化工复习提纲.doc

绪论重要概念:单元操作：根据化工生产产品的操作原理，将其归纳为应用较广的数个基本操作过程，这些基本操作过程称为单元操作。（流体运输、搅拌、沉降、过滤、热交换）三传一反：流体流动过程（搅拌、沉降、过滤）、传热过程（热交换、蒸发）、传质过程（吸收、萃取）和化学反应。量纲一致性方程：任何一个物理量方程，只要理论上合理，则该方程等号两边各项的量纲必定相等。单元操作中的5个基本概念：物料平衡、能量衡算、物系的平衡关系、传递速率和经济核算.第一章 流体流动绝对压力：以绝对真空为基准测得的压力。表压：以外界大气压为基准测得的压力。 表压=绝对压力-大气压力真空度：表压为负值时，其绝对值即为真空度。 真空度=大气压力-绝对压力密度：单位体积流体的质量气体在理想状况下（，）的密度：静力学基本方程式：等压面：在静止的、连续的同一液体内，处于同一水平面上的各点，因其深度相同，其压力亦相同。此压力相等的水平面称为等压面。连续性方程:（根据质量守恒定律）伯努利方程式 :能量形式：gz 为单位质量流体所具有的位能，p/为单位质量流体所具有的静压能，为单位质量流体所具有的动能.压头形式：（Z为位压头，p/g为静压头，动压头） 压头损失:流体在管路内流动时,由于流体的内摩擦力作用而消耗的一部分机械能.Hf,m. P22牛顿黏性定律:，为黏性系数，简称黏度；（运动黏度）温度对黏度的影响：当温度升高时，液体的黏度减小，而气体的黏度增大。流动类型: 滞流(层流)：(Re=2000)；过渡流 (2000Re=4000)摩擦阻力损失计算： （层流、湍流都适用），局部阻力损失：层流：，湍流：（）流量计（类型）:测速管,孔板流量计,转子流量计,湿氏气体流量计 P48第二章 流体输送机械泵的类型：离心式、往复式、旋转式、流体动力作用式离心泵的工作原理：启动前，先将泵壳内灌满被输送的液体。启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大部分动能转变委静压能。于是液体以较高的压力进入排出管，输送到所需的场所。当叶轮中心的液体被甩出后，吸入口处形成真空，在大气压的作用下，液体源源不断地流入泵内。P62气缚:在离心泵启动前未充满液体,吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内,导致启动泵而不能输送液体的现象. P63主要性能参数:流量：单位时间内泵所输送的液体的体积；扬程(压头)：单位重量(1N)液体流经泵所获得的能量；功率：单位时间内所做的功；效率:有效功率Pe与轴功率P之比.液体黏度和密度的影响:输送液体黏度大于水时，泵的流量、扬程减小；轴功率、效率下降。密度对qv和H无影响，轴功率P随密度增大而增大。流量调节的方法: P681）改变阀门的开度2）改变泵的转速3）改变叶轮的尺寸管路特征方程：；k为管路特性系数.工作点：离心泵特性曲线与管路特性曲线的交点. P68汽蚀现象：当叶轮入口最低压力点处的压力降到液体在该处温度下的饱和蒸汽压pV时，液体将有部分汽化，同时还会有溶解于液体的气体解吸出来，则生成大量小气泡。这些小气泡随液体流到叶轮内压力高于pV区域时，小气泡便会突然破裂，周围的液体将以高速冲向刚消失的气泡中心，造成很高的冲击压力，冲击叶轮，发出噪声，引起震动。金属表面受到压力大、频率高的冲击而剥蚀，使叶轮表面呈现海绵状、鱼鳞状破坏。 P72汽蚀余量: 有效汽蚀余量 , 必需汽蚀余量 (hahr时,不发生汽蚀)安装高度：最大允许安装高度： (hr加上0.3m作为允许汽蚀余量h)气体输送机械的分类:通风机、鼓风机、压缩机和真空泵。 P80通风机的全风压第三章 沉降与过滤均相物系非均相物系中处于分散状态的物质统称为分散物质，处于连续状态的物质则统称为分散介质。 P91自由沉降速度以及主要影响因素 P93 自由沉降：单个颗粒在流体中沉降，或者颗粒群在流体中分散得较好而颗粒在互不接触、互补碰撞的条件下，称为自由沉降。沉降速度：，层流区(斯托克斯定律)(Re2)：过渡区(2Re500);湍流区(500Re2*105)主要影响因素：颗粒形状壁效应干扰沉降停留时间沉降时间（）临界粒径：能100%除去的最小粒径沉降室的处理能力？通常可分离粒径为50m以上的粗颗粒，作为预除尘用。离心沉降：依靠离心力作用，使流体中的颗粒产生沉降运动。P98离心分离因数：（离心力与重力之比），表示离心力大小的指标。旋风分离器：是利用离心力作用净制气体的设备，其结构简单，制造方便，分离效率高，并可用于高温含尘气体的分离。P99旋液分离器：是利用离心力的作用，使悬浮液中固体颗粒增稠或使粒径不同及密度不同的颗粒进行分级。过滤：使含固体颗粒的非均相物系通过布、网等多孔性材料，分离出固体颗粒的操作。 P103过滤介质：过滤用的多孔材料,常用的有：织物介质、堆积的粒状介质、多孔性介质。过滤方式：深层过滤（适用于颗粒含量很少的悬浮液）和滤饼过滤（适用于颗粒含量很多的悬浮液）。 