化工单元操作复习总结

化工单元操作复习总结-流体流动

第一章：流体输送

第一节流体静力学

（一）流体的主要物理量

密度、比容、压强（表压=绝对压强-大气压强真空度=大气压强-绝对压强）

(二)流体静力学方程

定义：描述静止流体内部的压力随高度变化的数学表达式

第二节流体动力学

（一）流量与流速

1．流量:单位时间内流过管道任一截面的流体数量

①体积流量:单位时间内流体流经管道任一截面的体积。用v或vs

表示，单位m/s

②质量流量:单位时间内流体流经管道任一截面的质量。用ms表示，

单位kg/s

体积流量和质量流量之间的关系式为:ms=v/p

2．流速

①平均流速:单位时间内流体质点在流动方向上所流经的距离。用u 表示，单位m/s

②质量流速:单位时间内流体流经单位管道截面的质量。（用于气体）用w表示，单位kg/(m:s)

③管道直径的估算:以d表示管道内径，由

（二）定态流动和非定态流动

1．定态流动:流动系统中各物理量的大小仅随位置变化、不随时间变化。化工厂中流体的流动情况大多视为定态流动（稳定流动）2．非定态流动:若流动系统中各物理量的大小不紧随位置变化、而且随时间变化。

(三) 连续性方程:ms1=ms2、u1/u2=a1/a2= 反映的是在稳定流动中，任一截面流速的变化规律与管路安排无关。

（四）伯努利方程式及应用

1:流动系统的能量:机械能、内能、功、热、损失能量

①流动流体本身所具有的机械能

⑴位能:流体因受重力作用而具有的能量

⑵动能:流动着的流体因为有速度而具有的能量

⑶静压能:静止流体内部任一位置都具有相应的静压能，流动着的流体内部任一位置上也有静压强

2: 实际流体的伯努利方程式

①以1kg流体为衡量基准:gz1+1/2u1+p1/p=gz2+1/2u2+p2/p(反映

的是流体在流动过程中机械能的变化规律)

②以1N流体为衡量基准:z1+u1/2g+p1pg+He=z2+uz/2g+p2/pg+hf 3．伯努利方程的应用

步骤:①选取计算截面、②选取基准水平面、③确定各项的物理量、④列伯努利方程求解

第三节流动阻力

（一）流体的粘性

粘度u。流体的粘性→流体的内摩擦力→Hf

(二)雷诺准数:Re=du/v V→流体的运动粘度

（三）流体的流动形态

1．层流:Re≤2000 u≈0:5Umax

2:滞流:Re≥4000 U≈0:8Umax

3:过度流:2000﹤Re﹤4000

(四)流体阻力的计算

1:直管阻力的计算式:hf=lu2/2d 与Re、与管壁的粗糙程度有关

2:局部阻力的计算:hf=￡u2/g、Hf=￡u2/2g(以1N流体)

3:整个管路的总阻力:∑hf=∑hf+∑hf

4:对于非等径管路，在分段分别计算最后求和，实践当中，降低流体流动阻力的途径

①在不影响管路布置的条件下，应尽可能或小管段长度与不必要的条件等

②可适当增大管子

③适当提高流体温度

第四节流体流量的测量

（一）测速管

注:1:内管的管口要与流动方向垂直

2:测速管安装的上、下游都要保证一定长度的稳定段，最好大于50倍的管径，至少应大于8～12倍的管径

3: 流速管的外径不应大于管径的1/50

4: 不适用于含尘气体的测量

第五节化工管路的布置与安装原则

（一）化工管路布置原则

1．在工艺条件允许的前提下，应使管路尽可能短，管件阀件应尽可能的少，以减少投资，使流体阻力减到最低

2．应合理安排管路，使管路与墙壁、柱子、场面、其他管路等之间应有适当的距离，以便于安装、操作、巡查与检修

3．管路排列时，通常使热的在上，冷的在下；无腐蚀在上，有腐蚀在下；输气的在上，输液的在下；不经常检修的在上，经常检修的在下；高压的在上，低压的在下；保温的在上，不保温的在下；

金属的在上，非金属的在下；在水平方向上，通常使常温管路、大管路、振动大的管路及不经常检修的管路靠近墙和柱子

4．管子、管件和阀门应尽量采用标准件，以便于安装和维修

5．对于温度变化较大的管路应采取热补偿措施，有凝液的管路要安排凝液排出装置，有气体积聚的管路要设置气体排放装置

6．管路通过人行道时高度不得低于2米，通过公路时不得小于4:5米，与铁轨的净距离不得小于6米，通过工厂主要交通干线一般为5米

7．一般化工管路采用明线安装，但上下水管及废水管采用埋地铺设，埋地安装深度应当在当地冰冻线以下

第二章流体输送机械

第一节离心泵

（一）离心泵的工作原理：

在惯性离心力的作用下液体从叶轮中心向外周作径向运动，并获得了能量，即液体的静压能和动能均有所增高。液体离开叶轮进入泵壳内后，由于泵壳中流道逐渐扩大，液体的流速减小，使部分动能转化为静压能。最终液体以较高的压强从泵的排出口进入排出管路，达到输送的目的

