化工原理知識點總結(jié)復(fù)習(xí)重點

1、第一章、流體流動一、流體靜力學(xué)Y二、流體動力學(xué)'三、流體流動現(xiàn)象四、流動阻力、復(fù)雜管路、流量計一、流體靜力學(xué)：壓力的表征：靜止流體中，在某一點 單位面積上所受的壓力，稱為靜壓力，簡稱壓力, 俗稱壓強。表壓強（力）=絕對壓強（力）-大氣壓強（力）真空度=大氣壓強-絕對壓大氣壓力、絕對壓力、表壓力（或真空度）之間的關(guān)系流體靜力學(xué)方程式及應(yīng)用：壓力形式p2p1g（z1 z2）備注：1）在靜止的、連續(xù)的同一液體內(nèi)，處于同一能量形式P1 z1gz2g水平面上各點壓力都相等。此方程式只適用于靜止的連通著的同一種連續(xù)的流體。 應(yīng)用：U型壓差計pi P2 （ 0 ）gR*傾斜液柱壓差計微差壓差計、流體

2、動力學(xué)流量I2ms=GAn /4d G體積流量VS m3/s質(zhì)量流量m=VS pms kg/s質(zhì)量流速G kg/m 2s（平均）流速 u m/sG=up連續(xù)性方程及重要引論:U2 （di2（）u1d2一實際流體的柏努利方程及應(yīng)用（例題作業(yè)題）以單位質(zhì)量流體為基準：Zig1 22UiB WeZ2g1 22U2P2WfJ/kg以單位重量流體為基準：Zi1 2U1 2gP1He Z2g1 2U2 2gP2hfJ/N=mg輸送機械的有效功率：N emsWe輸送機械的軸功率：Ne Ne（運算效率進行簡單數(shù)學(xué)變換）應(yīng)用解題要點：1、作圖與確定衡算范圍：指明流體流動方向，定出上、下游界面；2、截面的選?。簝?/p>

3、截面均應(yīng)與流動方向垂直；3、基準水平面的選?。喝我膺x取，必須與地面平行，用于確定流體位能的大小；4、兩截面上的壓力：單位一致、表示方法一致；5、單位必須一致：有關(guān)物理量的單位必須一致相匹配。三、流體流動現(xiàn)象：流體流動類型及雷諾準數(shù)：（1） 層流區(qū)Re<2000（2）過渡區(qū) 2000< Re<4000（3） 湍流區(qū)Re>4000本質(zhì)區(qū)別：（質(zhì)點運動及能量損失區(qū)別）層流與端流的區(qū)分不僅在于各有不同的Re值，更重要的是兩種流型的質(zhì)點運動方式有本質(zhì)區(qū)別。流體在管內(nèi)作層流流動時，其質(zhì)點沿管軸作有規(guī)則的平行運動，各質(zhì)點互不碰撞，互不混合流體在管內(nèi)作湍流流動時，其質(zhì)點作不規(guī)則的雜亂運

4、動并相互碰撞，產(chǎn)生大大小小的旋渦。由于質(zhì)點碰撞而產(chǎn)生的附加阻力較自黏性所產(chǎn)生的阻力大得多，所以碰撞將使流體前進 阻力急劇加大。管截面速度大小分布：無論是層流或揣流，在管道任意截面上，流體質(zhì)點的速度均沿管徑而變化，管壁處速度 為零，離開管壁以后速度漸增，到管中心處速度最大。層流：1、呈拋物線分布；2、管中心最大速度為平均速度的 2倍。湍流：1、層流內(nèi)層；2、過渡區(qū)或緩沖區(qū)；3、湍流主體湍流時管壁處的速度也等于零，靠近管壁的流體仍作層流流動，這-作層流流動的流體 薄層稱為層流內(nèi)層或?qū)恿鞯讓?。自層流?nèi)層往管中心推移，速度逐漸增大，出現(xiàn)了既非層流 流動亦非完全端流流動的區(qū)域，這區(qū)域稱為緩沖層或過渡層，

5、再往中心才是揣流主體。層流內(nèi)層的厚度隨Re值的增加而減小。層流時的速度分布丄二 umax2湍流時的速度分布0.8U max四、流動阻力、復(fù)雜管路、流量計:計算管道阻力的通式:（伯努利方程損失能）范寧公式的幾種形式:圓直管道hfI u2 d 2非圓直管道pfWf運算時，關(guān)鍵是找出值,般題目會告訴,僅用于期末考試，考研需擴充非圓管當(dāng)量直徑:當(dāng)量直徑：dede=4 rH （4倍水力半徑）水力半徑:（流體在通道里的流通截面積 A與潤濕周邊長n之比）流量計概述：（節(jié)流原理）孔板流量計是利用流體流經(jīng)孔板前后產(chǎn)生的壓力差來實現(xiàn)流量測量。孔板流量計的特點：恒截面、變壓差，為差壓式流量計。文丘里流量計的能量損失

