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文檔簡(jiǎn)介
1、第一章、流體流動(dòng)廣一、流體靜力學(xué)二、流體動(dòng)力學(xué)V三、流體流動(dòng)現(xiàn)象七四、流動(dòng)阻力、復(fù)雜管路、流量計(jì)一、流體靜力學(xué):壓力的表征:靜止流體中,在某一點(diǎn) 單位面積上所受的壓力,稱(chēng)為靜壓力,簡(jiǎn)稱(chēng)壓力,俗稱(chēng) 壓強(qiáng).表壓強(qiáng)力=絕對(duì)壓強(qiáng)力-大氣壓強(qiáng)力真空度=大氣壓強(qiáng)-絕對(duì)壓舄Mi-+普時(shí)愜對(duì),壓 fct一I!大氣壓力、絕對(duì)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:弗力形式p2 = p1 + Pgz z2備注:1在靜止的、連續(xù)的同一液體內(nèi),處于同一售量形式亨+小=¥+繆水平面上各點(diǎn)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(jì)Pi P2 = Po PgR傾
2、斜液柱壓差計(jì)L微差壓差計(jì)二、流體動(dòng)力學(xué)流量質(zhì)量流量 m kg/sm=U p體積流量Vs m 3/s'ms=GA=兀 /4d2G質(zhì)量流速 G kg/m 2s.Vs=uA=兀/4d2u平均流速 u m/s G=upJ連續(xù)性方程及重要引論:I一實(shí)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(zhǔn):z1g.lu12.E1 We = z2g -u22EWf J/kg2 2"以單位重量流體為基準(zhǔn):z1 .【u12 .蟲(chóng). He = z2 .u22 蟲(chóng) £hf J/N=m2g'g2g:g輸送機(jī)械的有效功率:N e = msWe輸送機(jī)械的軸功率:N =畢運(yùn)算效率進(jìn)行簡(jiǎn)單
3、數(shù)學(xué)變換應(yīng)用解題要點(diǎn):1、作圖與確定衡算范圍:指明流體流動(dòng)方向,定出上、下游界面;2、截面的選?。簝山孛婢鶓?yīng)與流動(dòng)方向垂直;3、基準(zhǔn)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??;4、兩截面上的壓力:?jiǎn)挝灰恢?、表示方法一致?、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(dòng)現(xiàn)象:流體流動(dòng)類(lèi)型及雷諾準(zhǔn)數(shù):1 層流區(qū)Re<20002過(guò)渡區(qū) 2000< Re<40003 湍流區(qū)Re>4000本質(zhì)區(qū)別:質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)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(diǎn)運(yùn)動(dòng)方式有本質(zhì)區(qū)別.流體在管內(nèi)作層流流動(dòng)時(shí),其質(zhì)點(diǎn)沿管軸作有規(guī)
4、那么的平行運(yùn)動(dòng),各質(zhì)點(diǎn)互不碰撞,互不混合流體在管內(nèi)作湍流流動(dòng)時(shí),其質(zhì)點(diǎn)作不規(guī)那么的雜亂運(yùn)動(dòng)并相互碰撞,產(chǎn)生大大小小的旋渦.由于質(zhì)點(diǎn)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(jìn)阻力急劇加大.管截面速度大小分布:無(wú)論是層流或揣流,在管道任意截面上,流體質(zhì)點(diǎn)的速度均沿管徑而變化,管壁處速度為零,離開(kāi)管壁以后速度漸增,到管中央處速度最大.層流:1、呈拋物線分布;2、管中央最大速度為平均速度的 2倍.湍流:1、層流內(nèi)層;2、過(guò)渡區(qū)或緩沖區(qū);3、湍流主體湍流時(shí)管壁處的速度也等于零,靠近管壁的流體仍作層流流動(dòng),這-作層流流動(dòng)的流體薄層稱(chēng)為層流內(nèi)層或?qū)恿鞯讓?自層流內(nèi)層往管中央推移,速
5、度逐漸增大,出現(xiàn)了既非層流流動(dòng)亦非 完全端流流動(dòng)的區(qū)域,這區(qū)域稱(chēng)為緩沖層或過(guò)渡層,再往中央才是揣流主體.層流內(nèi)層的厚度隨 Re值的增加而減小.1層流時(shí)的速度分布UUmax2湍流時(shí)的速度分布u : 0.8u max四、流動(dòng)阻力、復(fù)雜管路、流量計(jì):計(jì)算管道阻力的通式:伯努利方程損失能2范寧公式的幾種形式:圓直管道hf =舄1土d 2-2 非圓直管道Lpf = WK L罡d 2運(yùn)算時(shí),關(guān)鍵是找出7直,一般題目會(huì)告訴,僅用于期末測(cè)試,考研需擴(kuò)充 非圓管當(dāng)量直徑:當(dāng)量直徑:dede=4rH 4倍水力半徑A水力半徑:h= n流體在通道里的流通截面積A與潤(rùn)濕周邊長(zhǎng)I!之比流量計(jì)概述:節(jié)流原理孔板流量計(jì)是利用
6、流體流經(jīng)孔板前后產(chǎn)生的壓力差來(lái)實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量.孔板流量計(jì)的特點(diǎn):恒截面、變壓差,為差壓式流量計(jì).文丘里流量計(jì)的能量損失遠(yuǎn)小于孔板流量計(jì).轉(zhuǎn)子流量計(jì)的特點(diǎn):恒壓差、恒環(huán)隙流速而變流通面積,屬截面式流量計(jì).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(jī)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(diǎn)及流量調(diào)節(jié)離心泵:電動(dòng)機(jī)T流體動(dòng)能-勺靜壓能、離心泵的結(jié)構(gòu)和工作原理:離心泵的主要部件:尸葉輪泵殼泵軸密封葉輪泵殼液體的聚集與能量的轉(zhuǎn)換離心泵的的啟動(dòng)流程:r吸液管泵,無(wú)自吸水平轉(zhuǎn)能排放填料密封機(jī)械密封高級(jí)其作用
