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化工原理基本知识点.doc

化工原理基本知识点

黄啸傲
2017-09-06 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《化工原理基本知识点doc》,可适用于职业岗位领域

第一章流体流动一、压强、单位之间的换算关系:atmkPakgfmmHOmmHg,,,,、压力的表示()绝压:以绝对真空为基准的压力实际数值称为绝对压强(简称绝压)是流体的真实压强。()表压:从压力表上测得的压力反映表内压力比表外大气压高出的值。表压=绝压大气压()真空度:从真空表上测得的压力反映表内压力比表外大气压低多少真空度=大气压绝压、流体静力学方程式ppgh,,二、牛顿粘性定律Fdu,,,,Adyduτ为剪应力为速度梯度为流体的粘度,dy粘度是流体的运动属性单位为Pas物理单位制单位为g(cms)称为P(泊)其百分之一为厘泊cpPasPcP,,液体的粘度随温度升高而减小气体粘度随温度升高而增大。三、连续性方程若无质量积累通过截面的质量流量与通过截面的质量流量相等。,,uAuA,对不可压缩流体即体积流量为常数。uAuA,四、柏努利方程式单位质量流体的柏努利方程式:up,,upgzWehf,,,,,gzE称为流体的机械能,,单位重量流体的能量衡算方程:,u,p,z,He,Hf,ggpu:位压头(位头):动压头(速度头):静压头(压力头)zgg,有效功率:NeWeWs,Ne,N轴功率:,五、流动类型du,Re,雷诺数:,是一无因次的纯数反映了流体流动中惯性力与粘性力的对比关系。Re()层流::层流(滞流)流体质点间不发生互混流体成层的向前流动。Re,圆管内层流时的速度分布方程:r()uu,,层流时速度分布侧型为抛物线型rmaxR()湍流:湍流(紊流)流体质点间发生互混特点为存在横向脉动。Re,即由几个物理量组成的这种数称为准数。六、流动阻力、直管阻力范宁公式lu,,hfd,phff,,Hf,gg()层流时的磨擦系数:层流时阻力损失与速度的一次方成正比层,,Re流区又称为阻力一次方区。()湍流时的摩擦系数,,,Re,,(莫狄图虚线以下):给定随增大而增大给定,f(Re,),ddd,,pu,ReRe,,p随增大而减小。(,虽然增大时,增大,减小但总的是uff增大的),,,,pu,(莫狄图虚线以上)仅与有关,这一区域称为阻力,f(),fdd平方区或完全湍流区。、局部阻力()阻力系数法u',,,为局部阻力系数无因次。hf出口损失进口损失,,,,出口进口、当量长度法leu',,hfd注意:()管路出口动能和出口损失只能取一项。()不管突然扩大还是缩小u均取细管中的流速七、复杂管路、分支管路()连续性方程:总管的质量流量等于各分支管路上的质量流量之和对不可压缩流体WsWsWs,VsVsVs,()无轴功时的柏努利方程:EEhEh,,,,ff、并联管路VsVsVsVsVs,,AB,,,,,hhhfff八、流量测量、变压头的流量计(恒截面):()测速管(皮托管)()孔板流量计()文立里流量计、变截面(恒压差)流量计转子流量计第二章流体输送机械一、离心泵的主要部件叶轮:泵壳(蜗壳):()集液作用()转能作用二、气缚现象与气蚀现象气缚现象:因泵内存在气体而导致吸不上液体的现象称为“气缚现象”气蚀现象:离心泵工作时泵入口处形成真空当真空达到一定时液体部份汽化溶于水中的氧逸出含汽泡的液体进入高压区后汽泡急剧凝结破裂产生高频、高冲击力的水击现象造成对叶轮和泵壳的冲击使材料疲劳而受到破坏这种现象称为气蚀现象。