恒压过滤方程式：（V与T的关系式）过滤常数：K(与悬浮液性质、温度及压力差有关), qe=Ve/A ，测定方法：第四章 传热热量传递的3种基本方式:传导,对流（自然对流、强制对流）和辐射. P119传热速率：是指单位时间内通过传热面的热量，单位：W（或J/s）热流密度：是指单位时间内通过单位传热面积传递的热量，单位：W/m2.（） P119第二节：热传导傅里叶定律（导热速率）:在质地均匀的物体内，若等温面上各点的温度梯度相同，则单位时间内传导的热量与温度梯度d/d及垂直于热流方向的导热面积A成正比，即：，为热导率（方向为热流方向，即温度降低的方向，故d/d为负值）热导率：在数值上等于温度梯度为1/m，单位时间内通过单位导热面积的热量。（其大小表征着物质的导热能力）热导率：纯金属（银）合金建筑材料液体绝热材料气体单层平壁的稳态热传导：多层平壁的稳态热传导：（热导率大的壁层，其温度差小）单层圆筒壁的稳态热传导：，Am为对数平均面积第三节 对流传热对流传热速率方程(牛顿冷却公式)：为对流传热系数，W/(m2K)或W/(m2)影响对流传热系数的因素：1、流体的物理性质；2.流体对流起因；3.流体流动状态；4.流体的相态变化；5. 传热面的形状、相对位置和尺寸 准数符号及意义: P131特征数名称符号意义努塞尔数表示对流传热系数的特征数雷诺数流体的流动状态和湍动程度对对流传热的影响普朗特数表示流体物性对对流传热的影响膜状冷凝和滴状冷凝 P136冷凝液润湿壁面的能力主要取决于它的表面张力和它对壁面的附着力这两者的关系。若附着力表面张力，则会形成膜状冷凝。若附着力表面张力，则会形成滴状冷凝。滴状冷凝的热阻比膜状冷凝的小.（其对流传热系数可能比膜状冷凝时高出510倍）第四节 两流体间传热过程的计算传热速率方程式：Q：传热速率，W K：传热系数，w/(m2) A：传热面积，m2 tm：两流体的平均温度差， 热量衡算式：（Q的计算）若换热器内无相变时，若换热器中一侧有相变，且冷凝液出口温度T2小于饱和温度Ts时：Cp为平均定压比热容,J/(kg)传热平均温度差（对数平均温度差）: 并流与逆流：（温度差较大作为，较小者为）当时，可用算数平均值代替折流与错流：先按逆流算出对数平均温度差，再乘以温差矫正系数总传热系数（K的计算）当传热壁为平壁与薄壁管时，则：当传热壁热阻很小，可忽略；污垢热阻R也可忽略时：（K必趋近且小于1与2中小的一个）换热器的分类 P167换热器按用途不同可分为：加热器、冷却器、冷凝器和蒸发器管程:管内的流程 壳程:管外的流程P146传热过程的强化:1.增大传热面积A：重点从设备的结构入手，提高单位体积的传热面积，如采用螺旋管、波纹管、翅片管等 2.增大平均温差tm：温度一般由生产工艺条件所规定，可调范围有限，尽可能逆流操作 3.增大总传热系数K：1、.提高流速及流体的扰动程度；2、采用相变、较大的流体；3、减小壁厚、防止结垢和及时清除垢层第五章 吸收吸收操作的应用：制取液体产品（如水吸收二氧化氮，制取硝酸；用硫酸吸收SO3，制取发烟硫酸等）回收混合气中有用组分（如用硫酸吸收焦炉气中的氨）除去工艺气体中有害组分，以净化气体。除去工业放空尾气中的有害组分。吸收操作的种类：1、物理吸收与化学吸收；2、单组分吸收与多组分吸收；3、非等温吸收与等温吸收；P185吸收剂的选择：通常对吸收剂的性能有下列要求：1、对溶质具有较大的溶解度；2、对溶质具有良好的选择性；3、挥发性小；4、容易解吸而再生；5、黏度要小，有利于气液两相接触良好；6、具有化学稳定性好、不易燃、无腐蚀性、无毒、易得、价廉等特点平衡分压（饱和分压）：在气液两相达到平衡时，气相中溶质的分压，称为平衡分压；平衡溶解度：在气液两相达到平衡时，液相中溶质的浓度称为溶质在液相中的平衡溶解度。温度与溶解度的关系：溶解度随溶质分压增大而增大，随温度的减小而增大总压与溶解度的关系：在溶质分压不变的情况下，总压对溶解度没有影响；在溶质的摩尔分数没有改变的情况下，总压增大，会使溶质的分压增大，则溶质在吸收剂中的溶解度会增大亨利定律（适用于气液相平衡的溶解度曲线为直线稀溶液）（E亨利系数，kPa）（H溶解度系数）（m相平衡常熟）；关系：（p为总压，为溶剂的密度，为溶剂的摩尔质量）分子扩散：当流体内部某一组分存在浓度差时，则因微观的分子热运动使组分从浓度高处扩散到浓度低处，这种现象称为分子扩散。费克定律（只适用于双组份混合物）：由两组分A和B组成的混合物，在恒定温度和恒定压力下，若组分A只沿z方向扩散，浓度梯度为dcA/dZ，则A组分的分子扩散速率JA与浓度梯度dcA/dZ成正比。P193等摩尔逆向扩散：A、B组分扩散系数相等，以D表示；分压力梯度为一常数；单相扩散：惰性相B的扩散速率整体移动；溶质A的传质速率扩散速率整体移动传质速率（N）：单位时间通过单位面积传递的物质量。双膜理论（假设） P201相互接触的气液两相流体间存在稳定的相界面，界面两侧各有一层停滞的膜，吸收质以分子扩散的方式通过此两层膜，由气相主体进入液相主体。在相界面，气液两相达相平衡。在停滞膜以外的气液两相主体中，流体充分湍动，无扩散阻力，故浓度均匀；传质阻力集中在停滞膜内。总传质速率方程: P205气膜