7、為將原動(dòng)機(jī)的能量直接傳給液體, 具有聚集液體和能量轉(zhuǎn)化雙重功能.以提升液體的靜壓能與動(dòng)能主要為靜壓能.軸封裝置其作用是預(yù)防泵殼內(nèi)高壓液體沿軸漏出或外界空氣吸入泵的低壓區(qū).常用的軸封 裝置有填料密封和機(jī)械密封兩種.氣縛現(xiàn)象:離心泵啟動(dòng)前泵殼和吸入管路中沒(méi)有充滿液體,那么泵殼內(nèi)存有空氣,而空氣的密 度又遠(yuǎn)小于液體的密度, 故產(chǎn)生的離心力很小, 因而葉輪中央處所形成的低壓缺乏以將貯槽內(nèi)液 體吸入泵內(nèi),此時(shí)雖啟動(dòng)離心泵,也不能輸送液體,此種現(xiàn)象稱(chēng)為氣縛現(xiàn)象,說(shuō)明離心泵無(wú)自吸水平.因此,離心泵在啟動(dòng)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(shí),液體發(fā)生汽化,
8、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(qiáng)烈振動(dòng)并發(fā)出噪音,液體流量、 壓頭出口壓力及效率明顯下降.這種現(xiàn) 象稱(chēng)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(shí)間內(nèi)排送到管路系 統(tǒng)的液體體積.壓頭揚(yáng)程H:離心泵對(duì)單位重量1N的 液體所提供的有效能量.效率.:總效率niih N 軸功率N:泵軸所需的功率 N = *1n -Q曲線對(duì)應(yīng)的最高效率點(diǎn)為設(shè)計(jì)點(diǎn),對(duì) 應(yīng)的Q Hk N值稱(chēng)為最正確工況參數(shù),銘牌所 標(biāo)出的參數(shù)就是此點(diǎn)的性能參數(shù).會(huì)使用IS水泵特性曲線表,書(shū) 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
9、降低.假設(shè)生成大量的氣泡,那么可能出現(xiàn)氣縛現(xiàn)象, 且使離心泵停止工作. 產(chǎn)生噪聲和振動(dòng),影響離心泵的正常運(yùn)行和工作環(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:為預(yù)防發(fā)生氣蝕,就應(yīng)設(shè)法使葉片入口附近的壓強(qiáng)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,是預(yù)防發(fā)生氣蝕現(xiàn)象的有效舉措.離心泵的汽蝕余量:為預(yù)防氣蝕現(xiàn)象發(fā)生,在離心泵人口處液體的靜壓頭pi/pg 與動(dòng)壓頭u 12/2 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= 蟲(chóng) + 土旦NPSHJ HSH抗氣蝕性能好:g2g 迫S g必
10、須汽蝕余量:NPSH離心泵的允許吸上真空度:H_ P七一 P】H:離心泵的允許吸上真空度,指在泵人口姓可允許到達(dá)的最高真空度,m液柱p.當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng),P/Pi泵吸入口處允許的最低絕對(duì)壓強(qiáng),Pe;,被輸送液體的密度離心泵的允許安裝局度 H 低于此局度0.5-1m:L =,./ - 普-仇I Ht =崢-NPSH,-皿 ro6關(guān)離心泵先關(guān)閥門(mén),后關(guān)電機(jī),開(kāi)離心泵先關(guān)出口閥,再啟動(dòng)電機(jī).四、工作點(diǎn)及流量調(diào)節(jié):管路特性與離心泵的工作點(diǎn):A? zg由兩截面的伯努利方程所得(Q" 600A y-管路系統(tǒng)的籀送量,m'/h 管路戴面積,必.出=,0H. = K+/0人號(hào) f42g3%oxy
11、 = 8 H.BQ: 乩=K + BQ全程化簡(jiǎn).泵特性方程.月二六.Qg o或Q管路特性方程H. = K+ BQ.聯(lián)解既得工作點(diǎn).離心泵的流量調(diào)節(jié):1、改變閥門(mén)的開(kāi)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、非均相物系的別離密度不同'一、重力沉降二、離心沉降,三、過(guò)濾、重力沉降:沉降過(guò)程:先加速短,后勻速長(zhǎng)沉降過(guò)程.流型及沉降速度計(jì)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<Re<1K<2.62過(guò)渡區(qū)
12、或艾倫定律區(qū):1<Re<1032.62<K<69.1湍流區(qū)或牛頓定律區(qū):103<Ret<2K105K>69.1相應(yīng)沉降速度計(jì)算式:公式不用記,掌握運(yùn)算方法滯流區(qū)珀一18產(chǎn)過(guò)渡區(qū)湍流區(qū)計(jì)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),那么可直接選用與該流型相應(yīng)的沉降速度公式計(jì)算ut ,然后按Ut檢驗(yàn)Re值是否在原設(shè)的流型范圍內(nèi).如果與原設(shè)一致,那么求得的Ut有效.否那么,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(shū)p1493、Kffi 法:書(shū) p150沉降設(shè)備:那么位于降塵室最高點(diǎn)的顆.粒沉降至室底需要的時(shí)間為I 氣體通過(guò)
