化工基础复习资料

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化工基础计算大题

1、如图所示,某泵的吸水管,内径为200 mm ,管下端浸入水池2 m ,管口底阀阻力2

102u ,在吸入管距水面3 m 处装有真空表,读数为300 mmHg ,从A 到B 点阻力损失为2

1012

u 。

试求:(1)吸水管内水的流量。(2)吸水管入口处A 点压强。 解:(1)由截面1-1→3-3列柏努利方程

∑-+++??=3132320f h p

u g z ρ

∵3=?z m ,()45310410013.1760/300?=??-=p Pa ,

22

23

105.52

101210u u u h

f =+=∑-

∴24205.51000/1042

8.930u u +?-+?= 解得:u = 1.38 m/s

m3/h 156360038.12.0785.04

22=???==

u d Q π

(2)由1-2列柏努利方程

fA A

h p u g z ++=ρ

221

2238.151000

38.15.08.92?++

?=?A

p 解得:8.9125=A p Pa

2、用泵将碱液槽中碱液抽往吸收塔顶,经喷头喷出作吸收剂用,碱液池中碱液深度为1.5 m ,池底至塔顶喷头口的垂直距离为16 m (如图所示)。系统中管路内径为53 mm ,考虑管路中管件的局部阻力,管路总当量长度为19.6 m ,摩擦系数为0.0194。碱液在喷头口前的静压强按压力表指示为0.3 kgf·cm -2(表压),碱液密度为1100 kg·m -3。计划送流体的量为25 t·h -1。若泵的效率为55%,试求泵所需的功率?

解法见P14例题。 3、水泵从低位槽抽水至高位槽,上水管出口和低位槽水面距离34.5 m ,排水量30 m 3·h -1,管为Φ102×3 mm ,泵的效率为65%,水管阻力为5 m 水柱,求泵的轴功率,ρ水 = 1000 kg·m -3。 解:取低位槽水面1-1截面,上水管出口为2-2截面。

152.1096

.0785.03600302

2=??=

u m·s -1 列柏努利方程:

57.3958

.92152.15.3422

22=+?+=++=f e H g u z H m

9.465

.036008

.910003057.39=????=

=

=

η

η

g

q H N N m e e

kW

4、计算水流过Φ24×1.5 mm 的铜管,求因摩擦而引起的压头损失(分别以Pa 和米水柱表示)。管长10 m ,流速1.5 m·s -1,已知λ = 0.024,ρ水 = 1000 kg·m -3。 解:d = 0.021 m ,

42

103.125.11000021.010024.0?=???=?p Pa

31.1=?=g

p H f ρm

5、泵将冷水打入塔顶,由水面至泵入口管长10m ,在吸入管路中有一个90°弯头,一个吸滤筐和底阀;从泵出口到塔顶喷嘴的管长36m ,整个管路为Φ108×4的钢管,,管路中有2个90°弯头,一个闸门阀。已知90°弯头的当量长度为40d ,闸门阀的当量长度为15d ,泵的吸滤筐及底阀的局部阻力系数为ξ = 7,其中d 为管子的内径。摩擦阻力系数为0.025,塔顶喷嘴的阻力Δp = 9.81 kPa 。若流量为50 m 3·h -1,试求管路中的直管阻力损失压头,局部阻力损失压头和总损失压头。(20℃时,水的密度为1000kg·m -3)

解:由题意知:直管总长l = 10+36 = 46 m ;

3个90°弯头的当量长度l e1 = 3×40d = 3×40×0.1 = 12 m ; 1个闸门阀的当量长度l e2 = 1×15d = 1×15×0.1 = 1.5 m ; 泵的吸滤筐及底阀的局部阻力系数取ξ = 7; 塔顶喷嘴的阻力Δp = 9.81 kPa ; 摩擦阻力系数λ = 0.025;

管路中流速为:12

50

w 1.77m s 36000.785(0.1)

-==??g (1)、直管阻力损失压头

22

f1l w 461.77h 0.0251.84m d 2g 0.129.81

λ==??=?

(2)、局部阻力损失压头

2e1e2f22l l w p h ()d 2g g

12+1.51.779810(0.0257)0.129.8110009.81

2.68m

λζρ+?=++

=?+?+

??=∑

(3)、总损失压头

f

h

∑=h f1+h f2=1.84+2.68=4.52m

6、用泵将冷水打入塔顶,已知水池水面比地面低2 m ;整个管路为Φ108×4的钢管,喷嘴距地面高24 m ,管路中总损失压头为4.5 m 。塔顶表压强为6.87 kPa ;试求流量要求为50 m 3·h -1所需泵的压头及泵的功率。(已知水温为20℃时,ρ = 1000 kg·m -3)

解:选取地面为基准面,水池水面为1-1截面,塔顶喷嘴为2-2截面,列

伯努利方程式:

∑+++=+++f e h g

w g p z H g w g p z 222

2

222111ρρ

已知式中z 1 = -2 m ,z 2 = 24 m ;两截面均取表压强,则p 1 = 0,p 2 = 6.87 kPa ;以水池水面远大于

Φ108×4管截面,故w 1 ≈ 0,管路中的流速即为塔顶喷嘴流速

77

.11.0785.03600502

2=??=

w m·s -1

∴ ∑+-+-+-=f e h g

w w g p p z z H 2)(2

12

21212ρ

()4.315.481

.9277.181.9100068702242

=+?+?++=m

泵的功率 N = 3e v 50

H q g 31.40109.814278w 3600

ρ=???=

7、20℃的水以8 m 3·h -1的流量流过套管间的环形通道,外套管为Φ75×3.5管,内管为Φ48×3.5管,试判断水在环形管内的流动类型。(20℃水:μ = 1.005×10-3 Pa·s ,ρ = 1000 kg·m -3) 解:外套管内径为d 1 = 75-2×3.5 = 68 mm ;内管外径为d 2 = 48 mm

水在套管环隙的流速为

w =122V 8

=

1.22A 3600(0.0680.048)

4

m s π-=??-g

其当量直径为:

d e =

22

1212124()

4

0.0680.0480.020()

d d d d m d d π

π?

-=-=-=+

计算雷诺准数值判断流动类型 43

1043.210

005.1100022.102.0Re ?=???==-μρw d e 此时Re >10000,故水在套管环隙流动的类型为稳态湍流。

8、用泵将贮槽里的碱液打入吸收塔顶作为吸收剂,贮槽中碱液深度为1.5 m ,贮槽底至塔顶液体出口垂直距离为16 m ;系统中管路内径为53 mm,碱液在塔顶出口处的表压强为29.4 kPa ,碱液的密度为1100 kg·m -3,如果碱液输送系统内损失压头为3 m ,试计算输液量为25 t·h -1时所需泵的压头为多少?若泵的效率为55%,求用多大的电机?

解:选取贮槽底地面为基准面,选取碱贮槽碱液面为1-1截面,塔

顶碱液出口为2-2截面,列两截面能量衡算方程式并移项,整理为:

()∑+-+-+-=f e h g

w w g p p Z Z H 22

12

21212ρ

已知:Z 1 = 1.5m ,Z 2 = 16m ,ρ = 1100 kg·m -3

若都以表压强表示,则p 1=0,p 2 – p 1 = 29.4 kPa

碱液贮槽液面下降的速度w 1比泵出口管内碱液的流速w 2小得多,取w 2 ≈ 0;塔顶碱液出口流速为

86.23600

1100053.0785.01000252

2=????=

w m·s -1 已知碱液在管路中总损失压头为∑f h = 3 m ,将上述各物理量带入方程式,可求得所需泵的压头为

()64.20381

.9286.273.25.1162

=+?++-=e H m

140664.2081.936001000

25=???==e m e gH q N W

255655

.01406===ηe N N W

9、如图高位槽水面距管路的垂直距离保持为5 m 不变,水面上方的压强为4.905 Pa (表压),管路

直径为20 mm ,长度为24 m (包括管件的当量长度),阻力系数为0.02,管路中装球心阀一个,试求:当阀门全开(ξ = 6.4)时,管路的阻力损失为多少?阻力损失为出口动能的多少倍? 解:在断面1-1和2-2之间列机械能衡算式

∑+++=++f h v p gH v p gH 2

22

2

22211

1ρρ

若取大气压强和管出口高度为基准,并忽略容器内流速

(即v 1=0,H 2=0,p 2=0),则

2

22

2221

1v d l v p gH ?

?? ??++=+ζλρ

解得:1.32

2

2

=v J·

kg -1 942

2

2

=???

