化工原理完整(天大版)PPT课件
化工原理,第8-9章
第八章 传质过程导论
第一节 概述
8-1 化工生产中的传质过程
均相物系的分离（提纯，回收）
1.吸收 2.气体的减湿 3.液－液萃取 4.固－液萃取（浸沥，浸取）
5.结晶 6.吸附（脱附） 7.干燥 8精馏
目的：湿分离或混合
8-2 相组成的表示法
1. 质量分率和摩尔分率
mmaAA mmaBB mmaCC „„„.
......CBAmmmm
A,B两组分 a a1
nnxAA nnxBB nnxCC „„.
......CBAnnnn
.......1CBAxxx
互换
AAAAAmmammx
BBBmmax „„.
iiiBBAAmammmamman...... ....,,CBAi
故 iiiAAAAmamannx
iiiAAAmxmaa
2.质量比和摩尔比
质量比 BAmma/
摩尔比 BAnnX
aaa1
xxX1 XXx1
3．浓度
质量浓度 VmCAA 3/mkg
摩尔浓度 VnCAA 3/mkmol
均相混合物的密度即为各组分质量浓度的总和（体积与混合物相等）
iBACCC........
AVmaVmCAAA
CxVnxVnCAAAA
混合气体 RTpVnCAAA
RTpMVnMVmCAAAAAA
气体总摩尔浓度 RTpVnC
化工原理下册课件第二篇 章 吸收第6次课解吸及其他条件下的吸收
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化工原理下册课件第二篇 章 吸收第6次课解吸及其他条件下的吸收
2. 6 解 吸 2. 6 解 吸 一、概述 1 、作用: ① ① 吸收剂的再生，以便循环使用; ② 回收溶质，得到分离后气体。
2 、解吸常用的方法：
压力低，温度高，有利于脱吸 加热溶液（加热解吸） ，增大溶液中溶质的 平衡分压 用水蒸汽（气提） ，加热、降低气相中溶质的 分压 ；适用于溶质为不凝性气体，或溶质冷凝液不溶于水 通惰性气体（惰性气体气提） ，降低操作压力，主要用于吸收剂的再生，不能直接得到纯净的溶质组分。
Y=mX B A X 1 X 2 Y 2 * Y 2 Y 1
1、 、 物料衡算：
－＝－＝二 、解吸塔的计算 解吸过程的操作线总是在平衡线的下方，
解吸过程的推动力是吸收的相反值。
2 、操作线方程：
3 、最小气液比：
4 、填料层高度的求法： Z=H OG N OG =H OL N OL （ （1 ）对数平均推动力法 （ （2 ）吸收因数法：
－ ＝AY YY YAANOL *1 1*2 1) 1 ( ln11－＝2.7 强化吸收过程的途径 从
从可以看出，影响吸收的主要因素: K Y 、吸收推动力和相接触面积 。
吸收过程的主要阻力集中在滞流膜上。
要提高吸收总系数, 必须设法降低气膜和液膜的厚度。
通过加大流体的流动速度，增加流体的湍动程度，则可减小滞流膜层的厚度。
化工原理天大柴诚敬
第一章流体流动
1.4流体流动的基本方程
—、概述
流体动力学
流体动力学主要研究流体流动过程中流速、压力
等物理量的变化规律，研究所采用的基本方法是通过 守恒原理（包括 及
）进行质量、能量及动量衡算，获得物理量之间的内在联
系和变化规律。
作衡算时，需要预先指定衡算的空间范围，称之 为 ,而包围此控制体的封闭边界称为控制面。
第一章流体流动
1.4流体流动的基本方程
1・4.1总质量衡算-连续性方程
131-11管路系统的总质量衡算
如图1・11所示，选择一段 管路或容器作为所研究的控制
体，该控制体的控制面为管或
容器的内壁面、截面1・1与2・2组 管路系统的总质量衡算 成的封闭表面。
根据质量守恒原理可得
_ dM £2,2 q加,1 +」门 au =0 (1-28)
对于定态流动，dM/d0 = O
则 ％,1 = %,2
PyLlyAy —(1-29)
推广到管路上任意截面
qm - QM/i = P2U2^2 ~
........ - puA 二常数
(1-30) 枉定态流动系统中,流体流经各截
面时的质量流量恒定。
对于不可压缩流体，p=常数，则为
qv s = uxAx — U2^2 = .... —必=常数 ” -31)
冇页压缩性流体流经各截面时的体积流量也不变.