13、降塵室的時(shí)間為塵粒為滿足除塵要求,氣體在降塵室內(nèi)的停留時(shí)間至少等于顆粒的沉降時(shí)間,所以:I降塵室的長(zhǎng)度,m;H降塵室的高度,m;1 Hb 塵室的寬度,m;仇或一氣體在降塵室的水平通過(guò)速度,m/s單層降塵室生產(chǎn)水平: Vs < blut 與高度腥關(guān),注意判斷選擇填空題多層降塵室:Vs < n +1blut n+1為隔板數(shù),n層水平隔板,水平為單層的n+1倍 二、離心沉降:2離心加速度:慣性離心力場(chǎng)強(qiáng)度 史;重力加速度:gR4d廠-建uT2 工4d- 離心沉降速度Ur : J 一;重力沉降速度UT: J _ g 3: R3?離心別離因數(shù)Kc:,urUK尋士項(xiàng)Kc=5 離心沉降速度與重力
14、沉降速度的比值,表征離心沉降是重力沉降的多少倍ut gR 離心沉降設(shè)備:旋風(fēng)別離器:利用慣性離心力的作用從氣流中別離出塵粒的設(shè)備A=普命=2D% = 2D,S = ?性能指標(biāo):1、臨界粒徑dc:理論上在旋風(fēng)別離器中能被完全別離下來(lái)的最小顆粒直徑;2、別離效率:總效率Y 0;分效率Y p 粒級(jí)效率;3、分割粒徑d50: d50是粒級(jí)效率恰為50%勺顆粒直徑;4、壓力降p:氣體經(jīng)過(guò)旋風(fēng)別離器時(shí),由于進(jìn)氣管和排氣管及主體器壁所引起的摩擦阻力, 流動(dòng)時(shí)的局部阻力以及氣體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能損失等,造成氣體的壓力降.G旋風(fēng)別離器進(jìn)口氣體含塵濃度,g/n?G旋風(fēng)別離器出口氣體含塵濃度,g/n?CLJ進(jìn)口氣
15、體中粒徑在第i小段范圍內(nèi)的顆粒的濃度,g/m, q,出口氣體中粒徑在第E小段范圍內(nèi)的顆粒的濃度標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)N=5, ' =8.0 .三、過(guò)濾:過(guò)濾方式:1、餅層過(guò)濾:餅層過(guò)濾時(shí),懸浮液置于過(guò)濾介質(zhì)的一側(cè),固體物沉積于介質(zhì)外表而形成濾餅層.過(guò)濾介質(zhì)中微細(xì)孔道的直徑可能大于懸浮液中局部顆位的直徑,因而,過(guò)濾之初會(huì)有一些細(xì) 小顆粒穿過(guò)介質(zhì)而使濾液渾濁,但是顆粒會(huì)在孔道中迅速地發(fā)生“架橋現(xiàn)象見(jiàn)圖,使 小子孔道直徑的細(xì)小顆粒也能被截?cái)r,故當(dāng)濾餅開(kāi)始形成,濾液即變清,此后過(guò)濾才能有效地進(jìn)行.可見(jiàn),在餅層過(guò)濾中,真正發(fā)揮截?cái)r顆粒作用的主要是濾餅層而不是過(guò)濾介質(zhì).餅層過(guò)濾適用于處理固體含量較高的懸浮液.深
16、床過(guò)濾:在深床過(guò)濾中,固體顆粒并不形成濾餅,而是沉積于較厚的粒狀過(guò)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(guò)時(shí),便附在過(guò)濾介質(zhì)上.這種過(guò)濾適用于生產(chǎn)水平大而懸浮液中顆粒小、含量甚微的場(chǎng)合.自來(lái)水廠飲水的凈化及從合成纖維紡絲液中除去極細(xì)固體物質(zhì)等均采用這種過(guò)濾方法.助濾劑的使用及注意:為了減少可壓縮濾餅的流動(dòng)阻力,有時(shí)將某種質(zhì)地堅(jiān)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(guò)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(chēng) 為助濾劑.對(duì)助濾劑的根本要求如下: 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
17、率及較低的流動(dòng)阻力; 應(yīng)具有化學(xué)穩(wěn)定性,不與懸浮液發(fā)生化學(xué)反響,也不溶于液相中. 應(yīng)予注意,-般以獲得清凈濾液為目的時(shí),采用助濾劑才是適宜的.1一 ,k表征過(guò)濾物料特性恒壓過(guò)濾方程式:理解,書(shū) P175對(duì)于一定的懸濁液,假設(shè) K r'、及v皆可視為常數(shù),令k的常數(shù),m /N,s或n?/ Par;恒壓過(guò)濾時(shí),壓力左' p不變,k、a、s都是常數(shù)再令V濾液量,m'8濾時(shí)間*8;V2 =/ =舫一過(guò)濾面積過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定:書(shū) P179,包括壓縮因子 板框壓力機(jī):二鈕流漿進(jìn)口三鈕洗水進(jìn)口支耳洗旗板過(guò)板洗演板過(guò)濾時(shí),懸浮液在指定的壓強(qiáng)下經(jīng)濾漿通道自濾框角端的暗孔進(jìn)入框內(nèi),濾液分別穿
18、過(guò)兩側(cè)濾布,再經(jīng)鄰板板面流至濾液出口排走,固體那么被截留于框內(nèi),如下列圖,待濾餅充滿濾框后, 即停止過(guò)濾.假設(shè)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(jìn)入板面與濾布之間.第四章傳 熱一、熱傳導(dǎo)、對(duì)流傳熱二、總傳熱L三、換熱器及強(qiáng)化傳熱途徑一、熱傳導(dǎo)、對(duì)流傳熱:傳熱根本方式:1、熱傳導(dǎo)宏觀無(wú)位移:假設(shè)物體各局部之間不發(fā)生相對(duì)位移,僅借分子、原子和自由電子等微 觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)而引起的熱量傳遞稱(chēng)為熱傳導(dǎo)又稱(chēng)導(dǎo)熱.熱傳導(dǎo)的條件是系統(tǒng)兩局部之間存 在溫度差,此時(shí)熱量將從高溫局部傳向低溫局部,或從高溫物體傳向與它接觸的低溫物體,直至 整個(gè)物體的各局部溫度相等為止.2、熱對(duì)流宏觀有位移:流體各
