化工原理复习总结

1一．单元操作；二．单位制与单位换算；三．四个基本概念：物料衡算，能量衡算，过程速率，平衡关系。绪论2密度（质量分数），压强（三种不同表示法P18、单位）（表压力，真空度）第一章流体流力学与应用一．流体的基本性质黏度：牛顿粘性定律P14，流动边界层，温度的影响。二．流体静力学基本方程式流体黏度单位（法定Pa.s，导出单位：P泊），理想流体黏度1atm=760mmHg=10.33mH2O=101.33kPa=1.033kgf/cm2=1.033at压强的表示方法：绝压—大气压=表压表压常由压强表来测量；大气压—绝压=真空度真空度常由真空表来测量。)(2112zzgppghpp0或反应在重力场作用下，静止液体内部压力的变化规律应用条件：静止的连通着的同一种连续的流体。3应用：水平管路上两点间压强差与U型管压差计读数R的关系：处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须时静止、连续和同一种液体。流速：AquV流量：AVWsus二、流体流动的基本方程对不可压缩流体：在圆形管道内:常数222111AuAuwsuAAuAuV2211s2121221ddAAuu2．流体流动的连续性方程：1．稳定流动与非稳定流动流速与管径的平方成反比。4（1）理想流体的伯努利方程：常数pugz22(2)实际流体的伯努利方程：应用注意事项fehupgzWupgz2222222111①对1kg流体：2211221e2fupupzHzH2gg2ggeeWHgffhHg②对1N流体：其中3．伯努利方程P31-335udduRe1.流体流动类型2.层流和湍流的比较：质点运动方式、径向速度分布不同四．流体流动现象P39'fffhhh2fluhd22ffluphd2Re64(1)直管阻力层流时：范宁公式：)(Re,dεfλ湍流时：层流：Re≤2000，湍流：Re≥4000，过渡区：2000Re40003.流动阻力的计算：总阻力：雷诺数单位：法定单位和物理单位边界层概念：由于流体具有黏性，在垂直于流体流动方向产生了速度梯度。622'uξhf1eξ5.0cξ22'udlhef(2)局部阻力阻力系数法出口：进口：当量长度法：总阻力：对等径管道：2ΣΣΣΣ2uξdllλhieiif22udlhef非圆形管道Ade44流体浸润周边长度流通截面积71、主要部件，工作原理，气缚现象，主要性能参数，特性曲线，额定流量；3、气蚀现象产生原因与危害；抗气蚀性能（允许吸上真空度与允许气蚀余量）；离心泵安装高度。eVePqgHePP第二章流体输送机械离心泵2、效率与有效功率：4、工作点：管路特性曲线和离心泵特性曲线的交点。流量调节方法：调节阀门开度；调节泵的转速。连续性方程：伯努利方程:摩擦阻力计算式：)(ddufRe/64层流:湍流:简单管路的计算：等径管路√8fehupgzWupgz222222211122112dduuudqV24ePPeVemegHρqWqP2ΣΣΣΣ2uξdllλhieiif9第三章非均相物系的分离和固体流态化均相物系和非均相物系颗粒的特性（单一颗粒，颗粒群）二、沉降分离1、重力沉降3)(4stdgu——沉降速度表达式ξ值是颗粒与流体相对运动时的雷诺数Ret的函数。a)滞流区或托斯克斯(stokes)定律区（10–4＜Ret1）tRe24182stgdu——斯托克斯公式106.0Re5.18t6.0Re27.0tgdust——艾伦公式c)滞流区或牛顿定律区（Nuton）（103＜Ret＜2×105）44.0gdust74.1——牛顿公式b)过渡区或艾伦定律区（Allen）（1＜Ret103）11沉降速度的计算：试差法，摩擦数群法。除尘室t为了满足除尘要求tuHul——降尘室使颗粒沉降的条件HbVusssVlHbHbVltsuHVlHbtsbluV——降尘室的生产能力RuduTsr342——离心沉降速度12标准旋风分离器各参数P158iscuNBd9——临界粒径的表达式05027.0iuDd——分割粒径的表达式13二、过滤饼层过滤和深床过滤“桥架现象”)()1(5223LPauc——过滤速度表达式)(2eVVrvPAddV——过滤速率的一般关系式)(12esVVrPAddV——过滤基本方程式14恒压过滤先恒速后恒压过滤)()(22eeKAVV——恒压过滤方程式）（）（eeKqq215传热基本方式；稳态与非稳态传热。第四章传热1.傅立叶定律：不同物质的导热系数与温度的关系dndtAλQ（1）单层壁：2.一维稳态热传导一．基本概念二．热传导热阻传热推动力RtAbttQ21热传递有三种基本方式：热传导（导热）、热对流（对流）和热辐射导热基本定律，与牛顿黏性定律类比16（2）多层壁：而对圆筒壁：321321::Δ:Δ:ΔRRRttt温差与热阻的关系：1212lnAAAAAm1212ln)(2rrrrl对圆筒壁，式中A用Am代入：对平壁：nqqqq21nQQQQ21nqqq21niiniiinRtAbttQ1111nQQQQ21171．基本方程：牛顿冷却定律(1)经验公式：应用范围，定性温度，特征尺寸。(2)Nu,Re,Pr,Gr等特征数的意义。αttαq1ΔΔAαttAαQ1ΔΔ三．对流传热1、黑体，镜体，透热体，灰体；黑度；2、辐射能力与温度的关系；2．对流表面传热系数p226单位W/m2.℃四．辐射传热P2683．有相变时的：蒸气冷凝、液体沸腾3．