流速u与管截面积成反比，截面积越小，流速越大；反之, 截面积越大，流速越小。
此规律与管路的布畫形式及管路上是否有管件、 阀
在稳定流动系统中,
方，流体的流速最快。 流通截面积最小的地 门或输送设备无关。
则可变形为:
(1-31 a)
不可压缩流体征圆形管道申,任意截面的对于圆形管道
u{
%2
g 加—— — ... — puA.—吊
不可压缩流体
—二（牛）2管内定态流动的连续性方程
%2 ]
注意：以上各式的适用条件
例10、例11 （P26）Qv.s —LI | iA | ― Lt 2 ^~2 ~ —nA二常数
化工原理(1)
一、名词解释
绪论
1.单元操作：使物质发生组成、状态、能量等变化的物理过程
2.动量传递：在流体质点随机运动和碰撞过程中，动量从速度大处向速度小处传递的过程。
3.热量传递：流体内部因温度不同，热量从温度高处向温度低处传递的过程。
4.质量传递：因物质在流体内存在浓度差，物质从浓度高处向浓度低处传递的过程。
第一章
5.流体质点：指包含足够多的分子，它比分子的自由程长度大很多，但它的形状与容器或管道相比又微不足道的小块流体。
6.表压强：当被测流体的绝对压强大于外界大气压强时，可用压强表来测量流体的压强。此时压强表上的读数表示流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为表压强。
7.真空度：当被测流体的绝对压强小于外界大气压时，可用真空表来测量流体的压强，此时真空表上的读数表示流体的绝对压强比大气压强低的数值
8.比容：单位质量流体的体积
9.体积流量：单位时间内流体经过管道任一截面的体积
10.质量流量：单位时间内流体经过任一管道截面的质量
11.层流：当流体在管中流动时，若其质点始终沿着与管轴平行的方向作直线运动，充满整个管中的流体就如一层一层的同心圆筒在平行的流动，这种流动状态称为层流
12.湍流：当流体在管路中流动时，流体质点除了沿管轴向前运动外，各质点的运动速度大小和方向时刻发生改变，质点间相互碰撞，相互混合，这种流动状态称为湍流
第二章
13.有效功率：单位时间内液体从泵叶轮处获得的有效能量
14.扬程：泵对单位重量液体提供的有效能量
15.有效气蚀余量：液体经泵吸入管到达泵入口处，入口处所具有的压头P1/ρg+U12/2g与液体在工作温度下的饱和蒸汽压头Pv/ρg的差值为有效气蚀余量，以△Ha表示
16.必须气蚀余量：表示液体从泵入口流到叶轮内最低压力点处的全部压头损失
第三章
17.重力沉降：由地球引力作用而引发的颗粒沉降过程
18.离心沉降：依靠离心力的作用，使流体中的颗粒产生的沉降运动
化工原理课件流体力学与泵
流体力学与泵
一、填空: 课件中出现的概念
(1）流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的 2 倍；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的 1/4 倍。
(2）离心泵的特性曲线通常包括 H-Q 曲线、 η-Q 和 N-Q 曲线，这些曲线表示在一定 转速 下，输送某种特定的液体时泵的性能。
(3) 处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是 静止的 、 连通着的 、
同一种连续的液体 。流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用 皮托 流量计测量。
(4) 如果流体为理想流体且无外加功的情况下，写出：
单位质量流体的机械能衡算式为常数puzgE22 J/kg；
单位重量流体的机械能衡算式为 常数gpguzE22；
单位体积流体的机械能衡算式为 常数pugzE22J/m3；
(5) 有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为 z1ρg+（u12ρ/2）+p1+Wsρ= z2ρg+（u22ρ/2）+p2 +ρ∑hf ，各项单位为 Pa（N/m2） 。
(6）气体的粘度随温度升高而 增加 ，水的粘度随温度升高而 降低 。
(7) 流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能 减小 。
(8) 流体流动的连续性方程是 u1Aρ1= u2Aρ2=······= u Aρ ；适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为 u1d12 = u2d22 = ······= u d2 。
