化工原理课程总结
化工原理总结

化工原理总结1,单元操作:流体的输送与压缩、沉降、过滤、传热、蒸发、结晶、冷冻、吸收、蒸馏、萃取、干燥等基本物理过程。
2,单元操作遵循的规律①,动量传递过程流体的输送与压缩、沉降过滤②,热量传递过程传热蒸发结晶③,质量传递过程吸收蒸馏萃取干燥④,热力学过程冷冻深度冷冻3,柏努力方程(1)理想不可压缩流体Z1+u1²/2g+P1/ρg=Z2+u2²/2g+P2/ρgZ:流体的位压头 u/2g:动压头 P/ρg:静压头(2)实际不可压缩流体He+Z1+u1²/2g+P1/ρg=Z2+u2²/2g+P2/ρg+HfHe:外加有效压头 Hf:管路消耗能量,也称压头损失4,汽蚀:大量气体随液体进入高压区后,便被周围液体压碎,并重新凝集成液体,气泡所在空间形成真空,周围液体的质点就会以极大的速度冲向汽泡中心,从而在这些气泡的冲击点上产生很高的局部压力,不断打击着叶轮或泵壳的表面使其出现麻点、小的裂缝、长时间操作下去、会使叶轮或泵壳呈海绵状,这种现象称“汽蚀”。
汽蚀发生时,泵体震动,并发出噪音,泵的流量、扬程也明显下降防止汽蚀现象发生:泵入口压强P1大于液体的饱和蒸汽压Pv5,气缚:泵启动时,泵体内是空气,而被输送的是液体,则启动后泵产生的压头虽为定值,但因空气密度太小,产生的压差或泵吸入口的真空度很小而不能将液体吸入泵内,此种现象成为“气缚”。
防止气缚的发生:离心泵启动时需先使泵内充满液体。
6,离心泵的性能曲线离心泵工作是的扬程、功率和效率等主要性能参数不是固定的,而是随着流量的变化而变化的。
生产中把He—V、N轴—V、η—V的变化关系画在同一坐标纸上,得出一组曲线,称为离心泵的工作性能曲线。
(1)He—V线扬程与流量的关系表明离心泵的扬程随流量的增大而下降(2)N轴—V线轴功率与流量的关系表明离心泵的轴功率随流量的增大而上升,流量为零时的轴功率最小。
(3)η—V线效率与流量的关系表明,当V=0时,η=0;开始时随着流量的增大效率上升,并达到最大值;然后,随流量的增大,效率下降。
化工原理学习期末总结

化工原理学习期末总结一、引言化工原理是化学工程专业的一门基础课程,通过学习该课程可以了解到化工工艺中的基本原理和计算方法。
经过一个学期的学习,我对化工原理有了更深入的认识和理解,也掌握了一些基本的计算方法和技巧。
以下是我对该课程的学习总结。
二、理论学习在学习化工原理的过程中,我主要学习了化学平衡、质量守恒原理、能量守恒原理和动力学等方面的知识。
1. 化学平衡化学平衡是化工过程中一个非常重要的概念,在学习中我了解到了平衡常数、反应速率和反应平衡常数之间的关系。
学习化学平衡的理论知识后,我进一步学习了如何进行化学平衡计算,例如利用平衡常数和化学反应方程进行计算等。
2. 质量守恒原理质量守恒原理是化工过程中一个基本的理论原则,在学习中我掌握了质量守恒原理的基本概念和应用方法。
通过学习,我了解到了如何进行质量守恒方程的推导和解答。
3. 能量守恒原理能量守恒原理是化工过程中另一个重要的理论原则,在学习中我掌握了能量守恒原理的基本概念和应用方法。
通过学习,我了解到了如何进行能量守恒方程的推导和解答。
4. 动力学动力学是化工过程中的一个重要环节,在学习中我了解到了化学反应速率和反应机理等概念。
通过学习,我学会了如何进行动力学方程的推导和解答。
通过这些理论的学习,我对化工过程中的基本原理有了更深入的认识。
此外,我还通过课堂上的练习和习题的解答来提高理论知识的掌握程度,进一步加深了对课程内容的理解。
三、实践学习在学习化工原理的过程中,实践学习对于理论知识的应用和巩固起着至关重要的作用。
在实践学习中,我主要学习了化工过程中的一些基本计算方法和技巧。
1. 物质平衡计算通过实践学习,我学会了如何进行物质平衡计算,例如利用质量守恒原理和平衡常数进行计算。
在实践中,我遇到了一些难题,但通过努力和老师的指导,我成功克服了这些困难,掌握了物质平衡计算的方法。
2. 能量平衡计算能量平衡计算是化工过程中另一个重要的计算方法,在实践学习中,我学会了如何进行能量平衡计算。
化工原理总结

(5)流体在非圆形直管内的流动阻力 当流体在非圆型管内湍流流动时,计算阻力时d用当 量直径de代替。
当量直径:4倍的流通截面积除以流体润湿周边长度
de——当量直径,m; rH——水力半径,m。
de
4A
4rH
对于矩形管长为a,宽为b
(4)轴功率 离心泵的轴功率是指泵轴所需的功率。当泵直接由电 动机带动时,它即是电机传给泵轴的功率,以N表 示,其单位为W或KW。泵的有效功率可写成
Ne QHg
由于有容积损失、水力损失与机 械损失,所以泵的轴功率N要大 于液体实际得到的有效功率,即
N Ne
