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2018-12-08 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

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转载学府教育在线考研热门专业课之化工原转载学府教育在线考研热门专业课之化工原转载学府教育在线:考研热门专业课之化工原理年月日学府教育在线一、初试科目考化工原理的专业有:化学工艺、化学工程、生物化工、应用化学、工业催化二、推荐专业及院校:、化学工艺推荐院校:北京化工大学、大连理工大学、清华大学、天津大学、华东理工大学、中国石油大学、南京工业大学、太原理工大学、华南理工大学、哈尔滨工业大学等陕西地区推荐院校:西北大学、西北工业大学、西安交通大学、西安建筑科技大学、西安工程大学、西安石油大学、化学工程推荐院校:天津大学、北京化工大学、清华大学、华南理工大学、华东理工大学、大连理工大学、浙江大学、南京工业大学、四川大学、西安交通大学等陕西地区推荐院校:西安交通大学、西北大学、西安建筑科技大学等三、知识点提要:一、流体力学及其输送单元操作:物理化学变化的单个操作过程如过滤、蒸馏、萃取。四个基本概念:衡算、能量衡算、关系、过程速率。物料平衡牛顿粘性定律:F=τA=μAdudy(F:剪应力A:面积μ:粘度dudy:速度梯度)。两种流动形态:层流和湍流。流动形态的判据雷诺数Re=duρμ过渡湍流。层流连续性方程:Au=Au伯努力方程:gzpρu=C。流体阻力=沿程阻力局部阻力范宁公式:沿程压降:Δpf=λlρud沿程阻力:Hf=Δpfρg=λludg(λ:摩擦系数)层流时λ=Re湍流时λ=F(Reεd)(ε:管壁粗糙度)局部阻力hf=ξug(ξ:局部阻力系数情况不同计算方法不同)流量计:变压头流量计(测速管、孔板流量计、文丘里流量计)变截面流量计。离心泵主要参数:流量、压头、效率、轴功率工作点(提供与所需水头一致)安装高度(气蚀现象气蚀余量)泵的型号(泵口直径和扬程)气体输送机械:通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。学府教育在线二、非均相机械分离颗粒的沉降:层流沉降速度Vt=(ρpρ)gdpμ(ρpρ:颗粒与流体密度差μ:流体粘度)重力沉降(沉降室Hv=Lu多层增稠器以得到稠浆为目的的沉淀)离心沉降(旋风分离器)。过滤:深层过滤和滤饼过滤(常用助滤剂增加滤饼刚性和空隙率)分类:压滤、离心过滤间歇、连续滤速的康采尼方程:u=(ΔpLμ)εa(ε)(ε:滤饼空隙率a:颗粒比表面积L:层厚)。三、传热传热方式:热传导(傅立叶定律)、对流传热(牛顿冷却定律)、辐射传热(四次方定律)热交换方式:间壁式传热、混合式传热、蓄热体传热(对蓄热体的周期性加热、冷却)。傅立叶定律:dQ=λdA(Q:热传导速率A:等温面积λ:比例系数:温度梯度)λ与温度的关系:λ=λ(at)(a:温度系数)。不同情况下的热传导:单层平壁:Q=(tt)b(CmA)=温差热阻(b:壁厚Cm=(λλ))多层平壁:Q=(ttn)bi(λiA)单层圆筒:Q=(tt)b(λAm)(A:圆筒侧面积C=(AA)ln(AA))多层圆筒:Q=πL(ttn)λiln(riri)。对流传热类型:强制对流传热(外加机械能)、自然对流传热、(温差导致)、蒸汽冷凝传热(冷壁)、液体沸腾传热(热壁)前两者无相变后两者有相变牛顿冷却定律:dQ=hdAΔt(Δt,h:传热系数)。