??+=∑v d l h f ζλ J·kg -1, ()4.30222

=+=∑ζλd l

v h f

10、以20o C 的水为介质,在泵的转速为2900 r·min -1时,测定某台离心泵

性能时,某次实验的数据如下:流量12 m 3·h -1,泵出口处压强表的读数为0.37 MPa ,泵入口处真空表读数为0.027 MPa ,轴功率为2.3 kW 。若压强表和真空表两测压口间垂直距离为0.4 m ,且泵的吸入管路和排出管路直径相同。测定装置如附图。求:这次实验中泵的压头和效率。 解:(1)泵的压头

以真空表和压强表所在的截面为1-1'和2-2',列出以单位重量为衡算基准的伯努利方程,即

2

122

2212

1122-+++=+++f H g p

g u z H g p g u z ρρ

式中,z 1 – z 2 = 0.4 m ,u 1 = u 2,p 1 = -2.7×104 Pa (表压), p 2 = 3.7×105 Pa (表压)

因测压口之间距离较短,流动阻力可忽略,即H f 1-2≈0;故泵的压头为:

87.4081

.91000107.2107.34.04

5=??+?+=H m

(2)泵的效率

581.010003.2360081

.910001287.40=?????==

N g HQ ρη

11、水以7 m 3·h -1的流量流过下图所示的文丘里管,在喉颈处接一支管与下部水槽相通。已知截面

1-1'处内径为50 mm ,压强为0.02 MPa (表压),喉颈内径为15 mm 。 试判断图中垂直支管中水的流向。设流动无阻力损失,水的密度取1000 kg·m -3。 解:(1)先设支管中水为静止状态,在截面1-1'和2-2'间列柏努利方程:

ρ

ρ2221212121p v p v +=+ v 1 = (7/3600)/(π×0.052/4) = 0.99 m/s v 2 = 0.99(0.05/0.015)2 = 11 m/s

p 1 = p a + 0.02×106 Pa

若大气压强p a 取1.0133×105 Pa ,则

p 1 = 1.0133×105 + 0.02×106 Pa = 1.2133×105 Pa 。 可以解出:p 2 = p 1+ ρ×[2

22

1v v -]/2 = 6.13×104 Pa (绝压)。

(2)判断流向:

取水槽液面3-3'为位能基准面,在假设支管内流体处于静止条件下:

E 2 = p 2/ρ + gH 2 = 90.3 J·kg -1 E 3 = P a /ρ = 101.3 J·kg -1

因为E 3>E 2,支管流体将向上流动。

12、在某一化工生产流程中,换热器采用一种高温流体来预热原料液,将原料由25℃预热到180℃;

而高温流体经过换热,300℃降至200℃。试计算采用逆流操作与采用并流操作时的平均温度差,并进行比较。

解:由题意已知高温流体:300℃ → 200℃ 原料液体:25℃ → 180℃,

逆流操作时平均温度差计算:

△t 1 = 200-25 = 175℃,△t 2 = 300-180 = 120℃

则: 146120175

ln 120175ln 2

1

21,=-=???-?=?t t t t t m 逆℃ 并流平均温度差的计算:

△t 1 = 300-25 = 275,△t 2 = 200-180 = 20℃,

5.9720275

ln 20

275ln 2

1

21,=-=???-?=

?t t t t t m 并℃ 根据总传热方程q = K ?A ?△t m ,若在传热速率相同、传热系数也相同的条件下,比较采用并

流操作与逆流操作所需传热面积,可得

5.15

.97146==??=并逆逆并m m t t A A 并流操作所需传热面积为逆流操作时的1.5倍。

13、有一根Φ219×6的无缝钢管,内外表面温度分别为300℃和295℃,导热系数为45W·m -1·K -1,

试求每米长裸管的热损失。 解:d 1 = 0.207 m ,d 2 = 0.219 m ∴ 213.0ln 1

2

12=-=d d d d d m

m

()

25100

2

1

= -

=

m

d

t

t

l

Q

π

δ

λ

W·m-1

14、某列管冷凝器,管内通冷却水,管外为有机蒸汽冷凝。在新使用时,冷却水的进、出口温度分

别为20℃和30℃。使用一段时期后,在冷却水进口温度与流量相同的条件下,冷水出口温度降为26℃。求此时的垢层热阻。已知换热器的传热面积为16.5 m2,有机蒸汽的冷凝温度为80℃,冷却水流量为2.5 kg·s-1。

解:换热器新使用时

换热器使用一段时间后:

15、某有机物液体以0.5 m·s-1的流速,从列管换热器中流过,列管总截面积为0.01 m2,加热面积为

5 m2,管外用120℃的饱和蒸汽加热,总传热系数为400 W·m-2·K-1,有机物的进口温度为20℃,

换热过程中有机物的平均物性为:ρ = 800 kg·m-3,C p = 2 kJ·kg-1·K-1,试求有机物的出口温度。解:设有机物的出口温度为t2,质量流量为q m,

则4

800

01

.0

5.0=

?

?

=

uA

q

m

kg·s-1

∵KA△t m = q m C p(t2-t1) ∴()()()20

2000

4

120

20

120

ln

120

20

120

5

400

2

2

2-

?

?

=

-

-

-

-

-

?

?t

t

t

解得t2 = 42 ℃

16、有一传热面积为1.5 m2的换热器,把流量为540 kg·h-1比热C p = 0.875 kJ·kg-1·K-1的CO2气体从

40℃冷却到20℃,冷水的初温为10℃,终温为15℃,已知K = 115.8 W·m-2·K-1,通过计算说明并流还是逆流操作合适。

解:若并流:△t m = 13.97

所需面积

()

62

.1

97

.

13

8.

115

20

40

1000

875

.0

3600

/

540

=

?

-

?

?

?

=

A m2 > 1.5 m2

∴不合适

若逆流:△t m = 16.4 所需面积()38.14

.168.11520401000875.03600/540=?-???=

A m 2 < 1.5 m 2

∴合适

17、管式换热器用热水对原油逆流加热。原油流量为40 t·h -1,温度由15℃上升到50℃,原油的C P =

1.672 kJ·kg -1·K -1。热水流量为10 t·h -1,进口温度为80℃,其C P = 4.18 kJ·kg -1·K -1。已知K = 836 kJ·m -2·h -1·K -1,求换热面积。 解:1212p p c (t t )c (T T )m m q q -=-Q 油油水水

40×1.672×(50-15)=10×4.18×(80-T 2) T 2=24℃

305080111=-=-=?t T t ℃, 91524222=-=-=?t T t ℃

5.179

30ln 9

30ln 2121m =-=???-?=

?t t t t t q KA t =?Q 逆

()1605

.1783635672.140672.14021=???=?-??=?=

m m t K t t t K q A m 2 18、用初温为30℃的冷却水将每秒钟15 kg 、80℃的硝基苯通过换热器冷却到40℃,冷却水出口温度为35℃。已知硝基苯的定压比热容为1.63 kJ·kg -1·K -1,水的定压比热容为4.184 kJ·kg -1·K -1。若忽略热损失,试求该换热器的热负荷及所需冷却水用量。 解:硝基苯在热交换中没有相态变化,其热负荷为 q 1 = q m,a ?C p,a ?(t a2-t a1) = 15×1.63×(80-40) = 978kJ?s -1 = 978000W

设冷却水的质量流量为q m,b ,根据热量衡算可求得冷却水用量。

7.46)

3035(184.4978

)(21,1,=-?=-?=

b b b p b m t t C q q kg?s -1

每秒钟需要46.7公斤冷却水才能将80℃硝基苯冷却到40℃。

19、用每小时41.5 m 3冷却水,以逆流方式将某精馏塔上升蒸气全部冷凝下需要多大传热面积的冷凝

器?已知冷凝器是由钢管制成的,钢管的壁厚为 3 mm 。上升蒸气全部冷凝时所放出的热量为1.52×106 k J?h -1,上升蒸气的温度T = 348 K ,冷却水进口温度t 进 = 303 K ,热流体是有机物蒸气冷凝,α1 = 1300 W?m -2?K -1,冷流体是水,α2 = 1000 W?m -2?K -1,钢的导热系数为λ = 49 W?m -1?K -1,钢管的壁厚δ = 3 mm ,水的比热容为4.18 kJ·kg -1·K -1。 解:(1)冷却水出口温度:

Ф = q m c p (t 2 - t 1)

1.52×106 = 41.5×103×4.18×(t -303)

t = 312 K

(2)平均温度差

Δt 1 = 348 – 303 = 45 K , Δt 2 = 348 – 312 = 36 K

所以 Δt m = 40.5 K (3)传热系数

K = 1/(1/α1 + 1/α2 + δ/λ) = 1/(1/1300 + 1/1000 + 0.003/49) = 550 W?m -2?K -1

(4)传热面积

Ф = KA Δt m 4.22×105 = 550×A×40.5

A = 19 m 2

20、有一壁厚为10 mm 的钢制平壁容器, 内盛80℃的恒温热水。水对内壁面的对流传热系数为240

W·m -2·K -1。现在容器外表面复盖一层导热系数为0.16 W·m -1·K -1,厚度为 50 mm 的保温材料。保温层为10℃的空气所包围,外壁对空气的对流传热系数为10 W·m -2·K -1。 试求:(1)每小时从每m 2面积所损失的热量kJ·h -1·m -2;

(2)容器内表面的温度T w (钢材的导热系数为45 W·m -1·K -1)。 解:(1)m t KA ?=Φ,701080=-=?m t ℃,A = 1 m 2

K = 1/(1/α0 + 1/αi + b 1/λ1 + b 2/λ2)

= 1/(1/10 + 1/240 + 0.01/45 + 0.05/0.16)

= 2.399 W·m -2·K -1

Φ = 2.399 × 1 × 70 = 168 W

每小时每m 2面积散热量: 3600 × 168/1000 = 605 kJ·m -2·h -1

(2)φ= αi A (80 - T w ), 80 - T w = 168/240 ∴ T w = 79.3 ℃

21、在内管为φ180×10 mm 的套管换热器中,将流量为3500 kg·h -1的某液态烃从100℃冷却到60℃,

其平均比热为2.38 kJ·kg -1·K -1,环隙走冷却水,其进出口温度分别为40℃和50℃,平均比热为4.17 kJ·kg -1·K -1,基于传热外面积的总传热系数K 0=1800 W·m -2·K -1,设其值恒定,忽略热损失。 求:(1)冷却水用量;

(2)两流体为逆流情况下的平均温差及所需管长。

解:(1)冷却水用量

Wh C ph (T 1 -T 2 )=Wc C pc (t 2 -t 1 ) 3500×2.38×(100-60)=Wc× 4.17×(50-40) Wc =7990 kg.h -1

(2)Δt m =(50-20)/ln(50/20)=32.75℃ Q =KA Δt m Q =7990×4.17×(50-40)=3.332×106kJ.h -1 ∴ A =3.332×105/[(1800/1000)×32.75×3600] =1.57 (m 2) πd0 l =1.57 3.14×0.18×l =1.57 ∴l =2.77(m )

22、拟在内径为1.4 m 的填料塔中,用清水吸收焦炉煤气中的氨。每小时处理煤气量为5800 m 3(标

准),煤气中氨的体积分数为0.038,要求回收氨98%。在操作条件下,氨-水物系的相平衡关系式为X Y 2.1=*(Y ,X 均为摩尔比),气相体积吸收总系数K Y ·a = 41.67 mol·m -3·s -1。若吸收剂用量为最小用量的1.6倍,试求:(1)吸收剂用量,kg·h -1;(2)填料层高度,m 。 解:(1)

G =

18 .1

2

12

1=

-

-

=

?