(9) 当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为
化工原理
一、概述
一、精馏操作对塔设备的要求
精馏所进行的是气液两相之间的传质，而作为气液两相传质用的塔设备，首先必须能使气液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率。但是，为了满足工业生产的要求，塔设备还需具备下列各种基本要求：
（1）气液处理量大；
（2）操作稳定，弹性大；
（3）流体流动的阻力小；
（4）结构简单，材料耗用小，造价和安装容易；
（5）耐腐蚀不易堵塞，方便操作，调节和检修；
（6）塔内的滞留量要小。
实际上，任何塔设备都难以满足上述所有要求，况且上述要求中有些也是互相矛盾的，不同的塔型各有某些独特的优点，设计时应根据物系的性质和具体要求抓住主要矛盾，选择适宜的塔型。
二、板式塔的类型
板式塔为逐级接触式的气液传质设备，根据塔板上气液接触元件的不同可分为以下几种:
泡罩塔 筛板塔 浮阀塔
一、精馏操作对塔设备的要求
二、板式塔的类型
三、精馏装置设计内容 筛板塔 筛板塔的主要优点有：
（1）结构比浮阀塔更简单,易于加工,造价为泡罩塔的60%,为浮阀塔的80%左右；
（2）处理能力大,比同塔径的泡罩塔可以增加10～15%；
（3）压降较低,每板压力降比泡罩塔约低30%左右；
（4）塔板效率高,比泡罩塔约高15%左右；
筛板塔的缺点是：
（1）塔板安装的水平度较高,否则气液接触不均；
（2）操作弹性较小(约2～3)；
（3）小孔筛板容易堵塞。
设计良好的筛板塔仍具有足够操作弹性,对易引起堵塞的物系可采用较大孔径的筛板,故近年来我国石油工业中对筛板的应用日益增多。
浮阀塔
浮阀塔广泛应用于精馏、吸收和解吸等过程。浮阀有盘式、条式等多种。国内多采用盘式浮阀。其中F-1型（V-1型）浮阀结构较简单，性能良好，制造方便。其阀孔直径为39mm，轻阀为25g，常用于真空蒸馏中；重阀33g，用于常压及加压精馏中。
化工原理 2
知识点
1、 绝对压力、表压、真空度及三者之间关系；
2、气体的质量流量与气体密度、流速和温度之间的关系
3、柏努利方程式及柏努利方程式的物理意义和适用条件；
4、流体的粘性及粘度单位，液体、气体粘度随温度的变化；流体层流和湍流定义;流体在圆管内层流时速度分布和湍流时速度分布
5、连续性方程
6、局部阻力计算方法
7、雷诺数与流体流动类型
8、离心泵气缚及离心泵的工作点
9、离心泵的选用及为何离心泵启动时要关闭出口阀；离心泵流量调节阀安装；
10、离心泵的气蚀现象与安装高度
11、离心泵的特性曲线及工作点
12、降尘室的生产能力
13、自由沉降定义及颗粒在滞流区、过渡区、湍流区沉降速度；球形颗粒阻力系数计算公式；
14、 过滤常数，过滤方程
15、热传递的基本方式；辐射传热
16、当量直径的计算；逆流和并流时平均温度差的计算
17、稳态传热和非稳态传热的特点 18、液体在大容器内沸腾状态
19、强制对流传热和自然对流传热
20、影响对流传热系数的因素
21、蒸气冷凝时的对流传热和方式
22、多层圆管/平壁稳定导热
23、气体、液体、固体导热系数随温度的变化
24、摩尔比与摩尔分数之间的关系式；传质速率方程；吸收操作依据；亨利定律
24、蒸馏分离的依据及加料板定义
25、回流比与理论塔板数之间关系及回流比与塔顶产品间组成的关系和全回流
26、回流温度对精馏操作的影响；精馏段、提馏段、加料板的定义及操作线方程；
27、精馏分离对象
28、相对挥发度定义及意义
29、恒摩尔流量的假设
30、湿空气在预热过程中不变化的参数
31、干燥速率定义及单位
32、空气——水系统的干球温度、湿球温度、露点温度、绝热饱和温度定义及之间的关系
33、对流干燥的特点，必要条件及气体预热
34、干燥过程分类 35、平衡水、自由水、结合水、非结合水定义及之间关系
36、恒速干燥过程物料表面温度与空气湿球温度间的关系。
37、空气的湿度定义及湿度和总压之间的关系式
化工原理 3
（第一章）表 压 = 绝对压力 － 大气压力 真空度 = 大气压力 － 绝对压力 流速（m/s） 体积流量 qV——m3/s或m3/h 质量流量 qm——kg/s或kg/h表 压 = 绝对压力 － 大气压力 摩擦阻力损失
真空度 = 大气压力 － 绝对压力 雷诺数
单位质量流体的体积 m3/kg ——伯努利方程式