吸收率A反射率R透射率D=黑体A=镜体R=透热体D=灰体AR=总辐射能E=Eλdλ(Eλ:单色辐射能λ:波长)四次方定律:E=C(T)=εC(T)(C:灰体辐射常数C:黑体辐射常数ε=CC:发射率或黑度)两物体辐射传热:Q=CφA(T)(T)(φ:角系数A:辐射面积C=(C)(C)(C))总传热速率方程:dQ=KmdA(dQ:微元传热速率Km:总传热系数A:传热面积)K=hbAλAmAhA(hh:热、冷流体表面传热系数)。换热器:夹套换热器、蛇管式换热器、套管式换热器、列管式换热器。四、蒸馏蒸馏分类:操作方式:连续蒸馏、间歇蒸馏对分离的要求:简单蒸馏、平衡蒸馏(闪蒸)、精馏、特殊精馏压力:常压蒸馏、加压蒸馏、减压蒸馏组分:双组分蒸馏和多组分蒸馏(精馏)常用精馏塔。双组分溶液气液相平衡:液态泡点方程:xA=ppB(t)pA(t)pB(t)(xA:液态组分A的摩尔分数p(t):压强关于温度的函数)气态露点方程:yA=pAp=pA(t)p×ppB(t)pA(t)pB(t)平衡常数KA=yAxA理想溶液:KA=pAp即组分饱和蒸气压和总压之比挥发度:υA=pAxA相对挥发度:αAB=υAυB最终可导出气液平方程:y=αx(a)x衡气液平衡相图:px图(等温)、tx(y)图(等压)、xy图。平衡蒸馏:qn(F)xF加热至泡点以上tF减压气化温度达到平温度te两相平衡qn(D)yD和qn(W)xW衡物料衡算:yD=qxW(q)xF(q)(液化率:q=qn(W)qn(F))热量衡算:tF=te(q)γCp,m(Cp,m:原液的摩尔定压热容γ:原液的摩尔气化潜热)平衡关系:yD=αxW(α)xW。简单蒸馏:持续加热至釜液组成和馏出液组成达到规定时停止关系式:lnn(F)n(W)={ln(xFxW)αln(xF)(xW)}(α)总衡算:n(F)=n(W)n(D)易挥发组分衡算:n(F)xF物料=n(W)xWn(D)xD推出:xD=n(F)xFn(W)xWn(F)n(W)。精馏:多次部分气化部分冷凝(连续、间歇)泡点不同采取不同的压力操作塔板数从上至下记塔顶易挥发组分回收率:ηD=qn(D)xDqn(F)xF×釜中不易挥发组分回收率:ηW=qn(W)(xW)qn(F)(xF)×精馏段总物料衡算:qn(V)=qn(D)qn(L)精馏段易挥发组分衡算:qn(V)yn=qn(D)xDqn(L)xn(V:各层上升蒸汽量D:塔顶馏出液量L:各板下降的液量yn:第n块板上升的蒸汽中易挥发组分的摩尔分数xn:第n块板下降的液体中易挥发组分的摩尔分数)精馏段操作线方程:yn=Rxn(R)xD(R)(回流比R=qn(L)qn(D))提馏段段总物料衡算:qn(L’)=qn(V’)qn(W)提馏段易挥发组分衡算:qn(L’)x’m=qn(V’)y’mqn(W)xW(W:釜液量)提馏段操作线方程:y’m=qn(L’)x’mqn(V’)qn(W)xWqn(V’)总的物料衡算:qn(F)qn(V’)qn(L)=qn(V)qn(L’)乘上各焓值Hx即为热量衡算qn(V)=qn(V’)(q)qn(F)(精馏进料热状态参数q=(HVHF)(HVHL)即单位原料液变为饱和蒸汽所需要的热量与单位原料液潜热之比)进料方程:y=qx(q)xF(q)理论塔板的计算逐板法和图解法回流比R增大理论塔板数减小解析法:全回流理论塔板数Nmin={lgxD(xw)xw(xD)}lgam(am:全塔平均挥发度)最小回流比Rmin=(xDyq)(yqxq)(xqyq:进料时)R实=()Rmin全塔效率ET为理论塔板数与实际塔板数之比间歇精馏:分批精馏一次进料待釜液达到指定组成后放出残液再次加料用于分离量少而纯度要求高的物料每批精馏气化物质的量n(V)=(R)n(D)所需时间τ=n(V)qn(V)特殊精馏:恒沸精馏(加第三组分形成新的低恒沸物增大相对挥发度)、萃取精馏(加第三组分增大相对挥发度)、加盐萃取精馏、分子蒸馏(针对高分子量、高沸点、高粘度、热稳定性极差的有机物)。