?

?

?

?

X

m

Y

Y

Y

G

L

m

L = 1.6(L/G)mG = 1.6 × 1.18 × 249 = 470 kmol·h-1 = 8500 kg·h-1

(2)

()

2

1

1

Y

Y

L

G

X-

=

0246

.0

18

.1

6.1

10

9.7

0395

.0

2.1

2.1

4

1

1

=

?

?

-

?

=

=

-

*X

Y

23、空气和氨的混合气体在直径为0.8 m的填料吸收塔内常压下用清水吸收其中的氨,己知混合气

的流量为47.92 kmol·h-1,混合气体中氨的含量为0.0134(比摩尔分率),吸收率为98%,操作平均温度为20℃,操作系件下气液平衡关系为Y= 0.76X,实际液气比为1.12,且K Y·a= 0.10 kmol·m-3·s-1,试求:所需填料层的高度。

解:

m

Y

Y

Y

Y

aS

K

G

H

?

-

?

=2

1,

()()

()

()*

*

*

*

-

-

-

-

-

=

?

2

2

1

1

2

2

1

1

ln

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

m

Y1 = 0.0134,Y2 = Y1(1-98%) = 0.00027

G = 47.92 (1- Y1) = 47.28 kmol·h-1 = 0.013 kmol·s-1

S = 0.785 × 0.82 = 0.5024 m2

X2 = 0,0

76

.0

2

2

=

=

*X

Y

2

1

2

1

X

X

Y

Y

G

L

-

-

=,得X1 = 0.0117

则00889

.0

76

.0

1

1

=

=

*X

Y

将以上数据带入,得H = 2.3 m

24、在吸收塔中用焦油来吸收焦炉气中的苯,已知焦炉气进塔的流量为1000 m3·h-1(标准),其中含

苯2% (mol),要求苯的吸收率为95%,焦油原来含苯是0.005% (mol),塔内操作压强为800 mmHg,温度为25℃,此条件下知Y = 0.113X,L = 1.15L m,求吸收塔出口焦油中苯的含量。解:020

.0

02

.0

1

02

.0

1

=

-

=

Y,Y2 = Y1(1-95%) = 0.001

176

.0

113

.

1

1

=

=

*Y

X,5

2

10

5

005

.0

100

005

.0-

?

=

-

=

X

()187.4202.01273

2988007604.221000=-??

?=

G kmol·h -1 267.515.115.12

12

1=?--?

==*

G X X Y Y L L m kmol·h -1 ()15.02211=+-=

X Y Y L

G

X 25、吸收塔中连续逆流吸收从沸腾炉得到时SO 2炉气,炉气中SO 2含量9%(体积),每秒吸收SO 2 1

kg ,吸收为常压,已知L /G = 1.2(L /G )m ,吸收率为90%,操作条件下Y = 26.7X ,求吸收剂每秒用多少千克?

解:y 1 = 0.09,Y 1 = 0.0989,Y 2 = Y 1(1-0.9) = 0.00989,X 2 = 0

87.2807.26/0989.000989.00989.02.12.12.12

121=--?=--?=???

??=*X X Y Y G L G L m 99.1570989.0641000

=?=

G mol·

s -1 L = 28.87×157.99 = 4561.17 mol·s -1 = 82.1 kg·s -1

26、吸收塔内一个大气压,某截面上NH 3含3%(体积)的气体与浓度为1 kmol·m -3的氨水相遇,巳

知k g = 5×10-4 kmol·m -2·s -1·atm -1,k L = 1.5×10-4 m·s -1,平衡关系符合亨利定律,H = 73.7 kmol·m -3·atm -1。 求:(1)分压差和浓度差表示的气液推动力;(2)比较气膜和液膜阻力的大小。 解:(1)p = 0.03 atm

0136.07

.731

===

*H c p atm ∴分压差:p - p * = 0.03-0.0136 = 0.0164 atm c * = Hp = 73.7×0.03 = 2.2 kmol·m -3 ∴浓度差:c * - c = 2.2 – 1 = 1.2 kmol·m -3 (2)气膜阻力 = 1/k g = 0.2×104 m 2·s·atm·kmol -1 液膜阻力=

44

10009.010

5.17.7311

?=???===-L L L pHk c pk E k m m 2·s·atm·kmol -1 27、在0.1013MPa 和一定的温度下,用水吸收含SO 212%的混合气体以制备SO 2水溶液。吸收塔处

理的混合气体流量为360 m 3·h -1(标准),吸收率η = 96%。若在操作条件下SO 2的溶解度系数为11.45 kmol·m -3·MPa -1,水的用量为最小用量的1.5倍,求实际水的用量及所得水溶液的浓度。 解:(1)求惰性气体流量及进出口气体和液体组成

928.3)12.01(4.223600103603

=-???=G mol?s -1

136.012

.0112.01111=-=-=y y Y

Y 2 = Y 1(1-η) = 0.136×(1-0.96) = 0.0054 X 2 = 0

(2)求出口溶液的理论最大浓度

X 1最大为与进口气相平衡的溶液浓度

因为是稀溶液,溶液密度为ρ ≈ 1000kg?m -3

56.5518

1000

==

=

s

T M C ρ

kg?m -3 m =

T c pH

= 45.111013.056.55?=47.90

136

.0)19.47(9.47136.0*1?-+=X =0.0025

(3)求水的最小用量和实际用水量

吸收剂用量最小时的物料衡算式为:

G (Y 1-Y 2) = L 最小(X 1最大-X 2)

2.20500025.0)0054.0136.0(928.3X )(2121=--=--=最大最小X Y Y G L mol?s -1

L 实际 = 205.2×1.5 = 307.8 mol?s -1 = 19950kg?h -1

(4)所得溶液的浓度

X 1=实际

L Y Y G )(21-=

8

.307)

0054.0136.0(928.3-=0.00167mol(SO 2)/mol(H 2O)

换算成(质量)%为:

64

167.01810064

167.0?+??×100%=0.59%

28、在连续逆流吸收塔中,用清水吸收焙烧硫铁矿所得炉气中的SO 2。炉气中含SO 2为09.0)SO (2=?。每秒钟吸收SO 2的量为1 kg 。吸收在101.3 kPa 压力下操作。吸收用的液气比为最小液气比的1.2倍。吸收率为99%。操作温度下的气液平衡关系可近似地用式X y 7.26=*表示。试求吸收用水量(kg·s -1)和吸收所得溶液的浓度(用质量分数表示)。 解:099.009

.0109.01=-=Y , 00099.0)99.01(099.02=-=Y

02=X ,

00337.07

.2609.01==*X

由 00337

.000099.0099.02.12121-?=--X X Y Y , 求得0028.01=X

由)00028.0(18

64

1-=水W , 得 100=水W kg·s -1

所得溶液浓度(质量分数):

01.01

1001

=+

29、用清水在常压下吸收有机合成残气中的甲醇(可认为其他组分均为惰性组分)。处理气量为 1

m 3(标准)·s -1。气体含甲醇25 g·m -3,要求甲醇的吸收率为90%。吸收剂用量为最小液气比的1.3倍。当时条件下的气液平衡关系可用式X Y 15.1=表示。试计算吸收所需气相传质单元数。 解:1 m 3(标准)气体的量为44.6 mol

0178.032

/256.4432

/251=-=

Y , 00178.0)9.01(0178.02=-=Y , 02=X

由 15.1/0178.000178.00178.03.12121-?=--X X Y Y

求得0119.01=X

0028.0000178.00119.015.10178.0ln )000178.0()0119.015.10178.0(ln

)()(221

12211=-?---?-=-----=?*

*

**Y Y Y Y Y Y Y Y Y m

7.52

1=?-=

m

G Y Y Y n

30、连续精馏中苯-甲苯体系的平均相对挥发度为2.45,当进料液x f = 0.50、馏出液x d = 0.9、馏残液

x w = 0.1,回流比为2时,试求塔顶x 2的组成。 解:

∴ x 2 = 0.656

31、精馏塔分馏苯-甲苯混合液,进料含苯x f = 0.50,与x f 相平衡的气相组成为y f = 0.71,泡点进料。

要求馏出液组成为x d = 0.90,馏残液的组成为x w = 0.01(均为摩尔分数)。操作回流比为最小回流比的两倍。试求精馏段和提馏段的操作线方程。 解:最小回流比90.050

.071.071

.090.0=--=

--=

f

f f d M x y y x R

80.12==M R R

由W D F +=

W D F 01.090.050.0+= 联立

可求得 82.1==D

F f

可得:精馏段操作线方程为:32.061.0+=x y

提馏段操作线方程为:0029.029.1-=x y

32、某精馏塔用于分离苯-甲苯混合液,泡点进料,进料量30 kmol·h -1,进料中苯的摩尔分率为0.5,

塔顶、底产品中苯的摩尔分率分别为0.95和0.10,采用回流比为最小回流比的1.5倍,操作条件下可取系统的平均相对挥发度α=2.40。 (1)求塔顶、底的产品量;