三、离心泵的特性曲线H,Q:Q增大H减小。N,Q:Q增大N增大流量为时N最小所以泵要在流量为时启动。NeHQg,,η,Q:Q增大η先增大(流量为时η为)达到最大值后减小。四、离心泵的允许安装高度、离心泵的允许吸上真空度法允许吸上真空度Hs:指为避免发生气蚀现象离心泵入口处可允许达到的真pp,Hs,空度:,gHs是在at下以的清水为介质进行的若输送液体或操作条件与此不符则应校正。uHgHsH,,,泵的允许安装高度:fg由于H随流量Q的增大而减小所以计算安装高度时应以最大流量下的Hss计算。、气蚀余量法允许气蚀余量:指泵入口处的静压头与动压头之和必须大于液体在操作温度下的饱和蒸汽压的某一最小允许值以防气蚀现象的发生。ppuv,,NPSH,,ggg泵的允许安装高度pp,vHgNPSHH,,,f,g随流量的增大而增大在确定安装高度时应取最大流量下的。NPSHNPSH五、离心泵的工作点和流量调节泵的特性曲线与管路特性曲线的交点即为离心泵的工作点。、管路特性曲线调节流量关小出口阀门阻力变大管路特性曲线变陡工作点由MMQ减小H增大。开大出口阀门阻力变小管路特性曲线变平坦工作点由MMQ增大H减小。、泵的特性曲线调节流量()改变转速:若离心泵的转速变化不大()则有比例定律:Qn''Hn''Nn'',,(),()QnHnNn转速提高泵的特性曲线上移工作点由MMQ增大H增大。转速降低泵的特性曲线下移工作点由MMQ减小H减小。()切削叶轮:切割定律若某一离心泵的叶轮经切割变小()则有切割定律:切割后泵的特性曲线下移工作点由MMQ减小H减小。QD''HD''ND'',,(),()QDHDND()离心泵的串、并联泵的并联两台离心泵并联且各自的吸入管路相同在一定的压头下的总流量等于两单台泵流量相加管路特性曲线越平坦泵的并联工作愈有利。HHH,,QQQ,和满足泵的特性曲线方程和满足泵的特性曲线方程。QQHH泵的串联两台离心泵串联一定流量下的总压头等于两单台泵压头相加总压头总是小于两台泵压头的两倍。管路特性曲线越平坦泵的串联工作愈有利。QQQ,,HHH,和满足泵的特性曲线方程和满足泵的特性曲线方程。QQHH六、往复泵、往复泵的特征()具有正位移特性。(压头与流量之间无联系)()有自吸作用()流量具有不均匀性QAasn,,()QAsn,单动泵双动泵A为活塞的表面积a为活塞杆的截面积n往复频率s为活塞的冲程。、往复泵的流量调节()往复泵的工作点:管路特性曲线与泵的特性曲线的交点。()往复泵的流量调节旁路调节:在入口和出口之间安装一旁路使一部分出口流体回到入口。改变活塞往复频率和冲程。第三章非均相物系的分离和固体流态化一、形状系数φ(球形度):与非球形颗粒体积相等的球的表面积,,非球形颗粒的表面积对球形颗粒φ,非球形颗粒φ<颗粒的形状越接近球形φ越接近二、床层空隙率ε:反映床层疏密程度床层体积颗粒体积,,,床层体积三、重力沉降,u,,ddt(),,g,,,sdu,tRe,d为颗粒直径μ为流体的粘度。t,,,层流区(斯托克斯阻力定律):(<Re<)tRetdg(),,,su,t,,,过渡区(艾伦区):(<Re<)tRet湍流区(牛顿区):ξ=(<Rep<×)四、重力沉降设备降尘室的生产能力:Vsubl,t含尘气体的最大处理量为降尘室底面积bl与沉降速度ut的乘积与降尘室的高度无关。