19、局部之間發(fā)生相對(duì)位移所引起的熱傳遞過(guò)程稱(chēng)為熱對(duì)流簡(jiǎn)稱(chēng)對(duì)流.熱對(duì)流僅發(fā)生在流體中.在流體中產(chǎn)生對(duì)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異, 使輕者上浮,重者下沉,流體質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生相對(duì)位移, 這種對(duì)流稱(chēng)為自然對(duì)流; 二是因泵風(fēng)機(jī)或攪拌等外力所致的質(zhì)點(diǎn)強(qiáng)制運(yùn)動(dòng),這種對(duì)流稱(chēng)為強(qiáng)制對(duì)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(chēng)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(shuō)它可以在真空中傳播.4、對(duì)流傳熱:流體流過(guò)固體壁面流體溫度與壁面溫度不同時(shí)的傳熱過(guò)程稱(chēng)為對(duì)流傳熱.1 流體無(wú)相變的對(duì)流傳熱流體在傳熱過(guò)程中不發(fā)生相變
20、化,依據(jù)流體流動(dòng)原因不同,可分為兩種情況. 強(qiáng)制對(duì)流傳熱,流體因外力作用而引起的流動(dòng); 自然對(duì)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(duì).流動(dòng).2流體有相變的對(duì)流傳熱 流體在傳熱過(guò)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(guò)程中全部或局部冷凝為液體; 液體沸騰,液體在傳熱過(guò)程中沸騰汽化,局部液體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w至* 對(duì)流傳熱的溫度分布情況對(duì)流傳熱是集熱對(duì)流和熱傳導(dǎo)于一體的綜合現(xiàn)象.對(duì)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(qiáng)化對(duì)流傳熱的主要途徑.傳熱過(guò)程中熱、冷流體接觸熱交換方式:書(shū)p2111、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
21、壁式換熱器:列管換熱器,區(qū)分殼程、管程、單 /多殼程、單/多管程特定的管殼式換熱器傳熱面積:S=njrdL S傳熱面積;n 管數(shù);d 管徑,m;L管長(zhǎng),m傳熱速率和熱通量:傳熱速率Q 又稱(chēng)熱流量指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)傳熱面積的熱量;傳熱推動(dòng)力溫度差A(yù)t傳熱速率= 傳熱扁 ;Q=r R整個(gè)傳熱面的熱阻,° c / w熱通量q 又稱(chēng)傳熱速度指單位面機(jī)的傳熱速率.q=* ; q=苔;R'單位傳熱面積的熱阻,m2.°C / W熱傳導(dǎo)根本規(guī)律:傅里葉定律:傅立葉定律為熱傳導(dǎo)的根本定律,表示通過(guò)等溫外表的導(dǎo)熱速率與溫度梯度及傳熱面積成正比,即:dgTS 黯dg-岫Q導(dǎo)熱速率,即單位時(shí)
22、間傳導(dǎo)的熱,其方向與溫度梯度的方向相反,wS 等溫外表的面積,m七A比例系數(shù),稱(chēng)為導(dǎo)熱系數(shù),W/(mO通過(guò)平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo):1、單層平壁的熱傳導(dǎo):.S.己 tQ =bf -t2tl -t2b.t"RQq =S:tRb平壁厚度, t溫度差,導(dǎo)熱推動(dòng)力,C;b八導(dǎo)熱熱阻,C/w;SR' = b導(dǎo)熱熱阻,m2.° C/W2、多層平壁的熱傳導(dǎo):在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí),通過(guò)各層的導(dǎo)熱速率必相等,即Z1A|S(t| jj) 2S(.t2 - 4) <4)u =Q=G=Q=Q ;熱通量也相等:q=qi=q2=q3Ac Alb2n = ti 上=Q A $ = Y 牝=Q 福
23、7;q = q - 4 二 Qn _ 功 + At2 +£Q= 勇 瓦X7s+m + m Aj50=n層通過(guò)圓筒壁的熱傳導(dǎo):1、單層圓筒壁的熱傳導(dǎo):Q =Sm = 2" rm2 i2二L. t -t2ln r2 / r1ln上ri2、多層圓筒壁的熱傳導(dǎo):r Q=Q=Q=Q注意判斷選擇填空qi>q2>q3>qnq + 如 + Atj= , =2nL if “T7 InInr2 1 i 七 土 1 i + In + 寸 In r i Aj a A3 Fjh - heasI v j 人Q= I2噌n層r _ _11ALZ1B盅JTJi鳥(niǎo)U-L1JL丈, i605
24、0"o/EE50散熱區(qū)、保溫區(qū),do大于B點(diǎn)保溫才保溫層的臨界直徑: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,可能反而使熱損失增大.70有意義二、總傳熱:參考習(xí)題及例題熱量衡算:dQ =呼W流體的質(zhì)量流危,kg/h或kg/s;/流體的焙,kJ/kg;下標(biāo)h和C分別表示熱流體和冷流體dQ = - Wk cdT - Wccdt.=% cfihTt - 7 = t2 - 流體的平均比熱容,kI/ kg,Y;冷流體的溫度勾 熱流體的溫度,To總傳熱速率方程:Q=KS t m2-:t 1t2需大于 tl總傳熱系數(shù)K、總熱阻總熱阻=熱阻之
25、和ln上_4MoR七竺A<+ /? + 三、換熱器及強(qiáng)化傳熱途徑:間壁式換熱器的類(lèi)型:掌握原理書(shū)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(qiáng)化傳熱途徑:1、增大平均溫度差 tm2、增大傳熱面積S1翅化面;2異形外表;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提升流體的流速;2增強(qiáng)流體的擾動(dòng);3在流體中加固體顆粒;4采用短管換熱器