（二）离心泵的结构

1．叶轮

①敞式叶轮、②半闭式叶轮、③闭式叶轮④单吸式叶轮、双吸式、

叶轮(按吸液方式分)

2．泵壳:蜗壳形

作用:①汇集液体，作导出液体的通道

②使液体能量发生转换，一部分动能为静压能

3．导叶轮:在叶轮与泵壳之间安装有一个固定不动带有叶片的圆盘作用:缓冲

4．泵壳与轴要密封好，一面液体漏出泵外或外界空气漏进泵内

①轴封作用:为了防止高压液体从泵壳内轴的四周而漏出或者外界的空气漏进泵壳内

②轴封装置:填料密封，机械密封（端面密封）

5．灌泵的目的:为了防止气缚现象的发生

（三）离心泵的主要性能参数和特性曲线

1．性能参数

①流量:泵的流量（送液能力）指单位时间内泵所输送的液体体积，Q 表示，单位L/s或m3/h

②扬程:（泵的压头）指单位重量液体所提供的有效能量，H表示，单位米液柱。泵设备对1N流体所提供的有效机械能

③效率:0:6～0:85，大型泵可达0:90

④轴功率:电机输送离心泵的功率，N表示，单位是J/s、W或kw

⑤有效功率:单位时间泵对流体所做的功，Ne表示，单位是J/s、w

或kw。Ne=QHpg

2．特性曲线:扬程、轴功率、效率与流量之间的关系曲线，随转速而变

①H﹣Q曲线:表示泵的扬程和流量之间的关系，随流量的增大而下降（在流量极小时例外）

②N﹣Q曲线:表示泵的轴功率和流量之间的关系，随流量的增大而增大，当Q=0时，泵轴消耗的功率最小，因此，启动离心泵的时候，应将出口阀关闭，使启动电流减少，以保护电机

③η﹣Q曲线:表示泵的流量和效率的关系，随流量的增大，效率随之而上升到一个最大值；而后流量再增大，效率便下降

上述关系表明离心泵在某一定转速下，有一个最高效率点，称为设计点

4．影响离心泵特性曲线的因素:

①流体性质的影响

⑴流量及扬程与液体密度无关，轴功率与液体的密度有关

⑵液体粘度影响:被输送液体的粘度大于常温下清水的粘度，则泵内能量损失，增大，导致泵的扬程、流量都要下降，而轴功率增大，泵的特性曲线发生改变

②离心泵的转速的影响:Q2/Q1=n2/n1 H2/H1=n22/n12

N2/N1=n23/n13

③离心泵叶轮外径的影响:当转速一定，扬程和流量与叶轮的外径有

关Q2/Q1=D2/D1 H2/H1=D22/D12 N2/N1=D23/D13（切割定律）（四）离心泵的工作点和流量调节

1．管路行曲线和工作点

2．离心泵的流量调节

①排出管线上装适当的调节阀，以改变管路特性曲线

②改变叶轮外径，以改变泵的特性曲线

③改变阀门开度的影响

④改变泵的转速

（二）离心泵的气蚀现象与安装高度

1．气蚀现象:离心泵的允许吸上真空度定义式:Hs=pa-p1/pg

2．安装高度:吸入口与吸入储槽液面间可达到的最大距离

（三）离心泵的选用:

①确定管路输送系统的流量和压头

②选择泵的类型和型号

③核算轴功率

首先关闭泵的出口阀门，再关闭电机，否则，压出管中的高压液体可能反冲入泵内，造成叶轮高度反转

第二节其他常用流体输送设备

（一）其他类型的泵

1．往复泵:用管路阀调节流量

2．计量泵

3．旋转泵:齿轮泵和螺杆泵

4．漩涡泵

（二）气体输送机械

①动力消耗大

②气体输送机械体积庞大

③由于气体的可压缩性，故在输送机械内部气体压力的同时，体积

和温度也将随之变化

化工原理总结与复习题

计算题： 1、把内径为20mm 、长度为2m 的塑料管，弯成倒U 形，作为虹吸管使用。液体密度为1000kg/m 3, 粘度为1mPa?s ,为保持稳定流动，使槽内液面恒定。要想使流量为2m 3/h ，虹吸管出口端距离槽内液面的距离h 需要多少米？（光滑管λ＝0.0235，回弯头ζ＝1.5，突然缩小ζ＝0.5） 2、如图所示常温下操作的水槽，下面的出水管直径为?57mm ×3.5mm 。当出水阀全关闭时，压力表读数为30.4kPa ，而阀门开启后，压力表读数降至20.3kPa 。设压力表之前管路中的压头损失为0.5m 水柱，试求水的流量为多少m 3/h 。 3、如图所示，有一高位槽输水系统，管径为?57mm ×3.5mm 。已知水在管路中流动的机械能损失为2 452u h f ?=∑，试求水的流量为多少m 3/h ？欲使水的流量增加10％，应将高位槽水面升高多少米？ 4、有一台离心泵的额定流量为16.8m 3/h ，扬程为18m 。试问此泵能否将密度为1060kg/m 3，流量为250L/min 的液体，从敞口储槽向上输送到表压为30kPa 的设备中？敞口储槽与高位设备的液位垂直距离为8.5m 。管路的管径为?75.5mm ×3.75mm ，管长为124m （包括直管长度和所有管件的当量长度），摩擦系数为0.02。 5、某工厂用?170mm ×5mm 的无缝钢管输送水蒸气。为了减少沿途的热损失，在管外包两层绝热材料，第一层为厚30mm 的矿渣棉，其热导率为0.065W/(m ?K)；第二层为厚30mm 的石灰棉，其热导率为0.21W/(m ?K)。管内壁温度为300℃，保温层外表面温度为40℃。管路长60m 。求该管路的散热量。