泵在运转时可能发生超负荷,所配电动机的功率应比 泵的轴功率大。在机电产品样本中所列出的泵的轴功 率,除非特殊说明以外,均系指输送清水时的数值。
0
T0 p Tp 0
上式中的ρ0为标准状态下气体的密度,T0、p0分别为标准 状态下气体的绝对温度和绝对压强。
混合气体的密度:
m
pM m RT
M m M A yA M B yB M n yn
(2)流体的粘度
液体的粘度随温度升高而减小,气体的粘度则随温度升 高而增大。
压强变化时,液体的粘度基本不变;气体的粘度随压强 增加而增加的很少,在一般工程计算中可忽略不计。
Re≤2000时,流动类型为层流; Re≥4000时,流动类型为湍流; 2000<Re<4000,过渡区,流动类型不稳定。
层流特点:质点始终沿着与管轴平行的方向作直线运 动,质点之间互不混合。圆管中的流体就如一层一层 的同心圆筒在平行地流动。(滞流) 湍流特点:流体质点除了沿着管道向前流动外,各质 点还作剧烈的径向脉动。(紊流)
化工原理学结模板5篇

化工原理学结模板5篇Model of chemical engineering principle汇报人:JinTai College化工原理学结模板5篇前言:工作总结是将一个时间段的工作进行一次全面系统的总检查、总评价、总分析,并分析不足。
通过总结,可以把零散的、肤浅的感性认识上升为系统、深刻的理性认识,从而得出科学的结论,以便改正缺点,吸取经验教训,指引下一步工作顺利展开。
本文档根据工作总结的书写内容要求,带有自我性、回顾性、客观性和经验性的特点全面复盘,具有实践指导意义。
便于学习和使用,本文档下载后内容可按需编辑修改及打印。
本文简要目录如下:【下载该文档后使用Word打开,按住键盘Ctrl键且鼠标单击目录内容即可跳转到对应篇章】1、篇章1:化工原理学结范文标准版2、篇章2:化工原理学结范文最新版3、篇章3:化工原理学结模板常用版4、篇章4:化工原理学结模板(基础版)5、篇章5:化工原理学结范文通用版篇章1:化工原理学结范文标准版本学期顺利完成了化学工程与工艺专业共100名同学的化工原理课程设计,总体来看学生的工艺计算、过程设计及绘图等专业能力得到了真正有效的提高,可以较好地把理论学习中的分散知识点和实际生产操作有机结合起来,得到较为合理的设计成果,达到了课程综合训练的目的,提高了学生分析和解决化工实际问题的能力。
同时,在设计过程中也存在者一些共性的问题,主要表现在:一、设计中存在的问题1.设计过程缺乏工程意识。
学生在做课程设计时所设计的结果没有与生产实际需要作参考,只是为了纯粹计算为设计,缺乏对问题的工程概念的解决方法。
2.学生对单元设备概念不强。
对化工制图、设备元件、材料与标准不熟悉,依葫芦画瓢的不在少数,没有达到课程设计与实际结合、强化“工程”概念的目的。
绘图能力欠缺,如:带控制点工艺流程图图幅设置、比例及线型选取、文字编辑、尺寸标注以及设备、仪表、管件表示等绘制不规范。
3.物性参数选择以及计算。
化工原理终极总结

第一章流体与输送机械1、基本研究方法:实验研究法、数学模型法2、牛顿粘性定理:应用条件:3、阻力平方区:管内阻力与流速平方成正比的流动区域;原因:流体质点与粗糙管壁上凸出的地方直接接触碰撞产生的惯性阻力在压倒地位。
4、流动边界层:紧贴壁面非常薄的一区域,该薄层内流体速度梯度非常大。
流动边界层分离的弊端:增加流动阻力。
优点:增加湍动程度。
5、流体黏性是造成管内流动机械能损失的原因。
6、压差计:文丘里孔板转子7、离心泵工作原理:离心泵工作时,液体在离心力的作用下从叶轮中心被抛向外缘并获得能量,使叶轮外缘的液体静压强提高。
液体离开叶轮进入泵壳后,部分动能转变成为静压能。
当液体从叶轮中心被抛向外缘时,在中心处形成低压区,在外界与泵吸入口的压差作用下,致使液体被吸进叶轮中心。
8、汽蚀现象:离心泵安装过高,泵进口处的压力降低至同温度下液体的饱和蒸汽压,使液体气化,产生气泡。
气泡随液体进入高压区后立即凝结消失,形成真空导致巨大的水力冲击,对泵造成损害。
9、气缚现象:离心泵启动时,若泵内存在空气,由于空气密度大大低于输送流体的密度,经离心力的作用产生的真空度小,没有足够的压差使液体进入泵内,从而吸不上液体。
10、泵壳作用:收集液体和能量转化(将流体部分动能转化为静压能)11、离心泵在设计流量下工作效率最高,是因为:此时水力损失小。
12、大型泵的效率通常高于小型泵是由于:容积效率大。
13、叶轮后弯的优缺点优点:叶片后弯使液体势能提高大于动能提高,动能在蜗壳中转化为势能的损失小,泵的效率高。
缺点:产生同样的理论压头所需泵的体积大。
14、正位移泵(往复泵)的特点:a流量与管路状况、流体温度、黏度无关;b 压头仅取决于管路特性。