五、恒压过滤基本方程式或VKA,,qK,,eeee或VVVKA,,qqqK,,ee,sKkp,,六、滤饼的洗涤、洗涤速率洗涤速率指单位时间内消耗的洗水体积即dV,()uww,d横穿洗法:dVdV,,u()()wwE,,dd量换洗法:dVdV,,()()uwwE,,dd、洗涤时间Vw以的洗水洗涤滤饼洗涤时间:,,Vwwuw七、间隙过滤机的生产能力操作周期:T,,,,wDV生产能力:Q=VTQ,T第四章传热一、传热速率,,tQ,,RΔt为传热温差R为整个传热面的热阻b平壁导热的热阻:,R,sbR,圆筒壁导热热阻:为圆筒壁的厚度brr,,s,m为圆筒壁的对数平均面积srL,,mmrr,为圆筒壁的对数平均半径。r,mrlnr对流传热热阻:,R,s二、热量衡算若忽略热损失时热流体放出的热量等于冷流体吸收的热量QWIIWII,,,,()()hhhccc,,,ICpt流体无相变:流体有相变:,,Irc三、总传热速率方程Qkst,,m传热面积:(我国以外表面积为准)srL,,b,总传热系数:,,,kssssmii总热阻由热阻大的那一侧的对流传热所控制当两个流体的对流传热系数相差较大时要提高k关键在于提高对流传热系数较小一侧的α。,,,tt平均温差:,,tm,tln,t逆流有利于增大传热温差、减小传热面积、节省加热剂或冷却剂用量、减小传热面积并流有利于控制流体的出口温度。四、迪特斯(Dittus)贝尔特(Boelter)关联式在壁温和流体平均温度相差不大的情况下:nNu,RePr液体被加热n=流体被冷却n=五、有相变的传热、蒸汽冷凝膜状冷凝和滴状冷凝:冷凝传热中不凝性气体的除去有利于提高对流传热系数。、液体沸腾第五章蒸馏一、全塔物料衡算总物料衡算:F=DW易挥发组分质量衡算:Fx=DxWxFDW塔顶易挥发组分回收率:DxFxDF塔底难挥发组分回收率:W(x)F(x)WF二、理想体系的汽液平衡方程x,y,()x,,相对挥发度α愈大表示A较B愈易挥发愈有利于分离α=时y=x混合液不能用一般的蒸馏方法进行分离。三、操作线方程、精馏段的操作线方程RL(称为回流比),R,yxxnnDDRR表示在一定操作条件下由第n板下降的液相组成x与相邻的n板的上升n蒸汽组成y间的关系。n、提馏段操作线方程:LW''',,yxxmmw,,LWLW''表示在一定操作条件下提馏段内第m板下降的液相组成与第m板上升的蒸汽组成间的关系。四、进料方程、进料热状态参数II,LL',VFq,,FII,VLq表示进料热状态参数即kmol原料液变为饱和蒸气所需的热量原料液的kmol汽化潜热。、q与V、V'及L、L'的关系LLqF',VVqF'(),,、进料方程(q线方程)qyxx,,Fqq,,为两操作线交点的轨迹五、回流比、全回流精馏塔塔顶上升的蒸汽经全凝器冷凝后冷凝液全部回流至塔内在全回流下D、W、F均为LR,,,D、最小回流比Rmin正常平衡曲线时最小回流比xx,RDqmin,Rxy,minDq(,)xy为q线与平衡线交点的坐标qq六、塔高和塔径NTE,塔高:(N为实际塔板数E全塔效率Ht板间距)zNpH,,()PtNpVs,D塔径:D:塔内径u:空塔气速Vs:塔内上升蒸汽的体积流,u量。第六章吸收一、亨利定律、以p~x表示的平衡关系ii*pEx,E:亨利系数(Pakpa)难溶气体E很大易溶气ii体E很小对一定的气体和一定的溶剂E随温度升高而加大体现出气体的溶解度随温度升高而减小的趋势。、以p~c表示的平衡关系iic*ic:摩尔浓度(kmolm)H:溶解度系数(kmolm*kpa)p,iiH易溶气体H很大难溶气体的H很小H随温度升高而减小。