化工原理下复习小结

蒸馏––––基本概念和基本原理利用各组分挥发度不同将液体混合物部分汽化而使混合物得到分离的单元操作称为蒸馏。这种分离操作是通过液相和气相之间的质量传递过程来实现的。对于均相物系，必须造成一个两相物系才能将均相混合物分离。蒸馏操作采用改变状态参数的办法（如加热和冷却）使混合物系内部产生出第二个物相（气相）；吸收操作中则采用从外界引入另一相物质（吸收剂）的办法形成两相系统。一、两组分溶液的气液平衡 1．拉乌尔定律理想溶液的气液平衡关系遵循拉乌尔定律： p A =p A 0x A p B =p B 0x B =p B 0（1-x A ）根据道尔顿分压定律：p A =Py A 而P =p A +p B 则两组分理想物系的气液相平衡关系： B A A B P p x p p -= -———泡点方程 0A A A p x y P = ———露点方程对于任一理想溶液，利用一定温度下纯组分饱和蒸汽压数据可求得平衡的气液相组成；反之，已知一相组成，可求得与之平衡的另一相组成和温度（试差法）。 2．用相对挥发度表示气液平衡关系溶液中各组分的挥发度v 可用它在蒸汽中的分压和与之平衡的液相中的摩尔分率来表示，即 B A B B =A A p p x x υυ= 溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥发度之比为相对挥发度。其表达式有： A A B A B A B B B A y x p p x x y x υαυ= == 对于理想溶液： 0 A B p p α= 气液平衡方程：1(1)x y x αα= +- α值的大小可用来判断蒸馏分离的难易程度。α愈大，挥发度差异愈大，分离愈易；α=1时不能用普通精馏方法分离。 3．气液平衡相图（1）温度—组成（t -x -y ）图该图由饱和蒸汽线（露点线）、饱和液体线（泡点线）组成，饱和液体线以下区域为液相区，饱和蒸汽线上方区域为过热蒸汽区，两曲线之间区域为气液共存区。气液两相呈平衡状态时，气液两相温度相同，但气相组成大于液相组成；若气液两相组成相同，则气相露点温度大于液相泡点温度。（2）x -y 图 x -y 图表示液相组成x 与之平衡的气相组成y 之间的关系曲线图，平衡线位于对角线的上方。平衡线偏

化工单元操作

化工单元操作作者：易卫国页数：324 出版：化学工业出版社ISBN：90232 上一个：化工制图习题集（第3版）下一个：现代制造技术化工单元操作《化工单元操作》根据高职教育的特点、要求和教学实际，按照“工作过程系统化”课程开发方法，打破本科教材的常规，不再以传统的“三传”为主线来安排教学次序，而是将化工原理、化工装备、电器与仪表等课程的相关知识有机融合，以典型化工生产单元操作及其设备为纽带，进行理实一体化的模块化内容设计，且精简理论，删除繁琐的公式推导过程和纯理论型计算，放弃对过程原理及理论计算“过深、过细、过全、过难”的描述。全书共分“流体流动及输送技术、传热技术（传热、冷冻）、分离技术（非均相物系的分离——沉降和过滤、蒸发、干燥、蒸馏、吸收、萃取、结晶、新型分离方法——膜分离和吸附）”三大模块，十一个子模块，各子模块均涵盖“技术应用”、“设备或流程认知”、“相关知识获取”、“操作方法”、“故障处理”、“安全生产”及“节

能”等内容，突出对学生工程应用能力、实践技能和综合素质的培养。本教材可作为高职高专化工技术类及相关专业的教材，亦可供化工企业生产一线的工程技术人员参考。绪论任务一了解化工生产过程及单元操作一、化工生产过程与单元操作二、单元操作的分类任务二了解本课程的性质、内容和课程目标一、本课程的性质、内容二、课程目标任务三了解解决工程问题的基本思路和方法任务四正确使用单位一、单位和单位制二、单位换算习题模块一流体流动及输送任务一认知流体输送设备及管路一、贮罐二、化工管路三、输送设备任务二获取流体输送知识一、流体的基本物理量二、静力学方程式及其应用三、连续性方程式及其应用四、柏努利方程式及其应用五、流体流动阻力及降低措施六、流体的基本物理量的检测任务三熟悉流体输送机械一、液体输送机械二、气体输送机械任务四离心泵的操作一、操作方法二、故障分析及处理

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。

(完整版)化工原理下册习题及章节总结(陈敏恒版)