(耐压强度)c 不能在关死点运转。
d 很好的自吸能力15、真空泵的性能:极限真空和抽吸时间16、无限大平板液膜厚a ,其水力当量直径为4a第二章机械分离与固体流化态1、过滤推动力:重力压差离心力2、气体净制:重力沉降、离心沉降、过滤(膜)。
化工原理知识点归纳总结

化工原理知识点归纳总结一、化工原理概述化工原理是化学工程的基础课程,主要介绍了化学工程领域中的基本原理和基本概念。
它涵盖了化学反应、热力学、传质与传热等方面的知识。
化工原理对于理解和掌握化工过程的基本原理和技术具有重要意义,是化学工程学习和实践的基础。
本文主要对化工原理中的关键知识点进行归纳总结,以帮助读者系统地了解化工原理的基本概念和原理。
二、化工原理知识点归纳1. 化学反应化学反应是化学工程过程中的核心环节。
化工原理中介绍了化学反应的基本概念和原理,包括反应速率的表达式、反应热、反应平衡等内容。
化学反应的速率表达式可以用来描述反应速率与反应物浓度之间的关系,常见的表达式有零级、一级和二级反应速率方程。
反应热是指化学反应放热或吸热的现象,它在化学工程过程中对于了解和控制反应过程具有重要意义。
反应平衡是指化学反应两个方向之间达到动态平衡状态的现象,化工原理中介绍了反应平衡的基本原理和计算方法。
2. 热力学热力学是研究能量转化和传递规律的科学,是化学工程过程中的基本理论。
化工原理中介绍了热力学的基本概念和原理,包括热力学函数、热力学平衡、热力学循环等内容。
热力学函数是描述系统能量状态和性质的函数,常见的热力学函数有内能、焓、熵等。
热力学平衡是指系统达到热力学平衡状态的过程,它对于化工过程的热平衡和物质平衡具有重要意义。
热力学循环是指在不同状态点之间进行能量转化的循环过程,化工原理中介绍了常见的热力学循环,如卡诺循环、斯特林循环等。
3. 传质与传热传质与传热是化工过程中的重要环节,是控制化工过程效率和产品品质的关键因素。
化工原理中介绍了传质与传热的基本原理和计算方法,包括质量传递、热传递、质量传递系数和传热系数等内容。
质量传递是指组分在不同相之间发生的传递过程,化工原理中介绍了质量传递的基本原理和影响因素。
热传递是指热量在不同相之间发生的传递过程,化工原理中介绍了热传递的基本原理和传热方式。
质量传递系数和传热系数是描述传质与传热速率的参数,化工原理中介绍了其计算方法和影响因素。
化工原理实验课程总结

化工原理实验课程总结一、引言化工原理实验课程是化学工程与工艺专业中一门重要的实践课程,它为学生提供了理论联系实际的机会,帮助学生理解和掌握化工原理的基本原理和实验技能。
通过本课程的学习,学生可以加深对化工原理理论知识的理解,提高实验操作技能和分析能力,为后续的专业课程学习和工程实践打下坚实的基础。
本文将对化工原理实验课程的总结进行详细的阐述。
二、课程内容与实验项目化工原理实验课程的内容主要包括流体流动、传热、传质等基本单元操作,涉及到的主要实验项目包括:伯努利方程实验、离心泵性能曲线测定、流量计校核、传热实验、填料塔阻力测定等。
通过这些实验项目,学生可以了解到各个单元操作的原理、流程和设备,并掌握基本的实验操作技能和实验数据处理方法。
三、实验方法与数据处理在化工原理实验课程中,学生需要掌握各种实验方法,包括直接测量法和间接测量法。
直接测量法是通过直接测量实验参数并进行数据处理的方法,如压力、流量、温度等。
间接测量法则是通过测量与实验参数相关的物理量,然后通过数学模型计算出实验参数的方法。
在实验过程中,学生还需要掌握各种实验仪器的使用方法,如流量计、压力计、温度计等。
四、实验结果与讨论实验结果与讨论是化工原理实验课程的重要组成部分。
学生需要通过实验数据的处理和分析,得出实验结果,并对结果进行讨论。
在讨论中,学生需要分析实验结果与理论值的差异,探究可能的原因,并提出改进措施。
此外,学生还需要对实验过程中出现的问题进行分析和总结,以便在后续的实验中避免类似问题的发生。
五、实践操作与团队合作实践操作与团队合作是化工原理实验课程中必不可少的环节。
在实验过程中,学生需要亲自动手操作实验设备,完成实验流程。
同时,学生还需要在团队中发挥协作精神,共同完成实验任务。
通过实践操作与团队合作,学生可以加深对化工原理的理解,提高动手能力和团队合作意识。
六、总结与展望化工原理实验课程是化学工程与工艺专业的重要实践课程,通过本课程的学习,学生可以加深对化工原理的理解,提高实验操作技能和分析能力。