克希霍夫定律：4100)(TCTfEAEbb181．传热速率方程五．传热过程计算(1)无相变：(2)有相变：)()(12,21,ttcWttcWQcpchphmtKAQΔ(3)2．热量衡算)()]([12,21,ttcWTTcrWQcpchphdSTKQ)t(d——总传热速率微分方程mdSbTQ)t(dww——圆管热传导速率190011dαddλbdαKimiii传热平均温差P236（只要求并、逆流）3.总传热系数2121mtttttln4．总传热速率方程m2121lntKSttttKSQ换热器总传热速率方程202021ccdπtptWctLndKTt12hhdπTpTWcTLndKTt换热器的换热管长度基本计算公式cc()LHNTUhh()LHNTU传热单元长度传热单元数传热单元长度传热单元数第六章蒸馏1．相对挥发度α：一．气液相平衡三．精馏原理，理论板概念，恒摩尔流假设，连续稳定精馏流程。二．简单蒸馏与平衡蒸馏：操作流程；特点。对理想溶液:2．相平衡方程：xy11x()BApp21四．双组分连续精馏的计算：√1．全塔物料衡算饱和液体：饱和蒸汽：2．不同加料状态的q值nLnDqRq,,nVnDqR1q,,()3．全塔气液流量精馏段提馏段1q0qWn,Dn,n,FqqqWWnDDnFFnxqxqxq,,,FnLnLnqqqq,,,FnVnVnqqqq,,,1224．理论板数的求算（3）图解法：做相平衡曲线y-x，并做对角线；做精馏段操作线：；做q线：；作提馏段操作线；在平衡线和操作线间作直角梯级。跨过两操作线交点所在梯级即代表适宜加料位置；q值对加料位置的影响：一定物系，分离要求一定，q值越大加料位置越高。（1）逐板计算法；（2）简捷法：吉利兰图的应用；5．适宜加料位置11RxxRRyD11qxxqqyF236．回流比的影响和选择（1）全回流与最小理论板数Nmin（2）最小回流比Rmin：对于一定料液，达到一定分离要求所需回流比的最小值。操作线方程：nnxy1Rmin的确定：（正常平衡曲线）值可图解，或由解得；（3）适宜回流比：min)0.2~1.1(RRqqqDxyyxRmin11)1(1qxxqqyxαxαyFqqqqqqqyx，FqxxFqxy泡点进料时，,露点进料时，24TTNEN100%7．塔板效率（1）单板效率(莫弗里板效率)：（2）全塔板效率：五、直接蒸汽加热精馏塔：应用条件；优点。六、间歇精馏：特点，操作流程，典型操作方式。七、恒沸精馏和萃取精馏：原理，特点。1*1,nnnnVmyyyyE*11,nnnnLmxxxxE25八．板式塔1、传质设备的性能指标2、塔板结构3、塔板上气液接触状态4、塔板上的不正常操作5、塔高和塔径的计算uqDVT4TPHNZ)1(26解：（1）F=D+WFxF=DxD+WxWD＝50kmol/h（2）W＝50kmol/h精馏段操作线方程为27例题：某精馏塔用于分离苯-甲苯混合物。进料含苯为50％（摩尔百分数，以下同），泡点进料，处理量为每小时100kmol，要求塔顶产品中含苯不低于0.975，塔底产品中含苯不高于0.025，操作回流比为3.5，平均相对挥发度α＝2.4，塔顶采用全凝器。试求（1）塔顶产品量？（2）塔底产品量？（3）塔顶往下数，离开第二块理论板的气相组成y2为多少？28亨利定律及应用：判断过程方向、确定过程极限、计算过程推动力。一．气液相平衡与吸收过程的关系第五章吸收二、传质分离过程1、传质分离过程的种类、应用2、单相中的传质分子扩散：等子扩散与单向扩散涡流扩散，对流扩散，扩散系数3、双膜理论基本论点表达式：传质总阻力=气膜阻力+液膜阻力。29三．吸收速率方程式1、两大类十二种吸收速率方程式2、各类传质系数之间的关系3、对应推动力下，总传质系数与膜传质系数的关系（即：传质总阻力=气膜阻力+液膜阻力）4、气膜控制与液膜控制。三．吸收塔的计算1．物料衡算与操作线方程适宜液气比平衡关系为直线：2．吸收剂用量与最小液气比2121XXYYGL2121XmYYYGL/minmin).~.(GL0221GLmXY*30OGOGHHN3.填料层高度的计算：√（1）填料层高度：（2）传质单元数的计算：平衡关系为直线时：对数平均推动力法：脱吸因数法：脱吸因数S:ΩaKGHYOGm21OGYYYN])ln[(**SYYYYS1S11N2221OG****ln)()(22112211mYYYYYYYYYLmGS12*YYOGYYdYN3132四．填料塔1、填料类型2、填料性能3、空塔气速，液泛气速4、塔高和塔径计算33第七章液-液萃取三元体系的液-液相平衡三角形相图读数溶解度曲线、联结线、临界混溶点、分配系数和选择性系数P201物料衡算与杠杆规则xACABSDCMxAMxADxSCxSMxSDCMDMDC/CDDMMC/CDCMMD/xyk）中的组成在萃余相（溶质）中的组成在萃取相（溶质RAEAA在萃余相中的质量分率在萃余相中的质量分率在萃取相中的质量分率在萃取相中的质量分率BABA34ABSRR’FE’EMEmE’m联结线斜率越大，萃余液浓度越小。相切时萃取液浓度最高温度越高，溶解度大，两相区缩小（有时温度变化会引起物系的变化，如p202图4-9）萃取分离效果影响因素E’m35单级萃取、多级逆流萃取、多级错流萃取萃取液R、E的计算：R+E=F+SR/E=ME/MR萃余液R’、E’组成计算：E’+R’=FE’/R’=FR’/FE’稀释剂S用量的计