《化工原理》复习.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化工原理,复习,第一章,基本概念：,连续性假定 质点 拉格朗日法 欧拉法 定态流动 轨线与流线 系统与控制体 粘性的物理本质,总势能 理想流体与实际流体的区别,可压缩流体与不可压缩流体的区别,牛顿流体与非牛顿流体的区别,伯努利方程的物理意义 平均流速,均匀分布 均匀流段 层流与湍流的本质区别,稳定性与定态性 因次 雷诺数的物理意义,因次分析实验研究方法的主要步骤 摩擦系数,完全湍流粗糙管 局部阻力当量长度 驻点压强,孔板流量计、转子流量计的特点,重要公式：,牛顿粘性定律,静力学方程,机械能守恒式,雷诺数,阻力损失 ，,层流 或,局部阻力,当量直径,孔板流量计 ，,第二章,基本概念：,管路特性方程 输送机械的压头或扬程,离心泵理论压头的影响因素 叶片后弯原因,气缚现象 离心泵特性曲线 离心泵工作点,离心泵的调节手段,汽蚀现象 必需汽蚀余量,(NPSH)r,离心泵的选型,(,类型、型号,),正位移特性,往复泵的调节手段,离心泵与往复泵的比较,(,流量、压头,),通风机的全压、动风压 真空泵的主要性能参数,重要公式：,管路特性,泵的有效功率,泵效率,最大允许安装高度,风机全压换算,第四章,基本概念：,非球形颗粒的当量直径 形状系数,颗粒群平均直径的基准,床层比表面 床层空隙率 数学模型法的主要步骤 架桥现象 过滤速率基本方程,过滤常数及影响因素 洗涤速率,过滤机的生产能力,opt,叶滤机 板框压滤机 回转真空过滤机,加快过滤速率的途径,重要公式：,物料衡算：三个去向：滤液，滤饼中固体，,滤饼中液体,过滤速率基本方程 ，其中,恒速过滤,恒压过滤,生产能力,回转真空过滤,板框压滤机洗涤时间,(),第五章,基本概念：,曳力系数 斯托克斯区 牛顿区,(,自由,),沉降速度 重力沉降室加隔板,离心分离因数 旋风分离器主要评价指标,总效率 粒级效率 分割直径,d,pc,流化床的特点,(,混合、压降,),两种流化现象 聚式流化的两种极端情况,起始流化速度 带出速度 气力输送,重要公式：,斯托克斯沉降公式 ，,重力降尘室生产能力,除尘效率,流化床压降,第六章,基本概念：,载热体 三种传热机理的物理本质,间壁换热传热过程的三个步骤,导热系数 热阻 推动力 流动对传热的贡献,强制对流 自然对流,(,加热、冷却面的位置,),Nu=0.023Re,0.8,Pr,b,的定性尺寸、定性温度，,b,值,液体沸腾的两个必要条件 核状沸腾 膜状沸腾,临界点 沸腾给热的强化 蒸汽冷凝的两种形式,排放不凝性气体 各种 的相对大小,斯蒂芬,-,波尔兹曼定律 黑体 黑度 灰体,传热过程的控制步骤 传热操作线,K,与,A,的对应,逆流 并流 冷、热流体流动通道的主要选择原则,重要公式：,傅立叶定律,牛顿冷却定律,努塞尔数,普朗特数,圆管内强制湍流,受热,b=0.4,冷却,b=0.3,传热系数,传热基本方程式,热量衡算式,或,第八章,基本概念：,吸收的目的和基本依据 主要操作费 解吸方法,选择吸收溶剂的主要依据 相平衡常数及影响因素,扩散流,J,A,净物流,N,主体流动,N,M,传递速率,N,A,漂流因子,(,气、液,),扩散系数的影响因素,传质机理 气液相际物质传递步骤,有效膜理论与溶质渗透理论的结果差别,传质阻力控制 低浓度气体吸收特点,建立操作线方程的依据,H,OG,的含义 返混,最小液气比,N,OG,的计算方法 常用设备的,H,OG,吸收剂三要素及对吸收结果的影响,化学吸收与物理吸收的区别,重要公式：,亨利定律 ，；相平衡,费克定律,传递速率 ；,对流传质,总传质系数,传质速率方程式,吸收过程基本方程式,对数平均推动力,吸收因数法,最小液气比,物料衡算式,第九章,基本概念：,蒸馏的目的及基本依据 主要操作费用,双组份汽液平衡自由度 泡点 露点,总压对相对挥发度的影响 平衡蒸馏 简单蒸馏,连续精馏 间歇精馏 特殊精馏 精馏的必要条件,理论板 板效率 