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范围,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内层厚度,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.假塑性与涨塑性:随剪切率增高,表观粘度下降的为假塑性.随剪切率增高,表观粘度上升的为涨塑性.触变性与震凝性:随剪应力t作用时间的延续,流体表观粘度变小,当一定的剪应力t所作用的时间足够长后,粘度达到定态的平衡值,这一行为称为触变性.反之,粘度随剪切力作用时间延长而增大的行为则称为震凝性.粘弹性:不但有粘性,而且表现出明显的弹性.具体表现如:爬杆效应、挤出胀大、无管虹吸.第二章流体输送机械管路特性方程管路对能量的需求,管路所需压头随流量的增加而增加.输送机械的压头或扬程流体输送机械向单位重量流体所提供的能量J/N. 离心泵主要构件叶轮和蜗壳.离心泵理论压头的影响因素离心泵的压头与流量,转速,叶片形状及直径大小有关.叶片后弯原因使泵的效率高.气缚现象因泵内流体密度小而产生的压差小,无法吸上液体的现象.离心泵特性曲线离心泵的特性曲线指He~qV,η~qV, Pa~qV.离心泵工作点管路特性方程和泵的特性方程的交点.离心泵的调节手段调节出口阀,改变泵的转速.汽蚀现象液体在泵的最低压强处叶轮入口汽化形成气泡,又在叶轮中因压强升高而溃灭,造成液体对泵设备的冲击,引起振动和侵蚀的现象.必需汽蚀余量NPSHr泵入口处液体具有的动能和压强能之和必须超过饱和蒸汽压强能多少离心泵的选型类型、型号①根据泵的工作条件,确定泵的类型;②根据管路所需的流量、压头,确定泵的型号.正位移特性流量由泵决定,与管路特性无关.往复泵的调节手段旁路阀、改变泵的转速、冲程.离心泵与往复泵的比较流量、压头前者流量均匀,随管路特性而变,后者流量不均匀,不随管路特性而变.前者不易达到高压头,后者可达高压头.前者流量调节用泵出口阀,无自吸作用,启动时关出口阀;后者流量调节用旁路阀,有自吸作用,启动时开足管路阀门.通风机的全压、动风压通风机给每立方米气体加入的能量为全压Pa=J/m3,其中动能部分为动风压.真空泵的主要性能参数①极限真空;②抽气速率.第三章液体的搅拌搅拌目的均相液体的混合,多相物体液液,气液,液固的分散和接触,强化传热.搅拌器按工作原理分类搅拌器按工作原理可分为旋桨式,涡轮式两大类.旋桨式大流量,低压头;涡轮式小流量,高压头.混合效果搅拌器的混合效果可以用调匀度、分隔尺度来度量.宏观混合总体流动是大尺度的宏观混合;强烈的湍动或强剪切力场是小尺度的宏观混合.微观混合只有分子扩散才能达到微观混合.总体流动和强剪切力场虽然本身不是微观混合,但是可以促进微观混合,缩短分子扩散的时间.搅拌器的两个功能产生总体流动;同时形成湍动或强剪切力场.改善搅拌效果的工程措施改善搅拌效果可采取增加搅拌转速、加挡板、偏心安装搅拌器、装导流筒等措施.第四章流体通过颗粒层的流动非球形颗粒的当量直径球形颗粒与实际非球形颗粒在某一方面相等,该球形的直径为非球形颗粒的当量直径,如体积当量直径、面积当量直径、比表面积当量直径等.形状系数等体积球形的表面积与非球形颗粒的表面积之比.分布函数小于某一直径的颗粒占总量的分率.频率函数某一粒径范围内的颗粒占总量的分率与粒径范围之比.颗粒群平均直径的基准颗粒群的平均直径以比表面积相等为基准.因为颗粒层内流体为爬流流动,流动阻力主要与颗粒表面积的大小有关.床层比表面单位床层体积内的颗粒表面积.床层空隙率单位床层体积内的空隙体积.数学模型法的主要步骤数学模型法的主要步骤有①简化物理模型②建立数学模型③模型检验,实验确定模型参数.架桥现象尽管颗粒比网孔小,因相互拥挤而通不过网孔的现象.过滤常数及影响因素过滤常数是指 K、qe.K与压差、悬浮液浓度、滤饼比阻、滤液粘度有关;qe与过滤介质阻力有关.它们在恒压下才为常数.过滤机的生产能力滤液量与总时间过滤时间和辅助时间之比.最优过滤时间使生产能力达到最大的过滤时间.加快过滤速率的途径①改变滤饼结构;②改变颗粒聚集状态;③动态过滤.第五章颗粒的沉降和流态化曳力表面曳力、形体曳力曳力是流体对固体的作用力,而阻力是固体壁对流体的力,两者为作用力与反作用力的关系.表面曳力由作用在颗粒表面上的剪切力引起,形体曳力由作用在颗粒表面上的压强力扣除浮力的部分引起.自由沉降速度颗粒自由沉降过程中,曳力、重力、浮力三者达到平衡时的相对运动速度.离心分离因数离心力与重力之比.旋风分离器主要评价指标分离效率、压降.总效率进入分离器后,除去的颗粒所占比例.粒级效率某一直径的颗粒的去除效率.分割直径粒级效率为50%的颗粒直径.流化床的特点混合均匀、传热传质快;压降恒定、与气速无关.两种流化现象散式流化和聚式流化.聚式流化的两种极端情况腾涌和沟流.起始流化速度随着操作气速逐渐增大,颗粒床层从固定床向流化床转变的空床速度.