化工原理概念.doc

1流体静压力的特点：在连续的同一种流体内静压力三特点： .垂直 .相等 .同一水平面上相等2离心泵 单向底阀-止逆 出口阀作用保护电动机 3、Ky(以气相摩尔分数差为推动力的总传质系数) Kx（以液相摩尔分数差为推动力的总传质系数）4、精馏塔精馏塔理论板数、板效率、塔内实际板数之间的关系5真空蒸发的优缺点减压（真空蒸发） 优点： 1） 省传热面积； 2） 利用 低压（废热）蒸汽； 3） 适用热敏性溶液；4） 热损失减少。缺点：1） 、K；2） 减压装置、能耗。6流体粘度与温度的关系：流体粘度随温度而变。温度升高，气体的粘度增大，液体的粘度减小。8影响降尘室、沉降槽生产能力的因素、降尘室的生产能力只与降尘室的底面积及颗粒的沉降速度有关，与降尘室高度无关沉降槽是的生产能力与高度无关，与底面积成正比，故沉降槽一般均制成大截面，低高度。9换热器操作时逆流与并流流程的区别、适用场合并流和逆流是两种极端情况，两流体作变温传热时，在进出口温度条件相同时，逆流的平均温差最大，并流的平均温差最小，对于其他的流动排布型式，其平均温差介于两者之间。因此，就提高传热温差推动力而言，逆流优于其他型式的流动。; P: K4 A* e 逆流的另一优点是可以节省加热或冷却介质的用量。9 L! W( 4 v0 Y3 G0 因此，在实际的换热器中应尽量采用逆流流动，而避免并流流动。6 W- t?3 H9 v7 x3 N- 并流：例如要求冷流体被加热时不能超过某一规定温度，或者热流体被冷却时不能低于某一规定温度，则采用并流流动较容易控制。此外，在高温换热器中，如果采用逆流流动，则热流体和冷流体的最高温度均集中在换热器的同一端，使得该处的壁温特别高，将导致管壁处产生较大的热应力和热变形，这种情况也不宜采用逆流流动。 4 J x8 n, l: I) z, I+ d9 Q1 q7 V 当换热器中有一侧流体发生相变，由于发生相变流体的温度保持不变，无论何种流动排布型式，只要另一侧流体的进、出口温度保持恒定，则传热过程的平均温差均相同。这时也就没有并流和逆流之分了。# _- ?- |5 # h! a110蒸发流程的分类方法加热（生）蒸汽、二次蒸汽，蒸发器11吸收过程的传质方式、漂流因数含义漂流因数意义：其大小反映了总体流动对传质速率的影响程度，其值为总体流动使传质速率较单纯分子扩散增大的倍数。12总压对二元汽液平衡体系相对挥发度、沸点的影响一般来说，相对挥发度随着总压增大而减小一般来说，沸点随着总压增大而增大13板式塔传质时塔板上流体的流动类型单溢流型 双溢流型 四溢流型 U形溢流型14多级逆流萃取操作，溶剂比与级数的关系，操作线与平衡线的位置15固体干燥方法机械分离法 吸附脱水法 干燥法16离心泵操作要求，容易发生的现象与原因启动时-灌满液、关闭出口阀 、合电闸，关闭时-先关出口阀，再断电源。 气缚-未灌满液体或漏气 17对流传热或传质时阻力所处的位置。减小的方法传热表面的污垢热阻 加阻垢剂 定期清洗 18吸收过程的分类，控制步骤，阻力分配，减小阻力的措施单组分吸收 多组分吸收； 化学吸收 物理吸收 ；等温吸收 非等温吸收对易溶气体，H 值很大，1/HkL 1/kG KG kG ; 传质阻力主要集中在气膜之内，吸收过程称为“气膜控制”。减小气膜阻力有利于强化吸收操作。 传质阻力主要集中在液膜之内，吸收过程称为“液膜控制”。减小液膜阻力有利于强化吸收操作。对于液膜控制的吸收过程，降低操作温度，吸收过程的阻力 将随之减小，结果使吸收效果变好， 降低，而平均推动力 或许会减小。对于气膜控制的过程，降低操作温度，过程阻力 不变，但平均推动力增大，吸收效果同样将变好19萃取的分配系数、选择性系数含义在一定温度下，某组分在互相平衡的E相与R相中的组成之比称为该组分的分配系数20物料中水分的分类平衡水分及自由水分 结合水分与非结合水分22辐射强弱与温度差的关系，任何物体只要在绝对零度以上，都能发射辐射能, 但是只有在物体的温度差别较大时，辐射传热才能成为主要的传热方式25干燥时的临界含水量判断 p251（下）两个干燥阶段之间的交点C称临界点。