化工原理公式总结

第一章流体流动与输送机械1.流体静力学基本方程：ghpp022.双液位U型压差计的指示:)21(21Rgpp)3.伯努力方程：222212112121pugzpugz4.实际流体机械能衡算方程：fWpugzpugz222212112121+5.雷诺数：64Redu6.范宁公式：fpdluudlWf223227.哈根-泊谡叶方程：232dlupf8.局部阻力计算：流道突然扩大：2211AA流产突然缩小：2115.0AA9.混合液体密度的计算：nwnBwBAwAmxxx....1ρ液体混合物中个组分得密度，10.Kg/m3,x--液体混合物中各组分的质量分数。10。表压强=绝对压强-大气压强真空度=大气压强-绝对压强11.体积流量和质量流量的关系：ws=vsρm3/skg/s整个管横截面上的平均流速：AVsA--与流动方向垂直管道的横截面积，m2流量与流速的关系：质量流量：AvAwGssG的单位为：kg/(m2.s)12.一般圆形管道内径：svd413.管内定态流动的连续性方程：Avwss常数AAAsw....222111表示在定态流动系统中，流体流经各截面的质量流量不变，而流速u随管道截面积A及流体的密度ρ而变化。对于不可压缩流体的连续性方程：常数AAAsv...2211体积流量一定时流速与管径的平方成反比：22121dd14.牛顿黏性定律表达式：dyduμ为液体的黏度1Pa.s=1000cP15平板上边界层的厚度可用下式进行评估：对于滞留边界层5.0Re64.4xx湍流边界层2.0Re376.0xx式中Rex为以距平板前缘距离x作为几何尺寸的雷诺数，即xpusxRe，us为主流区的流速16对于滞流流动，稳定段长度x。与圆管直径d及雷诺数Re的关系：Re0575.00dx式中为管截面的平均流速udu,Re。17.流体在光滑管中做湍流流动，滞留内层厚度可用下式估算，即：Re5.6187db式中系数在不同的文献中会有所不同，主要是因公式推导过程中，所假设截面平均流速u与管中心最大流速umax的比值不同而引起的。当81.0maxuu时，系数为61.5.18.湍流时，在不同的Re值范围内，对不同的管材，λ的表达式不相同：光滑管：A：柏拉修斯公式：25.0Re3164.0适用范围Re=3000~100000B:顾毓珍等公式：32.0Re500.00056.0适用范围Re=3000~1*10^6粗糙管A:柯尔不鲁克公式：)Re35.91lg(214.1lg21dd上式适用于005.0RedB：尼库拉则与卡门公式：14.1lg21d上式适用于005.0Red19.rH水力半径的定义是流体在管道里的流通截面A与润湿边长Π之比，即;ArH对于圆形管子d=4rH20对于流体流经直径不变的管路时，如果把局部阻力都按照当量长度的概念来表示，则管路的总能量损失为：22udllhefhf的单位J/kg21.测速管又称皮托管hCur2ur--流体在测量点处的局部流速。Δh--测量点处冲压能与静压能之差对于标准的测速管，C=1：通常取C=0.98~122.孔板流量计)(200bappCu)(20000bappACuAVs)(2000basppCuAw式中的（Pa-Pb)可由孔板前后测压口所连接的压力差计测得。A1、A2分别代表管道与孔板小孔的截面积C0查图获得一般在0.6~0.723.文丘里流量计)(20bavsppACVCv--流量系数实验测定或从仪表手册中查的A0-----喉管的截面积，m^224.转子流量计fffRRRRsAgVACppACV)(2)21(2AR--转子与玻璃管的环形截面积CR转子流量计的流量系数Vf、Af、ρf分别为转子的体积大部分的截面积材质密度25.离心泵的性能参数：流量、压头、效率、轴功率。能量损失：容积ηv、机械ηm、水力ηh损失总效率：η=ηvηmηh轴功率：eNNgHQNeN--轴功率，wNe---有效功率，wQ--流量，m^3/sH---压头，m若离心泵的轴功率用kw来计量：102QHN26.离心泵转速的影响：2121nnQQ22121)(nnHH32121)(nnNNQ1、H1、N1-----转速为n1时泵的性能Q2、H2、N2-----转速为n2时泵的性能27.离心泵叶轮直径的影响：''22DDQQ222)'('DDHH322)'('DDNN'Q、'H、'N----=叶轮直径为'D时泵的性能Q、H、N----=叶轮直径为D时泵的性能28.离心泵的气蚀余量,m：gugpgpNPSHv2211pv--操作温度下液体的饱和蒸汽压,pa29.临界气蚀余量，m：kfkvcHgugugppNPSH1,1min,122)(221--k截面30.离心泵的允许吸上真空度，m液柱：gppsHa1'pa---大气压强，pap1---泵吸入口处允许的最低绝对压强，pa测定允许吸上真空度'sH实验是在大气压为98.1Kpa(10mH2O)下，用20℃清水为介质进行的。其他条件需进行换算，即1000)24.09810()10('vaspHsHHHs---操作条件下输送液体时的允许吸上真空度，m液柱'sH---实验条件下输送水时的允许吸上真空度，即在水泵性能表上查的数值，mH2OHa---泵安装地区的大气压强，mH2O，其值随海拔高度的不同而异Pv----操作温度下液体的饱和蒸汽压，Pa10---实验条件下大气压强，mH2O0.24--20℃下水的饱和蒸汽压，mH2O1000--实验温度下水的密度，Kg/m^3ρ--操作温度下液体的密度，kg/m^331.