = C1 − C2 ； C1 C1,i − C2,i C1, i
9µ B π N e ρs ui
② η0 =
η p ,i =
； η0 = ∑ xiη pi ；
①
2πλ L(t1 − t2 ) r ln 2 r1 = t1 − Q r ln （λ为常数） ； 2π L ⋅ λ r1
② 单层圆筒壁内传热的温度分布： t
③
Q＝ 多层圆筒壁传热速率方程：
2π L(t1 − tn +1 ) n 1 ri +1 ln ∑ λ ri i =1 i : q3 = 1 1 1 : : r1 r2 r3
临界气蚀余量： ( NPSH )c =
′ pa − p1 允许吸上真空度： H s = ； Hs ρg
pv 1000 = H s′ + ( H a − 10 ) − − 0.24 ； 3 9.81× 10 ρ
( NPSH )c
=
p0 − pv u12 + − H s′ ρg 2g u2 p0 − p1 u12 − − H f ,0−1 ； H g = H s′ − 1 − H f ,0−1 ； ρg 2g 2g
7. 雷诺数和流体流动类型的判断： Re =
8. 滞流流动管道内流体流速与管径关系：
ur =
∆p f 4µ l
(R 2 − r 2 ) l u2 d 2
umax =
∆p f 4 µl
R2 32 µlu d2 rH = A π
u=
R2
1 u = umax 2 h′ f =λ le u 2 d 2
9. Fanning 公式： h f = λ
① 理想溶液： ln
1− x2 F 1 x1 = ln + α ln W α −1 x2 1− x1
② 平衡关系满足线性关系时 A y = mx + b ln (m −1) x1 + b F 1 = ln W m −1 (m −1) x2 + b
B
y = mx
ln
x F 1 = ln 1 W m −1 x2
3. 平衡蒸馏
y=
q 1 x− xF q −1 q −1 x R xn + D R +1 R +1 L′ ' W xm − x L′ − W L′ −W W ym+1 = L + qF W xm − x L + qF −W L + qF −W W
4. 操作线方程
yn +1 =
' ym +1 =
y=
q 1 x− xF q −1 q −1
7. 离心泵安装高度： H g =
Hg =
p0 − pv p − pv − ( NPSH )c − H f ,0 −1 = 0 − ( NPSH ) r − H f ,0 −1 ρg ρg
8. 管路特性方程：He=K+BQ2； 9. 特性曲线及离心泵流量的调节：①改变阀门的开度；②改变泵的转速；③离心泵的并联操作； ④离心泵串联操作；⑤泵的串并联选择； 9. 泵的选择方法； 10. 往复泵、旋转泵、旋涡泵的工作原理； 11. 离心通风泵的性能参数：风量、风压、轴功率和效率； 12. 离心泵的选型； 13. 往复压缩机理想压缩循环和实际压缩循环： 余隙系数： ε = V3 ； V1 − V3 容积系数： ε = V1 − V4 V1 − V3
混合流体的密度计算
气体 ρ m =
∑ ρ x ； 液体： ρ
i i
2. 牛顿粘性定律：τ = µ
du ，粘度的物理意义； dy
3. 流体静力学方程： p = p0 + ρ gh 4. 流体连续性方程： ρ1 A 1 u 1 = ρ 2 A2 u2
u 1 d2 = u2 d1
2
5. 管道的选择： u = Vs / A
② 连续过滤机：过滤面积 A=πDL； 周期 T = 60 ； n
每一点的过滤时间： θ = ϕT =
60ϕ ； n
Q = 120 A 15 Knφ
5. 理解各种过滤机的工作原理、横穿和置换洗涤的原理。
第四章 传 热
1. 热流量与热通量的概念； 2. 傅立叶定律： dQ 3. 平壁传热 ① 单层平壁传热速率方程： Q
T1 4 T2 4 ① Q1−2 = C1−2ϕS − 100 100
②
ϕ —角系数
C1−2 =
C0 1 1 + −1 ε1 ε 2
T1、T2—绝对温度
A=ε
③ 对流-辐射联合传热： Q = QC + QR = (α + αR )SW (tW − t ) = αT SW (tW − t)
6. 直接蒸汽加热提馏段操作线方程： ym+1 =
置换洗涤： 4. 过滤机生产能力： ① 间歇过滤机： Q =
KA2 dV dV = = dθ W dθ E 2(V + Ve )
3600V θ + θW + θ D KA2θ D （横穿：b=8Vw/V；置换：b=2Vw/V） 1+ b
2 最佳生产能力： V ＝
ζ=18.5/Ret0.6
ut = 0.27
Newton： 103<Ret<2×105 3. 沉降计算方式：①试差法：
ζ=0.44
ut = 1.74
d ( ρs − ρ ) g ρ
②摩擦数群法：ζRet2~ Ret ③K 判据法： K = d 3 Fra Baidu bibliotekAr 准数法：Ar= K3 4. 降尘室的计算： Vs ≤ blut ρ (ρs − ρ ) g µ2 Re t =
③ 多层平壁传热速率方程：
t −t Q＝ 1n n +1 bi ∑ i =1 λi S