6、遠小于孔板流量計。轉(zhuǎn)子流量計的特點：恒壓差、恒環(huán)隙流速而變流通面積，屬截面式流量計。復(fù)雜管路：（了解）并聯(lián)管路各支路的能量損失相等，主管的流量必等于各支管流量之和。第二章、流體輸送機械一、離心泵的結(jié)構(gòu)和工作原理二、特性參數(shù)與特性曲線三、氣蝕現(xiàn)象與安裝高度四、工作點及流量調(diào)節(jié)離心泵：電動機流體（動能）轉(zhuǎn)化靜壓能'、離心泵的結(jié)構(gòu)和工作原理：離心泵的的啟動流程：'吸液（管泵，無自吸能力）轉(zhuǎn)能排放以提高液體的靜壓能與動能（主要為靜壓離心泵的主要部件：L葉輪泵殼 液體的匯集與能量的轉(zhuǎn)換泵軸密封填料密封機械密封（高級）葉輪 其作用為將原動機的能量直接傳給液體, 能）。泵殼 具有匯集液體和能

7、量轉(zhuǎn)化雙重功能。軸封裝置其作用是防止泵殼內(nèi)高壓液體沿軸漏出或外界空氣吸入泵的低壓區(qū)。常用的軸 圭寸裝置有填料密圭寸和機械密圭寸兩種。氣縛現(xiàn)象：離心泵啟動前泵殼和吸入管路中沒有充滿液體，則泵殼內(nèi)存有空氣，而空氣 的密度又遠小于液體的密度，故產(chǎn)生的離心力很小，因而葉輪中心處所形成的低壓不足以將 貯槽內(nèi)液體吸入泵內(nèi)，此時雖啟動離心泵，也不能輸送液體，此種現(xiàn)象稱為氣縛現(xiàn)象，表明離心泵無自吸能力。因此，離心泵在啟動前必須灌泵。汽蝕現(xiàn)象：汽蝕現(xiàn)象是指當(dāng)泵入口處壓力等于或小于同溫度下液體的飽和蒸汽壓時，液 體發(fā)生汽化，氣泡在高壓作用下，迅速凝聚或破裂產(chǎn)生壓力極大、頻率極高的沖擊，泵體強烈振動并發(fā)出噪音，液體

8、流量、壓頭（出口壓力）及效率明顯下降。這種現(xiàn)象稱為離心泵的 汽蝕。二、特性參數(shù)與特性曲線：流量Q:離心泵在單位時間內(nèi)排送到管路系統(tǒng)的液體體積。壓頭（揚程）H:離心泵對單位重量（1N）的液體所提供的有效能量。效率：總效率 =v m h軸功率N:泵軸所需的功率NNe-Q曲線對應(yīng)的最高效率點為設(shè)計點， 對應(yīng)的Q H N值稱為最佳工況參數(shù)， 銘牌所標(biāo)出的參數(shù)就是此點的性能參 數(shù)。（會使用IS水泵特性曲線表，書P117）三、氣蝕現(xiàn)象與安裝高度：氣蝕現(xiàn)象的危害： 離心泵的性能下降，泵的流量、壓頭和效率均降低。若生成大量的氣泡，則可能出現(xiàn)氣縛 現(xiàn)象，且使離心泵停止工作。 產(chǎn)生噪聲和振動，影響離心泵的正常運行

9、和工作環(huán)境。 泵殼和葉輪的材料遭受損壞，降低了泵的使用壽命。解決方案：為避免發(fā)生氣蝕，就應(yīng)設(shè)法使葉片入口附近的壓強高于輸送溫度下的液體飽和蒸氣壓。通常，根據(jù)泵的抗氣蝕性能，合理地確定泵的安裝高度，是防止發(fā)生氣蝕現(xiàn)象的有效措施。離心泵的汽蝕余量：為防止氣蝕現(xiàn)象發(fā)生，在離心泵人口處液體的靜壓頭（pi/pg ）與動壓頭（U i2/2 g ）之和必須大于操作溫度下液體的飽和蒸氣壓頭（Pv/pg）某一數(shù)值，此數(shù)值即為離心泵的氣蝕余量。2NPSH H 豈匹NPSH Hs Hg抗氣蝕性能好g2ggg必須汽蝕余量：（NPSH）離心泵的允許吸上真空度:離心泵的允許安裝高度 Hg （低于此高度）：關(guān)離心泵先關(guān)閥門

10、，后關(guān)電機，開離心泵先關(guān)出口閥，再啟動電機。四、工作點及流量調(diào)節(jié)：管路特性與離心泵的工作點：由兩截面的伯努利方程所得全程化簡。聯(lián)解既得工作點。離心泵的流量調(diào)節(jié)：1、改變閥門的開度（改變管路特性曲線） ；2、改變泵的轉(zhuǎn)速（改變泵的特性曲線） ；減小葉輪直徑也可以改變泵的特性曲線，但一般不 用。3、泵串聯(lián)（壓頭大）或并聯(lián)（流速大）往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)：1、旁路調(diào)節(jié)；2、改變活塞沖程和往復(fù)次數(shù)。第三章、非均相物系的分離（密度不同）、重力沉降二、離心沉降三、過濾、重力沉降：沉降過程：先加速（短），后勻速（長）沉降過程。流型及沉降速度計算：（參考作業(yè)及例題）層流區(qū)（滯流區(qū)）或斯托克斯定律區(qū)：（10-4<