第八章课堂练习： 1、吸收操作的基本依据是什么？答：混合气体各组分溶解度不同 2、吸收溶剂的选择性指的是什么：对被分离组分溶解度高，对其它组分溶解度低 3、若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为难溶气体。 4、易溶气体溶液上方的分压低，难溶气体溶液上方的分压高。 5、解吸时溶质由液相向气相传递；压力低，温度高，将有利于解吸的进行。 6、接近常压的低浓度气液平衡系统，当总压增加时，亨利常数E不变，H 不变，相平衡常数m 减小 1、①实验室用水吸收空气中的O2，过程属于（B ） A、气膜控制 B、液膜控制 C、两相扩散控制 ②其气膜阻力（C）液膜阻力A、大于B、等于C、小于２、溶解度很大的气体，属于气膜控制３、当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m的直线时，则1/Ky=1/ky+ m /kx 4、若某气体在水中的亨利常数E值很大，则说明该气体为难溶气体 5、总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+1/HkG，当(气膜阻力1/HkG) 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。 1、低含量气体吸收的特点是L 、G 、Ky 、Kx 、T 可按常量处理 2、传质单元高度HOG分离任表征设备效能高低特性，传质单元数NOG表征了（分离任务的难易）特性。 3、吸收因子A的定义式为L/（Gm），它的几何意义表示操作线斜率与平衡线斜率之比 4、当A<1时，塔高H=∞，则气液两相将于塔底达到平衡 5、增加吸收剂用量，操作线的斜率增大，吸收推动力增大，则操作线向（远离）平衡线的方向偏移。 6、液气比低于（L/G）min时，吸收操作能否进行？能此时将会出现吸收效果达不到要求现象。 7、在逆流操作的吸收塔中，若其他操作条件不变而系统温度增加，则塔的气相总传质单元高度HOG将↑，总传质单元数NOG 将↓，操作线斜率（L/G）将不变。 8、若吸收剂入塔浓度x2降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率↑，出口气体浓度↓。 9、在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组成x2增大，其它条件不变，则气相总传质单元高度将（ A ）。 A.不变 B.不确定 C.减小 D.增大吸收小结： 1、亨利定律、费克定律表达式 2、亨利系数与温度、压力的关系；E值随物系的特性及温度而异，单位与压强的单位一致；m与物系特性、温度、压力有关（无因次） 3、E、H、m之间的换算关系 4、吸收塔在最小液气比以下能否正常工作。 5、操作线方程（并、逆流时）及在y~x图上的画法 6、出塔气体有一最小值，出塔液体有一最大值，及各自的计算式 7、气膜控制、液膜控制的特点 8、最小液气比(L/G)min、适宜液气比的计算 9、加压和降温溶解度高，有利于吸收减压和升温溶解度低，有利于解吸

化工热力学复习题附答案

化工热力学复习题一、选择题 1.T 温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为（ C ） A.饱和蒸汽超临界流体过热蒸汽 2.纯物质的第二virial 系数B （ A ） A 仅是T 的函数 B 是T 和P 的函数 C 是T 和V 的函数 D 是任何两强度性质的函数 3.设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ B ） A. 1x y z Z Z x x y y ?????????=- ? ? ?????????? B. 1y x Z Z x y x y Z ?????????=- ? ? ?????????? C. 1y x Z Z x y x y Z ?????????= ? ? ?????????? D. 1y Z x Z y y x x Z ?????????=- ? ? ?????????? 4.关于偏离函数M R ，理想性质M *，下列公式正确的是（ C ） A. *R M M M =+ B. *2R M M M =- C. *R M M M =- D. *R M M M =+ 5.下面的说法中不正确的是 ( B ) （A ）纯物质无偏摩尔量。（B ）任何偏摩尔性质都是T ，P 的函数。（C ）偏摩尔性质是强度性质。（D ）强度性质无偏摩尔量。

6.关于逸度的下列说法中不正确的是( D ) （A）逸度可称为“校正压力” 。（B）逸度可称为“有效压力” 。（C）逸度表达了真实气体对理想气体的偏差。（D）逸度可代替压力，使真实气体的状态方程变为fv=nRT。（E）逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。 7.二元溶液，T, P一定时,Gibbs—Duhem 方程的正确形式是( C ). a. X1dlnγ1/dX 1+ X2dlnγ2/dX2 = 0 b. X1dlnγ1/dX 2+ X2 dlnγ2/dX1 = 0 c. X1dlnγ1/dX 1+ X2dlnγ2/dX1 = 0 d. X1dlnγ1/dX 1– X2 dlnγ2/dX1 = 0 8.关于化学势的下列说法中不正确的是( A ) A. 系统的偏摩尔量就是化学势??????? B. 化学势是系统的强度性质 C. 系统中的任一物质都有化学势??? D. 化学势大小决定物质迁移的方向 9．关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是( E ) （A）活度是相对逸度，校正浓度,有效浓度；(B) 理想溶液活度等于其浓度。（C）活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。（D）任何纯物质的活度均为1。（E）r i是G E/RT的偏摩尔量。 10．等温等压下，在A和B组成的均相体系中，若A的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则B 的偏摩尔体积将（B ）