离心泵的允许吸上真空度'sH与气蚀余量的关系为：)(2'21NPSHgugppsHva32.离心泵的允许安装（吸上）高度：10,11022fgHgugppHHg--泵的允许安装高度，m；Hf，0-1--液体流经吸入管路的压头损失，m；P1---泵入口处允许的最低压强，pa若贮槽上方与大气相通，则p0即为大气压强pa,上式可表示为：10,122fvagHgugppH若已知离心泵的必须气蚀余量则：10,)(frvagHNPSHgppH若已知离心泵的允许吸上真空度则：10,12'2fgHgusHH离心泵的实际安装高度应比允许安装高度低0.5~1m33.离心泵的流量调节方法：A：改变阀门的开度；B：改变泵的转速在同一压头下，两台并联泵的流量等于单台泵的两倍；而两台泵串联操作的总压头必低于单台泵压头的两倍第二章非均相物系分离·1.恒压过滤对于一定的悬浮液，若μ、r’及v皆可视为常数，则令vrk'1k--表征过滤物料特性的常数，m4/(N*s)恒压过滤方程-----)()(22eeKAVVeeKAV22222KAVVVespkK12θ--过滤时间，s；K--过滤常熟，m2/sq--介质常数，m3/m2当过滤介质阻力可以忽略时，Ve=0，θe=0，则恒压过滤方程可简化为：22KAV令AVq/，AVqee/则此方程为：)()(2eeKqqeeKq2kqqqe22Kq22.非球形颗粒当量直径的计算36peVdde---体积当量直径，mVp--非球形颗粒的实际体积，m^33.形状系数又称球形度，他表征颗粒的形状与球形的差异情况。pssss--颗粒的形状系数或球形度S--与该颗粒体积相等的圆球的表面积，m2Sp--颗粒的表面积，m24.对于非球形颗粒，通常选用体积当量直径和形状系数来表征颗粒的体积、表面积、比表面积：36epdVsepdS/2esdap65.等速阶段中颗粒相对于流体的运动速度ut称为沉降速度。3)(4stgduξ---阻力系数ut--颗粒的自由沉降速度，m/sd---颗粒直径，mρ,ρs---分别为流体和颗粒的密度，kg/m36.滞流区或斯托克斯定律区（10-4Ret1）其中ttduReμ--流体的黏度，pa.stRe24过渡区或艾伦定律区（1Ret103）6.0Re5.18t湍流区或牛顿定律区（103Ret2*105）ξ=0.447.重力沉降速度ut:滞流区18)(2gdust过渡区：6.0Re)(27.0tstgdu湍流区：gdust)(74.18.由于器壁效应对沉降速度的修正：)(1.21'Ddtutuut--理论沉降速度，m/s'tu--颗粒的实际沉降速度，m/sD--容器直径，m9.降尘室最高点的颗粒沉降至室底需要的时间为:ttuH气体通过降尘室的时间为:ul为了满足除尘要求，气体在降尘室内的停留时间至少需要等于颗粒的沉降时间，即：ttuHul或气体在降尘室内的水平通过速度为：HbVus为了满足要求：tsbluVl---降尘室的长度，m;H--降尘室的高度，m;b--降尘室的宽度，m;u---气体在降尘室的水平通过速度，m/s；Vs--降尘室的生产能力，m3/s若降尘室内设置n层水平隔板，则多层降尘室的生产能力为:tsblunV)1(需要指出，沉降速度ut应根据需要完全分离下来的最小颗粒尺寸计算。10.离心沉降速度：RuduTsr23)(4在与转轴距离为R、切向速度为uT的位置上11.过滤床层空隙率：床层体积颗粒体积床层体积-m3/m3对于空隙率为ε的床层、床层的比表面积ab(m2/m3)与颗粒物料的比表面积a具体如下关系：ab=a(1-ε)ddasbb)1(66ρb--颗粒的堆积密度，kg/m3ρs--颗粒的真实密度，kg/m312.为了滤液流动现象加以数字化描述，常将复杂的实际流动过程加以简化。简化模型是将床层中不规则的通道假设成长度为L，当量直径为de的一组平行细管，并且规定：A：细管的全部流动空间等于颗粒床层的空隙体积；B:细管的内表面积等于颗粒床层的全部表面积。在上述简化简化条件下，以1m3床层体积为基准，细管的当量直径可表示为床层空隙率ε及比表面积ab的函数，即：ade)1(4a44b细管的全部内表面积床层流动空间、13.对于颗粒床层内的滞留流动，滤液平均流速u为：Lpauc2)1(253L--床层厚度，m；Δpc--滤液通过滤饼层的压强降，pa；μ--黏度14.任一瞬间的过滤速度为：LpAaddVc2)1(253V--滤液量，m3；θ--过滤时间，s；A--过滤面积，m215.滤饼阻力：rLLaR32)1(2532)1(25arr--滤饼的比阻，1/m216.过滤基本方程；若每获得1m3滤液所形成的滤饼体积为vm3，则任一瞬间的滤饼厚度与当时已获得的滤液体积之间的关系为：vVLA则AvVLv--滤饼体积与相应滤液体积之比，无量纲，或m3/m3如果我们知道悬浮液中固相的体积分率Xv和滤饼的孔隙率，可通过物料衡算求得L与V之间的关系，即：LAVVF)1(LAXVVF解得：)1(VVXXAVL显然VVXXVLAv1VF--料浆的体积，m3；XV--悬浮液中固相的体积分数17.不可压缩滤饼的过滤基本方程式；)(2eVVrvpAddV若令AVq，AVqee则)(eqqrvpddqq--单位过滤面积所得滤液体积，m3/m2;qe--单位过滤面积所得当量滤液体积，m3/m218.可压缩滤饼的过滤基本方程式：)('12eVVvrspAddV或