带出速度随着操作气速逐渐增大,流化床内颗粒全被带出的空床速度.气力输送利用气体在管内的流动来输送粉粒状固体的方法.第六章传热传热过程的三种基本方式直接接触式、间壁式、蓄热式.载热体为将冷工艺物料加热或热工艺物料冷却,必须用另一种流体供给或取走热量,此流体称为载热体.用于加热的称为加热剂;用于冷却的称为冷却剂.三种传热机理的物理本质传导的物理本质是分子热运动、分子碰撞及自由电子迁移;对流的物理本质是流动流体载热;热辐射的物理本质是电磁波. 间壁换热传热过程的三个步骤热量从热流体对流至壁面,经壁内热传导至另一侧,由壁面对流至冷流体.导热系数物质的导热系数与物质的种类、物态、温度、压力有关.热阻将传热速率表达成温差推动力除以阻力的形式,该阻力即为热阻.推动力高温物体向低温传热,两者的温度差就是推动力.流动对传热的贡献流动流体载热.强制对流传热在人为造成强制流动条件下的对流传热.自然对流传热因温差引起密度差,造成宏观流动条件下的对流传热.自然对流传热时,加热、冷却面的位置应该是加热面在下,制冷面在上,这样有利于形成充分的对流流动.努塞尔数、普朗特数的物理意义努塞尔数的物理意义是对流传热速率与导热传热速率之比.普朗特数的物理意义是动量扩散系数与热量扩散系数之比,在α关联式中表示了物性对传热的贡献.α关联式的定性尺寸、定性温度用于确定关联式中的雷诺数等准数的长度变量、物性数据的温度.比如,圆管内的强制对流传热,定性尺寸为管径d、定性温度为进出口平均温度.大容积自然对流的自动模化区自然对流α与高度h无关的区域.液体沸腾的两个必要条件过热度tw-ts、汽化核心.核状沸腾汽泡依次产生和脱离加热面,对液体剧烈搅动,使α随Δt急剧上升.第七章蒸发蒸发操作及其目的蒸发过程的特点二次蒸汽溶液沸点升高疏水器气液两相流的环状流动区域加热蒸汽的经济性蒸发器的生产强度提高生产强度的途径提高液体循环速度的意义节能措施杜林法则多效蒸发的效数在技术经济上的限制第八章气体吸收吸收的目的和基本依据吸收的目的是分离气体混合物,吸收的基本依据是混合物中各组份在溶剂中的溶解度不同.主要操作费溶剂再生费用,溶剂损失费用.解吸方法升温、减压、吹气.选择吸收溶剂的主要依据溶解度大,选择性高,再生方便,蒸汽压低损失小.相平衡常数及影响因素m、E、H均随温度上升而增大,E、H与总压无关,m 反比于总压.漂流因子P/PBm表示了主体流动对传质的贡献.气、液扩散系数的影响因素气体扩散系数与温度、压力有关;液体扩散系数与温度、粘度有关.传质机理分子扩散、对流传质.气液相际物质传递步骤气相对流,相界面溶解,液相对流.有效膜理论与溶质渗透理论的结果差别有效膜理论获得的结为k∝D,溶质渗透理论考虑到微元传质的非定态性,获得的结果为k∝.传质速率方程式传质速率为浓度差推动力与传质系数的乘积.因工程上浓度有多种表达,推动力也就有多种形式,传质系数也有多种形式,使用时注意一一对应.传质阻力控制传质总阻力可分为两部分,气相阻力和液相阻力.当mky<<kx 时,为气相阻力控制;当mky>>kx时,为液相阻力控制.低浓度气体吸收特点①G、L为常量,②等温过程,③传质系数沿塔高不变. 建立操作线方程的依据塔段的物料衡算.返混少量流体自身由下游返回至上游的现象.最小液气比完成指定分离任务所需塔高为无穷大时的液气比.NOG的计算方法对数平均推动力法,吸收因数法,数值积分法.HOG的含义塔段为一个传质单元高,气体流经一个传质单元的浓度变化等于该单元内的平均推动力.常用设备的HOG值~m.吸收剂三要素及对吸收结果的影响吸收剂三要素是指t、x2、L.t↓,x2↓,L↑均有利于吸收.化学吸收与物理吸收的区别溶质是否与液相组分发生化学反应.增强因子化学吸收速率与物理吸收速率之比.容积过程慢反应使吸收成容积过程.表面过程快反应使吸收成表面过程.第九章液体精馏蒸馏的目的及基本依据蒸馏的目的是分离液体混合物,它的基本依据原理是液体中各组分挥发度的不同.主要操作费用塔釜的加热和塔顶的冷却.双组份汽液平衡自由度自由度为2P一定,t~x或y;t一定,P~x或y;P 一定后,自由度为1.泡点泡点指液相混合物加热至出现第一个汽泡时的温度.露点露点指气相混合物冷却至出现第一个液滴时的温度.非理想物系汽液相平衡关系偏离拉乌尔定律的成为非理想物系.总压对相对挥发度的影响压力降低,相对挥发度增加.平衡蒸馏连续过程且一级平衡.简单蒸馏间歇过程且瞬时一级平衡.连续精馏连续过程且多级平衡.间歇精馏时变过程且多级平衡.特殊精馏恒沸精馏、萃取精馏等加第三组分改变α.实现精馏的必要条件回流液的逐板下降和蒸汽逐板上升,实现汽液传质、高度分离.理论板离开该板的汽液两相达到相平衡的理想化塔板.板效率经过一块塔板之后的实际增浓与理想增浓之比.