化工原理——其他化工单元操作过程

第八章其他化工单元操作过程【例8-1】在中央循环管蒸发器内将NaOH水溶液由10%浓缩至20%，试求：（1）利用图8-2求50kPa时溶液的沸点。（2）利用经验公式计算50kPa时溶液的沸点。解：由于中央循环管蒸发器内溶液不断地循环，故操作时器内溶液浓度始终接近完成液的浓度。从附录中查出压强为101.33kPa及50kPa时水的饱和温度分别为100℃及81.2℃，压强为50kPa时的汽化热为2304.5kJ/kg。（1）利用图8-2求50kPa压强下的沸点50kPa压强下水的沸点为81.2℃，在图8-2的横标上找出温度为81.2℃的点，根据此点查出20%NaOH水溶液在50kPa压强下的沸点为88℃。（2）利用经验公式求50kPa压强下的沸点用式8-5求20%NaOH水溶液的杜林线的斜率，即 k=1+0.142x=1+0.142×0.2=1.028 再求该线的截距，即 y m=150.75x2－2.71x=150.75×0.22－2.71×0.2=5.488 又由式8-4知该线的截距为 y m=t A′－kt w′=5.488 将已知值代入上式，得 t A′－1.028×81.2=5.488 解得t A′=88.96℃ 即在50kPa压强下溶液沸点为88.96℃。由于查图8-2时引入误差，以及式8-5及式8-6均为经验公式，也有一定的误差，故二种方法的计算结果略有差异。【例8-2】在单效蒸发器中每小时将5400kg、20%NaOH水溶液浓缩至50%。原料液温度为60℃，比热容为3.4kJ/（kg·℃），加热蒸汽与二次蒸汽的绝对压强分别为400kPa及50kPa。操作条件下溶液的沸点为126℃，总传热系数K o为1560W/（m2·℃）。加热蒸汽的冷凝水在饱和温度下排除。热损失可以忽略不计。试求：（1）考虑浓缩热时：①加热蒸汽消耗量及单位蒸汽耗量；②传热面积。（2）忽略浓缩热时：①加热蒸汽消耗量及单位蒸汽耗量；②若原料液的温度改为30℃及126℃，分别求①项。表8-1 蒸发器的总传热系数K值蒸发器的型式总传热系数W/（m2·℃）水平沉浸加热式600～2300 标准式（自然循环）600～3000

化工热力学复习总结教学提纲

化工热力学复习总结

第一章、绪论一、化工热力学的目的和任务通过一定的理论方法，从容易测量的性质推测难测量的性质、从有限的实验数据获得更系统的物性的信息具有重要的理论和实际意义。化工热力学就是运用经典热力学的原理，结合反映系统特征的模型，解决工业过程（特别是化工过程）中热力学性质的计算和预测、相平衡和化学平衡计算、能量的有效利用等实际问题。二、1-2化工热力学与物理化学的关系化工热力学与物理化学关系密切，物理化学的热力学部分已经介绍了经典热力学的基本原理和理想系统（如理想气体和理想溶液等）的模型，化工热力学将在此基础上，将重点转移到更接近实际的系统。三、热力学性质计算的一般方法 (1)基于相律分析系统的独立变量和从属变量； (2)由经典热力学原理得到普遍化关系式。特别是将热力学性质与能容易测量的p、V、T及组成性质和理想气体等压热容联系起来； (3)引入表达系统特性的模型，如状态方程或活度系数； (4)数学求解。第2章流体的P-V-T关系 1.掌握状态方程式和用三参数对应态原理计算PVT性质的方法。 2.了解偏心因子的概念，掌握有关图表及计算方法。 1.状态方程：在题意要求时使用该法。 ①范德华方程：常用于公式证明和推导中。

②R—K 方程： ③维里方程： 2.普遍化法：使用条件：在不清楚用何种状态方程的情况下使用。三参数法： ①普遍化压缩因子法 ②普遍化第二维里系数法 3、Redlich-Kwong（RK）方程 3、Soave（SRK）方程 4、Peng-Robinson（PR）方程 () 22 a0.45724c r c R T T P α =0.0778c c RT b P = §2-5高次型状态方程 5、virial方程 virial方程分为密度型：和压力型：第3章纯物质的热力学性质 1、热力学性质间的关系