(2) 若塔顶设全凝器,各塔板可视为理论板,求离开第二块板的蒸汽和液体组成。 解:(1)F = D + W

F ·x f = D ·x d + W ·x w 联立以上两式: 30 = D + W 30×0.5 = D ×0.95 + W ×0.10 解得:D = 14.1 kmol·h -1 W = 15.9 kmol·h -1

(2)x f = 0.5,

y f = αx f / [1+(α-1) x f ] = 2.4×0.5 / [1+(2.40-1)×0.5] = 0.706 R min =(x d -y f )/(y f -x f )

=(0.95-0.706)/(0.706-0.5)

=1.18

R = 1.5×1.18 = 1.77 精馏段操作线方程: y = [R /(R +1) ]x + x d /(R +1)

= [1.77/(1.77+1)]x + 0.95/(1.77+1)

= 0.639x + 0.343

y 1 = x d = 0.95

x 1 = y 1/[α-y 1(α-1)] = 0.95/[(2.40-0.95(2.40-1)] = 0.888 y 2 = 0.639x 1 + 0.343 = 0.639×0.888 + 0.343 = 0.910 x 2 = 0.910/[2.40-0.910(2.40-1)] = 0.808

33、分离苯和甲苯混合液,进料组成为0.4,馏出液组成为0.95,残液组成为0.05(以上组成均为苯

的摩尔分率)。苯对甲苯的平均相对挥发度为2.44。泡点进料,塔顶冷凝器为全凝器,塔釜为间接蒸汽加热。试求: (1) 最小回流比;

(2) 若回流比取最小回流比的1.5倍,列出精馏段操作线方程; (3) 列出提馏段操作线方程。 解:(1)()62.04.044.114.044.211=?+?=-+=

x x y f αα, 5.140

.062.062

.095.0=--=--=f f f d M x y y x R

(2)25.25.1==M R R

1

25.295.0125.225.21+++=

+n n x y , 即 292.0692.01+=+n

n x y

(3)由W D F +=

W D F 05.095.040.0+= 联立

可求得 57.2==D

F f

提馏段操作线方程为: 05.01

25.21

57.2125.257.225.21?+--++=

+m m x y , 即 024.048.11-=+m m x y

化工基础知识

第一讲化工基础知识培训 1. 表压、绝压、真空度: (1)表压强,简称表压,是指以当时当地大气压为起点计算的压强。当所测量的系统的压强等于当时当地的大气压时,压强表的指针指零。即表压为零。 (2)绝对压,或称为真实压,是以绝对零压为起点计算的压强。或真空为起点计算的压强,绝对压强,简称绝压。 (3)真空度,当被测量的系统的绝对压强小于当时当地的大气压时,当时当地的大气压与系统绝对压之差,称为真空度。此时所用的测压仪表称为真空表。 关系:表压=绝对压力-大气压力(101.325kpa) 绝压=表压+大气压力(101.325kpa); 真空度=大气压强-绝对压强 2.常用压强/压力单位:帕、兆帕、千帕、巴、公斤 1Mp=10公斤=1000千帕=1000 X 0.01巴=10巴,即0.1Mpa=1ba 3.过滤:是在推动力或者其他外力作用下悬浮液(或含固体颗粒发热气体)中的液体(或气体)透过介质,固体颗粒及其他物质被过滤介质截留,从而使固体及其他物质与液体(或气体)分离的操作。 4.冷却:指使热物体的温度降低而不发生相变化的过程。 冷凝:是气体或液体遇冷而凝结,如水蒸气遇冷变成水,水遇冷变成冰。 两者区别有: (1)冷却只是温度降低,不发生相变化;而冷凝气体或液体遇冷而凝结,发生了相变化,如水蒸气由气体变成了液体水。 (2)冷却会发生温度的变化,温度会大大的较低;而冷凝物体快速遇冷,形态发生变化,如由气体变成液体,但温度未发生改变。 5.分子筛:是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物,主要由硅铝通过氧桥连接组成空旷

的骨架结构,在结构中有很多孔径均匀的孔道和排列整齐、内表面积很大的空穴。 此外还含有电价较低而离子半径较大的金属离子和化合态的水。由于水分子在加热后连续地失去,但晶体骨架结构不变,形成了许多大小相同的空腔,空腔又有许多直径相同的微孔相连,这些微小的孔穴直径大小均匀,能把比孔道直径小的分子吸附到孔穴的内部中来,而把比孔道大得分子排斥在外,因而能把形状直径大小不同的分子,极性程度不同的分子,沸点不同的分子,饱和程度不同的分子分离开来,即具有“筛分”分子的作用,故称为分子筛。目前分子筛在冶金,化工,电子,石油化工,天然气等工业中广泛使用。 气体行业常用的分子筛型号: A型: 钾A(3A),钠A(4A),钙A(5A), X型: 钙X(10X),钠X(13X) Y型: 钠Y,钙Y 6.质量分数:指溶液中溶质质量与溶液质量之比。也指化合物中某种物质质量占总质量的百分比。质量分数也可以指化合物中各原子相对原子质量(需乘系数)与总式量的比值,即某元素在某物质中所占比例。 计算公式:ω(B)=m(B)/m ;式中ω(B)的量纲为1,也可用百分数表示。 联系:在一定温度下的饱和溶液中 溶质的质量分数= 溶质质量/溶液质量X100% = 溶解度/(溶解度+100g)X100% 7.气体摩尔分数:是某气体的物质的量,也就是摩尔数除以混合气体的总的质量,也就是总摩尔数。 8.液体摩尔比:是某种液体的量也就是摩尔数除以混合液体的总的物质的量,也就是摩尔数。例如:4mol的乙醇和6mol的水的混合液,那么乙醇的摩尔分数为?

2018高考化学备考中等生百日捷进提升系列(基础知识速记手册)

2018高考化学备考中等生百日捷进提升系列(基础知识速记手册)专题09 元素及化合物知识归纳 一、常考知识归纳 1、Na2O2与CO 2、H2O反应时,氧化剂、还原剂都是Na2O2,且质量比为1∶1。 2、NaHCO 3、Al(OH)3、CaCO3都可用于治疗胃酸过多。 3、侯氏制碱法是向饱和NaCl溶液中先通氨气达饱和,再通二氧化碳即有晶体析出 (NaHCO3),向滤液中加 入NaCl,即析出氯化铵晶体作化肥,氯化钠溶液继续使用。在饱和的Na2CO3溶液中通CO2气体得不到澄清的溶液,而是有NaHCO3析出,发生反应的离子方程式为2Na++CO32-+H2O+CO2=2NaHCO3↓。 4、做焰色反应时,铂丝必须先用稀盐酸洗净,再放在酒精灯火焰上灼烧至无色。 5、根据铝热反应是放热反应,Al可以用于冶炼难熔的金属(铁、铬、锰等)。 6、人类使用最早的合金是青铜,现在用量最大的合金是钢,其次是铝合金。 7、HClO的结构式为Cl—O—H,具有酸性、氧化性、还原性、不稳定性。 8、加碘盐中加的是KIO3,可通过加KI、淀粉、酸来检验;通过电解KI溶液制取。 9、H2O2可作氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂、火箭燃料,水溶液介于弱酸性,遇MnO2迅速分解放出氧气。 长征二号火箭使用偏二甲肼作燃料,四氧化二氮作氧化剂。 10、除去CO2中的SO2可用饱和的碳酸氢钠溶液、酸性高锰酸钾溶液。 11、NO2能引起酸雨、光化学烟雾、破坏臭氧层。 12、制NH3可用氯化钙与熟石灰共热,或浓氨水与CaO、氢氧化钠固体、碱石灰或加热浓氨水。氨气不能用 浓硫酸、无水氯化钙、五氧化二磷干燥。 二、无机题突破口归纳 1、物质的特殊颜色 ①有色固体 a.红色:Cu、Cu2O、Fe2O3;b.红褐色:Fe(OH)3;c.黄色:AgI、Ag3PO4;d.淡黄色:S、Na2O2或AgBr; e.蓝色:Cu(OH)2;f.黑色:炭粉、CuO、FeO、FeS、CuS、Ag2S、PbS;g.紫黑色:KMnO4、I2;h.白色:Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3。 ②有色溶液: Fe2+(浅绿色)、Fe3+(黄色)、Cu2+(蓝色)、MnO-4(紫红色)、Fe3+与苯酚(紫色)、Fe3+与SCN-(血红色)、I2与淀粉(蓝色)等。 水(溶剂) 苯(溶剂) CCl4(溶剂) Br2黄→橙黄→红棕 I2深黄→褐淡紫→紫红紫→深紫

化工原理知识点总结复习重点完美版

化工原理知识点总结复习重点完美版 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

第一章、流体流动 一、 流体静力学 二、 流体动力学 三、 流体流动现象 四、 流动阻力、复杂管路、流量计 一、流体静力学: 压力的表征:静止流体中,在某一点单位面积上所受的压力,称为静压力,简称压力,俗称压强。 表压强(力)=绝对压强(力)-大气压强(力) 真空度=大气压强-绝对压 大气压力、绝对压力、表压力(或真空度)之间的关系 流体静力学方程式及应用: 压力形式 )(2112z z g p p -+=ρ 备注:1)在静止的、连续的同一液体内,处于同一 能量形式 g z p g z p 22 11 += +ρ ρ 水平面上各点压力都相等。 此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。 应用: U 型压差计 gR p p )(021ρρ-=- 倾斜液柱压差计 微差压差计 二、流体动力学 流量 质量流量 m S kg/s m S =V S ρ 体积流量 V S m 3/s 质量流速 G kg/m 2s (平均)流速 u m/s G=u ρ 连续性方程及重要引论: 一实际流体的柏努利方程及应用(例题作业题) 以单位质量流体为基准:f e W p u g z W p u g z ∑+++=+++ρ ρ2222121121 21 J/kg 以单位重量流体为基准:f e h g p u g z H g p u g z ∑+++=+++ ρρ222212112121 J/N=m 输送机械的有效功率: e s e W m N = 输送机械的轴功率: η e N N = (运算效率进行简单数学变换) m S =GA=π/4d 2 G V S =uA=π/4d 2 u