26、;5 預(yù)防垢層形成和及時(shí)去除垢層.第五章、蒸發(fā)不揮發(fā)溶質(zhì)P 一、概述及蒸發(fā)器二、溶液沸點(diǎn)升局與溫度差損失三、多效蒸發(fā)及流程一、概述及蒸發(fā)器:?jiǎn)涡д舭l(fā)與多效蒸發(fā):?jiǎn)涡д舭l(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,否那么蒸汽與沸騰溶液趨于平衡,使蒸發(fā)過(guò)程無(wú)法進(jìn)行.假設(shè)將二次蒸汽直接冷凝,而不利用其冷凝熱的操作稱(chēng)為單效蒸發(fā).假設(shè)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(chēng)為多效燕發(fā).常見(jiàn)蒸發(fā)器類(lèi)型及原理書(shū) P302 循環(huán)形非膜式蒸發(fā)器:1、中央循環(huán)管式或標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器2、懸筐式蒸發(fā)器3、外熱式蒸發(fā)器4、強(qiáng)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
27、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(diǎn)升局與溫度差損失:溶液的沸點(diǎn):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(diǎn)就比純水 的要高,兩者之差稱(chēng)為因溶液蒸氣壓下降而引起的沸點(diǎn)升高.例如,常壓下20% 質(zhì)量百分?jǐn)?shù)NaO冰溶液的沸點(diǎn)為108.5 C,而水的沸點(diǎn)為100C,此時(shí) 溶液沸點(diǎn)升高8.5度.由于有沸點(diǎn)升高現(xiàn)象,使同條件下蒸發(fā)溶液時(shí)的有效溫度差下降8.5 C,正好與溶液沸點(diǎn)升高值相等,故沸點(diǎn)升高又稱(chēng)為 溫度差損失.溫度差損失:書(shū) P310溫度差損失不僅僅是由于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)
28、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(huì)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(dòng)阻力而引起的溫度差損失'、多效蒸發(fā)及流程:書(shū)P322,搞活楚前后黏度、壓強(qiáng)、溫度® 5-16 井旅加輯的三效蒸發(fā)裝置流程示意圖圖517 逆流加料法的三致蒸發(fā)裝置流程示意圖圖5-18 平面加料法的三效蒸發(fā)裝理流程承意圖Pl>P2>P3Tl>E>T3溶液的沸點(diǎn)必純?nèi)軇┑母?冷凝液的沸點(diǎn)高于二次蒸汽.第六章 蒸館液體混合物揮發(fā)度不同一、平衡關(guān)系Y 二、精僻
29、原理及流程L三、精僻過(guò)程計(jì)算一: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:Pa = PS=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(diǎn)方程式xAp - pB-00PA r PB000露點(diǎn)方程式y(tǒng)A =里=冬=也普獸道爾頓分壓定律得出.相對(duì)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P P P Pa - Pb相圖:t-x-y 圖x-y 圖120 :X3、相平衡方程式:y =1 二-1x揮發(fā)度PaVa =對(duì)于理想溶液0vP XaV A 一
30、0=pa. VB1W理表示XaXa四=Pa /XaVBPB / XB4、簡(jiǎn)單蒸餛流程特點(diǎn):簡(jiǎn)單蒸儲(chǔ)是將原料液一次參加蒸儲(chǔ)釜中,在恒壓下加熱使之局部汽 化,產(chǎn)生的蒸氣進(jìn)入冷凝器中冷凝,隨著過(guò)程的進(jìn)行,釜液中易揮發(fā)組分含量不斷降低,當(dāng)釜液 組成到達(dá)規(guī)定值時(shí),即停止蒸僭操作,釜液一次排出.二、精僻原理及流程:原理:液體混合物經(jīng)屢次局部汽化和冷凝后,便可得到幾乎完全的別離.流程:原料液經(jīng)預(yù)熱器加熱到指定溫度后.送入精儲(chǔ)塔的進(jìn)料板,在進(jìn)料板上與自塔上部下降的 回流液體集合后,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(jìn)行傳熱傳質(zhì)過(guò)程.操作時(shí),連續(xù)地從再沸器取出局部液體作為
31、地底產(chǎn)品釜?dú)堃?局部 液體汽化,產(chǎn)生上升蒸氣,依次通過(guò)各層塔板.塔頂蒸氣進(jìn)人冷凝器中被全部冷凝,并將局部冷 凝液用泵送回塔頂作為回流液體,其余局部經(jīng)冷卻器后被送出作為塔頂產(chǎn)品儲(chǔ)出液.加料板以上的塔段稱(chēng)為精餛段加料板以下的塔段通常,將原料液進(jìn)入的那層板稱(chēng)為加料板,包括加料板稱(chēng)為提$留段.三、精僻過(guò)程計(jì)算:F原料液流量.kmol/h;D塔頂產(chǎn)品偶出液港扯W犧儼釜?dú){液流雖,kmd/h;特一原料液中易揮發(fā)組分的摩爾分ft;書(shū)出液中易揮發(fā)組分的庫(kù)爾分匕釜?dú)堃航硪讚]發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)L廠總物料衡算F=D+W易揮發(fā)組分衡算FxF=Dy+Wx< 塔頂易揮發(fā)組分的回收率氣=%乂100%FXfS釜難揮發(fā)組分的