b1 b2 b3 = R1 : R2 : R3 : : λ1 S λ2 S λ3 S
④ 多层平壁内传热的温度分布： ( t1 − t2 ) : ( t 2 − t3 ) : ( t3 − t4 ) = 4. 圆筒壁传热 单层圆筒壁传热速率方程： Q =
5. 理论版层数的计算 ① 逐板计算法 x 1− xW lg D 1− xD xW = −1 lgαm
② 图解法：最优加料位置的确定 ③ 吉利兰（Gililand）图
Nmin
Rmin =
xD − yq yq − xq
Rmin = (1.1~ 2.0)R
∆p f =
2
λ=
u2 64 h′ = ζ f Re 2 4A π
∑h
f
= (λ
∑ l + ∑ l + ∑ζ ) u d 2
i e i
de = 4rH =
10. 摩擦系数图的使用；
11. 因次分析法（雷莱指数法）
12. 复杂管路的计算：试差计算的原因和方法 13. 流量的测定
第二章 流体输送机械
1. 离心泵的工作原理、气缚的原因； 2. 离心泵理论压头 HT∞的方程式推导： HT ∞ = 3. 离心泵叶片为何采用后弯叶片； 4. 离心泵轴功率的计算： N = HQ ρ g HQ ρ = ( kW ) 1000η 102η
根据
Cmin KS 查图得 ε ； 、 ( NTU )min = Cmax Cmin T1 − T2 T1 − t1 εc = t2 − t1 求得第三个温度； T1 − t1
根据 ε h =
根据 Q = Whcph (T1 − T2 ) = Wccpc (t2 − t1) 求得第四个温度。 8. 辐射传热
④ 多层圆筒壁内传热的温度分布： q1 : q2
5. 接触热阻：
1 αc S = 2λ α
6. 保温层临界直径： d c 7. 对流传热
① 牛顿冷却定律： dQ ② 冷热流体热量衡算
= α (T − Tw ) dS
无相变： Q = Wh c ph (T1 − T2 ) = Wc c pc (t 2 有相变： Q = Wh rh = Wc c pc (t 2 − t1 ) ③ 总传热速率方程： Q＝KS ∆tm
η pi = (d / d c )2
③ ∆p = ζ （2）分割粒径： d 50 ≈ 0.27 二、过滤 1. 基本方程式： dV A2 ∆p1− s = ' dθ µ r ν (V + Ve )
ρ ui2 2 µD ut ( ρs − ρ )
dV KA2 = 恒压过滤： ； dθ 2(V + Ve )
∆ tm =
∆t2 − ∆t1 ∆t ln 2 ∆t1
⑤ 对流传热系数：流体无相变在圆形直管内强制对流 强制湍流： N u = 0.023Re 0.8 Pr n
di µ 强制滞流： Nu = 1.86 Re Pr L µw
1 3 1 3
1/3
0.14
强制过渡流：按湍流计算后乘校正系数： ϕ = 1 − ⑥ 壁温估算的方法（试差法） ⑦ 传热单元数（NTU）求流体进出口温度
− t1 )
d d bd 1 1 = o + Rsi o + o + Rso + K o α i di di λ d m αo
④ 对流传热的因次分析法：白金汉法（共同物理量的选择） 四个准数： Nu = cp µ αl lu ρ β g ∆tl 3 ρ 2 ； Re = ； Pr = ； Gr = λ µ λ µ2
qe 2 = Kθ e ； (q + qe ) 2 = K (θ + θ e ) ； (V + Ve ) 2 = KA2 (θ + θ e )
恒速过滤： q + qqe =
2
K θ 2
2. K、qe、Qe、s 测定方法 3. 滤饼洗涤
1 dV KA2 dV = = 横穿洗涤： dθ W 4 dθ E 8(V + Ve )
第三章 非均相物系的分离
一、沉降 1. 沉降基础式： ut =
4 gd ( ρs − ρ ) 3ζρ
10-4<Ret<1 ζ=24/Ret ut = d 2 ( ρs − ρ ) g 18µ d ( ρ s − ρ ) g 0.6 Ret ρ
2. 沉降三区
Stokes：
Allen：
1<Ret<103
《化工原理》各章重点内容
绪 论
1. 单元操作的特点； 3. 单位制的换算方法； 2. 化工原理的研究方法； 4. 物料衡算、热量衡算的过程。
第一章 流体流动
1. 理想气体的密度计算： ρ =
pM RT
ρ=
M ⋅ T0 ⋅ p 22.4 ⋅ T ⋅ p0 1
m
ρ = ρ′ =∑ xi ρi
T′ p ⋅ T p′
第六章 精馏
1. 气液相平衡 ① 拉乌尔定律： pA
= po A xA
o p − pB o po A − pB
② 气液平衡函数关系式： x = ③ t~x~y 图的识别↔x~y ④ 气液相平衡方程： y =
y=
po Ax p
αx 1+ (α −1) x
2. 简单蒸馏
ln
x1 dx F =∫ x 2 y−x W
传热效率ε = 实际传热速率Q 最大可能传热速率Qmax
6 × 105 Re1.8
Qmax = (WcP )min (T1 − t1 )
εh =
T1 − T2 T1 − t1
εc =
t2 − t1 T1 − t1
传热单元数法的步骤： Wc ⋅ cpc 、 Wh ⋅ cph 、确定 Cmin Cmax ；