化工原理公式及各个章节总结汇总

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：duRe6.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第二章非均相物系分离1.恒压过滤方程：tKAVVVe222令AVq/，AVeqe/则此方程为：ktqqqe22第三章传热1.傅立叶定律：ntdAdQ，dxdtAQ2.热导率与温度的线性关系：)1(0t3.单层壁的定态热导率：bttAQ21，或mAbtQ4.单层圆筒壁的定态热传导方程：)ln1(21221rrttlQ或mAbttQ215.单层圆筒壁内的温度分布方程：CrlQtln2（由公式4推导）6.三层圆筒壁定态热传导方程：34123212141ln1ln1ln1(2rrrrrrttlQ7.牛顿冷却定律：)(ttAQw，)(TTAQw8.努塞尔数lNu普朗克数CpPr格拉晓夫数223tlgGr9.流体在圆形管内做强制对流：10000Re，1600Pr6.0，50/dlkNuPrRe023.08.0，或kCpdud8.0023.0，其中当加热时，k=0.4，冷却时k=0.310.热平衡方程：)()]([1222211ttcqTTcrqQpmspm无相变时：)()(12222111ttcqTTcqQpmpm，若为饱和蒸气冷凝：)(12221ttcqrqQpmm11.总传热系数：21211111ddddbKm12.考虑热阻的总传热系数方程：212121211111ddRRddddbKssm13.总传热速率方程：tKAQ14.两流体在换热器中逆流不发生相变的计算方程：22111112211lnpmpmpmcqcqcqKAtTtT15.两流体在换热器中并流不发生相变的计算方程：22111122111lnpmpmpmcqcqcqKAtTtT16.两流体在换热器中以饱和蒸气加热冷流体的计算方程：2221lnpmcqKAtTtT第四章蒸发1.蒸发水量的计算：110)(LxxWFFx2.水的蒸发量：)1(10xxFW3.完成时的溶液浓度：WFFx04.单位蒸气消耗量：rrDW'，此时原料液由预热器加热至沸点后进料，且不计热损失，r为加热时的蒸气汽化潜热r’为二次蒸气的汽化潜热5.传热面积：mtKQA，对加热室作热量衡算，求得DrhHDQc)(，1tTt，T为加热蒸气的温度，t1为操作条件下的溶液沸点。6.蒸发器的生产能力：)(1tTKAQ7.蒸发器的生产强度（蒸发强度）：QWE第六章蒸馏1.乌拉尔定律：AAAxpp0，)1(0ABAxpp2.道尔顿分定律：BAppp3.双组分理想体系气液平衡时，系统总压、组分分压与组成关系：AAAAxppyp0，BBBBxppyp04.泡点方程：oBoAoBAppppx，露点方程：oBoAoBoAAppppppy5.挥发度：AAAxp，BBBxp6.相对挥发度:BBAABAxpxp，或BABAxxyy7.相平衡方程：xxy)1(18.全塔物料衡算：WDF，xWxDxFWDF9.馏出液采出率：xWDWFxxxFD10.釜液采出率：xWDFDxxxFW11.精馏段操作线方程：DLV，DnnDxLxVy1，DnnxVDxVLy1令DLR（回流比），则DnnxRxRRy111112.提馏段操作线方程：总物料衡算：WVL''，易挥发组分的物料衡算：xWmmWyVxL1''即WmmxWLWxWLLy'''113.原料的摩尔汽化潜热蒸气所需的热量每摩尔原料汽化为饱和饱和流体的焓—饱和蒸气的焓原料的焓—饱和蒸气的焓hHhHqF'14.q线方程（进料方程）：11qxxqqyF15.芬斯克方程：mWWDDxxxxNlg11lg1min第七章干燥1.湿度：vvavaavvpppnnMnMnH622.029182.相对温度：%100svpp3.湿比热容：HcccvaH，在0~120℃时，HcH88.101.14.湿空气焓：vaHHIII，具体表达式为：HtHIIH2492)88.101.1(5.湿比体积：ptHptHvH5510013.12732734.22244.1772.010013.12732734.22182916.露点温度：ddpppH622.0，即HHppd622.07.流体流动–––基本概念与基本原理一、流体静力学基本方程式)(2112zzgpp或ghpp0注意：1、应用条件：静止的连通着的同一种连续的流体。2、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。3、压强单位的换算：1atm=760mmHg=10.33mH2O=101.33kPa=1.033kgf/cm2=1.033at4、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：gRppA)(21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。二、定态流动系统的连续性方程式––––物料衡算式常数常数uAAuAuwsA222111,常数常数uAAuAuVsA2211,21221221///,ddAAuuA圆形管中流动常数三、定态流动的柏努利方程式––––能量衡算式1kg流体：2211221222fpupugZWegZh[J/kg]讨论点：1、流体的流动满足连续性假设。2、理想流体，无外功输入时，机械能守恒式：3、可压缩流体,当Δp/p120%,仍可用上式，且ρ=ρm。4、注意运用柏努利方程式解题时的一般步骤，截面与基准面选取的原则。