11、;Ret<1）（ K<）過渡區(qū)或艾倫定律區(qū)：（1<Ret<103）<K<35湍流區(qū)或牛頓定律區(qū)：（10 <Re<2 10）（K>相應(yīng)沉降速度計算式：（公式不用記，掌握運算方法）計算方法：1、試差法：即先假設(shè)沉降屬于某一流型（譬如層流區(qū)），則可直接選用與該流型相應(yīng)的沉降速度公式計算ut，然后按U檢驗Ret值是否在原設(shè)的流型范圍內(nèi)。如果與原設(shè)一致， 則求得的ut有效。否則，按算出的Ret值另選流型，并改用相應(yīng)的公式求Ut。2、摩擦數(shù)群法：書p1493、 K值法：書p150沉降設(shè)備：為滿足除塵要求，氣體在降塵室內(nèi)的停留時間至少等于顆粒的沉降時間，

12、所以：、離心沉降:離心加速度:2（慣性離心力場強度）吒；重力加速度：gR離心沉降速度Ur :叫善；重力沉降速度山：是離心分離因數(shù)Kc：多層降塵室：vs（n1）blUt （n+1為隔板數(shù)，n層水平隔板，能力為單層的（n+1）倍）2ur UT& r T （離心沉降速度與重力沉降速度的比值，表征離心沉降是重力沉降的多少倍）UTgR離心沉降設(shè)備:旋風(fēng)分離器：利用慣性離心力的作用從氣流中分離出塵粒的設(shè)備性能指標(biāo)：1、臨界粒徑dc:理論上在旋風(fēng)分離器中能被完全分離下來的最小顆粒直徑；2、分離效率：總效率n 0;分效率n p （粒級效率）；3、分割粒徑d50: d50是粒級效率恰為50%的顆粒直徑；

13、4、 壓力降A(chǔ)p：氣體經(jīng)過旋風(fēng)分離器時，由于進氣管和排氣管及主體器壁所引起的摩擦阻力, 流動時的局部阻力以及氣體旋轉(zhuǎn)運動所產(chǎn)生的動能損失等，造成氣體的壓力降。（標(biāo)準旋風(fēng)）標(biāo)準旋風(fēng)Ne=5,=。三、過濾：過濾方式：1、餅層過濾：餅層過濾時，懸浮液置于過濾介質(zhì)的一側(cè)，固體物沉積于介質(zhì)表面而形成濾餅層。過濾介質(zhì)中微細孔道的直徑可能大于懸浮液中部分顆位的直徑，因而，過濾之初會有一些細小顆粒穿過介質(zhì)而使濾液渾濁，但是顆粒會在孔道中迅速地發(fā)生“架橋”現(xiàn)象（見 圖），使小子孔道直徑的細小顆粒也能被截攔，故當(dāng)濾餅開始形成，濾液即變清，此后過 濾才能有效地進行?？梢姡陲瀸舆^濾中，真正發(fā)揮截攔顆粒作用的主要是濾

14、餅層而不是 過濾介質(zhì)。餅層過濾適用于處理固體含量較高 的懸浮液。深床過濾：在深床過濾中，固體顆粒并不形成濾餅，而是沉積于較厚的粒狀過濾介質(zhì)床層內(nèi)部。懸浮液中的顆粒尺寸小于床層孔道直徑，當(dāng)顆粒隨流體在床層內(nèi)的曲折孔道中流過時，便附在過濾介質(zhì)上。這種過濾適用于生產(chǎn)能力大而懸浮液中顆粒小、含量甚微的場合。自來水廠飲水的凈化及從合成纖維紡絲液中除去極細固體物質(zhì)等均采用這種過濾方法。助濾劑的使用及注意：為了減少可壓縮濾餅的流動阻力，有時將某種質(zhì)地堅硬而能形成疏松餅層的另一種固體顆?；烊霊腋∫夯蝾A(yù)涂于過濾介質(zhì)上，以形成疏松餅層，使濾液得以暢流。這種預(yù)混或預(yù)涂的粒 狀物質(zhì)稱為助濾劑。對助濾劑的基本要求如下：

15、 應(yīng)是能形成多孔餅層的剛性顆粒，使濾餅有良好的滲透性、較高的空隙率及較低的流動阻力； 應(yīng)具有化學(xué)穩(wěn)定性，不與懸浮液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也不溶于液相中。應(yīng)予注意，-般以獲得清凈濾液為目的時，采用助濾劑才是適宜的。恒壓過濾方程式：（理解，書P175）1對于一定的懸濁液，若、r'、及 皆可視為常數(shù)，令k, k表征過濾物料特r'性的常數(shù)，；恒壓過濾時，壓力差厶 p不變，k、A、s都是常數(shù)再令過濾常數(shù)的測定：書 P179,包括壓縮因子板框壓力機：過濾時，懸浮液在指定的壓強下經(jīng)濾漿通道自濾框角端的暗孔進入框內(nèi)，濾液分別穿過 兩側(cè)濾布，再經(jīng)鄰板板面流至濾液出口排走，固體則被截留于框內(nèi)，如圖所示，待