恒摩尔流假设及主要条件,加料热状态参数,q,值的含义及取值范围,建立操作线的依据 操作线为直线的条件,最优加料位置 挟点恒浓区的特征 全回流,芬斯克方程 最小回流比 最适宜回流比 灵敏板,恒沸精馏与萃取精馏的主要异同点,多组分精馏关键组分,相平衡方程,物料衡算,轻组分回收率,默弗里板效率,q,线方程,塔内气液流率,精馏段操作方程,提馏段操作方程,最小回流比,芬斯克方程,第十章,基本概念：,对传质过程最有利的理想流动条件,板式塔三种气液接触状态 转相点,筛板塔负荷性能图 全塔效率,操作弹性 常用塔板类型,常用填料类型 载点 泛点,最小喷淋密度 等板高度,HETP,重要公式：,全塔效率,填料塔高度,第十一章,基本概念：,萃取的目的及原理 溶剂的必要条件,分配系数 萃取相 萃余相 萃取液 萃余液,选择性系数 单级萃取图解法,重要公式：,分配系数,选择性系数,单级萃取,第十二章,基本概念：,溶液结晶的基本原理 造成过饱和度方法,溶解度曲线 超溶解度曲线 溶液结晶的两个阶段,过饱和度对结晶速率的影响,吸附现象 物理吸附与化学吸附的区别,吸附分离的基本原理 常用的吸附解吸循环,常用吸附剂 吸附等温线 负荷曲线 浓度波,透过曲线 透过点 饱和点,膜分离基本原理 膜分离过程,膜分离推动力 浓差极化 阴膜 阳膜,第十三章,基本概念：,过程方向的判据 传质方向或传热方向逆转的原因,过程极限的新特点,t,as,与,t,w,在物理含义上的差别,重要公式：,湿度,相对湿度,当,;,当,焓,比容,湿球温度,绝热饱和温度,路易斯规则 空气,-,水系统,，,第十四章,基本概念：,物料去湿的常用方法 对流干燥过程的特点,主要操作费用,t,d,t,W,t,的大小关系,改变湿空气温度、湿度的工程措施,平衡蒸汽压曲线 结合水与非结合水,平衡含水量 自由含水量,恒速干燥阶段物料表面温度,临界含水量及其影响因素 热效率,理想干燥过程的条件 提高热效率的措施,重要公式：,干燥速率,恒速段速率,间隙干燥 恒速段时间：,降速段时间：,(,近似直线处理,),连续干燥 物料衡算,热量衡算,预热器,理想干燥,热效率,当,Q,损,=0,Q,补,=0,时,复习迎考：,一、概念题：,2530%,形式：填空、是非、选择、简答,二、计算题：,7075%,主要内容：,(,带泵,),输送管路、传热计算、,吸收、精馏,干燥,(,比例较小,),、萃取,(,比例很小,),带泵管路计算：,如图所示输水系统。已知,:,吸入管路总长度,(,包括局部阻力的当量长度,),为,20m,，压出管路总长,(,包括局部阻力的当量长度,)80m,管路摩擦系数,=0.025,，管子内径为,0.05m,，水的密度,=1000kg/m,3,泵的效率为,0.8,输水量为,10m,3,/h,，求,:,(1),泵的扬程，,m,；,(2),泵的轴功率，,W,；,(3),泵出口压力表的读数，,Pa,；,(4),泵真空表的读数，,Pa,。,解：,(1),选取低位槽液面,1-1,与高位槽,2-2,截面，并以,1-1,截面的基准面，在两截面间做能量衡算：,gZ,1,+(p,1,/)+(u,1,2,/2)+,g H,e,=gZ,2,+(p,2,/)+(u,2,2,/2)+h,f,Z,1,=0,，,Z,2,=2+18=20m,p,1,=p,2,=0,，,u,1,=u,2,=0,，,g H,e,=gZ,2,+h,f,u=(q,v,/3600)/(/4)d,2,=(10/3600)/(0.7852 0.05,2,)=1.415m/s,h,f,=(L/d)(u,2,/2g),=0.025(100/0.05)(1.415,2,/2/9.81)=5.106m,H,e,=20+5.106=25.11m,(2)P,e,=g H,e,q,v,=9.8125.11100010/3600=684 