恒摩尔流假设及主要条件在没有加料、出料的情况下,塔段内的汽相或液相摩尔流率各自不变.组分摩尔汽化热相近,热损失不计,显热差不计.加料热状态参数q值的含义及取值范围一摩尔加料加热至饱和汽体所需热量与摩尔汽化潜热之比,表明加料热状态.取值范围:q<0过热蒸汽,q=0饱和蒸汽,0<q<1汽液混和物,q=1饱和液体,q>1冷液.建立操作线的依据塔段物料衡算.操作线为直线的条件液汽比为常数恒摩尔流.最优加料位置在该位置加料,使每一块理论板的提浓度达到最大.挟点恒浓区的特征汽液两相浓度在恒浓区几乎不变.芬斯克方程求取全回流条件下,塔顶塔低浓度达到要求时的最少理论板数.最小回流比达到指定分离要求所需理论板数为无穷多时的回流比,是设计型计算特有的问题.最适宜回流比使设备费、操作费之和最小的回流比.灵敏板塔板温度对外界干扰反映最灵敏的塔板,用于预示塔顶产品浓度变化.间歇精馏的特点操作灵活、适用于小批量物料分离.恒沸精馏与萃取精馏的主要异同点相同点:都加入第三组份改变相对挥发度;区别:①前者生成新的最低恒沸物,加入组分从塔顶出;后者不形成新恒沸物,加入组分从塔底出.②操作方式前者可间歇,较方便.③前者消耗热量在汽化潜热,后者在显热.多组分精馏流程方案选择选择多组分精馏的流程方案需考虑①经济上优化;②物性;③产品纯度.关键组分对分离起控制作用的两个组分为关键组分,挥发度大的为轻关键组分;挥发度小的为重关键组分.清晰分割法清晰分割法假定轻组分在塔底的浓度为零,重组分在塔顶的浓度为零.全回流近似法全回流近似法假定塔顶、塔底的浓度分布与全回流时相近第十章气液传质设备板式塔的设计意图①气液两相在塔板上充分接触,②总体上气液逆流,提供最大推动力.对传质过程最有利的理想流动条件总体两相逆流,每块板上均匀错流.三种气液接触状态鼓泡状态:气量低,气泡数量少,液层清晰.泡沫状态:气量较大,液体大部分以液膜形式存在于气泡之间,但仍为连续相.喷射状态:气量很大,液体以液滴形式存在,气相为连续相.转相点由泡沫状态转为喷射状态的临界点.板式塔内主要的非理想流动液沫夹带、气泡夹带、气体的不均匀流动、液体的不均匀流动.板式塔的不正常操作现象夹带液泛、溢流液泛、漏液.筛板塔负荷性能图将筛板塔的可操作范围在汽、液流量图上表示出来. 湿板效率考虑了液沫夹带影响的塔板效率.全塔效率全塔的理论板数与实际板数之比.操作弹性上、下操作极限的气体流量之比.常用塔板类型筛孔塔板、泡罩塔板、浮阀塔板、舌形塔板、网孔塔板等. 填料的主要特性参数①比表面积a,②空隙率ε,③填料的几何形状.常用填料类型拉西环,鲍尔环,弧鞍形填料,矩鞍形填料,阶梯形填料,网体填料等.载点填料塔内随着气速逐渐由小到大,气液两相流动的交互影响开始变得比较显着时的操作状态为载点.泛点气速增大至出现每米填料压降陡增的转折点即为泛点.最小喷淋密度保证填料表面润湿、保持一定的传质效果所需的液体速度. 等板高度HETP分离效果相当于一块理论板的填料层高度.填料塔与板式塔的比较填料塔操作范围小,宜处理不易聚合的清洁物料,不易中间换热,处理量较小,造价便宜,较宜处理易起泡、腐蚀性、热敏性物料,能适应真空操作.板式塔适合于要求操作范围大,易聚合或含固体悬浮物,处理量较大,设计要求比较准确的场合.第十一章液液萃取萃取的目的及原理目的是分离液液混合物.原理是混合物各组分溶解度的不同.溶剂的必要条件①与物料中的B组份不完全互溶,②对A组份具有选择性的溶解度.临界混溶点相平衡的两相无限趋近变成一相时的组成所对应的点.和点两股流量的平均浓度在相图所对应的点.差点和点的流量减去一股流量后剩余的浓度在相图所对应的点.分配曲线相平衡的yA ~ xA曲线.最小溶剂比当萃取相达到指定浓度所需理论级为无穷多时,相应的S/F为最小溶剂比.选择性系数β=yA/yB/xA/xB.操作温度对萃取的影响温度低,B、S互溶度小,相平衡有利些,但粘度大等对操作不利,所以要适当选择.第十二章其他传质分离方法溶液结晶操作的基本原理溶液的过饱和.造成过饱和度方法冷却,蒸发浓缩.晶习各晶面速率生长不同,形成不同晶体外形的习性.溶解度曲线结晶体与溶液达到相平衡时,溶液浓度随温度的变化曲线. 超溶解度曲线溶液开始析出结晶的浓度大于溶解度,溶液浓度随温度的变化曲线为超溶解度曲线,超溶解度曲线在溶解度曲线之上.溶液结晶的两个阶段晶核生成,晶体成长.晶核的生成方式初级均相成核,初级非均相成核,二次成核.再结晶现象小晶体溶解与大晶体成长同时发生的现象.过饱和度对结晶速率的影响过饱和度ΔC大,有利于成核;过饱和度ΔC 小,有利于晶体成长.吸附现象流体中的吸附质借助于范德华力而富集于吸附剂固体表面的现象.物理吸附与化学吸附的区别物理吸附靠吸附剂与吸附质之间的范德华力,吸附热较小;化学吸附靠吸附剂与吸附质之间的化学键合,吸附热较大. 