32、回收率"w = W1Xw婦00%F1f最小回流比Rmin = XD _ yqR=(1.12.0) Rinyq -Xq尸操作線遠(yuǎn)離平衡線,Nt 設(shè)備費(fèi)IR YL V Nt冷凝器、再沸器熱負(fù)荷t操作費(fèi)進(jìn)料熱狀況的影響及 q線方程I v - I fCPt +r將Ikmol原料變成飽和蒸汽所需 熱量q = = = '-I v - I L r1kmol原料的汽化潛熱并由此得到 L =L+qF及 V=V+(q- 1)F進(jìn)料熱狀況對(duì)q值及q線的影響:逃料制*況進(jìn)程的焙hg值?-<q紋在L,圖上位僮m>1+惚和液體1fr f1卜 加),格派合物匕5 < aO< fl
33、< I情和黑氣aq J-S3過(guò)熱藤電hi<0q 線方程 y = x - Xf必過(guò)點(diǎn)e ( x,X)操作線方程: 精餛段操作線方程:總物料衡算V=L+D易揮發(fā)組分衡算Vy=Lxn+D沖操作線方程yn = R xn +xD 必過(guò)點(diǎn) a ( Xd, Xd)R 1 R 1提餛段操作線方程:總物料衡算L =V +W易揮發(fā)組分衡算L Xm =V ym+1 +W)w操作線方程L ' Wym + v ' Xmv ' XW 必這八、C ( X,XW),L ' Wy m 1 'xm 'XWL -W L -W平衡線方程:yJT1-20操作線的作法圖形關(guān)系記
34、住.斜率為oO ,圖像為=X斜率為0,圖像為,1 C、逐板計(jì)算法理論版層數(shù)計(jì)算:-2 I 、圖解法逐板計(jì)算法:V 平衡關(guān)系 V操作關(guān)系平衡關(guān)系Vy = X. X2 X?計(jì)算到乂口苴XF飽和液體進(jìn)料狀況,其他為Xq 說(shuō)明第n層是加料板n-1層.提儲(chǔ)段:同理X,m壬X m-1層.m w全塔效率與單板效率E= 墮 X100%Emv = y? _ yn*或EmL =土*nNpyn 一 yn 1Xni Xn塔板上氣液兩相的非理想流動(dòng)1. 返混現(xiàn)象液沫夾帶塔板上局部液體產(chǎn)生與液體主體流動(dòng)方向相反的流動(dòng)為液沫夾帶又稱(chēng)霧沫夾帶即液滴被上升的氣體夾帶到上一層塔板上.氣泡夾帶塔板上局部氣體產(chǎn)生與氣體主體方向相反的
35、流動(dòng)為氣泡夾帶.即氣泡被下降的液體卷入下一層塔板上.2. 氣體和液體的不均勻分布?xì)怏w沿塔板的不均勻分布由于液面落差的存在,氣體通過(guò)塔板時(shí)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(guò)塔板時(shí)路徑長(zhǎng)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(guò)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(chēng)為液泛也稱(chēng)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(guò)大降液管內(nèi)液體不能及時(shí)排出或氣體流量過(guò)大使降液管液面升高,均會(huì)引起降液管液泛.2 夾帶液泛氣速過(guò)大導(dǎo)致液沫夾帶量過(guò)大,板上液層增厚并各板液層相連造成液泛.嚴(yán)重漏液當(dāng)氣體通過(guò)篩孔的速度較小或氣體分
36、布不均勻時(shí),從孔道流下的液體量占液體流量的10%以上稱(chēng)為嚴(yán)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(jì)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 r 別離混合氣體以回收所需的組分;吸收2 除去有害組分以?xún)艋瘹怏w;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(guò)程進(jìn)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(shí)際分壓高于與液相成平衡的溶質(zhì)分應(yīng)時(shí),溶質(zhì)便由氣相向液相轉(zhuǎn)移,即發(fā)生吸收過(guò)程.反之.如果氣相中溶 質(zhì)的實(shí)際分壓低于與液相成平衡的溶質(zhì)分壓時(shí),溶質(zhì)便由液相向氣相轉(zhuǎn)移, 即發(fā)生吸收的逆過(guò)程,這種
37、過(guò)程稱(chēng)為脫收或解吸溫度與壓強(qiáng)的影響:溫度.有利于吸收,反之即為解吸壓強(qiáng) 有利于吸收,反之即為解吸3、平衡關(guān)系:2液相中溶質(zhì)的摩爾數(shù)Xi摩爾比:Xi =液相中溶劑的摩爾數(shù)1 - Xiy、i -y、氣相中溶質(zhì)的摩爾數(shù)Yi =: :-: :氣相中惰性組分的摩爾數(shù)EMS亨利定律:p; = Exp; = 5-H HV、= m* m= Y = mXP試溶質(zhì)在氣相中的平衡分壓,kPa;m溶質(zhì)在液相中的摩爾分?jǐn)?shù);E亨利系數(shù),箕數(shù)值隨物系的特性及溫度而異n打的單位與強(qiáng)力單位一致十0,單位體根溶液中溶質(zhì)的犀爾數(shù).krnnl/n?P: 祁中溶質(zhì)的平衡分壓,H溶解次系數(shù),kmol/kN*mn事液相中溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)X-
38、與該液相成平衡的氣相中溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)m一一根平衙常數(shù),成棟分朝系數(shù),房綱為L(zhǎng)4、吸收劑的選擇:1 溶解度高對(duì)溶質(zhì)組分2選擇性高3 揮發(fā)度小4 黏性小5 其他無(wú)毒、無(wú)腐蝕、經(jīng)濟(jì)、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:假設(shè)氣液相平衡關(guān)系為 y = m*或x、= y、/ m,如果氣相中溶質(zhì)的實(shí)際組成 y大于與液*相溶質(zhì)組成相平衡的氣相溶質(zhì)組成 y、,即y、y、或液相的實(shí)際組成 x、小于與氣相組成y、相*平衡的液相組成X、,即x、x、,說(shuō)明溶液還沒(méi)有到達(dá)飽和狀態(tài),此時(shí)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(jìn)行吸收;反之,傳質(zhì)方向那么由液相到氣相.即發(fā)生解吸或脫吸.2 確