16、濾餅充滿 濾框后，即停止過濾。若濾餅需要洗滌，可將洗水壓人洗水通道，經(jīng)洗滌板角端的暗孔進入板面與濾布之間。第四章傳 熱一、熱傳導(dǎo)、對流傳熱.二、總傳熱三、換熱器及強化傳熱途徑一、熱傳導(dǎo)、對流傳熱：傳熱基本方式：1熱傳導(dǎo)（宏觀無位移）：若物體各部分之間不發(fā)生相對位移，僅借分子、原子和自由電子等微觀粒子的熱運動而引起的熱量傳遞稱為熱傳導(dǎo)（又稱導(dǎo)熱）。熱傳導(dǎo)的條件是系統(tǒng)兩部 分之間存在溫度差，此時熱量將從高溫部分傳向低溫部分，或從高溫物體傳向與它接觸的低 溫物體，直至整個物體的各部分溫度相等為止。2、 熱對流（宏觀有位移）：流體各部分之間發(fā)生相對位移所引起的熱傳遞過程稱為熱對流（簡稱對流）。熱對流僅

17、發(fā)生在流體中。在流體中產(chǎn)生對流的原因有二：一是因流體中各處的溫度不同而引起密度的差別，使輕者上浮，重者下沉，流體質(zhì)點產(chǎn)生相對位移，這種對流稱為自然對流；二是因泵（風(fēng)機）或攪拌等外力所致的質(zhì)點強制運動，這種對流稱為強制對流。3、熱輻射（不需要介質(zhì)）：因熱的原因而產(chǎn)生的電磁波在空間的傳遞，稱為熱輻射。所有物體（包括固體、液體和氣體）都能將熱能以電磁波形式發(fā)射出去，而不需要任何介質(zhì)，也就是說它可以在真空中傳播。4、對流傳熱：流體流過固體壁面（流體溫度與壁面溫度不同）時的傳熱過程稱為對流傳熱。1） 流體無相變的對流傳熱流體在傳熱過程中不發(fā)生相變化，依據(jù)流體流動原因不同，可分為兩種情況。 強制對流傳熱，

18、流體因外力作用而引起的流動； 自然對流傳熱，僅因溫度差而產(chǎn)生流體內(nèi)部密度差引起的流體對.流動。2） 流體有相變的對流傳熱 流體在傳熱過程中發(fā)生相變化，它分為兩種情況。蒸氣冷凝，氣體在傳熱過程中全部或部分冷凝為液體;液體沸騰，液體在傳熱過程中沸騰汽化，部分液體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w對流傳熱的溫度分布情況對流傳熱是集熱對流和熱傳導(dǎo)于一體的綜合現(xiàn)象。對流傳熱的熱阻主要集中在層流內(nèi)層，因此，減薄層流內(nèi)層的厚度是強化對流傳熱的主要途徑。傳熱過程中熱、冷流體（接觸）熱交換方式：（書p211）1、直接接觸式換熱和混合式換熱器；2、蓄熱式換熱和蓄熱器；3、 典型的間壁式換熱器：（列管換熱器，區(qū)分殼程、管程、單/多殼程、單

19、/多管程）特定的管殼式換熱器傳熱面積：s=n dL S 傳熱面積；n管數(shù)；d管徑，mL管長，傳熱速率和熱通量：傳熱速率Q （又稱熱流量）指單位時間內(nèi)通過傳熱面積的熱量；傳熱速率=傳熱推動力:溫度差）；Q=_l R 整個傳熱面的熱阻，°C / W 傳熱熱阻R熱通量q （又稱傳熱速度）指單位面機的傳熱速率。q=dQ ； q=；R '單位傳熱面積的熱阻，mC/WdsR'熱傳導(dǎo)基本規(guī)律：傅里葉定律：傅立葉定律為熱傳導(dǎo)的基本定律，表示通過等溫表面的導(dǎo)熱速率與溫度梯度及傳熱面積成正比，即：通過平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo):1、單層平壁的熱傳導(dǎo)：b平壁厚度,m; t溫度差，導(dǎo)熱推動力,bs 導(dǎo)

20、熱熱阻,R'2、t2)¥"s°C ；C/w；b 導(dǎo)熱熱阻，moc/W多層平壁的熱傳導(dǎo):在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時，通過各層的導(dǎo)熱速率必相等，即Q=Q=Q=Q ;熱通量也相等:R'q=qi=q2=q3（三層）（n層）通過圓筒壁的熱傳導(dǎo):1、單層圓筒壁的熱傳導(dǎo):Sm. t-Sm2 rmL rm2 L (ti t2)In r2 / r1Inri2、多層圓筒壁的熱傳導(dǎo)：=Q=Q=Q=Q（注意判斷選擇填空）qi>q2>q3>qn（n層）保溫層的臨界直徑:通常，熱損失隨保溫層厚度的增加而減少。但是在小直徑圓管外包扎性能不良的保溫材料，隨保淚層厚度增加， 可

21、能反而使熱損失增大。（散熱區(qū)、保溫區(qū)，do大于B點保溫才有意義）、總傳熱：（參考習(xí)題及例題）熱量衡算:總傳熱速率方程:Q=KSttmInt2（ t2需大于 ti）ti1總傳熱系數(shù)K、總熱阻丄K總熱阻=熱阻之和三、換熱器及強化傳熱途徑：間壁式換熱器的類型：（掌握原理書p277）管式換熱器：1、蛇管式換熱器（沉浸式蛇管換熱器、噴淋式蛇管換熱器）2、套管式換熱器3、管殼式換熱器（固定管板式換熱器、U形管換熱器） 板式換熱器：1、夾套式換熱器2、板式換熱器3、螺旋板式換熱器（I、II、III形）、翅片式換熱器：1、翅片管式換熱器 2、版翅片式換熱器熱管換熱器間壁式換熱器強化傳熱途徑：1、增大平均溫度差