化工原理知识点总结整理

一、流体力学及其输送 1.单元操作：物理化学变化的单个操作过程，如过滤、蒸馏、萃取。 2.四个基本概念：物料衡算、能量衡算、平衡关系、过程速率。 3.牛顿粘性定律：F=±τA=±μAdu/dy，(F ：剪应力；A ：面积；μ：粘度；du/dy ：速度梯度)。 4.两种流动形态：层流和湍流。流动形态的判据雷诺数Re=duρ/μ；层流—2000—过渡—4000—湍流。当流体层流时，其平均速度是最大流速的1/2。 5.连续性方程：A1u1=A2u2；伯努力方程：gz+p/ρ+1/2u2=C。 6.流体阻力=沿程阻力+局部阻力；宁公式：沿程压降：Δpf=λlρu2/2d，沿程阻力：Hf=Δpf/ρg=λl u2/2dg(λ：摩擦系数)；层流时λ=64/Re，湍流时λ=F(Re，ε/d)，(ε：管壁粗糙度)；局部阻力hf=ξu2/2g，(ξ：局部阻力系数，情况不同计算方法不同) 7.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。孔板流量计的特点；结构简单，制造容易，安装方便，得到广泛的使用。其不足之处在于局部阻力较大，孔口边缘容易被流体腐蚀或磨损，因此要定期进行校正，同时流量较小时难以测定。转子流量计的特点——恒压差、变截面。 8.离心泵主要参数：流量、压头、效率（容积效率ηv ：考虑流量泄漏所造成的能量损失；水力效率ηH ：考虑流动阻力所造成的能量损失；机械效率ηm ：考虑轴承、密封填料和轮盘的摩擦损失。）、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。 9. 常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度1.29 kg/m3 1atm =101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=760mmHg （1）被测流体的压力 > 大气压表压 = 绝压－大气压（2）被测流体的压力 < 大气压真空度 = 大气压－绝压= －表压 10. 管路总阻力损失的计算 11. 离心泵的构件: 叶轮、泵壳（蜗壳形）和轴封装置离心泵的叶轮闭式效率最高，适用于输送洁净的液体。半闭式和开式效率较低，常用于输送浆料或悬浮液。气缚现象：贮槽的液体没有吸入泵。汽蚀现象：泵的安装位置太高，叶轮中各处压强高于被输送液体的饱和蒸汽压。原因（①安装高度太高②被输送流体的温度太高，液体蒸汽压过高；③吸入管路阻力或压头损失太高）各种泵：耐腐蚀泵:输送酸、碱及浓氨水等腐蚀性液体 12. 往复泵的流量调节 ? （1）正位移泵 ? 流量只与泵的几何尺寸和转速有关，与管路特性无关，压头与流量无关，受管路的承压能力所限制，这种特性称为正位移性，这种泵称为正位移泵。 ? 往复泵是正位移泵之一。正位移泵不能采用出口阀门来调节流量，否则流量急剧上升，导致示损坏。 ? （2）往复泵的流量调节 ? 第一，旁路调节，如图2-28所示，采用旁路阀调节主管流量，但泵的流量是不变的。第二，改变曲柄转速和活塞行程。使用变速电机或变速装置改变曲柄转速，达到调节流量，使用蒸汽机则更为方便。改变活塞行程则不方便。 13.流体输送机械分类 222'2e 2e 2u d l l u d l l u d l h h h f f f ??? ? ??++=???? ??+=??? ??+=+=∑ ∑∑∑∑∑ζλλζλ

化工热力学复习总结材料

4、Peng-Robinson （PR ）方程 () 22 a 0.45724c r c R T T P α= 0.0778 c c RT b P = §2-5高次型状态方程 5、virial 方程 virial 方程分为密度型：和压力型：第3章纯物质的热力学性质 1、热力学性质间的关系 dU TdS pdV =- H=U+PV dH TdS Vdp =+ A=U-TS dA SdT pdV =-- G=H-TS dG SdT Vdp =-+ Maxwell 关系式 S V T P V S ?????? =- ? ??????? S P T V P S ?????? = ? ??????? V T P S T V ??????= ? ??????? P T V S T P ?????? =- ? ??????? 转换公式： 1Z X Y X Y Z Y Z X ??????? ??=- ? ? ?????????? 3.2计算H ?和S ?的方法 1.状态方程法： P P V dH C dT V T dP T ?? ???=+- ???????? P P C V dS dT dP T T ???=- ???? 2.剩余性质法： ①普遍化压缩因子图 ()()0 1 R R R T C C C H H H RT RT RT ω =+ ()()0 1 R R R T S S S R R R ω = +

化工原理重要公式总结

《化工原理》重要公式第一章流体流动牛顿粘性定律 dy du μτ= 静力学方程 g z p g z p 22 11 += +ρ ρ 机械能守恒式 f e h u g z p h u g z p +++=++ +2 222 222111 ρρ 动量守恒 )(12X X m X u u q F -=∑ 雷诺数 μ μρdG du ==Re 阻力损失 22 u d l h f λ= ?? ??d q d u h V f ∞∞ 层流 Re 64 =λ 或 232d ul h f ρμ= 局部阻力 22 u h f ζ= 当量直径 ∏ =A d e 4 孔板流量计 ρ P ?=20 0A C q V ， g R i )(ρρ-=?P 第二章流体输送机械管路特性 242) (8V e q g d d l z g p H πζλ ρ+∑+?+?= 泵的有效功率 e V e H gq P ρ= 泵效率 a e P P = η 最大允许安装高度 100][-∑--=f V g H g p g p H ρρ]5.0)[(+-r NPSH 风机全压换算 ρ ρ''T T p p = 第四章流体通过颗粒层的流动物料衡算：三个去向：滤液V ，滤饼中固体）（饼ε-1V ，滤饼中液体ε饼V 过滤速率基本方程 )(22 e V V KA d dV += τ ，其中 φμ 012r K S -?=P 恒速过滤 τ2 2 2 KA VV V e =+

恒压过滤 τ222KA VV V e =+ 生产能力 τ ∑= V Q 回转真空过滤 e e q q n K q -+=2? 板框压滤机洗涤时间(0=e q ,0=S ) τμμτV V W W W W 8P P ??= 第五章颗粒的沉降和流态化斯托克斯沉降公式 μ ρρ18)(2g d u p p t -=， 2Re

