《化工基础复习题》PPT课件.ppt

3、流体-固体颗粒间的运动和流态化 a. 重力沉降速度 -颗粒直径; -沉降速度;-流体密度;-流体粘度; 当 时，沉降形态为滞流，此时 -斯托克斯公式，适用于小直径颗粒的沉降。 当 时，沉降形态为湍流，此时阻力系数接近 于一定值。 当 时，对球形颗粒： ，对圆柱 形颗粒： ，对圆盘形颗粒： 。此时球形颗粒 的沉降速度为： 此式为牛顿沉降公式，适用直径较大的颗粒的沉降。 当 时，沉降形态为过渡态， 此时得到的沉降公式称为阿仑公式。 b.离心沉降速度 c. 泊肃叶公式 滞流，毛细管内径为 ，长度为 ，流体流速为 d. 恒压过滤（压强差恒定）基本方程 V：滤液体积，Ve：过滤介质的当量滤液体积，m3 若过滤介质阻力可忽略不计，则有： e. 恒速过滤（过滤速率恒定）基本方程 若过滤介质阻力可忽略不计，则有： 例1：某悬浮液在恒压下过滤，滤渣是不可压缩的， 若过滤介质的阻力可以忽略，已知10 min单位过滤面积 上得滤液0.1 m3，若1 h得滤液2 m3，则所需过滤面积 为多少？ 8.16 m3 4、传热 a. 傅立叶定律 b. 单层平面壁 c.多层平面壁(假定各壁间接触良好) c. 单层圆筒壁 d. 多层圆筒壁 e. 牛顿传热方程 流体被加热时 流体被冷却时 热流体向器壁的对流传热： 器壁的传导传热： 器壁向冷流体的对流传热： f.总传热速率方程 g. 壁温的计算 金属壁的热阻可以忽略，即 ，则 h.平均传热温差的计算 恒温差定态传热的传热温差: 变温差定态传热的传热温差 式中 分别为换热器进、出口处热、冷两流 体的温差。 1. 某平壁炉炉壁由耐火砖、保温砖和建筑砖三种材料组成, 相邻材料之间接触密切,各层材料的厚度和导热系数依次为 b1=250 mm, 1=1.4 W/(mK)，b2=130 mm，2=0.15 W/(mK), b3=200 mm, 3=0.8 W/(mK)。已测得耐火砖与保温 砖接触面上的温度t2=820, 保温砖与建筑砖接触面上的温 度t3=260,试求：1)各种材料层的单位面积计的热阻；2)通 过炉壁的热量通量。3)炉壁导热总温差及其在各材料层的分 配。 2. 在内管为18910 mm的套管换热器中，将流量为3500 kg/h的某液态烃从100冷却到60，其平均比热为2.38 kJ/(kgK)，环隙走冷却水，其进出口温度分别为40和50， 平均比热为4.17 kJ/(kgK)，基于传热外表面积总传热系数 Ko=2000 w/(m2K)，设其值恒定，忽略热损失。试求：1)冷却 水用量；2)分别计算两流体为逆流和并流情况下的平均温差 及所需管长。 5、吸收 a.亨利定律 b.摩尔比 对于稀溶液： c.费克定律 d.双膜理论 e.分吸收速率方程 气膜层 液膜层 f.总吸收速率方程 总吸收系数与分吸收系数之间的关系： 总吸收系数之间的关系： 当总压不太高，对于稀溶液： 对于溶质A，气相溶质的减少速率等于 液相溶质的增加速率。 回收率： Y1、Y2：分别为进塔和出塔气体 中溶质组分的摩尔比。 X1、X2：分别为出塔和进塔液体中溶质组分的摩尔比。 g.填料吸收塔的计算 操作线方程： 操作线方程,表明塔内任一截面上的气相 组成Y与液相组成X之间成直线关系， 斜率为 液气比。通过点 h.最小液气比 i.填料层高度 分别称为气、液相总传质单元高度(m) 分别称为气、液相总传质单元数(无因次 ) 解析法：适用于平衡线近似为直线的情况。 相平衡关系： 操作线方程： 1. 某厂吸收塔填料层高度为4 m，用水吸收尾气中的有害组分 A，已知平衡关系为Y=1.5X，塔顶X2=0，Y2=0.004，塔底 X1=0.008，Y1=0.02，求： (1) 气相总传质单元高度； (2) 操作液气比为最小液气比的多少倍； (3) 由于法定排放浓度Y2必须小于0.002，所以拟将填料层加高 ，若液气流量不变，传质单元高度的变化亦可忽略不计，问 填料层应加高多少？ 2. 在常压下逆流操作的填料吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气 体中的溶质组分，入塔气体流量为1120 m3/h （标准状况）， 入塔气体中溶质的浓度为5 %（体积），吸收率为0.9，操作条 件下的气液平衡关系为Y*=1.5X，液气比L/V=3，体积传质系数 KYa=100 kmol/(m2h)，塔径为0.8 m，求： (1) 出塔液体浓度X1； (2) 所需填料层高度H。 6、精馏 1. 在常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液，原料药 流量为1000 km