22、厶tm2、增大傳熱面積S1）翅化面；2）異形表面；3）多孔物質(zhì)結(jié)構(gòu)；4）采用小直徑傳熱管。3、增大總傳熱系數(shù)K1）提高流體的流速；2）增強流體的擾動；3）在流體中加固體顆粒；4）采用短管換熱器；5） 防止垢層形成和及時清除垢層。第五章、蒸發(fā)（不揮發(fā)溶質(zhì)）一、概述及蒸發(fā)器.二、溶液沸點升咼與溫度差損失三、多效蒸發(fā)及流程一、概述及蒸發(fā)器：單效蒸發(fā)與多效蒸發(fā)：單效蒸發(fā)與多效蒸發(fā)在操作中一般用冷凝方法將二次燕汽不斷地移出，否則蒸汽與沸騰溶液趨于平衡，使蒸發(fā)過程無法進行。若將二次蒸汽直接冷凝，而不利用其冷凝熱的操作稱為單效蒸發(fā)。若將二次蒸汽引到下一蒸發(fā)器作為加熱蒸汽，以利用其冷凝熱，這種串聯(lián)蒸發(fā)操作稱為

23、多效燕發(fā)。常見蒸發(fā)器類型及原理（書 P302）循環(huán)形（非膜式）蒸發(fā)器：1、中央循環(huán)管式（或標(biāo)準式）蒸發(fā)器2、懸筐式蒸發(fā)器3、外熱式蒸發(fā)器4、強制循環(huán)蒸發(fā)器（單程型）膜式蒸發(fā)器：1、升膜蒸發(fā)器2、降膜蒸發(fā)器3、升-降膜蒸發(fā)器 4、刮板攪拌薄膜蒸發(fā)器直接加熱蒸發(fā)器二、溶液沸點升咼與溫度差損失：溶液的沸點：溶液中含有不揮發(fā)的溶質(zhì)，在相同條件下，其蒸氣壓比純水的低，所以溶液的沸點就比 純水的要高，兩者之差稱為因溶液蒸氣壓下降而引起的沸點升高。例如，常壓下20% （質(zhì)量百分數(shù)）NaOl水溶液的沸點為C,而水的沸點為 100C,此時溶 液沸點升高度。由于有沸點升高現(xiàn)象，使同條件下蒸發(fā)溶液時的有效溫度差下降

24、C,正好與溶液沸點升高值相等，故沸點升高又稱為溫度差損失。溫度差損失：（書P310）溫度差損失不僅僅是因為溶液中含有了不揮發(fā)性溶質(zhì)引起的，蒸發(fā)器內(nèi)的操作壓力高于 冷凝囂以克服二次蒸汽從蒸發(fā)器流到冷凝器的阻力損失、蒸發(fā)器的操作需維持一定的液面等 因素都會造成溫度差損失。1、 因溶液蒸氣壓下降而引起的溫度差損失'2、因加熱管內(nèi)液柱靜壓力而引起的溫度差損失3、由于管路流動阻力而引起的溫度差損失'''Pl >P2>P3T1>T2>T3三、多效蒸發(fā)及流程：（書P322,搞清楚前后黏度、壓強、溫度）溶液的沸點必純?nèi)軇┑母?，冷凝液的沸點高于二次蒸汽。第

25、六章蒸餾（液體混合物揮發(fā)度不同）廠一、平衡關(guān)系Y-二、精餾原理及流程三、精餾過程計算:平衡關(guān)系：用飽和蒸氣壓和相平衡常數(shù)表示的氣液平衡關(guān)系:由拉烏爾定律得出，p-溶液上方組分平衡分壓，Pa。p'-在溶液溫度下純組分的飽和蒸氣對于理想溶液Va0P Xa0Pa。VB同理表示XaVa Pa /XaVb Pb/Xb揮發(fā)度VaPAXa壓，Pa。x-溶液中組分的摩爾數(shù)。下標(biāo) A表示易揮發(fā)組分，B表示難揮發(fā)組分。Xb=（1-Xa）泡點方程式xAP0Pb0Pb0Pa露點方程式討APa0PaXa0Pa P00Pb0道爾頓分壓定律得出。PpP PaPb相對揮發(fā)度：易揮發(fā)組分的揮發(fā)度與難揮發(fā)組分的揮發(fā)度之比

26、相圖：（t-x-y 圖）（x-y 圖）3、相平衡方程式：xy 1(1)x4、簡單蒸餾流程特點：簡單蒸餾是將原料液一次加入蒸餾釜中，在恒壓下加熱使之部分汽化，產(chǎn)生的蒸氣進入冷凝器中冷凝，隨著過程的進行，釜液中易揮發(fā)組分含量不斷降低，當(dāng)釜液組成達到規(guī)定值時，即停止蒸餾操作，釜液一次排出。二、精餾原理及流程：原理：液體混合物經(jīng)多次部分汽化和冷凝后，便可得到幾乎完全的分離。流程：原料液經(jīng)預(yù)熱器加熱到指定溫度后送入精餾塔的進料板，在進料板上與自塔上部下 降的回流液體匯合后，逐板溢流，最后流人塔底再沸器中。在每層板上，回流液體與上升蒸 氣互相接觸，進行傳熱傳質(zhì)過程。操作時，連續(xù)地從再沸器取出部分液體作為地