化工热力学复习题及答案概要

第1章绪言一、是否题 1. 孤立体系的热力学能和熵都是一定值。(错。G S H U ??=?=?,,0,0但和 0不一定等于A ?，如一体积等于2V 的绝热刚性容器，被一理想的隔板一分为二，左侧状态是T ，P 的理想气体，右侧是T 温度的真空。当隔板抽去后，由于Q ＝W ＝0， 0=U ?，0=T ?，0=H ?，故体系将在T ，2V ，0.5P 状态下达到平衡，()2ln 5.0ln R P P R S =-=?，2ln RT S T H G -=-=???，2ln RT S T U A -=-=???） 2. 封闭体系的体积为一常数。（错） 3. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对） 4. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（错。还与压力或摩尔体积有关。） 5. 封闭体系的1mol 气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相等，初态和终态的温度分别为T 1和T 2，则该过程的? =2 1 T T V dT C U ?；同样，对于初、终态压力相等的过程有? =2 1 T T P dT C H ?。（对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。） 6. 自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。（错。有时可能不一致）三、填空题 1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态。 2. 单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是 2 和 2 。 3. 1MPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg 。 4. 1kJ=1000J=238.10cal=9869.2atm cm 3=10000bar cm 3=1000Pa m 3。 5. 普适气体常数R =8.314MPa cm 3 mol -1 K -1=83.14bar cm 3 mol -1 K -1=8.314 J mol -1 K -1 =1.980cal mol -1 K -1。第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ关系和状态方程一、是否题 1. 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。（错。可以通过超临界流体区。） 2. 当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（错。若温度也大于临界温度时，则是超临界流体。） 3. 纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，饱和蒸汽的摩尔体积随着温度的升高而减小。（对。则纯物质的P －V 相图上的饱和汽体系和饱和液体系曲线可知。） 4. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。（错。纯物质的三相平衡时，体系自由度是零，体系的状态已经确定。）

典型化工单元操作过程安全技术.

典型化工单元操作过程安全技术第一部分流体输送单元操作过程在工业生产过程中，经常需要将各种原材料、中间体、产品以及副产品和废弃物从一个地方输送到另一个地方，这些输送过程就是物料输送。在现代化工业企业中，物料输送是借助于各种输送机械设备实现的。由于所输进的物料形态不同(块状、粉态、液态、气态等)，所采取的输送设备也各异。一、屏护（用于电机外壳、泵的转动部分保护外壳）屏护就是使用屏障、遮栏、护罩、箱盒等将带电体与外界隔离。配电线路和电气设备的带电部分如果不便于包以绝缘或者单靠绝缘不足以保证安全的场合，可采用屏护保护。用金属材料制成的屏护装置，为了防止屏护装置意外带电造成触电事故，必须将屏护装置接地或接零。屏护装置一般不宜随便打开、拆卸或挪移，有时其上还应装有连锁装置（只有断开电源才能打开）。 @ 屏护装置还应与以下安全措施配合使用。屏护装置应有足够的尺寸，并应与带电体之间保持必要的距离。被屏护的带电部分应有明显的标志，标明规定的符号或涂上规定的颜色，遮栏、栅栏等屏护装置上应根据被屏护对象挂上“止步！”、“禁止攀登，高压危险！”、“当心触电”等警告牌；配合屏护采用信号装置和连锁装置。前者一般用灯光或仪表指示有电，后者采用专门装置，当人体越过装置可能接近带电体时，所屏护的装置自动断电。 —

图1—1 警告牌二、电机的安全知识（接地或接零） 1. 保护接地保护接地就是将电气设备在故障情况下可能出现危险电压的金属部分（如外壳等）用导线与大地做电气连接。 2. 保护接零保护接零是指将电气设备在正常情况下不带电的金属部分（外壳），用导线与低压电网的零线（中性线）连接起来。【 3. 保护接零的原理保护接零一般与熔断器、自动开关等保护装置配合，当发生碰壳短路时，短路电流就由相线流经外壳到零线（中性线），再回到中性点。由于故障回路的电阻、电抗都很小，所以有足够大的故障电流使线路上的保护装置（熔断器等）迅速动作，从而将故障的设备断开电源，起到保护作用三、流体输送中的安全知识（消除流体流动中在管路中产生的静电） 1．工艺控制法工艺控制法就是从工艺流程、设备结构、材料选择和操作管理等方面采取措施，限制静电的产生或控制静电的积累，使之达不到危险的程度。（1）限制输送速度降低物料移动中的摩擦速度或液体物料在管道中的流速等工作参数，可限制静电的产生。例如，油品在管道中流动所产生的流动电流或电荷密度的饱和值近似与油品流速的二次方成正比，所以对液体物料来说，控制流速是减少静电电荷产生的有效办法。为了不影响生产率，将最大允许流速定为安全流速，使物料在输送中不超过安全流速的规定。 … （2）加速静电电荷的逸散在产生静电的任何工艺过程中，总是包括着产生和逸散两个区域。在静电产生的

