化工原理笔记
化工原理知识点总结笔记
化工原理知识点总结笔记一、化工原理概述化工原理是化学工程学的基础和核心分支，是研究化工过程基本原理和规律的一门学科。
在化工生产中，化工原理被广泛应用于控制反应过程、设计分离装置、优化工艺条件等方面。
化工原理主要包括热力学、化学动力学、传质传热、流体力学等方面的知识。
二、化工热力学热力学是研究能量转化和宏观物质运动规律的学科，化工热力学是将热力学原理应用于化工过程的一种方法。
化工热力学主要包括热力学基本原理、热力学性质、热力学循环等内容。
在化工过程中，热力学原理被用于计算反应热、确定工艺条件、分析热平衡等方面。
1. 热力学基本原理热力学基本原理包括能量守恒、熵增原理、热力学第一定律、热力学第二定律等。
能量守恒原理指出在封闭系统中，能量的总量是不变的；熵增原理指出封闭系统中熵总是增加的；热力学第一定律指出能量既不会被创建，也不会被销毁，只会在不同形式之间转化；热力学第二定律规定了热能不可能自发地从低温物体传递给高温物体。
2. 热力学性质热力学性质包括物质的热力学性质和烃的三相平衡等内容。
物质的热力学性质是指物质在不同温度、压力下的性质表现，例如，比热容、热膨胀系数、热导率等；烃的三相平衡是指烃在气态、液态和固态之间的平衡关系，包括气液平衡、固液平衡、气固平衡等。
3. 热力学循环热力学循环是指利用热能转换成机械能的过程，如蒸汽轮机循环、汽轮机循环、空气循环等。
在化工领域，热力学循环常常用于设计和优化化工过程中的能量转化装置。
三、化学动力学化学动力学是研究化学反应速率和反应机理的学科，主要包括反应速率、反应动力学方程、反应机理等内容。
在化工生产中，化学动力学常用于优化反应条件、控制反应速率、提高产物收率等方面。
1. 反应速率反应速率是指单位时间内反应物的消耗量或产物的生成量，通常用化学反应方程式来表示，如：A + B → C + D，反应速率可表示为：-d[A]/dt = -d[B]/dt = d[C]/dt = d[D]/dt。
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化工原理笔记化工原理：1. 反应速率与反应动力学- 反应速率是指单位时间内反应物消失或产物生成的速率。
它受到反应物浓度、温度、催化剂和压力等因素的影响。
- 反应速率可以通过反应速率方程来描述，该方程可以根据实验数据得出。
在一般情况下，反应速率与反应物浓度的关系可以用速率定律表达。
- 反应动力学研究了反应速率的变化规律以及影响速率的因素，包括活化能、反应机理和反应过程等。
2. 化学平衡与平衡常数- 化学平衡是指反应物和生成物浓度达到一定比例，反应速率达到动态平衡的状态。
在平衡状态下，反应物和生成物的浓度保持不变。
- 平衡常数是描述平衡体系中物质浓度之间的定量关系的常数。
它的大小可以通过平衡常数表给出，与温度有关。
- 平衡常数可以用来判断平衡体系中哪种物质浓度较高或较低，从而优化反应条件，提高反应产率。
3. 流体力学与质量传递- 流体力学是研究流体静力学和动力学性质的科学，涉及流体的流动、压力、速度和黏度等参数。
- 质量传递是指物质在流体中的传递过程，可以通过扩散、对流和反应等方式进行。
- 质量传递过程中的传质速率与物质浓度梯度、扩散系数和物质的相对速度等因素有关。
4. 热力学与能量传递- 热力学是研究能量转化与能量传递关系的科学，涉及能量的守恒、热力学循环和热力学性质等。
- 能量传递可以通过热传导、对流和辐射等方式进行。
其中，热传导通过固体或液体中的颗粒间的碰撞进行。
对流则是通过流体的运动传递热量。
- 热力学规定了能量转化的方向和限制，例如热机效率和热交换的工作原理。
5. 反应工程与反应器设计- 反应工程是将化学反应原理与工程实践相结合的学科，包括从反应过程设计到反应器的选择和设计等。
- 反应器是进行化学反应的装置，可以根据不同的反应特性选择不同类型的反应器，如连续型或批量型反应器。
- 反应器设计需要考虑反应速率、传质和传热等因素，以实现高效率的反应和优化生产成本。
6. 安全与环境保护- 在化工过程中，安全和环境保护是非常重要的考虑因素。
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第一章：流体流动一、流体静力学基本方程式1.流体的密度：单位体积流体所具有的流体质量称为密度，以ρ表示，单位为kg/m3。
2.流体的静压强：垂直作用于流体单位面积上的压力称为流体的压强，以p表示，单位为Pa。
俗称压力，表示静压力强度。
3.不同单位之间的换算关系为1atm=10.33mH2O=760mmHg=1.0133bar=1.0133×105Pa4.压强的基准以绝对真空为基准——绝对压强，是流体的真实压强。
二、流体流动的基本方程1、流量与流速单位时间内流过管道任一截面的流体量，称为流量。
流量用两种方法表示：体积流量-----以V s表示，单位为m3/s。
