化工原理复习解析.pptx

化工原理复习第一章第一章第一章第一章1.流体静力学 绝对压力、表压和真空度的关系。静力学方程的基本应用(静压能与位能之和不变，U型管压差计)2.流体流动的基本方程 流量(体积和质量流量)与流速(流速与流通截面的关系）稳态流动与非稳态流动(物理量与时间无关，即为稳态)伯努利方程(本质是流体流动过程中机械能的衡算）3.管内流体流动现象 牛顿黏性定律与流体黏度 流动类型与雷诺数(Re4000)第一章第一章第一章第一章4.流体流动的阻力损失 直管摩擦阻力损失的原因，表现形式以及影响因素；层流、完全湍流区的计算式不同；局部阻力损失(两种处理方法：当量长度法，局部阻力系数法当量长度法，局部阻力系数法)阻力损失的表现形式需与伯努利方程的形式一一对应。5.管路计算 共有三种计算类型，其中第一种类型最为简单，无需试差。求出阻力损失后，即可计算外功和泵的轴功率等；另两种则需试差。第一章第一章第一章第一章A第一章第一章第一章第一章B管壁中心X第二章第二章第二章第二章1 离心泵 1)离心泵工作原理 气缚 开泵前灌泵；汽蚀 泵的安装高度有限制 2)离心泵的主要性能参数 流量qV，扬程H，轴功率P，有效功率Pe；效率Pe/P （物理意义要清楚，H不是扬举高度）3)离心泵特性曲线-泵的H，P和随qV的变化关系。4)转速、流体黏度和密度等对离心泵性能参数等的影响 5)离心泵的工作点 -泵的特性曲线与管路特性曲线的交点:工作点所表示的qV和H既是管路系统所要求，亦是离心泵所能提供。（管路特性曲线需（管路特性曲线需（管路特性曲线需（管路特性曲线需运用伯努利方程求得。习题运用伯努利方程求得。习题运用伯努利方程求得。习题运用伯努利方程求得。习题2-42-4）6)离心泵流量的调节 -改变出口阀门开度(改变管路特性曲线)-改变泵的转速(改变离心泵特性曲线).第二章第二章第二章第二章2 往复泵 原理 流量调节 -旁路阀门调节 -改变冲数 -改变冲程3 风机 全风压=静风压+动风压 全风压全风压全风压全风压Pt(Pa)-Pt(Pa)-风机给单位体积的气体所提供的机械能；风机给单位体积的气体所提供的机械能；风机给单位体积的气体所提供的机械能；风机给单位体积的气体所提供的机械能；推广：外加压头外加压头外加压头外加压头H(H(即杨程，即杨程，即杨程，即杨程，m)-m)-单位重量流体获得的机械能；单位重量流体获得的机械能；单位重量流体获得的机械能；单位重量流体获得的机械能；外加机械能外加机械能外加机械能外加机械能W(J/kg)-W(J/kg)-单位质量流体获得机械能。单位质量流体获得机械能。单位质量流体获得机械能。单位质量流体获得机械能。第二章第二章第二章第二章B扬程流量功率效率C第三章第三章第三章第三章重力沉降离心沉降过滤基本原理与基本概念AXC重力沉降和离心沉降公式重力沉降和离心沉降公式(不拘泥于斯托克斯公式不拘泥于斯托克斯公式)恒压过滤方程恒压过滤方程第四章第四章第四章第四章1.概述 1)三种传热方式-热传导，对流，热辐射 2)热流量Q和热通量q(=Q/A)3)冷热流体通过热间壁传热：对流 热传导 对流2.热传导（热阻与温度梯度成正比）1)傅里叶定律；2)通过平壁的热传导；（q=Q/A恒定)3)通过圆筒壁的热传导（q=Q/A变化）3.对流传热 1)牛顿冷却定律-传热热阻集中在有效层流膜内；2)对流传热的基本常识 -液体强制对流值比空气的大；-水强制对流值比有机液体的大；-同一液体，有相变时的值比无相变时的大。3)管内强制对流传热系数(4-18式）4）各种情况下的影响因素(学有余力者)基基基基本本本本概概概概念念念念与与与与基基基基本本本本常常常常识识识识第四章第四章第四章第四章4.两流体间传热过程的计算 1)热量衡算；2)平均传热温差tm；3)总传热系数(总传热阻力)总传热阻力由多个串联部分构成。冷流体吸热速率冷流体吸热速率=热流体放热速率热流体放热速率=传热速率传热速率i)增加传热温差；ii)增加传热面积；iii)改善和强化对流传热系数较小(或对流传热阻力较大)一侧的传热。例题例题4-14,4-16,4-17,4-18,4-19,第四章第四章第四章第四章A第四章第四章第四章第四章第五章第五章第五章第五章1.气液相平衡 1)亨利定律-不同表达形式；-压力、温度对E、H和m的影响；-从E、H和m的变化判断溶解度变化。2)气液相平衡的应用-判别传质方向；-吸收液出口最大浓度和尾气出口最低浓度(最小液气比)2.菲克扩散定律（物理意义，D的影响）3.双膜理论 总阻力=气膜阻力+液膜阻力*总传质阻力取决于阻力最大者，故强化传质时需考虑重点考虑传质阻力最大的一侧；*不能简单地通过kG与kL来判断气液两相阻力的相对大小。*基于其它推动力的传质总阻力方程。