5、流体密度ρ的计算：理想气体ρ=pM/RT混合气体vnnvvmxxx2211混合液体nwnwmwmxxx2211上式中：vix––––体积分率；wix––––质量分率。6、gz，u2/2，p/ρ三项表示流体本身具有的能量，即位能、动能和静压能。∑hf为流经系统的能量损失。We为流体在两截面间所获得的有效功，是决定流体输送设备重要参数。输送设备有效功率Ne=We·ws，轴功率N=Ne/η（W）7、1N流体feHgugpZH22[m]（压头）1m3流体2ap2efffuWzgphph而,四、柏努利式中的∑hfI．流动类型：1、雷诺准数Re及流型Re=duρ/μ，μ为动力粘度，单位为[Pa·s]；层流：Re≤2000，湍流：Re≥4000；2000Re4000为不稳定过渡区。2、牛顿粘性定律τ=μ(du/dy)气体的粘度随温度升高而增加，液体的粘度随温度升高而降低。3、流型的比较：①质点的运动方式；②速度分布，层流：抛物线型，平均速度为最大速度的0.5倍；2211221222pupugZgZ湍流：碰撞和混和使速度平均化。③阻力，层流：粘度内摩擦力，湍流：粘度内摩擦力+湍流应力。II．流体在管内流动时的阻力损失'fffhhh[J/kg]1、直管阻力损失hfffpudlh22范宁公式(层流、湍流均适用).层流：26432()flufRehRed即或哈根—泊稷叶公式。湍流区（非阻力平方区）：(,)fRed；高度湍流区（阻力平方区）：)(df，具体的定性关系参见摩擦因数图，并定量分析hf与u之间的关系。推广到非圆型管润湿周边长流通截面积44Herdd注：不能用de来计算截面积、流速等物理量。2、局部阻力损失h′f①阻力系数法，5.00.122'cefuh②当量长度法，22'udlhef注意：截面取管出口内外侧，对动能项及出口阻力损失项的计算有所不同。当管径不变时，2()()2eflluhd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。流体在等径管中作稳定流动流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长不变。流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的静压能项。完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数数值只取决于相对粗糙度。水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小时，水流量将减小，摩擦系数增大，管道总阻力不变。五、管路计算I．并联管路：1、321VVVV2、321ffffhhhh各支路阻力损失相等。即并联管路的特点是：（1）并联管段的压强降相等；（2）主管流量等于并联的各管段流量之和；（3）并联各管段中管子长、直径小的管段通过的流量小。II．分支管路：1、321VVVV2、分支点处至各支管终了时的总机械能和能量损失之和相等。六、柏式在流量测量中的运用1、毕托管用来测量管道中流体的点速度。2、孔板流量计为定截面变压差流量计，用来测量管道中流体的流量。随着Re增大其孔流系数C0先减小，后保持为定值。3、转子流量计为定压差变截面流量计。注意：转子流量计的校正。测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将增加，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将不变。离心泵–––––基本概念与基本原理一、工作原理基本部件：叶轮（6~12片后弯叶片）；泵壳（蜗壳）（集液和能量转换装置）；轴封装置（填料函、机械端面密封）。原理：借助高速旋转的叶轮不断吸入、排出液体。注意：离心泵无自吸能力，因此在启动前必须先灌泵，且吸入管路必须有底阀，否则将发生“气缚”现象。某离心泵运行一年后如发现有气缚现象，则应检查进口管路是否有泄漏现象。二、性能参数及特性曲线1、压头H，又称扬程fHgpZH2、有效功率HgQNHgQwWNsee轴功率3、离心泵的特性曲线通常包括QQNQH,,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。由QN线上可看出：0Q时，minNN，所以启动泵和停泵都应关闭泵的出口阀。离心泵特性曲线测定实验，泵启动后出水管不出水，而泵进口处真空表指示真空度很高，可能出现的故障原因是吸入管路堵塞。若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头减小，流量减小，效率减小，轴功率增大。三、离心泵的工作点1、泵在管路中的工作点为离心泵特性曲线（QH）与管路特性曲线（eeQH）的交点。管路特性曲线为：2eeBQKH。2、工作点的调节：既可改变QH来实现，又可通过改变eeQH来实现。具体措施有改变阀门的开度，改变泵的转速，叶轮的直径及泵的串、并联操作。离心泵的流量调节阀安装在离心泵的出口管路上，开大该阀门后，真空表读数增大，压力表读数减小，泵的扬程将减小，轴功率将增大。两台同样的离心泵并联压头不变而流量加倍，串联则流量不变压头加倍。四、离心泵的安装高度gH为避免气蚀现象的发生，离心泵的安装高度≤gH，注意气蚀现象产生的原因。1．1021'2fsgHguHH'sH为操作条件下的允许吸上真空度，m10fH为吸入管路的压头损失，m。2．10)