27、底產(chǎn)品（釜 殘掖），部分液體汽化，產(chǎn)生上升蒸氣，依次通過各層塔板。塔頂蒸氣進人冷凝器中被全部 冷凝，并將部分冷凝液用泵送回塔頂作為回流液體，其余部分經(jīng)冷卻器后被送出作為塔頂產(chǎn) 品（餾出液）。通常，將原料液進入的那層板稱為加料板，加料板以上的塔段稱為精餾段加料板以下的塔段（包括加料板）稱為 提餾段。、精餾過程計算:易揮發(fā)組分衡算FxF=Dy+Wx塔頂易揮發(fā)組分的回收率Dx100%FXf塔釜難揮發(fā)組分的回收率W(1 血)100%F(1 Xf)回流比：R 丄D最小回流比RminXdyqR = RninyqXq操作線遠離平衡線,Nt設(shè)備費進料熱狀況的影響及Iv If CPt q I v Il冷凝器、q

28、線方程再沸器熱負荷操作費r將Ikmol原料變成飽和蒸汽所需 熱量Ikmol原料的汽化潛熱并由此得到 L =L+qF及 V= V+(q- 1) F進料熱狀況對q值及q線的影響：q線方程Xfq 1必過點e ( Xf操作線方程：精餾段操作線方程:總物料衡算V=L+D易揮發(fā)組分衡算Vy+1 =Lxn+ DxR1操作線方程yn 1xnxD必過點a ( Xd,Xd )R 1 R 1提餾段操作線方程：總物料衡算L =V +W操作線方程Ly m 1V1'XmXw 必過點 C ( Xw，Xw)1LiW或y m 1'Xm；XwLWL W平衡線方程：XY1 (1)x 圖形關(guān)系（記?。?。q=1,斜率為

29、，圖像為特殊V泡點1 XXlqf進料L露點 q=0, 斜率為0,圖像為、逐板計算法理論版層數(shù)計算:、圖解法逐板計算法:yi xd計算到Xn平衡關(guān)系操作關(guān)系X1xf （飽和液體進料狀況，其他為Xy2平衡關(guān)系X2說明第n層是加料板（n-1層）。提餾段：同理x'mq)Xw（m-1 層）。全塔效率與單板效率E= Nt 100%NpE mVYn Yn 1E mLXn 1 XnYn Yn 1Xn 1 Xn塔板上氣液兩相的非理想流動1. 返混現(xiàn)象液沫夾帶塔板上部分液體產(chǎn)生與液體主體流動方向相反的流動為液沫夾帶（又稱霧沫夾 帶）。即液滴被上升的氣體夾帶到上一層塔板上。體卷入下一層塔板上。2.氣體和液體

30、的不均勻分布氣體沿塔板的不均勻分布由于液面落差A(yù)的存在，氣體通過塔板時阻力大小不等，導(dǎo)致塔板上氣量分布不均。液體沿塔板的不均勻分布由于液體橫向流過塔板時路徑長短不一，使塔板的物質(zhì)傳遞量減少。不正確操作液泛在操作過程中，塔板上液體下降受阻并逐漸在塔板上積累，這種現(xiàn)象稱為液泛（也稱淹塔）。根據(jù)引起液泛的原因不同，可以分為：（1）降液管液泛液體流量過大降液管內(nèi)液體不能及時排出或氣體流量過大使降液管液面升 高，均會引起降液管液泛。（2）夾帶液泛氣速過大導(dǎo)致液沫夾帶量過大，板上液層增厚并各板液層相連造成液泛。嚴重漏液當(dāng)氣體通過篩孔的速度較小或氣體分布不均勻時，從孔道流下的液體量占液體流量的10%以上稱為

31、嚴重漏液。第七章 吸收（溶解度差異）'一、概述及平衡關(guān)系.二、傳質(zhì)理論三、吸收塔計算一、概述及平衡關(guān)系：1、吸收依據(jù)：混合物各組分在某種溶劑中溶解度差異1 ）分離混合氣體以回收所需的組分；吸收2）除去有害組分以凈化氣體；目的 3 ）制備某種氣體的溶液；4）工業(yè)廢氣的治理。2、吸收與解吸流程：吸收過程進行的方向與限度取決于溶質(zhì)在氣液兩相中的平衡關(guān)系。當(dāng)氣相中溶質(zhì)的實際分壓 高于與液相成平衡的溶質(zhì)分應(yīng)時，溶質(zhì)便由氣相向液相轉(zhuǎn)移，即發(fā)生吸收過程。反之如果 氣相中溶質(zhì)的實際分壓低于與液相成平衡的溶質(zhì)分壓時，溶質(zhì)便由液相向氣相轉(zhuǎn)移，即發(fā)生吸收的逆過程，這種過程稱為脫收（或解吸）溫度與壓強的影響:

32、溫度 有利于吸收，反之即為解吸壓強 有利于吸收，反之即為解吸3、平衡關(guān)系摩爾比：Xi液相中溶質(zhì)的摩爾數(shù)液相中溶劑的摩爾數(shù)Xi1 X氣相中溶質(zhì)的摩爾數(shù)yi1 i氣相中惰性組分的摩爾數(shù)1 yi亨利定律：P；*ci1PiEMS HHHSEMS*E*ymxm YmXP4、吸收劑的選擇：1 ）溶解度高（對溶質(zhì)組分）2 ）選擇性高3）揮發(fā)度小4 ）黏性小5 ）其他（無毒、無腐蝕、經(jīng)濟、合理等）5、相平衡關(guān)系在吸收中的應(yīng)用：1 ）判斷傳質(zhì)方向：yi / m，如果氣相中溶質(zhì)的實際組成Vi大于若氣液相平衡關(guān)系為 y i mx或xi與液相溶質(zhì)組成相平衡的氣相溶質(zhì)組成yj ，即yi >yi （或液相的實際組成

33、 Xi小于與氣相組成y相平衡的液相組成 Xj ，即Xi <Xj ，說明溶液還沒有達到飽和狀態(tài)，此時氣相中的 溶質(zhì)必然要繼續(xù)溶解，傳質(zhì)的方向由氣相到液相，即進行吸收；反之，傳質(zhì)方向則由液相到 氣相即發(fā)生解吸（或脫吸）。2）確定傳質(zhì)推動力：傳質(zhì)過程的推動力通常用一相的實際組成與其平衡組成的偏離程度表示。如圖，在吸收塔內(nèi)某截面 A-A處，溶質(zhì)在氣、液兩相中的組成分別為屮、Xj，若在操作條件下氣液平衡關(guān)系為mx，則在Xi -yi坐標(biāo)上可標(biāo)繪出平衡線 0E和A-A截面上的操作點A,如國所示。從圖中可看出，以氣相組成差表示的動力為 yj yi yi *，以 液相組成差表示的推動力為 Xj Xi* X

34、i （只能以一相來表征）* c *同理，若氣、液組成分別以 Pi、Ci表示，并且相平衡方程為 piL或Ci Hp以氣H相分壓差表示的推動力為yiyi-yi*,以液相組成表示的推動力為XiXi * -Xia 吸收塔內(nèi)兩相量與組成的變化b吸收過程推動力3 ）指明傳質(zhì)過程進行的極限：二、傳質(zhì)理論：擴分子擴散：流體分子無規(guī)則的熱運動散 渦流擴散：流體質(zhì)點的湍動菲克定律：當(dāng)物質(zhì)A在介質(zhì)B中發(fā)生擴散時，任一點處物質(zhì) A的擴散通量與該位置上 A的濃度梯度成正比：d cJa Dab -（與傅里葉定律及牛頓黏性定律有相似處）dz雙膜理論：雙膜理論把兩流體間的對流傳質(zhì)過程描述成如圖所示的模式。它包含以下幾點基本假

35、設(shè)：相互接觸的氣、液兩相流體間存在著穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)各有一個很薄的停滯膜,吸收質(zhì)以分子擴散方式通過此二膜層由氣相主體進入液相主體；在相界面處，氣、液兩相達到平 衡；在兩個停滯膜以外的氣、液兩相主體中，由于流體充分湍動，物質(zhì)組成均勻。吸收速率方程式：（理解及應(yīng)用條件，書下冊 P104）吸收速率，指單位相際傳質(zhì)面積上單位時間內(nèi)吸收的溶質(zhì)量,速率推動力阻力，推動力指組成差，吸收阻力倒數(shù)為吸收系數(shù)，所以“速率=吸收系數(shù)推動力”方程式:naRf0 Pa Pa) 先PBmKg(Pa7g Bm=常數(shù)Kg（一定情況下）吸收塔計算:1、摩爾分率、摩爾比相關(guān)關(guān)系:氣相：yAnAn（氣體總體積=惰性體積）液相

36、：xAnAn質(zhì)量分數(shù)與摩爾分率的關(guān)系為：X AwA /M AwA /M A wB/M BwN /M N摩爾比YanAnBXanAnB摩爾分率與摩爾比的關(guān)系為1-xy1-y摩爾濃度與分壓之間的關(guān)系為V RT2.吸收操作線方程與操作線VL(丫1-X1)V液氣比占(1. 12. 0)( VL)miYi 丫2最小液氣比的計算：-V min X1 X2Y -X (丫2-X2)VL -X VB點移至水平線Y=Y與平衡線的交點B*時，Xi=Xi*,此點對應(yīng)有最小液氣比。這是理論上吸收液所能達到的最高組成，但此時過程的推動力已變?yōu)?0,因而需要無限大的相際傳質(zhì)面積，實際上辦不到?；蛘弋?dāng)解吸平衡線為非下凹線時，

37、操作線的極限位置為與平衡線相交，此時，對應(yīng)的氣液比為最小氣液比。以V表示。對應(yīng)的氣體用量為最小用量，L min記作VminoL minX2 X1*丫2丫1lX2 X1丫2* 丫1塔咼計算基本關(guān)系式（掌握方法，不用記公式X的計算為重點，參考作業(yè)）x_dYKYaQ 丫2 丫HOg =V 稱為氣相總傳質(zhì)單元高度KYaQLZN OG H OG（填料層高度）N OGJdY丫2 丫Y*稱為氣相總傳質(zhì)單元數(shù)N OGY1 dY 丫2丫 Y(Y Y*)mYm傳質(zhì)單元數(shù)的計算NogS 丫丫2 mX2式中SmV為解吸因數(shù)（脫吸因數(shù)）。L¥ mX2Y2 mX2值的大小反映了溶質(zhì) A吸收率的高低。NolI A