化工工艺图识图基础知识

工艺流程图识图基工艺流程图是工艺设计的关键文件,它以形象的图形、符号、代号,表示出工艺过程选用的化工设备、管路、附件和仪表等的排列及连接,借以表达在一个化工生产中物量和能量的变化过程。流程图是管道、仪表、设备设计和装置布置专业的设计基础, 也是操作运行及检修的指南。 在生产实际中我们经常能见到的表述流程的工艺图纸一般只有两种,也就是大家所知道的PFD和P&ID。PFD实际上是英文单词的词头缩写,全称为Process Flow Diagram,翻译议成中文就是“工艺流程图”的意思。而P&ID也是英文单词的词头缩写,全称为Piping and Instrumentation Diagram,“&”在英语中表示and。整句翻译过来就是“工艺管道及仪表流程图”。二者的主要区别就是图中所表达内容多少的不同,PFD较P&ID内容简单。更明了的解释就是P&ID图纸里面基本上包括了现场中所有的管件、阀门、仪表控制点等,非常全面,而PFD图将整个生产过程表述明白就可以了,不必将所有的阀门、管件、仪表都画出来。 另外,还有一种图纸虽不是表述流程的,但也很重要即设备布置图。 下面就介绍一下大家在图纸中经常看到的一些内容及表示方法。 1 流程图主要内容 不管是哪一种,那一类流程图,概括起来里面的内容大体上包括图形、标注、图例、标题栏等四部分,我们在拿到一张图纸后,首先就是整体的认识一下它的主要内容。具体内容分别如下: a 图形将全部工艺设备按简单形式展开在同一平面上,再配以连接的主、辅管线及管件,阀门、仪表控制点等符号。 b 标注主要注写设备位号及名称、管段编号、控制点代号、必要的尺寸数据等。 c 图例为代号、符号及其他标注说明。 d 标题栏注写图名、图号、设计阶段等。 明确了图纸的四个主要组成,我们就可以逐一了解每一部分的具体内容,在读工艺施工流程图时,首先了解标题栏和图例说明,从中掌握所读图样的名称、各种图形符号、代号的意义及管路标注等;然后在掌握设备的名称和代号、数量的基础上,了解主要物料流程线,按箭头方向逐一找其所通过的设备、控制点和经每台设备后的生

化工基础知识培训教材

化工工艺基础知识概论一、炼油工艺基本流程图 常压蒸馏

二、化工基础概念介绍 由常压蒸馏分离过程引出以下概念: 分离: A 固液分离: 常见化工操作形式:离心操作,过滤操作,干燥 B 液液分离 常见化工操作形式:萃取操作,蒸馏,精馏, 1、萃取操作是向欲分离的液体混合和物(原料液)中,加入一种与其不互溶或部分互溶的液体溶剂(萃取剂),形成两相体系。利用原料液中各组分在萃取剂中溶解度的差异,实现原料液中各组份一定程度的分离。常称抽提。 2、过滤操作是用某种多孔物质作为介质来处理悬浮液以得到固液分离的操作。 3、精馏把液体混合物进行多次部分汽化,同时又把产生的蒸汽多次部分冷凝,使混合物分离为所要求组分的操作。 3.1精馏原理:为什么把液体混合物进行多次部分汽化同时又多次部分冷凝,就能分离为纯或比较纯的组分呢?对于一次汽化,冷凝来说,由于液体混合物中所含的组分的沸点不同,当其在一定温度下部分汽化时,因低沸点物易于气化,故它在气相中的浓度较液相高,而液相中高沸点物的浓度较气相高。这就改变了气液两相的组成。当对部分汽化所得蒸汽进行部分冷凝时,因高沸点物易于冷凝,使冷凝液中高沸点物的浓度较气相高,而为冷凝气中低沸点物的浓度比冷凝液中要高。这样经过一次部分汽化和部分冷凝,使混合液通过各组分浓度的改变得到了初步分

离。如果多次的这样进行下去,将最终在液相中留下的基本上是高沸点的组分,在气相中留下的基本上是低沸点的组分。由此可见,多次部分汽化和多次部分冷凝同时进行,就可以将混合物分离为纯或比较纯的组分。 液体气化要吸收热量,气体冷凝要放出热量。为了合理的利用热量,我们可以把气体冷凝时放出的热量供给液体气化时使用,也就是使气液两相直接接触,在传热同时进行传质。为了满足这一要求,在实践中,这种多次部分汽化伴随多次部分冷凝的过程是逆流作用的板式设备中进行的。所谓逆流,就是因液体受热而产生的温度较高的气体,自下而上地同塔顶因冷凝而产生的温度较低的回流液体(富含低沸点组分)作逆向流动。塔内所发生的传热传质过程如下1)气液两相进行热的交换,利用部分汽化所得气体混合物中的热来加热部分冷凝所得的液体混合物;2)气液两相在热交换的同时进行质的交换。温度较低的液体混合物被温度较高的气体混合物加热二部分汽化。此时,因挥发能力的差异(低沸点物挥发能力强,高沸点物挥发能力差),低沸点物比高沸点物挥发多,结果表现为低沸点组分从液相转为气相,气相中易挥发组分增浓;同理,温度较高的气相混合物,因加热了温度较低的液体混合物,而使自己部分冷凝,同样因为挥发能力的差异,使高沸点组分从气相转为液相,液相中难挥发组分增浓。 精馏塔是由若干塔板组成的,塔的最上部称为塔顶,塔的最下部称为塔釜。塔内的一块塔盘只进行一次部分汽化和部分冷凝,塔

化工原理基础理论知识

十万吨/年聚丙烯装置基础理论知识(化工原理) 一、现场设备知识 1、什么叫泵? 答:加压或输送液体的流体机械叫泵。 2、为什么离心泵启动前要灌泵? 答:由于泵内空气密度远小于液体密度,在离心泵的运转条件下,气体通过离心泵所能得到的压升很小,即叶轮入口真空度很低,与吸液室的压差不足以吸入液体,使泵不上量,产生“气缚”现象,故离心泵启动前均要灌泵排气。 3、启动电机前应注意些什么? 答:停机时间较长的电机及重要电机的启动,要与电工联系进行绝缘和电气部分的检查:螺栓是否松动、接地和清洁卫生情况合格,电机外部检查正常,盘车,防止定子与转子间有卡住的情况,用手盘车,禁止电动盘车,电机处于热态时只允许启动一次,冷态下允许启动三次,要求低负荷启动,当电机自动跳闸后,要查明原因,排除故障,然后再启动。 4、电动机为什么要装接地线? 答:当电机内绕组绝缘被破坏漏油时,机壳带电,手摸上去就会造成触电事故。安装接地线是为了将漏电从接地线引入大地回零。这样形成回路,以保证人身安全,所以当接地线损坏或未接上时应及时处理。 5、在电机运转时检查风叶工作应注意些什么? 答:在电机运转时检查风叶工作应注意:要注意风扇叶片螺丝有无松动,以防止固定螺丝松动造成叶片打坏,要注意站在电机侧面检查,站在风机前面检查时要保持一定距离,以防止衣襟下摆或其他东西被吸入风罩的事故。 6、设备常规检查的要点是什么? 答:要检查各设备的介质流量、压力、物位、温度情况;电机电流、功率、温度、振动、噪音情况;润滑油温度、压力、液位、油质及密封情况;联锁投用情况;转动设备的温度、振动、声音等机械性能情况;并且应重点进行检查对比,尽短时间发现隐患,确保各设备运行正常。 7、离心泵扬程的意义? 答:单位重量流体进出泵的机械能差值。 8、离心泵启动前先关出口阀,停泵前也先关出口阀的原因? 答:离心泵启动前先关出口阀,其流量为零,泵对外不做功,启动功率为零,电机负载最小,避免由于启动泵过程中负荷过大,而烧坏电机或跳闸;停泵时先关出口阀是由于离心泵的扬程均很高,停泵

化工设计习题及答案(陈声宗)

第一章化工厂设计的内容与程序 (陈声宗习题与思考题2010.9) 1、化工设计的种类有哪些? 答:根据项目性质化工设计可分为:新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。 根据化工过程开发程序化工设计可分为:概念设计、中试设计、基础设计和工程设计;其中工程设计又包括:初步设计、扩大初步设计和施工图设计。 2、请画出化工厂设计的工作程序示意图。 3、化工厂通常由哪些部门和设施所构成? 答:化工厂通常由化工生产车间、辅助生产装置、公用工程及罐区、服务性工程、生活福利设施、三废处理设施和厂外工程等构成。 4、化工车间工艺设计的程序及主要内容有哪些? 答:一、设计准备工作 (1)熟悉设计任务书(2)制定设计工作计划(3)查阅文献资料(4)收集第一手资料。 二、方案设计 方案设计的任务是确定生产方法和生产流程,是整个工艺设计的基础。 三、化工计算 化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备选型与计算三个内容,其任务是在这三项计算的基础上绘制物料流程图、主要设备图和带控制点工艺流程图。 四、车间布置设计 主要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的正确的具体位置,相应地确定厂房或框架的结构型式。 五、配管工程设计 任务是确定生产流程中全部管线、阀门及各种管架的位置、规格尺寸和材料,综合权衡建设投资和操作费用。 六、提供设计条件 工艺专业设计人员向非工艺专业设计人员提供设计条件。 七、编制概算书及编制设计文件 概算主要提供了车间建筑、设备及安装工程费用。