第五章第五章第五章第五章4.吸收塔的计算 1)全塔物料衡算与操作线方程；2)最小液气比-操作线与平衡线相交或相切；3)吸收塔高度计算传质单元数可用平均推动力法或吸收因数法计算。两种计算类型：设计型和操作型。设计型主要计算吸收剂用量及填料层高度。5.操作条件对出塔气体组成和收率的影响（仅限客观题，分析思路和方法参见教材P215和p218，以及PPT）。A液膜阻力气膜阻力或 H/kGAD增加增加液气比升温升温降压降压各组分在吸收剂中溶解度的差异各组分在吸收剂中溶解度的差异D不变不变增大增大AAB 第六章第六章第六章第六章1.汽液相平衡汽液相平衡 1)拉乌尔定律；拉乌尔定律；2）相图；）相图；2)相对挥发度（定义，用途，影响因素）。相对挥发度（定义，用途，影响因素）。2.精馏原理精馏原理-理论板概念理论板概念3.双组分连续精馏的计算与分析双组分连续精馏的计算与分析 1)全塔物料衡算；全塔物料衡算；2)恒摩尔流假设（定义和前提）恒摩尔流假设（定义和前提）3)精馏段与提馏段操作线方程精馏段与提馏段操作线方程(建议使用最原始的表达式，即从物料衡算推导建议使用最原始的表达式，即从物料衡算推导)4)q线方程线方程(泡点进料泡点进料q=1；饱和蒸汽进料；饱和蒸汽进料q=0，如气液混合进料，如气液混合进料，q即为液相摩即为液相摩尔分率尔分率)，平衡线方程，平衡线方程.5)理论板的计算理论板的计算(交替使用平衡线与操作线，绘制梯级交替使用平衡线与操作线，绘制梯级)6)操作条件影响理论板数，从而影响分离操作条件影响理论板数，从而影响分离(凡是使操作线偏离平衡线者，所需凡是使操作线偏离平衡线者，所需理论塔板数会降低，分离改善。）理论塔板数会降低，分离改善。）7)最小回流比的计算最小回流比的计算 8)塔板效率塔板效率-全塔效率全塔效率 -默弗里效率默弗里效率物理意义：相邻两层塔板间的上升蒸汽组成物理意义：相邻两层塔板间的上升蒸汽组成yn与下降液体组成与下降液体组成xn-1之间的关系。之间的关系。第六章第六章第六章第六章4.气液传质设备气液传质设备1)填料塔填料塔(第五章第五章)和板式塔和板式塔(第六章第六章)的结构；的结构；2)填料类型和塔板类型；填料类型和塔板类型；3)液泛、漏液和液沫夹带等液泛、漏液和液沫夹带等4)塔径计算塔径计算ADX再沸器和塔顶分再沸器和塔顶分凝器均相当于一凝器均相当于一块理论塔板。块理论塔板。BC塔顶蒸汽的冷凝回流塔顶蒸汽的冷凝回流塔釜产生的上升蒸汽塔釜产生的上升蒸汽传热传热传质传质气液达到相平衡气液达到相平衡减小减小减小减小减小减小减小减小增加增加增加增加增加增加水蒸气蒸馏时料液与水不互溶；而直接蒸汽加热精馏时料液与水互溶。水蒸气蒸馏时料液与水不互溶；而直接蒸汽加热精馏时料液与水互溶。前者中水蒸气主要作为加热剂，而后者既是加热剂又是夹带剂。前者中水蒸气主要作为加热剂，而后者既是加热剂又是夹带剂。BCDAABCDB 答：答：全回流是指在精馏操作过程中上升蒸汽冷凝后全部回全回流是指在精馏操作过程中上升蒸汽冷凝后全部回流进入精馏塔内的操作方式，有利于精馏塔内各塔板汽液迅流进入精馏塔内的操作方式，有利于精馏塔内各塔板汽液迅速达到相平衡，一般适用在开车及出现较大异常的情形；最速达到相平衡，一般适用在开车及出现较大异常的情形；最小回流比是指当回流量太小，恰好使得在塔内某处的操作线小回流比是指当回流量太小，恰好使得在塔内某处的操作线与平衡线相交即汽液达到平衡状态，此时已无法通过精馏的与平衡线相交即汽液达到平衡状态，此时已无法通过精馏的方式实现分离；一般方式实现分离；一般 R（1.02.0）Rmin。2、全回流与最小回流比的意义是什么？各有什么用处？一般、全回流与最小回流比的意义是什么？各有什么用处？一般适宜回流比为最小回流比的多少倍？适宜回流比为最小回流比的多少倍？第七章第七章第七章第七章1 对流干燥对流干燥-传热与传质同时发生传热与传质同时发生 传热推动力；传质推动力传热推动力；传质推动力2 湿空气性质湿空气性质-水汽分压水汽分压 -相对湿度与湿度相对湿度与湿度3 干球温度、露点温度、湿球温度、绝热饱和温度干球温度、露点温度、湿球温度、绝热饱和温度4 湿焓图湿焓图5 物料的含水量物料的含水量=平衡含水量平衡含水量+自由含水量自由含水量 =结合水结合水+非结合水非结合水6干燥过程的物料衡算干燥过程的物料衡算 -湿基含水量湿基含水量w -干基含水量干基含水量X -水分蒸发量水分蒸发量W -干燥产品量干燥产品量L2 -干料干料Lc -绝干空气绝干空气G -湿空气量湿空气量G1 -废湿空气量废湿空气量G27 湿空气在干燥过程中的状态变化湿空气在干燥过程中的状态变化 C55.3/92.510.622*55.3/(760-55.3)0.045DA不变下降下降下降