39、定傳質(zhì)推動(dòng)力:傳質(zhì)過(guò)程的推動(dòng)力通常用一相的實(shí)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y、x、,假設(shè)在*操作條件下氣液平衡關(guān)系為y、=mx ,那么在x、- y、坐標(biāo)上可標(biāo)繪出平衡線 OE和A-A截面上的操作點(diǎn)A,如國(guó)所示.從圖中可看出,以氣相組成差表示的動(dòng)力為 N =y - Yi ,以液相組*成差表示的推動(dòng)力為 Axi = Xj - xi 只能以一相來(lái)表征c *同理,假設(shè)氣、液組成分別以 Pi、Ci表示,并且相平衡方程為 Pi=蘭 或ci = Hp以氣相H'分壓差表示的推動(dòng)力為yi = yi*. _ yi ,以敝相組成表示的推動(dòng)力
40、為AXj*Xi - Xia 吸收塔內(nèi)兩相量與組成的變化b吸收過(guò)程推動(dòng)力3指明傳質(zhì)過(guò)程進(jìn)行的極限:平衡狀態(tài)姑作質(zhì)過(guò)程進(jìn)行的極限對(duì)于以?xún)艋?體為目的的逆流吸收過(guò)程,無(wú)論氣體 碗隕有多小,吸收劑流筮有多大,吸收塔布多而,出塔凈化氣中溶質(zhì)的芻誠(chéng)為最低都不會(huì)低 于與人塔吸收劑組成知相平衡的氣相溶質(zhì)組成戎,即二押我口同理,對(duì)以制取波相產(chǎn)品為目的的逆流吸收,出塔吸收液的組成南都不可能大于與入 塔成為血平衡的液相組成,即二、傳質(zhì)理論:擴(kuò)j分子擴(kuò)散:流體分子無(wú)規(guī)那么的熱運(yùn)動(dòng)散t渦流擴(kuò)散:流體質(zhì)點(diǎn)的湍動(dòng)菲克定律:當(dāng)物質(zhì)M介質(zhì)B中發(fā)生擴(kuò)散時(shí),任一點(diǎn)處物質(zhì)A的擴(kuò)散通量與該位置上A的濃度梯度成 正比:dCAdzJ a
41、= -Dab W 與傅里葉定律及牛頓黏性定律有相似處J» 物質(zhì)A在2方向上的分子擴(kuò)散通量,kmol/C r; 質(zhì)A的濃度梯度,即物質(zhì)A的法度公在了方向上的變化率,如引D謎物質(zhì)A在介質(zhì)B中的分?jǐn)U楸系數(shù)式中負(fù)號(hào)表示擴(kuò)散是沿君物質(zhì)A濃度降低的方向進(jìn)行的土等分子單向擴(kuò)散了解,下冊(cè)書(shū) p90雙膜理論:雙膜理論把兩流體間的對(duì)流傳質(zhì)過(guò)程描述成如下列圖的模式.它包含以下幾點(diǎn)根本假設(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(gè)很薄的停滯膜,吸收質(zhì)以分子擴(kuò)散方式通過(guò)此二膜層由氣相主體進(jìn)入液相主體;在相界面處,氣、液兩相到達(dá)平 衡;在兩個(gè)停滯膜以外的氣、液兩相主體中,由于流體充分湍動(dòng),
42、物質(zhì)組成均勻.圖2-】o 雙a理論承冠圖吸收速率方程式:理解及應(yīng)用條件,書(shū)下冊(cè)P104 推動(dòng)力 吸收速率,指單位相際傳質(zhì)面積上單位時(shí)間內(nèi)吸收的溶質(zhì)量,速率= 小工,推動(dòng)力阻力指組成差,吸收阻力倒數(shù)為吸收系數(shù),所以“速率=吸收系數(shù)乂推動(dòng)力方程式:=常數(shù)Kg 一定情況下DPDPNA=RR g Bmg Bm三、吸收塔計(jì)算:1、摩爾分率、摩爾比相關(guān)關(guān)系:氣相:nAyA =氣體總體積=膏性體積液相:質(zhì)量分?jǐn)?shù)與摩爾分率的關(guān)系為:xAwA /M AwA /M A wB /M BwN /M N摩爾比YaaXa nA摩爾分率與摩爾比的關(guān)系為摩爾濃度與分壓之間的關(guān)系為bbx1-xy1-yCAaVPaRT2. 吸收
43、操作線方程與操作線丫 =Lx +y -X2J V V丫 =Lx +y; -LXil V V被氣比 V =( 1 . 1 - 2. 0)( V)min ,最小液氣比的計(jì)算:丫1 -丫2上-*V min Xi - X2時(shí)=/(A)HXi=Xi*,此點(diǎn)對(duì)應(yīng)有最小液氣比.0,因而需要無(wú)限大的相際 操作線的極限位置為與平衡線相交,B點(diǎn)移至水平線丫=丫與平衡線的交點(diǎn) B*時(shí),這是理論上吸收液所能到達(dá)的最高組成,但此時(shí)過(guò)程的推動(dòng)力已變?yōu)?傳質(zhì)面積,實(shí)際上辦不到.或者當(dāng)解吸平衡線為非下凹線時(shí),此時(shí),對(duì)應(yīng)的氣液比為最小氣液比.以 表示.對(duì)應(yīng)的氣體用量為最小用量,記作就腿. L minX2 _ X1L 21*丫2
44、 一丫1塔高計(jì)算根本關(guān)系式掌握方法,不用記公式X1的計(jì)算為重點(diǎn),參考作業(yè)VYi dYKYaQ Y2Y -YHOg =KYaQ 稱(chēng)為氣相總傳質(zhì)單元高度Z = Nog Hog (填料層高度)N OGY1 dY ,d丫-稱(chēng)為氣相總傳質(zhì)單元數(shù)EY -Y丫1 dYY1Y1 *in(Y -Y )m:丫1- :丫2丫2傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算Nog 1-S15-sHHV X2 -Xi vL min = 丫2*min式中,=或?yàn)榻馕驍?shù)脫吸因數(shù).L丫 一mXc 丫值的大小反映了溶質(zhì) A吸收率的上下.Y2 _mX2Nol 1Alf .A式中任L稱(chēng)為吸收因數(shù).mV吸收塔塔徑的計(jì)算D = 4Vs第八章、塔設(shè)備r 一、概述二