第二章 工艺流程设计 1、化工工艺设计包括哪些内容? 答:生产方法选择,工艺流程设计,工艺计算,设备的设计与选型,设备布置,管道设计对 非工艺设计提条件,设计说明书,概预算书。 2、在选择生产方法和工艺流程时,应该着重考虑的原则有哪些?其步骤有哪些? 答:先进性、可靠性、合理性; 资料搜集与项目调研、生产设备类型与制造厂商调研、对调研结果进行全面分析对比。 3、工艺流程设计的步骤有哪些? 答:确定整个流程的组成,确定每个过程或工序的组成,确定工艺操作条件,确定控制方案, 原料与能量的合理利用,制定“三废”处理方案,制定安全生产措施。 4、工艺流程图的种类有哪些? 答:工艺流程草图,工艺物料流程图,带控制点的工艺流程图,管道仪表流程图。 5、某管道标注为“HW0201-150 -L1B ”,表示什么意思? 答:①HW0201-表示管道号,其中: HW -物料代号,热水;02-工程工序编号,第02号;01-管道顺序号,第01号。 ②150 –管道尺寸(管径),公称通径150mm,。 ③L1B -管道等级,其中: L -国内标准压力等级代号,1.0MPa ; 1-顺序号,第1号; B -管道材质类别,碳钢。 6、固定床反应器温度控制形式有哪些?画出示意图。 FC TC TC TC TC 空气氨气进料 载热体出料进料出料出料出料 (a)用进料浓度控制 (b)用进料温度控制Ⅰ (c) 用进料温度控制Ⅱ (d)用冷料量控制 第三章物料衡算与热量衡算 习题1 连续常压蒸馏塔进料为含苯质量分数(下同)38%(wt)和甲苯62%的混合溶液,要求馏 出液中能回收原料中97%的苯,釜残液中含苯不低于2%。进料流量为20000kg /h ,求馏 出液和釜残液的流量和组成。 解:苯的相对分子质量为78,甲苯的相对分子质量为92。以下标B 代表苯。

化验员基础知识手册

化验员基础知识手册 医械行业交流 本文将是史上最全的实验室基础知识哦!分为实验室基础知识、溶液制备、标准溶液制备和标定、常用分析仪器使用与维护、检验结果表述、实验室安全知识等。。。逆水行舟不进则退,快来学习进步吧~ 一.实验室基础知识 (一)化学试剂: 1.化学试剂的分类: 化学试剂数量繁多,种类复杂,通常根据用途分为一般试剂、基础试剂、高纯试剂、色谱试剂、生化试剂、光谱纯试剂和指示剂等。采用的标准为国家标准(标以:“GB”字样)和行业标准(标以:“HG”字样)。食品检验常用的试剂主要有一般试剂、基础试剂、高纯试剂和专用试剂等。 化学试剂的分级: 除此之外还有许多特殊规格试剂,如基准试剂、色谱纯试剂、光谱纯试剂、电子纯试剂、生化试剂和生物染色剂等。使用者要根据试剂中所含杂质对检测有无影响选用合适的试剂。 (1)一般试剂: GB/T15346-2012化学试剂包装及标志规定,一般试剂分为三个等级,即,优级纯、分析纯和化学纯。通常也将实验试剂列入一般试剂。 (2)基础试剂: 可用作基准物质的试剂叫做基准试剂,也可称为标准试剂。基础准试剂可用来直接配制标准溶液,用来校正或标定其他化学试剂,如,在配置标准溶液时用于标定标准溶液用的基准物。

(3)高纯试剂: 高纯试剂不是指试剂的主体含量,而是指试剂的某些杂质的含量而言。高纯试剂等级表达方式有数种,其中之一是以内处“9”表示,如用于9.99%,99.999%等表示。“9”的数目越多表示纯度越高,这种纯度的是由100%减去杂质的质量百分数计算出来的。 (4)专用试剂: 专用试剂是指具有专门用途的试剂,例如,仪器分析专用试剂中色谱分析标准试剂、气相色谱载体及固定液、薄层分析试剂等。与高纯试剂相似之处是,专用试剂不仅主体含量较高,而且杂质含量很低。它与高纯试剂的区别是,在特定的用途中有干扰的杂质成分只须控制在不致产生明显干扰的限度以下。 表1:化学试剂等级对照表 试剂等级一级二级三级 试剂规格优级纯分析纯化学纯 标签颜色绿色红色蓝色 国际通用等级符号GR AR CP 杂质含量很低低略高于分析纯 适用范围精确的分析和科 研 一般分析和科研工业分析和教学实验 表2:其他级别化学试剂等级对照表

(完整版)化工原理基本知识点

第一章 流体流动 一、压强 1、单位之间的换算关系: 221101.3310330/10.33760atm kPa kgf m mH O mmHg ==== 2、压力的表示 (1)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。 (2)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 (3)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 3、流体静力学方程式 0p p gh ρ=+ 二、牛顿粘性定律 F du A dy τμ= = τ为剪应力; du dy 为速度梯度;μ为流体的粘度; 粘度是流体的运动属性,单位为Pa ·s ;物理单位制单位为g/(cm·s),称为P (泊),其百分之一为厘泊cp 111Pa s P cP ==g 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1的质量流量与通过截面2的质量流量相等。 111222u A u A ρρ= 对不可压缩流体 1122u A u A = 即体积流量为常数。 四、柏努利方程式 单位质量流体的柏努利方程式: 22u p g z We hf ρ???++=-∑ 22u p gz E ρ ++=称为流体的机械能 单位重量流体的能量衡算方程: Hf He g p g u z -=?+?+?ρ22

z :位压头(位头);22u g :动压头(速度头) ;p g ρ:静压头(压力头) 有效功率:Ne WeWs = 轴功率:Ne N η = 五、流动类型 雷诺数:Re du ρ μ = Re 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。 (1)层流: Re 2000≤:层流(滞流) ,流体质点间不发生互混,流体成层的向前流动。圆管内层流时的速度分布方程: 2 max 2(1)r r u u R =- 层流时速度分布侧型为抛物线型 (2)湍流 Re 4000≥:湍流(紊流) ,流体质点间发生互混,特点为存在横向脉动。 即,由几个物理量组成的这种数称为准数。 六、流动阻力 1、直管阻力——范宁公式 2 2 f l u h d λ= f f f p h H g g ρ?== (1)层流时的磨擦系数:64 Re λ=,层流时阻力损失与速度的一次方成正比,层流区又称为阻力一次方区。 (2)湍流时的摩擦系数 ①(Re,)f d ελ=(莫狄图虚线以下):给定Re ,λ随d ε增大而增大;给定d ε ,λ 随Re 增大而减小。(2f p u λ?∝,虽然u 增大时, Re 增大, λ减小,但总的f p ?是增大的) ②()f d ελ=(莫狄图虚线以上),λ仅与d ε 有关,2f p u ?∝,这一区域称为阻力 平方区或完全湍流区。 2、局部阻力 (1)阻力系数法

化工设计常规方法和内容DOC

普通高校《化工设计》教学方法和内容 1.课程的定位 《化工设计概论》课程为“化学工程与工艺”本科专业的必修课。通过本课程的学习,培养具有化学工程与工艺设计的基础知识和基本技能,能在化工、医药、轻工等部门从事工程设计、技术开发、生产管理、科学研究及教学等方面工作的高级工程技术人才。 2.课程目标 “化工设计”是化学工程与工艺专业及其他化工类专业的主干课。它综合运用已学过的专业基础课和专业课,如化工原理、物理化学、化工反应工程、化工热力学、化学工艺学、化工技术经济学以及化工CAD等课程的知识,讨论分析化工工艺过程,学习化工过程及设备的设计和化工厂设计问题,是从理论过渡到工程实际的设计性课程。本课程培养学生综合运用所学知识解决工程问题的能力,以及良好的主动获取知识的能力及分析解决问题的能力,还应该具备总览全局的战略眼光、指挥和完成复杂生产系统的能力、团结协作的精神和把握未来的创新意识。是使毕业生达到专业培养目标和学校办学定位的重要课程。 (1) 课程的主要目标是培养学生 1) 树立正确的设计思想,了解国家当前的有关技术经济政策,了解本国或本地区的实际经济发展情况,了解当前科技发展的新动态,根据现实情况和国家的长远规划,进行化工过程的设计。 2) 掌握化工设计过程的基本技能,学会从不同的过程中寻找事物的共性,探讨其基本规律和发展方向,将原来所学的基础知识和专业知识融会贯通,培养了学生的综合创新能力。 3) 学会运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力,为今后从事技术工作打下坚实的基础。

通过本课程的学习,学生不仅应具有扎实的基础知识、还要有分析解决实际问题的能力。通过培养学生创造性思维和灵活运用各方面知识来解决实际问题的能力。为工科大学生通向工程师铺平道路,为区域经济建设和社会进步培养高水平的技术人才。 在教学内容上分为理论课、实训课及课程设计,理论课以讲授为主,结合课堂讨论、课堂练习、课外作业等方式,使学生打下扎实的理论基础。 课程设计是在给定的工况条件下,由学生完成某种产品工艺设计。通过课程设计, 可使学生巩固所学的基本知识, 基础理论, 熟悉并掌握设计计算方法、设备选择原则和工艺参数的优化能力,训练学生查阅文献并进行分析应用的基本技能; 培养学生动手能力与实验技能。通过几年的实践表明,学生在毕业设计中的工艺设计能力有了明显的提高。 通过校内实训、模拟精馏仿真等实践教学培养学生严谨、认真的科学态度,为开展毕业设计工作及今后的科研工作打下坚实基础,有效培养了学生的创新思维和提高了创新能力。 本课程分为理论知识教学模块与实训课程设计实践。 (2) 主要理论知识教学内容包括 1) 绪论、第一章化工设计程序和内容(2学时)。介绍化工设计概念,设计前期工作工作步骤与内容,初步设计阶段工作内容与程序,施工图设计阶段工作内容与程序,车间工艺设计内容。 2) 第二章工艺流程设计(6学时)。介绍生产方法和工艺流程的选择,工艺流程设计,工艺流程图,典型设备的自控流程简介。 3) 第三章物料衡算与能量衡算(2学时)。介绍物料衡算,能量衡算的概念、分类;物料衡算的步骤及方法,热量衡算的步骤及方法。 4) 第四章设备的工艺设计与选型(4学时)。介绍化工设备选材原则;泵的设计与选型;气体输送、压缩设备的设计与选型;换热器的设计与选型;贮罐容器的设计与选型;塔设备的设计与选型;反应器的设计与选型;液固分离设备的选型;干燥设备的设计与选型;其它设备的选型。 5) 第五章车间布置设计(共6学时)。介绍车间布置设计的内容和程序;