判断流型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，该区称为不稳定的过渡区。
压头损失
相对粗糙度ε/d
机械能横算式
局部摩擦阻力损失2h2uf突然扩大时211AA突然缩小时1215.0AA 当量直径
A为流通截面积 Π为湿润周边长度
（第二章）汽蚀现象 叶轮入口处最低压力，液体汽化，产生汽泡，受压缩后破灭，周围液体以高速涌向汽泡中心。叶轮受冲击而出现剥落，泵体振动并发出噪音。
有效汽蚀余量 必需汽蚀余量Δhr 允许汽蚀余量
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 由于泵内存有空气，空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转产生的离心力小，因而叶轮中心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内，此时虽启动离心泵，也不能输送液体，这种现象称为气缚现象。
化工原理完全版
第一章 流体流动
2．有一液位恒定的高位槽通过管路向水池供水（见附图），高位槽内液面高度h1为1m，供水总高度h2为10m，输水管内径50mm，总长度100m（包括所有局部阻力的当量长度），025.0。试求：
（1） 供水量为多少hm/3？
（2） 若此时在管垂直部分某处出现一直径为1mm的小孔，有人说因虹吸现象，在某一高度范围内不会从小孔向外流水，而还有人认为水将从小孔流出。试推导证明哪种正确。
解：（1）取高位槽上液面为截面1，输水管出口外侧为截面2，在1-1’和2-2’间列柏努利方程，可得：
212212121122fWgZupgZup
其中：)(021表压pp，021uu
将阻力公式代入21fW，整理得： 222udlgh
所以 smldghu/98.1100025.005.02807.91025.05.02
供水量 hmsmudV/0.14/108877.3498.105.014.3433322
（2）仍取高位槽上液面为截面1，再取垂直管处任意一点为截面3，在1-1’和3-3’间列柏努利方程，可得：
313233121122fWgZupgZup
将阻力公式代入，整理得：
)25.021(2)(232331233113uudZZugZZpp
)5.1(2)2)((2323313duudgZZppa
=)05.0025.05.1(298.1)05.0298.1025.0807.9)((2231ZZ
=9602.18269.8)(31ZZ
显然，此式为单调增函数，且在mZZ1)(31处时，08667.63app
化工原理课件
化工原理课件
化工原理 主讲:赵海萍 主讲:
电子课件 化工原理教程 化工原理实验教学 化工原理课程设计 化工原理例题与
习题 化工原理试题库
化工原理教程 绪论 第一章流体流动 第二章流体输送机械 第三章非均相物系分
离 第四章传热 第五章蒸发操作 第六章气体吸收 第七章液体蒸馏 第八章干燥
绪论 一、化工生产过程 化工生产是将其原料经过化工手段加工生成产品的加工过程。 化工生产是将其原料经过化工手段加工生成产品的加工过程。化 工生产过程，不论其生产规模大小， 工生产过程，不论其生产规模大小，其核心是化学反应过程及其设 ——反应器 发生化学变化的主要场所)。 反应器( )。为了使生产过程得以有 备——反应器(发生化学变化的主要场所)。为了使生产过程得以有
效的进行，反应器内必须保持一个比较适合的反应条件， 效的进行，反应器内必须保持一个比较适合的反应条件，如:一定的 温度、压力和物料的组成等。因此，
温度、压力和物料的组成等。因此，原料在进入反应器之前必须进行 一定的处理，使其具备一定的温度、纯度和压力等(统称为前处理)。 一定的处理，使其具备一定的温度、纯度和压力等(统称为前处理)。 化学反应结束以后，为了得到一定纯度的产品， 化学反应结束以后，为了得到一定纯度的产品，从反应器出来的混合 物必须经过一定的处理， 冷却、过滤、精制等(统称为后处理)。 物必须经过一定的处理，如:冷却、过滤、精制等(统称为后处理)。 从上述可以看出:化工生产是将原料通过化学、物理的加工手段， 从上述可以看出:化工生产是将原料通过化学、物理的加工手段， 加工成产品的过程。 加工成产品的过程。
1、化学加工手段:也就是使原料在一定条件下发生化学反应，得 化学加工手段:也就是使原料在一定条件下发生化学反应， 到产物的加工手段。(化学工艺课程的范畴) 到产物的加工手段。(化学工艺课程的范畴) 。(化学工艺课程的范畴