45、、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(dòng),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(shí)完善別離;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(dòng)力.性能評(píng)估指標(biāo):1、通量一一單位塔截面的生產(chǎn)水平,表征塔設(shè)備的處理水平和允許空塔氣速;2、別離效率一一單位壓降塔的別離效果,對(duì)板式塔以板效率表示,對(duì)填料塔以等板高度表示;3、適應(yīng)水平操作彈性,表現(xiàn)為對(duì)物料的適應(yīng)性和對(duì)負(fù)荷波動(dòng)的適應(yīng)性;塔設(shè)備在兼顧通量大、效率高、適應(yīng)性強(qiáng)的前提下,還應(yīng)盡量滿足流動(dòng)阻力小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、金屬耗量少、造價(jià)低、易于操作限制等要求.二、板式塔及流體力學(xué)性質(zhì)了解
46、:板式廠泡罩塔板f塔的篩板了解它們工作原理種類(lèi)二浮閥塔板A1噴射形塔板塔板上氣液兩相的接觸狀態(tài):廠鼓泡狀優(yōu)良工作狀態(tài)蜂窩狀泡沫狀為了減少霧沫夾帶,大都限制在此狀態(tài)_噴射狀優(yōu)良工作狀態(tài)板上壓降:壓降增大接觸時(shí)間 t塔板效率 T需求板數(shù)人設(shè)備費(fèi)I'塔釜溫度,能耗,操作費(fèi)霧沫夾帶:上升氣流穿過(guò)塔板上液層時(shí),將板上液體帶入上層塔板的現(xiàn)象稱(chēng)為霧沫夾帶漏液:錯(cuò)流型的塔板在正常操作時(shí),液體應(yīng)沿塔板流動(dòng),在板上與垂直向上流動(dòng)的氣體進(jìn)行錯(cuò)流 接觸后由降液管流下.當(dāng)上升氣體流速減小,氣體通過(guò)升氣孔道的動(dòng)壓缺乏以阻止板上液體經(jīng)孔 道流下時(shí),便會(huì)出現(xiàn)漏液現(xiàn)象.液泛:塔內(nèi)假設(shè)氣、液兩相中之一的流量增大,使降液管
47、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(guò)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(chēng)為液泛,亦稱(chēng)淹塔.液面落差:當(dāng)液體橫向流過(guò)板面時(shí),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,那么在板面上形成液面落差,以 A表示.負(fù)荷性能圖:掌握,書(shū)下冊(cè) p158舞泳夾帶線.2液泛線/3液相負(fù)荷上限線4漏液線-5液相負(fù)荷下限線/ 諸線所包周的區(qū)域- 便是塔的適宜操作范明三、填料塔:了解填料種類(lèi):規(guī)整填料格柵填料波紋填料脈沖填料.空氣性質(zhì)及H-I1、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)量器=°.622
48、二 kg 水散裝r拉西環(huán)鮑爾環(huán)階梯環(huán)弧鞍與矩鞍金屬環(huán)矩鞍填料I球形填料流體流動(dòng)性質(zhì)了解,書(shū) P184第七章、枯燥相對(duì)濕度差異枯燥概述空氣性質(zhì)及H-I圖枯燥過(guò)程物料衡算及熱量衡算四、枯燥動(dòng)力學(xué)一、枯燥概述:枯燥操作的必要條件是物料外表的水汽壓力必須大于枯燥介質(zhì)中水汽的分壓,兩者差 別 越大,枯燥操作進(jìn)行得越快. 所以枯燥介質(zhì)應(yīng)及時(shí)將汽化的水汽帶走,以維持一定的擴(kuò)散推動(dòng)力.假設(shè)枯燥介質(zhì)為水汽所飽和,那么推動(dòng)力為零,這時(shí)枯燥操作即停止進(jìn)行.對(duì)流枯燥特點(diǎn):在對(duì)流于燥過(guò)程中,熱空氣將熱量傳給濕物料,物料外表水分即行汽化.并通過(guò) 外表外的氣膜向氣流主體擴(kuò)散.與此同時(shí),由于物料外表水分的汽化,物料內(nèi)部與外表
49、間存在水 分濃度的差異,內(nèi)部水分向外表擴(kuò)散,汽化的水汽由空氣帶走,所以枯燥介質(zhì)既是載熱體又是載 濕體,它將熱量傳給物斜的同時(shí)把由物料中汽化出來(lái)的水分帶走.因此,枯燥是傳熱和傳質(zhì)相結(jié)合的操作.枯燥速率由傳熱速率和傳質(zhì)速率共同限制.圖:汽kg絕干氣飽和濕度Hs =0.622 Ps相對(duì)濕度0=應(yīng)100%PsH濕空氣的濕度 及水汽/岫絕氣以后的論中,略去單位中水汽網(wǎng)字M摩爾質(zhì) £, kg/kmol;H摩爾敷 krrvl ;下標(biāo)v表示水蒸氣四表示絕干氣.P,水汽的分壓,Ph或khiP 總壓* &或kPbH,濕空氣的拖和濕度.kg/kg絕干氣$P,在空氣溫度下,純水的地和蒸氣壓,Ph或k
50、Ri5濕比容 VH =va +Hq =(0. 772 +1.244H) x 如: 乂 1. 013 * 10 m3 濕氣/kg 干氣濕比熱 Ch =1.01+1.88HkJ/kg 干氣 C焙 I =(1. 01 + 1. 88H)t + 2492H kJ/kg 干氣H 一 -濕空氣的比體枳,持(濕空氣)/均絕于,溫度,機(jī)濕球溫度:tw =t -虹Hw -HCL露點(diǎn)溫度tdPd = HP0.622 H由pd根據(jù)飽和水蒸汽壓表查出相應(yīng)的溫度,即為該濕空氣的露點(diǎn).絕熱飽和溫度tas =t - Has - H 約等于濕球溫度Ch干球溫度理解四個(gè)溫度之間的關(guān)系,書(shū)下冊(cè) P249不飽和空氣:t>tw tas >td 飽和空氣: t = tw tas = t d2、空氣H-I圖:熟悉理解,會(huì)用,書(shū)下冊(cè) P254構(gòu)成線群:5條1等濕度線等H線群等濕度線是平行于縱鈾的線群2等焙線等I線群等粉線是平行于斜袖的線群3等干球溫度線等t線群不平行4等相對(duì)濕度線等0線群4 =100%勺等4線稱(chēng)為飽和空氣線,此時(shí)空氣為水汽所飽和5蒸汽分壓線作業(yè)及書(shū)上例題三、枯燥過(guò)程物料衡算及熱量衡算:5 .上空氣朗臉札單歸PM A 一分嫩謎挺肝喝腳麒W謎干氣h出 抑濕祝何出做制
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