W,P,a,=P,e,/=684/0.8=855W,(3),在泵出口,3-3,与,2-2,截面间做能量衡算，,并取,3-3,为基准面,gZ,3,+(p,3,/)+(u,3,2,/2)=gZ,2,+(p,2,/)+(u,2,2,/2)+h,f,Z,3,=0,，,Z,2,=18,，,p,2,=0,，,u,2,=0,p,3,/=gZ,2,+h,f,-(u,3,2,/2)=gZ,2,+(L/d)(u,3,2,/2)-(u,3,2,/2),=9.8118+0.025(80/0.05)-1(1.415,2,/2),=215.62J/kg,p,3,=215.62=215.62kPa,(4),在泵进出口之间排能量衡算式,p,i,/+H,e,g=p,3,/,pi=p,3,-gHe=2.156210,5,-10009.8125.11,=-3.0610,4,Pa(,表,),即,pi=3.0610,4,Pa(,真空度,),传热计算：,有一单程列管式换热器，装有,252.5mm,钢管,300,根，管长,2m,。要求将质量流量为,8000kg/h,的常压空气于管程内由,20,加热至,85,，选用,108,饱和蒸汽于壳程冷凝加热之。若水蒸气的冷凝给热系数值,=110,4,W/m,2,.K,，管壁及两侧垢层热阻均忽略不计，且忽略热损失，已知空气在平均温度下的物性常数为,=2.8510,-2,W/m,2,.K,，,C,P,=1kJ/kg.K,，,=1.9810,-5,N.s/m,2,，,Pr=0.7,。,试求：空气在管内的对流给热系数；,换热器的总传热系数,K(,以管子外表面为基准,);,通过计算说明该换热器能否满足要求；,计算说明管壁温度接近于哪一侧流体的温度。,解：,1,）,2,）,3,）,该换热器能满足要求,4,）,，,得,t,W,=107.6,接近蒸汽一侧温度,精馏计算,用板式精馏塔在常压下分离苯,甲苯溶液，塔顶设全凝器，塔釜间接加热，苯对甲苯的平均相对挥发度为,=2.47,。进料为,150 kmol/h,、含苯,0.4,（摩尔分数，下同）的饱和蒸汽。要求塔顶馏出液组成,x,D,=0.93,，塔釜残液组成,x,W,=0.02,。所用回流比为最小回流比的,1.42,倍。试求：,1,、塔顶产品量,D,和塔底产品量,W,；,2,、精馏段和提馏段操作线方程；,3,、全回流操作时，塔顶第一块板的气相默弗里板效率为,0.6,，全凝器冷凝液组成为,0.98,，求由塔顶第二块板上升的汽相组成。,解：,1,）,W=F-D=87.36kmol/h,2,）,q=0,y,e,=0.4,R=1.42Rm=4.01,精馏段,=0.801x+0.1856,提馏段,=1.568x-0.01066,3,）,y,1,=x,D,=0.98,全回流,y,2,=x,1,得,y,2,=0.969,吸收计算,某填料吸收塔，用清水逆流吸收混合气中的可溶组分,A,。原工况下，入塔气体中,A,组分浓度,y,1,=0.03,（摩尔分数，下同），操作液气比为最小液气比的的,1.4,倍，回收率可达,95%,。现入塔气体中,A,组分浓度降为,y,1,=0.02,，进塔气量提高,25%,。吸收剂的用量、入塔浓度、温度等操作条件均不变。且知操作条件下物系的相平衡关系满足亨利定律，总传质系数,K,y,a,G,0.8,。,1,、填料层高度不变，求新工况下,A,组分的回收率。,2,、若仍将回收率维持在,95%,，则新工况下所需填料层高度为原工况的的多少倍？,解：,1,）,x,2,=0,，,=7.02,H=H,OG,N,OG,=H,OG,N,OG,=0.892,2,）,干燥计算：湿物料量,1.75kg/s,由含水量,w,1,=20%,干燥至,w,2,=1%,室外空气温度为,20,湿球温度为,16,经预热后进入干燥器,出口废气达到指定温度后排出,现采用：,气体一次预热至,120,增湿至,43,后排出；,设为理想干燥器,总压,100kPa,求：,V,解：查,16,下,p,W,=1.82kPa,r,W,=2463kJ/kg,I,1,=(1.01+1.88H,0,)t,1,+2500H,0,=(1.01+1.880.0098)120+25000.0098,=148kJ/,kg,干气,I,2,=I,1,