化工原理知识点总结复习重点完美版

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 +=+ρρ 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 ρ222212112121 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： ηe N N = （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

化工热力学习题总结

1661专用化工热力学习题一填空 1.维里方程具有坚实的理论基础，其系数有着确切的物理意义，如第二维里系数代表了碰撞或相互作用导致的与理想行为的偏差。 2.经皮策修正后的对比态原理认为，在相同的对比状态下，表现出相同的性质。 3.根据热力学基本定律，对单位质量定组成的均匀流体体系，在非流动条件下，其热力学性质之间存在以下关系，dH= 。 4.熵产生是所引起的熵变。 5.非流动过程的理想功应当按照计算。 6.因温差传热过程引起的火用损失为dE l= 。因此，在低温工程中，为了减少火用损失，要注意采用的传热温差。 7.当焦耳-汤姆孙效应系数大于零时，节流膨胀后温度将。二名词解释 1.剩余性质： 2.理想功： 3.火用分析法： 4.稳态流动过程：三简答 1.深度制冷操作中，节流膨胀和绝热可逆膨胀有什么异同点？ 2.利用T-S图，叙述蒸汽压缩制冷循环过程，并写出制冷系数表达式。 3.试写出火用平衡方程与能量平衡方程，并分析二者的异同点。（利用封闭体系能量平衡方程，分析熵产生与能耗的关系）

4.影响朗肯循环热效率的主要因素是什么？为什么回热能提高循环的热效率？ 5.什么是理想功？什么是火用？二者关系如何？ 6.何为损失功？何为有效能损失？二者关系如何？四证明以T ，Vm 为自变量时，焓变为 dVm Vm P Vm T P T dT T P Vm m Cv dHm T v v ])()([])(,[??+??+??+= 五计算 1.某冷库需要一台制冷能力为2×105KJ/h ，功率为18KW 的制冷机，试问：制冷机的冷冻系数是多少？冷却冷凝器的热负荷是多少？若冷凝器的操作温度为293K ，热负荷不变，(冷冻蒸发器)所能保持的最低温度是多少？

化工原理知识点总结复习重点(完美版)资料-共31页

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： 22 112)(d d u u = ● 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 ρ222212112121 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）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。 m S =GA=π/4d 2G V S =uA=π/4d 2u

化工热力学习题集(附答案)复习-(1)

模拟题一一．单项选择题（每题1分，共20分）本大题解答（用A 或B 或C 或D ）请填入下表： 1. T 温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为（ c ） A. 饱和蒸汽 B. 超临界流体 C. 过热蒸汽 2. T 温度下的过冷纯液体的压力P （ a ） A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 3. T 温度下的过热纯蒸汽的压力P （ b ） A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 4. 纯物质的第二virial 系数B （） A 仅是T 的函数 B 是T 和P 的函数 C 是T 和V 的函数 D 是任何两强度性质的函数 5. 能表达流体在临界点的P-V 等温线的正确趋势的virial 方程，必须至少用到（） A. 第三virial 系数 B. 第二virial 系数 C. 无穷项 D. 只需要理想气体方程 6. 液化石油气的主要成分是（） A. 丙烷、丁烷和少量的戊烷 B. 甲烷、乙烷 C. 正己烷 7. 立方型状态方程计算V 时如果出现三个根，则最大的根表示（） A. 饱和液摩尔体积 B. 饱和汽摩尔体积 C. 无物理意义 8. 偏心因子的定义式（） A. 0.7lg()1 s r Tr P ω==-- B. 0.8lg()1 s r Tr P ω==-- C. 1.0lg()s r Tr P ω==- 9. 设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（） A. 1x y z Z Z x x y y ???? ?????=- ? ? ?????????? B. 1y x Z Z x y x y Z ????????? =- ? ? ?????????? C. 1y x Z Z x y x y Z ????????? = ? ? ?????????? D. 1y Z x Z y y x x Z ????????? =- ? ? ?????????? 10. 关于偏离函数M R ，理想性质M * ，下列公式正确的是（） A. *R M M M =+ B. *2R M M M =- C. *R M M M =- D. *R M M M =+ 11. 下面的说法中不正确的是 ( ) （A ）纯物质无偏摩尔量。（B ）任何偏摩尔性质都是T ，P 的函数。（C ）偏摩尔性质是强度性质。（D ）强度性质无偏摩尔量。 12. 关于逸度的下列说法中不正确的是 ( ) （A ）逸度可称为“校正压力” 。（B ）逸度可称为“有效压力” 。（C ）逸度表达了真实气体对理想气体的偏差。（D ）逸度可代替压力，使真实气体的状态方程变为fv=nRT 。（E ）逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。 13. 二元溶液，T, P 一定时,Gibbs —Duhem 方程的正确形式是 ( ). a. X 1dln γ1/dX 1+ X 2dln γ2/dX 2 = 0 b. X 1dln γ1/dX 2+ X 2 dln γ2/dX 1 = 0 c. X 1dln γ1/dX 1+ X 2dln γ2/dX 1 = 0 d. X 1dln γ1/dX 1– X 2 dln γ2/dX 1 = 0 14. 关于化学势的下列说法中不正确的是( )