质量流量-----以Ws表示，单位kg/s.体积流量与质量流量的关系:流体质点单位时间内在流动方向上所流过的距离，称为流速，以u表示。
其单位为m/s。
工程计算中为方便起见，将取整个管截面上的平均流速——单位流通面积上流体的体积流量，即式中,A为与流动方向相垂直的管道截面积，m2。
于是：。
2、质量流速（质量通量）：单位时间内流体流过管道单位截面积的质量，称为质量流速或质量通量，以G表示，其单位为kg/(m2·s)，其表达式为3、管径、体积流量和流速之间关系三、连续性方程式连续性方程式是质量守恒定律的一种表现形式。
；对于不可压缩流体（即ρ=常数），可得到上式统称为管内定态流动时的连续性方程式。
连续性方程式反映了一定流量下，管路各界面上流速的变化规律。
对于圆形管道内不可压缩流体的定态流动，可得到：四、能量衡算方程式——柏努利方程式柏努利方程式是流体流动中机械能守恒和转化原理的体现，它描述了流入和流出一系统的流体量及有关流动参数间的定量关系。
（1-23a）对于理想流体，，再若无外功加入，则有（1-24）式（1-24）称为柏努利方程式，式（1-23a）是柏努利方程式的引申，习惯上也称柏努利方程式。
从上面推导过程可看出，柏努利方程适用于不可压缩流体连续的定态流动。
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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 dyτμ== 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cp111Pa s P cP ==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 gp g u z -=∆+∆+∆ρ22z ：位压头（位头）；22u g ：动压头（速度头） ；p gρ：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 ρμ=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：2max 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。
化工原理知识点总结
化工原理知识点总结1. 流体力学- 流体静力学：压力的概念、流体静力学平衡、马里奥特原理、流体静压力的测量。
- 流体动力学：连续性方程、伯努利方程、动量守恒、流动类型（层流与湍流）、雷诺数。
- 管道流动：管道摩擦损失、达西-韦斯巴赫方程、摩擦因子的确定、管道网络分析。
2. 传热学- 热传导：傅里叶定律、导热系数、热阻、稳态与非稳态导热。
- 对流热传递：对流热流密度、牛顿冷却定律、对流给热系数。
- 辐射传热：斯特藩-玻尔兹曼定律、黑体辐射、角系数、有效辐射面积。
- 热交换器：热交换器类型、效能-NTU方法、传热强化技术。
3. 物质分离- 蒸馏：基本原理、平衡曲线、麦卡布-锡尔比法、塔板理论、塔内设备。
- 萃取：液-液萃取、固-液萃取、溶剂萃取、萃取平衡、萃取过程设计。
- 过滤与沉降：沉降原理、过滤操作、离心分离、膜分离技术。
- 色谱与电泳：色谱原理、色谱柱、电泳分离、毛细管电泳。
4. 化学反应工程- 化学反应动力学：反应速率、速率方程、活化能、催化剂。
- 反应器设计：批式反应器、半连续反应器、连续搅拌槽式反应器（CSTR）、管式反应器。
- 反应器分析：稳态操作、非稳态操作、反应器的稳定性分析。
- 催化反应工程：催化剂特性、催化剂制备、催化剂失活与再生。
5. 质量传递- 扩散现象：菲克定律、扩散系数、分子扩散与对流扩散。
- 质量传递原理：质量守恒、质量传递微分方程、边界条件。
- 吸收与解吸：气液平衡、吸收塔操作、解吸过程。
- 干燥过程：湿空气系统、干燥过程分析、干燥器设计。
6. 过程控制- 控制系统基础：控制系统组成、开环与闭环系统、控制器类型。
- 控制器设计：PID控制器、串级控制系统、比值控制系统。
- 过程动态分析：拉普拉斯变换、传递函数、系统稳定性分析。
- 先进控制策略：模糊控制、自适应控制、预测控制。
7. 化工热力学- 热力学第一定律：能量守恒、热力学过程、热力学循环。
- 热力学第二定律：熵的概念、熵增原理、卡诺循环。
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1.流体的静压强1atm=760mmHg=10.33mH2O=1.0133×105Pa 2.伯努利方程式gz1+u122+P1ρ+We=gz2+u222+P2ρ+hf（阻力损失）[J/Kg]W e-------输送设备对单位质量流体所作的有效功。