化工基础安全知识培训资料

化工基础安全知识培训资料 1 / 15 化工基础知识、安全知识培训 (讲义) 一、 为什么要讲化工基础知识和安全知识? ——处理站是一个对工业废物特别是危险废物进行综合利用或无害化处理处置的环保专业机构,似乎与化工厂没有多大关系。事实上,而我们面对的废物都是化学废物,所采用的处理手段都是化工厂常用的化工手段,二者并没有实质的区别。从广义上讲,处理站可以说是一个特殊的化工厂。因此,在从事废物处理前,掌握一定的化工基础知识很有必要。 我们常接触的化学品:三酸三碱、液氨、高锰酸钾、双氧水。详见信息卡。下面简单介绍酸碱类化工原料基础知识。 1、酸类 这里主要介绍三种重要的无机强酸:硫酸、硝酸和盐酸。 (1)硫酸:分子式为H 2SO 4,分子量98.07。硫酸是用途十分广泛的基本化工原料,可用于制造各种硫酸盐类,如硫酸亚铁、硫酸铜、硫酸镍等。 A. 物理性质:纯品为无色透明油状液体,工业品有时略带浅褐色。浓度98.3%的硫酸在15℃时密度为1.84克/厘米3,沸点338℃,为不挥发性酸。浓硫酸在340℃以上时将分解成SO 3和水。 B. 化学性质:浓硫酸是一种无机强酸,有极强的脱水性和氧化性。浓硫酸能使棉布、纸、木料等碳水化合物脱水碳化,如与人体皮肤接触,能引起严重的化学烧伤。硫酸化学性质活泼,能与多种金属及氧化物、氢氧化物反应生成硫酸盐,与许多有机物在一定条件下也是会发生磺酸化反应。浓度为75%以下的硫酸对钢铁有强烈的腐蚀作用。 C. 注意事项:用水稀释浓硫酸时,千万注意应该把浓硫酸慢慢地注入水中,并且不断地搅拌,而不能把水注入浓硫酸中,以免暴沸或局部过热而溅出酸液。 (2)硝酸:俗称硝镪水,分子式为HNO 3,分子量63.01。广泛用于化肥、国防、染料、制药等工业。

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化工相关书籍 文件列表如下 CA查阅方法.pdf Chemical_and_process_design_handbook.pdf Chemical_Engineering_Design.pdf Chemical_Process_Design_-_Computer-Aided_Case_Studies_(2008).pdf Chemical_Process_Design_and_Integration_Robin_Smith_(2005).pdf Chemical_Process_Engineering_Design_and_Economics_H.Silla_(2003).pdf Distillation_Design_and_Control_Using_Aspen_Simulation.pdf Fortran77_结构化程序设计.pdf Industrial_Chemical_Process_Design.pdf Matheson气体数据手册.pdf Rules_Of_Thumb_For_Chemical_Engineers.pdf Special_Distillation_Processes_1ed.pdf Thermal_Separation_Processes_Principles_and_Design.pdf The_Properties_of_Gases_and_Liquids(5th_Ed).pdf 《世界专利索引》查阅法.pdf 《化工工艺设计手册》上册-2003年版.pdf 《化工工艺设计手册》下册-2003年版.pdf 专利基础知识.pdf 乙烯工学.pdf 乙烯工程.pdf

(完整版)化工设计习题及答案

第一章化工厂设计的内容与程序 1、化工设计的种类有哪些? 答:根据项目性质化工设计可分为:新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。 根据化工过程开发程序化工设计可分为:概念设计、中试设计、基础设计和工程设计;其中工程设计又包括:初步设计、扩大初步设计和施工图设计。 2、请画出化工厂设计的工作程序示意图。 3、化工厂通常由哪些部门和设施所构成? 答:化工厂通常由化工生产车间、辅助生产装置、公用工程及罐区、服务性工程、生活福利设施、三废处理设施和厂外工程等构成。 4、化工车间工艺设计的程序及主要内容有哪些? 答:一、设计准备工作 (1)熟悉设计任务书(2)制定设计工作计划(3)查阅文献资料(4)收集第一手资料。 二、方案设计 方案设计的任务是确定生产方法和生产流程,是整个工艺设计的基础。 三、化工计算 化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备选型与计算三个内容,其任务是在这三项计算的基础上绘制物料流程图、主要设备图和带控制点工艺流程图。 四、车间布置设计 主要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的正确的具体位置,相应地确定厂房或框架的结构型式。 五、配管工程设计 任务是确定生产流程中全部管线、阀门及各种管架的位置、规格尺寸和材料,综合权衡建设投资和操作费用。 六、提供设计条件 工艺专业设计人员向非工艺专业设计人员提供设计条件。 七、编制概算书及编制设计文件 概算主要提供了车间建筑、设备及安装工程费用。 第二章工艺流程设计

1、化工工艺设计包括哪些内容? 答:生产方法选择,工艺流程设计,工艺计算,设备的设计与选型,设备布置,管道设计对 非工艺设计提条件,设计说明书,概预算书。 2、在选择生产方法和工艺流程时,应该着重考虑的原则有哪些?其步骤有哪些? 答:先进性、可靠性、合理性; 资料搜集与项目调研、生产设备类型与制造厂商调研、对调研结果进行全面分析对比。 3、工艺流程设计的步骤有哪些? 答:确定整个流程的组成,确定每个过程或工序的组成,确定工艺操作条件,确定控制方案, 原料与能量的合理利用,制定“三废”处理方案,制定安全生产措施。 4、工艺流程图的种类有哪些? 答:工艺流程草图,工艺物料流程图,带控制点的工艺流程图,管道仪表流程图。 5、某管道标注为“HW0201-150 -L1B ”,表示什么意思? 答:①HW0201-表示管道号,其中: HW -物料代号,热水;02-工程工序编号,第02号;01-管道顺序号,第01号。 ②150 –管道尺寸(管径),公称通径150mm,。 ③L1B -管道等级,其中: L -国内标准压力等级代号,1.0MPa ; 1-顺序号,第1号; B -管道材质类别,碳钢。 6、固定床反应器温度控制形式有哪些?画出示意图。 (a)用进料浓度控制 (b)用进料温度控制Ⅰ (c) 用进料温度控制Ⅱ (d)用冷料量控制 第三章物料衡算与热量衡算 第四章 设备的工艺设计及化工设备图 1、化工设备选用一般原则的内容是什么? 答:(1)合理性:即设备必须满足工艺要求,设备与工艺流程、生产规模、工艺操作条件、 工艺控制水平相适应,又能充分发挥设备的能力。 (2)先进性:要求设备的运转可靠性、自控水平、生产能力、转化率、收率、效率要尽可 能达到先进水平。 (3)安全性:要求安全可靠、操作稳定、弹性好、无事故隐患。 (4)经济性:设备投资节省,设备易于加工、维修、更新,没有特殊的维护要求,运行费 用减少。 (5)系统性:化工过程是一个完整的系统,设备设计时不能仅关注单一设备,避免因个别 设备妨碍整个系统优化;注重经济性的同时,还应通盘考虑,保留适当裕量,以免在日后扩 产和工艺调整时成为系统“瓶颈”。 2、一份完整的化工设备图,除绘有设备本身的各种视图外,应具有哪些基本内容?