吸附分离的基本原理吸附剂对流体中各组分选择性的吸附.常用的吸附解吸循环变温吸附,变压吸附,变浓度吸附,置换吸附.常用吸附剂活性炭,硅胶,活性氧化铝,活性土,沸石分子筛,吸附树脂等. 吸附等温线在一定的温度下,吸附相平衡浓度随流体相浓度变化的曲线. 传质内扩散的四种类型分子扩散,努森扩散,表面扩散,固体晶体扩散. 负荷曲线固定床吸附器中,固体相浓度随距离的变化曲线称为负荷曲线. 浓度波固定床吸附器中,流体相浓度随距离的变化曲线称为浓度波.透过曲线吸附器出口流体相浓度随时间的变化称为透过曲线.透过点透过曲线中,出口浓度达到5%进口浓度时,对应的点称为透过点.饱和点透过曲线中,出口浓度达到95%进口浓度时,对应的点称为饱和点. 膜分离基本原理利用固体膜对流体混合物各组分的选择性渗透,实现分离.分离过程对膜的基本要求截留率,透过速率,截留分子量.膜分离推动力压力差,电位差.浓差极化溶质在膜表面被截留,形成高浓度区的现象.阴膜阴膜电离后固定基团带正电,只让阴离子通过.阳膜阳膜电离后固定基团带负电,只让阳离子通过.气体混合物膜分离机理努森流的分离作用;均质膜的溶解、扩散、解吸.第十四章固体干燥物料去湿的常用方法机械去湿、吸附或抽真空去湿、供热干燥等.对流干燥过程的特点热质同时传递.主要操作费用空气预热、中间加热. tas与tW在物理含义上的差别 tas由热量衡算导出,属于静力学问题;tW 是传热传质速率均衡的结果,属于动力学问题.改变湿空气温度、湿度的工程措施加热、冷却可以改变湿空气温度;喷水可以增加湿空气的湿度,也可以降低湿空气的湿度,比如喷的是冷水,使湿空气中的水分析出.平衡蒸汽压曲线物料平衡含水量与空气相对湿度的关系曲线.结合水与非结合水平衡水蒸汽压开始小于饱和蒸汽压的含水量为结合水,超出部分为非结合水.。
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在蜗形泵壳中由于流道的不断扩大,液体的流速减慢,使
大部分动能转化为压力能。最后液体以较高的静压强从排出 口流入排出管道。 泵内的液体被抛出后,叶轮的中心形成了真空,在液面压 强(大气压)与泵内压力(负压)的压差作用下,液体便经
吸入管路进入泵内,填补了被排除液体的位置。
问题1:为什么叶片向后弯曲?
第一章
两类问题: 流体静力学问题 流体动力学问题
流体流动
流体所受作用力
表面力
质量力
压力
剪力
重力
离心力
第一节 流体静力学
一、质量力与密度
m V
(一)密度
混合气体 混合液体
kg/m3
m 1 y1 1 y2 n yn
1 2 n m 1 2 n
kg/s或kg/h
m/s kg/(m2· s)
qV u A
qm ④质量流速 A 流量与流速的关系:
q m qV uA wA
二、连续性方程式
s1 u1 s2 u 2 s3 u3
控制体
qm 1 u1 A1 2 u2 A2 uA 常 数
qV u1 A1 u2 A2 uA 常 数
1 2 p1 1 2 p2 z1 u1 H z2 u2 H f 2g g 2g g
H =W/g—— 外加压头,m;ΣHf =Σhf/g——压头损失,m
第三节
雷诺准数
Re d u
管内流体流动现象
无因次数群
一、流体流动类型与雷诺数
Re≤2000时,流动为层流,此区称为层流区; Re≥4000时,一般出现湍流,此区称为湍流区; 2000< Re <4000 时,流动可能是层流,也可能是湍流,称为不稳定的过渡区。
一、 往复泵
三、旋涡泵
二、 齿轮泵
第三节
通风机
鼓风机 压缩机 真空泵
气体输送机械
第三章 沉降与过滤
第一节 概述
非均相物系分离: 沉降(重力沉降、离心沉降) 过滤 分散物质(分散相):处于分散状态的物质 分散介质(连续相):处于连续状态的物质
第二节
一、重力沉降速度
(一)球形颗粒的自由沉降
重力沉降
湍流区
4 68 105 2 4 68
2016/12/19
雷诺数 Re
du
106
2
4 68
107
2
4 68
0.10 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04
如何使用莫狄图?
根据管材查取值;
0.05 由/d 值找到一条曲线或内插 0.04 出一条曲线,如/d=0.0025 0.03
汽蚀产生的条件: 叶片入口附近K处的 压强pK等于或小于输
送温度下液体的饱和
蒸气压 。
(二) 有效汽蚀余量与必需汽蚀余量
有效汽蚀余量 泵入口处所具有的压头与饱和蒸气压头之差。
2 pV p1 u1 ha g 2 g g
必需汽蚀余量 泵入口处所具有的压头与叶轮内最低压力点K处压头之差。
思考1:为什么气体进入降尘室后,流通截面积要扩大?