、以y~x表示的平衡关系E*m,m:相平衡常数ymx,iip二、吸收速率方程式吸收速率传质系数传质推动力,、膜吸收速率方程()气膜以压差(pp)为推动力:Nkpp,,()AAiAGAAi以摩尔分率差(yy)表示推动力:Nkyy,,()AAiAyAAi()液膜以摩尔浓度差(cic)为推动力:Nkcc,,()ALAiA以摩尔分率差(xix)为推动力:Nkxx,,()AxAiA、总吸收速率方程(pp*)表示总推动力:NKpp,,(*)AAAG(c*c)为总推动力:NKcc,,(*)AAAL三、全塔物料衡算在逆流操作的吸收塔内气体自下而上、液体自上而下流动塔顶'、塔底'对溶质A做全塔物料衡算:VYYLXX()(),,,YY,溶质的吸收率或回收率:,,Y四、吸收塔的操作线方程与操作线LLLL或YXYX,,()YXYX,,()VVVVLV称为液气比。吸收操作中吸收操作线必位于平衡线上方即溶质在气相中的实际浓度总是高于与之接触的液相的平衡浓度即Y>Y*YY*就是吸收操作中的推动力若操作线位于平衡线的下方则进行脱吸操作。五、吸收剂用量的确定正常情况下最小液气比:LYY,(),min*VXX,(LV)称为最小液气比X*表示与Y成平衡的吸收液浓度若平衡关系满足亨min利定律X*=Ym六、填料层高度zHN,OGOGVH,传质单元高度:OGKa,Y*YY,传质单元数:Nss,,ln()OG*,,sYYYY,,,,YY**(,)N,,,,YYY,,,YYY,,YOGm,Y,Ymln,YmV称为脱吸因数为平衡线的斜率m与操作线的斜率LV的比值。S小于s,L有利于提高溶质的吸收率出塔气体与进塔液体趋近平衡需采用较大的液体量使操作线斜率大于平衡线斜率(即S小于)若要获得最浓的吸收液必使出塔液体与进塔气体趋近平衡要求采用小的液体量使操作线斜率小于平衡线斜率(即S大于)。第七章干燥一、湿空气的性质、湿度H(湿含量)pvH,kgkg水汽绝干气pp,v绝干空气H=去湿能力最大饱和空气去湿能力为、相对湿度Φpv,,ps绝干空气Φ=去湿能力最大饱和空气Φ=无去湿能力。、比容(湿容积υ)H以kg绝干空气为基准的湿空气的体积称为湿空气的比容又称湿容积υH单位为:m湿空气kg绝干气t,,()HHp、比热容cH常压下将湿空气中kg绝干空气及相应的Hkg水气的温度升高或降低所需要或放出的热量称为比热容c表示,单位kJkg绝干气。HCH,H、焓I以kg绝干空气为基准的绝干空气的焓与相应Hkg水气的焓之和为湿空气的焓I单位kJkg绝干气IHtH,()、干球温度t、与湿球温度tw、绝热饱和冷却温度t、露点tasd二、湿物料的性质、湿基含水量ω,、干基含水量X:X,,,三、干燥过程中的物料衡算、水分蒸发量WWLHHGXX,,,,()()、空气消耗量LGXX(),WL,,HHHH,,湿空气的消耗量LwLLH,()w、干燥产品的流量GGGG,,,,()(),,四、干燥系统的热量衡算温度为t。湿度为H。,焓为I。的新鲜空气经预热器后状况为t、H(=H。)、I在干燥器中与湿物料进行逆流干燥离开干燥器时湿度增加而温度下降状况变为t、H、I绝干空气流量为L(kgs)。物料进、出干燥器时的干基含水量分别为X、X温度为θ、θ焓为I'、I'绝干物料的流量为G(kgs)。IcXc',sw预热器消耗的热量为Qp(kW)向干燥器补充的热量Q干燥器向周围损失的D热量为QL、预热器消耗的热量QLII,,()p、向干燥器补充的热量''QLIIGIIQ,,,()()DL、干燥系统消耗的总热量''QQQLIIGIIQ,,,,()()pLL、干燥系统的热效率Wt(),,Q五、干燥时间的计算、恒速阶段干燥时间:()XX,GC,,SUCU:临界干燥速率kgmsX:物料的初始含水量kgkg绝干料X:物料的临CC界含水量G'S:单位干燥面积上的绝干物料量kg绝干料m。、降速阶段干燥时间:UkXX,,(*)x(*)*XXXX,,GCC,,lnSUXX,*C

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