化工工艺图识图基础知识

化工工艺图识图基础知识

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工艺流程图识图基 工艺流程图是工艺设计的关键文件,它以形象的图形、符号、代号,表示出工艺过程选用的化工设备、管路、附件和仪表等的排列及连接,借以表达在一个化工生产中物量和能量的变化过程。流程图是管道、仪表、设备设计和装置布置专业的设计基础,也是操作运行及检修 的指南。 在生产实际中我们经常能见到的表述流程的工艺图纸一般只有两种,也就是大家所知道的PFD和P&ID。PFD实际上是英文单词的词头缩写,全称为Process Flow Diagra m,翻译议成中文就是“工艺流程图”的意思。而P&ID也是英文单词的词头缩写,全称为Piping and InstrumentationDiagram,“&”在英语中表示and。整句翻译过来就是“工艺管道及仪表流程图”。二者的主要区别就是图中所表达内容多少的不同,PFD较P&ID 内容简单。更明了的解释就是P&ID图纸里面基本上包括了现场中所有的管件、阀门、仪表控制点等,非常全面,而PFD图将整个生产过程表述明白就可以了,不必将所有的阀门、管件、仪表都画出来。 另外,还有一种图纸虽不是表述流程的,但也很重要即设备布置图。 下面就介绍一下大家在图纸中经常看到的一些内容及表示方法。 1 流程图主要内容 不管是哪一种,那一类流程图,概括起来里面的内容大体上包括图形、标注、图例、标题栏等四部分,我们在拿到一张图纸后,首先就是整体的认识一下它的主要内容。具体内容分别如下: a图形将全部工艺设备按简单形式展开在同一平面上,再配以连接的主、辅管线及管件,阀门、仪表控制点等符号。 b标注主要注写设备位号及名称、管段编号、控制点代号、必要的尺寸数据等。 c 图例为代号、符号及其他标注说明。 d 标题栏注写图名、图号、设计阶段等。 明确了图纸的四个主要组成,我们就可以逐一了解每一部分的具体内容,在读工艺施工流程图时,首先了解标题栏和图例说明,从中掌握所读图样的名称、各种图形符号、代号的意义及管路标注等;然后在掌握设备的名称和代号、数量的基础上,了解主要物料流程线,按箭头方向逐一找其所通过的设备、控制点和经每台设备后的生成物和最后物料的排放处;最后了

(能源化工行业)化工原理基础理论知识

(能源化工行业)化工原理基础理论知识

十万吨/年聚丙烯装置基础理论知识(化工原理) 壹、现场设备知识 什么叫泵? 答:加压或输送液体的流体机械叫泵。 为什么离心泵启动前要灌泵? 答:由于泵内空气密度远小于液体密度,在离心泵的运转条件下,气体通过离心泵所能得到的压升很小,即叶轮入口真空度很低,和吸液室的压差不足以吸入液体,使泵不上量,产生“气缚”现象,故离心泵启动前均要灌泵排气。 启动电机前应注意些什么? 答:停机时间较长的电机及重要电机的启动,要和电工联系进行绝缘和电气部分的检查:螺栓是否松动、接地和清洁卫生情况合格,电机外部检查正常,盘车,防止定子和转子间有卡住的情况,用手盘车,禁止电动盘车,电机处于热态时只允许启动壹次,冷态下允许启动三次,要求低负荷启动,当电机自动跳闸后,要查明原因,排除故障,然后再启动。 电动机为什么要装接地线? 答:当电机内绕组绝缘被破坏漏油时,机壳带电,手摸上去就会造成触电事故。安装接地线是为了将漏电从接地线引入大地回零。这样形成回路,以保证人身安全,所以当接地线损坏或未接上时应及时处理。 在电机运转时检查风叶工作应注意些什么? 答:在电机运转时检查风叶工作应注意:要注意风扇叶片螺丝有无松动,以防止固定螺丝松动造成叶片打坏,要注意站在电机侧面检查,站在风机前面检查时要保持壹定距离,以防止衣襟下摆或其他东西被吸入风罩的事故。 设备常规检查的要点是什么? 答:要检查各设备的介质流量、压力、物位、温度情况;电机电流、功率、温度、振动、噪音情况;润滑油温度、压力、液位、油质及密封情况;联锁投用情况;转动设备的温度、振动、声音等机械性能情况;且且应重点进行检查对比,尽短时间发现隐患,确保各设备运行正常。 离心泵扬程的意义? 答:单位重量流体进出泵的机械能差值。 离心泵启动前先关出口阀,停泵前也先关出口阀的原因? 答:离心泵启动前先关出口阀,其流量为零,泵对外不做功,启动功率为零,电机负载最小,避免由于启动泵过程中负荷过大,而烧坏电机或跳闸;停泵时先关出口阀是由于离心泵的扬程均很高,停泵时为防止管线内的液体倒流而松动叶轮或损坏电机。 液体性质对离心泵特性的影响? 答:离心泵的特性曲线壹般是用清水作实验求得的,输送不同性质的液体,应考虑液体性质对离心泵特性的影响:液体密度和泵的功率成正比,密度增大时,吸入装置的有效汽蚀余量将降低,泵易发生汽蚀;液体粘度增加时,在相同流量下,泵的扬程和效率将减小,轴功率增加。扬程相同时,流量将变小。另外,泵的抗汽蚀性能随粘度增加而下降;液体饱和蒸汽压升高时,泵的抗汽蚀性能下降。 离心泵按叶轮数目可分为那些形式? 答:可分为单级泵和多级泵 离心泵的主要性能参数有哪些? 答:离心泵的主要性能参数有:转速n、流量Q、扬程H、功率N、效率η、允许吸上真空度和允许气蚀余量等。泵铭牌上所列的数字,是指泵在最高效率下的性能。 离心泵汽蚀的危害?

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目录 第一章安全与环保 (3) 第一节、化工安全知识 (3) 1. 安全生产在化工生产中的意义什么? (3) 2. 如何贯彻安全生产方针? (3) 3. 安全生产规章制度主要有哪些? (3) 4. 燃烧必须具备的三个条件是什么? (3) 5. 什么是爆炸? (4) 6. 什么是爆炸极限? (4) 8. 防止火灾爆炸的基本措施有哪些? (5) 10.常用的灭火器材有集中、、几种?各自什么情况下使用?如何使用? (5) 11.动火分析标准是如何规定的? (6) 12.进入设备内作业应注意哪些事项? (6) 13.什么是高处作业? (6) 14.装置常见有毒有害物质有哪些? (6) 15.公司的冬季四防和夏季四防各是什么? (6) 16.操作人员“三懂”“四会”的内容是什么? (7) 17.操作工人“六严格”是什么? (7) 18.“安全色”共有几种?其含义和用途各是什么? (7) 19.安全教育培训的三个重点内容是什么? (8) 20.操作工人的安全生产职责是什么? (8) 第二节、人体救护知识 (8) 心肺复苏(CPR): (8) 人工呼吸: (9) 第二章化工基础知识 (12) 第一节、基本概念 (12) 1.体积和密度是如何定义的? (12) 2.什么是温度和压强? (12) 3.气体的基本定律是什么? (12) 4.试述混合气体的摩尔分数(Y)、分压及分压定律? (13) 5.化学键的定义是什么? (14) 6.溶液的定义是什么? (14) 7.什么叫溶解和结晶? (14) 8. 什么是饱和蒸汽压? (14) 9.溶解度的定义? (15) 10. 影响溶解度的因素是哪些? (15) 12.物质的形态: (16) 13.物质的性质: (16) 14.流体: (16) 16.压强的单位: (16) 29.什么是干燥? (17) 30.什么是萃取? (17) 第二节、无机物基础 (19) 第三章化工工艺基础 (22)

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第一章、流体流动 一、流体静力学 二、流体动力学 三、流体流动现象 四、流动阻力、复杂管路、流量计 一、流体静力学: 压力的表征:静止流体中,在某一点单位面积上所受的压力,称为静压力,简称压力,俗称压强。 表压强(力)=绝对压强(力)- 大气压强(力)真空度=大气压强- 绝对压 大气压力、绝对压力、表压力(或真空度)之间的关系 流体静力学方程式及应用: 压力形式p2 p1 g( z1 z2 ) 备注: 1) 在静止的、连续的同一液体内,处于同一 能量形式p1 z1 g p2 z2 g 水平面上各点压力都相等。 此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。应用: U型压差计p1p2( 0) gR 倾斜液柱压差计 微差压差计 二、流体动力学 流量 m kg/s m=Vρ 质量流量 S SS 体积流量S 3 m S=GA= π /4d2G V m /s V S=uA= π /4d2u 质量流速G kg/m 2s (平均)流速u m/s G=uρ 连续性方程及重要引论: u2( d1) 2 u1d2 一实际流体的柏努利方程及应用(例题作业题)

以单位质量流体为基准: 1 2 p1 1 2 p2 J/kg z1 g 2 u1 W e z2 g 2 u2 W f 以单位重量流体为基准: 1 2 p1 1 2 p2 J/N=m z1 2g u1 g H e z2 2g u2 g h f 输送机械的有效功率:N e m s W e 输送机械的轴功率:N N e (运算效率进行简单数学变换) 应用解题要点: 1、作图与确定衡算范围: 指明流体流动方向,定出上、下游界面; 2、截面的选取:两截面均应与流动方向垂直; 3、基准水平面的选取:任意选取,必须与地面平行,用于确定流体位能的大小; 4、两截面上的压力:单位一致、表示方法一致; 5、单位必须一致:有关物理量的单位必须一致相匹配。 三、流体流动现象: 流体流动类型及雷诺准数: ( 1)层流区Re<2000 (2)过渡区2000< Re<4000 ( 3)湍流区Re>4000 本质区别:(质点运动及能量损失区别)层流与端流的区分不仅在于各有不同的Re 值,更重要的是两种流型的质点运动方式有本质区别。 流体在管内作层流流动时,其质点沿管轴作有规则的平行运动,各质点互不碰撞,互不混合流体在管内作湍流流动时,其质点作不规则的杂乱运动并相互碰撞,产生大大小小的旋涡。 由于质点碰撞而产生的附加阻力较自黏性所产生的阻力大得多,所以碰撞将使流体前进阻力急剧 加大。 管截面速度大小分布: 无论是层流或揣流,在管道任意截面上,流体质点的速度均沿管径而变化,管壁处速度为零,离开管壁以后速度渐增,到管中心处速度最大。 层流: 1、呈抛物线分布;2、管中心最大速度为平均速度的2倍。 湍流: 1、层流内层; 2、过渡区或缓冲区;3、湍流主体 湍流时管壁处的速度也等于零,靠近管壁的流体仍作层流流动,这-作层流流动的流体薄层称为 层流内层或层流底层。自层流内层往管中心推移,速度逐渐增大,出现了既非层流流动亦非 完全端流流动的区域,这区域称为缓冲层或过渡层,再往中心才是揣流主体。层流内层的厚度随 Re 值的增加而减小。 层流时的速度分布 u 1 u max 2 湍流时的速度分布u 0.8u max 四、流动阻力、复杂管路、流量计: 计算管道阻力的通式:(伯努利方程损失能)

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