思考2:为什么降尘室要做成扁平的? 降尘室的生产能力只与沉降面积WL及颗粒沉降速度ut有关,而与高度H
无关,故做成扁平的有利于提高生产能力。
第三节
一、离心沉降速度
离心沉降
合
重力沉降速度ut
层流
ut d p2 ( p ) g 18
离心沉降速度ur
u1 A2 d 2 ห้องสมุดไป่ตู้ 圆形管道 : u2 A1 d 1
2
三、伯努利方程式
推导条件
①
2 u12 p2 u2 z1 g z2 g 2 2
p1
流体不可压缩;
理想流体(无阻力); 稳态流动;
位能
静压能
动能
J / kg
恒温;
连续流体。
du dy
F
dy
u
u+du
N s 粘度 Pa· Pa
剪应力
四、流体静力学基本方程
p1 + gz1 p2 gz2
压力形式(N/m2)
p1
p0 p1 G z1
z1 g
p2
z2 g
能量形式(J/kg)
p1 p2 z1 z2 g g
p2
z2
压头形式(J/N)
2 p1 u1 pK hr g 2 g g
ha > hr , pk > pv时, 不汽蚀 ha = hr , pk = pv时,开始发生汽蚀 ha < hr , pk < pv时, 严重汽蚀
允许汽蚀余量
h hr 0.3
(三) 离心泵的安装高度
在0-0’和1-1’间列柏努利方程:
根据Re找到交点;
0.02 0.015 0.01 0.008 0.006 0.004 0.002
0.03 0.025 0.02 0.015
d
0.001 0.0008 0.0006 0.0004 0.0002 0.0001 0.00005 0.00001 108 0.000005 18 0.000001
λ
0.03 0.025 0.02 0.015
水力光滑管 Re
64 Re
完全湍流区 (阻力平方区)
d
0.01 0.009 0.008
层 流 区
103 2
过 渡 区
4 68 104 2
Re,
d
0.001 0.0008 0.0006 0.0004 0.0002 0.0001 0.00005 0.00001 108 0.000005 0.000001
②
2 p1 u12 p2 u2 z1 z2 g 2 g g 2 g
位压头 静压头
动压头
J/N m
四、实际流体的机械能衡算式
1 2 p1 1 2 p2 z1 g u1 W z2 g u2 h f 2 2
W —— 外功,J/kg;Σhf——阻力损失,J/kg
最大安装高度
H gm ax p0 pV hr H f 01 g
1 1’ Hg
最大允许安装高度
H g允 p0 pV h H f 01 g
离心泵的实际安装高度应小于允许安装高 度,一般比允许值小0.5~1m。
0
0’
离心泵的安装高度
第二节 其他类型化工用泵
液体在高速旋转的叶轮中的运动分为两种:
周向运动u和沿叶片表面的运动w, w2 它们的合运动为c。 c2小,泵内流动阻力损失小, 故向后弯曲时阻力最小。 后弯叶片 前弯叶片 径向叶片
2016/12/19 22/6 7
w2
c2 c w 22
c2
u2 u2
u
2
问题2:为什么泵壳呈蜗壳状? 蜗形泵壳中管道空间不断扩大,液体的流速减慢,大部
ur
d p 2 ( p ) u2 18 r
方向
向下,大小不变
径向向外,随r变化
第四节
一、悬浮液的过滤
过
滤
滤 浆 滤 饼 过滤介质
推动力:压力差,离心力,重力
滤 液
阻
力:滤饼、过滤介质阻力
两种过滤方式 1. 滤饼过滤
2. 深层过滤
二、过滤速率基本方程式
0.01 0.009 0.008 103 2 4 68 104 2 4 68 105 2 4 68
2016/12/19
雷诺数
Re
du
106
2
4 68 107
2
4 68
二、局部阻力
(一)阻力系数法
2 u hf' 2
(二)当量长度法
J/kg
2 u Hf' 2g
J/N=m
le u 2 h d 2 2 l u H f' e d 2g
m
压力损失
l u 2 pf d 2
Pa 层流时
8 u 2
64 Re
无量纲
湍流时 莫狄图
莫狄(Moody)图
0.10 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04
l u hf λ d 2
d
2
0.05 0.04 0.03 0.02 0.015 0.01 0.008 0.006 0.004 0.002
H~qV 、P~qV 、~qV:厂家实验测定
四、离心泵的工作点与流量调节
(一)管路特性曲线
管路特性方程
2 H H0 kqV
8 l le k 2 g d5
(二)工作点
工作点:管路特性曲线与泵特性曲线交点。 管路特性方程
解析法:
H f (qV )
H (qV )
泵特性方程
' f
三、流体在管路中的总阻力
l le u2 l u2 hf ( ) d 2 d 2
第二章
液体——泵
流体输送机械
叶轮
泵壳
泵轴 底阀 吸入管路 排出管路
气体——风机或压缩机
第一节
离心泵
一、 离心泵的工作原理
离心泵的工作过程:
开泵前,先在泵内灌满要输送的液体。
开泵后,泵轴带动叶轮一起高速旋转产生离心力。液体在 此作用下,从叶轮中心被抛向叶轮外周,压力增高,并以很 高的速度(15-25 m/s)流入泵壳。
分动能转化为压力能。能够使液体以较高的静压强从排出口