38、普式中A=丄稱為吸收因數(shù)。mV吸收塔塔徑的計算D第八章、塔設(shè)備一、概述二、板式塔及流體力學(xué)性質(zhì)三、填料塔一、概述（了解）：作用：1、使氣、液兩相充分接觸，適當(dāng)湍動，以提供盡可能大的傳質(zhì)面積和傳質(zhì)系數(shù)，接觸后兩相 又能及時完善分離；2、在塔內(nèi)使氣、液兩相最大限度的接近逆流，以提供最大的傳質(zhì)推動力。性能評估指標(biāo)：1、通量一一單位塔截面的生產(chǎn)能力，表征塔設(shè)備的處理能力和允許空塔氣速；2、分離效率一一單位壓降塔的分離效果，對板式塔以板效率表示，對填料塔以等板高度表 示；3、適應(yīng)能力一一操作彈性，表現(xiàn)為對物料的適應(yīng)性和對負荷波動的適應(yīng)性；塔設(shè)備在兼顧通量大、效率高、適應(yīng)性強的前提下，還應(yīng)盡量滿足流動阻力

39、小、結(jié)構(gòu)簡 單、金屬耗量少、造價低、易于操作控制等要求。二、板式塔及流體力學(xué)性質(zhì)（了解）：板式廠泡罩塔板塔的 篩板了解它們工作原理種類一浮閥塔板噴射形塔板塔板上 鼓泡狀（優(yōu)良工作狀態(tài)）氣液兩 蜂窩狀相的接 泡沫狀（為了減少霧沫夾帶，大都控制在此狀態(tài)）觸狀態(tài)： 噴射狀（優(yōu)良工作狀態(tài)）板上壓降:壓降增大接觸時間塔板效率需求板數(shù)設(shè)備費壓降增大塔釜溫度能耗 操作費霧沫夾帶：上升氣流穿過塔板上液層時，將板上液體帶入上層塔板的現(xiàn)象稱為霧沫夾帶漏液：錯流型的塔板在正常操作時，液體應(yīng)沿塔板流動，在板上與垂直向上流動的氣體進行錯 流接觸后由降液管流下。當(dāng)上升氣體流速減小，氣體通過升氣孔道的動壓不足以阻止板上液體

40、 經(jīng)孔道流下時，便會出現(xiàn)漏液現(xiàn)象。液泛：塔內(nèi)若氣、液兩相中之一的流量增大，使降液管內(nèi)液體不能順利下流，管內(nèi)液體必然積 累，當(dāng)管內(nèi)液體增高到越過溢流堰頂部，于是兩板間液體相連，該層塔板產(chǎn)生積液，井依次上 升，這種現(xiàn)象稱為液泛，亦稱淹塔。液面落差：當(dāng)液體橫向流過板面時，為克服板面的摩擦阻力和極上部件（如泡罩、浮閥等）的 局部阻力，需要一定液位差，則在板面上形成液面落差，以表示。負荷性能圖：（掌握，書下冊 p158）三、填料塔：（了解）填料種類:規(guī)整r格柵填料填料波紋填料脈沖填料散裝拉西環(huán)彳鮑爾環(huán)階梯環(huán)I弧鞍與矩鞍金屬環(huán)矩鞍填料球形填料流體流動性質(zhì)（了解，書P184）第七章、干燥（相對濕度差異）一、

41、干燥概述'二、空氣性質(zhì)及H-I圖'三、干燥過程物料衡算及熱量衡算四、干燥動力學(xué)一、 干燥概述：干燥操作的必要條件是物料表面的水汽壓力必須大于干燥介質(zhì)中水汽的分壓，兩者差別越大，干燥操作進行得越快。所以干燥介質(zhì)應(yīng)及時將汽化的水汽帶走，以維持一定的擴散 推動力。若干燥介質(zhì)為水汽所飽和，則推動力為零，這時干燥操作即停止進行。對流干燥特點：在對流于燥過程中，熱空氣將熱量傳給濕物料，物料表面水分即行汽化并通過表面外的氣膜向氣流主體擴散。與此同時，由于物料表面水分的汽化，物料內(nèi)部與表面間存在水分濃度的差別，內(nèi)部水分向表面擴散，汽化的水汽由空氣帶走，所以干燥介質(zhì)既是載熱體又是載濕體，它將熱量傳給物斜的同時把由物料中汽化出來的水分帶走。因此，干燥 是傳熱和傳質(zhì)相結(jié)合的操作.干燥速率由傳熱速率和傳質(zhì)速率共同控制?？諝庑再|(zhì)及H-I圖:1、空氣性質(zhì)各參數(shù)濕度H濕空氣中水汽的質(zhì)量濕空氣中絕干氣的質(zhì)量nML ngMg0.622kgP Pv水汽kg絕干氣飽和濕度Hs0.622PsPPs相對濕度0衛(wèi)2 100%Ps濕比容 HvaHw(0.772 1.244H)273 L 1. 013一19 m3 濕氣/kg 干氣273p濕比熱 cH1 .011.88 H kJ/kg 干氣C焓I (1.011.88H)t2492H kJ/kg 干氣濕球溫度：tw t