学府教育在线五、吸收吸收剂的要求:对溶质的溶解度大对其他成分溶解度小、易于再生、不易挥发、粘度低、无腐蚀性、无毒不易燃、价低吸收率η=(mA除mA进)×(yy)y×(yy:进塔和出塔混合气中A的摩尔分数)。稀溶液中亨利定律:c*A=HpA(c*A:溶解度H:溶解度系数pA:气相分压)p*A=ExA(xA:液相中溶质摩尔分数E:亨利系数)y*=mx(平常数m=Ep)E=ρsHMs(ρsMs:纯溶剂密度和相对分子质量)。衡费克定律:jA=DABdcAdz(jA:扩散速率DAB:组分A在组分B中的扩散系数dcAdz:组分A在扩散方向z上的浓度梯度)等分子扩散速率:NA=jA=D(pA,pA,)RTz单向扩散:NA=D(pA,pA,)pRTzpB,m(ppB,m:漂流因子pB,m=(pB,pB,)ln(pB,pB,)即对数平均值)同理NA=D(cA,cA,)czcB,m。吸收塔操作线方程:qn(L)qn(V)=(yy)(xx)(qn(V):二元混合气摩尔流量qn(L):液相摩尔流量xy:任意一截面液气相摩尔流量)最小液气比qn(L)qn(V)min=(yy)(x*x),qn(L)qn(V)=()qn(L)qn(V)min低浓度时填料塔高度h=qn(V)dy(yy*)KyaS=qn(L)dx(x*x)KxaS=NOGHOG=NOLHOL(K:传质系数S:塔截面积a:单位体积填料有效接触面积NOG=dy(yy*):气相总传质单元数HOG=qn(V)KyaS:气相总传质单元高度)相平衡线为直线时:NOG=ln(S’)(ymx)(ymx)S’(S’)NOL=ln(A)(ymx)(ymx)A(A)(吸收因数:A=S’=qm(V)mqm(V))。填料塔:液体上进下出气体下进上出其中设有液体在分布器可使其均匀分布于填料表面塔顶可按转除末器。六、干燥绝对湿度δ=pV(ppV)(pV:水蒸汽分压)相对湿度φ=pVpS(pS:水蒸汽饱和分压)湿焓I=IgδIv(Ig:绝干空气的焓Iv:水蒸汽的焓)。物料的干基湿含量X=m水m绝干是基湿含量ω=m水m总×ω=X(X)分类:非吸湿毛细孔、吸湿多孔和胶体无孔物料物料物料物料物料与水分:总水分、平衡水分、自由水分、非结合水分、结合水分。干燥过程物料衡算:qm,c(XX)=qm,L(δδ)=qm,W(qm,c:绝对干料的质量流量qm,L:绝干空气质量流量qm,W:干料蒸发出水分的质量流量)即湿物料减少水分等于干空气中增加的水分热量衡算:q=qDqP=qm,L(II)qm,c(I’I’)qL(qD:单位时间干器热量qP:单位时间预热气热量qL:单位时间热损失I:出干燥器的空气的焓I:进预热器的空气的焓I’I’:进出干燥器物料的焓)qD=qm,L(II)=qm,L(δ)(tt)qD=qm,L(II)qm,c(I’I’)qL干燥器热效率:η=qdqP×(qd=qm,L(δ)(tt))。干燥速率U=h(ttW)rtw(h:对流表面传热系数t:恒定干燥条:初始状态空气湿球温度r:饱和蒸汽冷凝潜热)件下空气平均温度tW恒速干燥阶段时间:τ=qm,c(XXc)UcS(Xc:临界湿含量S:干燥面积)降速干燥阶段时间:τ=qm,c(XcX*)ln(XcX*)(XX*)UcS。干燥器分类:厢式干燥器、隧道干燥器、转筒干燥器、带式干燥器、转鼓干燥器、喷雾干燥、流化床干燥器、气流干燥器、微波高频干燥。学府教育在线七、新型分离技术超临界萃取:以超临界流体作萃取剂(密度接近于液体而粘度接近于气体扩散系数位于两者之间)其具有很强的选择性和溶解能力传质速率大流程可分为:等温法、等压法和吸附吸收法。膜分离技术:微滤、超滤、纳滤、反渗透、透析、电渗析、气膜膜分离、渗透气化(溶质发生相变化再透过侧以气相状态存在)。

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