有效功率N e=W e∗W s[J/s或W]a.以单位质量为基准，则：z1+u122g +P1ρg+W eg=z2+u222g+P2ρg+hfg[m]有效压头H e=W eg压头损失H f=hfgb.以单位体积为基准，则：ρgz1+ρu122+P1+ρWe=z2ρg+ρu222+P2+ρhf [Pa]3.流体粘度---促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力[Pa.或P（泊）]。
1Pa.s=1000cP牛顿黏性定律----τ=μd ud y液体的粘度随温度升高而减小，气体的粘度随温度升高而增大。
压力对粘度的影响不大。
4.流型与雷诺数R e=duρμRe≤2000 滞流；Re≥4000 湍流滞流与湍流的区别：①质点的运动方式：滞流中流体质点为有规则的平行运动；湍流中流体质点为不规则的杂乱运动。
②速度分布：滞流速度沿管径按抛物线的规律分布，即u=0.5u max；湍流速度分布复杂。
③流动阻力：滞流----流体本身黏性引起的内摩擦；湍流----除黏性外，还有旋涡、质点迁移、脉动、碰撞引起的附加阻力（湍流应力）。
流动边界层σx =4.64R ex0.5-------滞流σx =0.376R ex0.2------湍流其中，σ---厚度，x---距平板前沿长度。
R ex≤2×105-------------------------------------滞流R ex≥3×106-------------------------------------湍流5.流动阻力圆形直管：∆P f=ρh f=γld ρu2 2当流体为滞流流动时：∆P f=32μlud2。
（完整版）化工原理各章节知识点总结
（完整版）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。
化工原理重要知识点总结
一基本概念1、连续性方程2、液体和气体混合物密度求取3、离心泵特性曲线的测定4、旋风分离器的操作原理5、传热的三种基本方式6、如何测定及如何提高对流传热的总传热系数K7、重力沉降与离心沉降8、如何强化传热9、简捷法10、精馏原理11、亨利定律12、漏液13、板式塔与填料塔14、气膜控制与液膜控制15、绝热饱和温度二、核心公式第一章、流体流动与流体输送机械（1）流体静力学基本方程（例1－9）U型管压差计（2）柏努利方程的应用（例1－14）（3）范宁公式（4）离心泵的安装高度（例2-5）第二章、非均相物系的分离和固体流态化（1）重力沉降滞流区的沉降公式、降尘室的沉降条件、在降尘室中设置水平隔板（例3－3）、流型校核、降尘室的生产能力（2）离心沉降旋风分离器的压强降、旋风分离器的临界粒径、沉降流型校核（离心沉降速度、层流）、多个旋风分离器的并联（例3－5）第三章、传热（1）热量衡算（有相变、无相变）K的计算、平均温度差、总传热速率方程、传热面积的计算（判别是否合用）（例4－8）（2）流体在圆形管内作强制湍流流动时α计算式（公式、条件），粘度μ对α的影响。
（3）实验测K (例4－9)（4）换热器操作型问题（求流体出口温度，例4－10）下册第一章蒸馏全塔物料衡算【例1－4】、精馏段、提馏段操作线方程、q线方程、相平衡方程、逐板计算法求理论板层数和进料版位置（完整手算过程）进料热状况对汽液相流量的影响下册第二章吸收吸收塔的物料衡算；液气比与最小液气比求m 【例2－8】填料层高度的计算【传质单元高度、传质单元数（脱吸因数法）】提高填料层高度对气相出口浓度的影响下册干燥湿度、相对湿度、焓带循环的干燥器物料衡算（求循环量）热量衡算（求温度）预热器热量【例5－5】。
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化工：
化工是“化学工艺”、“化学工业”、“化学工程”等的简称。
凡运用化学方法改变物质组成、结构或合成新物质的技术，都属于化学生产技术，也就是化学工艺，所得产品被称为化学品或化工产品。
起初，生产这类产品的是手工作坊，后来演变为工厂，并逐渐形成了一个特定的生产行业即化学工业。
化学工程是研究化工产品生产过程共性规律的一门科学。
人类与化工的关系十分密切，有些化工产品在人类发展历史中，起着划时代的重要作用，它们的生产和应用，甚至代表着人类文明的一定历史阶段。
化工原理：
《化工原理》是2010年8月1日清华大学出版社出版的图书，作者是戴猷元、余立新。
内容简介：
本书为清华大学精品课程“化工原理”的教材，在清华大学多个系所使用多年。
全书分上、下两册。
上册包括流体流动、流体输送机械、流体流过颗粒和颗粒层的流动、非均相混合物的分离、传热和蒸发等6章，书末有26个附录；下册包括传质分离过程概论、吸收、蒸馏、气液传质设备、液液萃取、干燥、吸附分离、膜分离和其他分离方法等9章。
本书可供高等院校化工、生物化工、环境、食品、轻工、制药和材料等专业的师生作教材使用，也可作为从事上述专业的设计、开发和运行的工程技术人员的学习参考书。
本书可供高等院校化工、生物化工、环境、食品、轻工、制药和材料等专业的师生作教材使用，也可作为从事上述专业的设计、开发和运行的工程技术人员的学习参考书。
本书可与《化工原理习题解析（上、下册）》配套使用。