该点对应的物料含水量称临界含水量，以X0表示。26绝对扩散通量与相对扩散通量关系27气液平衡体系气相浓度与液相浓度的关系p3328二元精馏中回流液温度变化对操作结果的影响适当提高塔顶温度，可以有利于减少塔釜蒸汽量、塔顶冷却水量，减少生产产品，但也不能过高，如果过高将会破坏精馏塔温度梯度及物料浓度梯度的分配，而降低精馏效果，影响产品质量。29萃取中的溶解度曲线、分区 p196 30干燥热敏性物料时的条件选择物料干燥速度大，在干燥器中停留时间短31流体静止基本方程和流动的连续性方程 32离心泵的叶轮分类与应用叶轮（心脏）：供能 部分动能转静压能 开式 闭式 半开式33板框过滤时真正发挥过滤作用的媒介滤布35蒸发过程的温度差损失p289(下)与种类、浓度 、操作压强有关36速度梯度、在边界层中的分布边界层 阻力集中 99% us 37精馏操作中的汽液相间传质原因精馏过程实际上就是汽液两相间不断传质传热的过程，就是根据混合物各组分间相对挥发度不同的特性在塔内使汽液两相间不断进行传质传热，使它们经过多次冷凝、汽化的方法发生组分分离。精馏过程中，塔内汽液两相是靠塔底重沸器提供热量所产生的蒸气和塔顶回流建立起来的.) X, f! K. r4 Y* ?4 Q它的作用就是把相对挥发度接近的物质通过精馏而组分分离。38传质的双膜理论39过滤生产能力影响因素滤饼厚度 过滤的平均速度 过滤时间40多效蒸发的目的节省能量（节约加热蒸气耗能）41罗茨鼓风机的特点排气连续均匀，用于流量大，压力不高的情况42列管式换热器的流道如何选择p241(上)高温流体一般走管程，因为高温会降低材料的许用应力，高温流体走管程可节省保温层和减少壳体厚度，有时为了便于高温流体的散热，也可使高温流体走壳程，但为了保证操作人员的安全，需设置保温层。43重力沉降速度与离心沉降速度区别重力沉降速度：有加速段与匀速段，离心沉降速度：只有加速段，没有匀速段44传质涡流扩散系数特性 45萃取的分配系数对操作的影响分配系数kA其值愈大，萃取操作效果越好46影响流体粘度、密度的因素密度的因素：压强 温度 流体粘度的因素：温度47平壁与圆筒多层材料稳态导热的特性48分子扩散的原因 组分间存在浓度差49化学吸收的特点 有化学变化，吸收速率快52离心风机出口风压的影响因素取决于风机的结构，叶轮尺寸，转速与进入风机的气体的密度。56转子流量计测定流量的读数要求垂直安装,流体必须从下往上走，读数以最大截面处为准57往复泵输送能力的影响因素往复泵活塞直径 、行程、转速及液缸数58强制对流与自然对流的区别自然对流应注意1.应用范围 Re Pr2.特征尺寸 如何确定3.定性温度 物性是指由于密度的差异而引起的对流换热.强制对流换热是指人为因素比如泵,风扇等强制流体对流的换热.59平衡蒸馏、简单蒸馏的比较简单蒸馏1单级分离；2 间歇、不稳定；3 分离程度不高，适用于相对挥发度大且分离要求不高的场合，初加工。 平衡蒸馏1单级分离；2连续、稳定；3分离程度不高，适用于处理量较大且只需粗略分离的场合60选择填料的依据在选择填料时，一般要求：1比表面积及空隙率要大；填料的润湿性要好；2气体通过能力大、阻力小；液体滞留量小； 3单位体积填料的重量轻；造价低，并有足够的机械强度。 61生活中不同传热方式的事例热传导（导热）：糖在水中溶解对流传热；昼夜温差 火炉取暖辐射传热；电磁波在空间的传递 62传质单元数的计算、物理意义传质单元数表示经过填料层的浓度变化对此填料层平均传质推动力的比值63间接蒸汽加热与直接蒸汽加热的异同与间接蒸气加热相比，直接蒸气加热需要的理论塔板数多一些。直接蒸气加热目的：处理某轻组分的水溶液，难挥发组分为水时，直接蒸气加热，省再沸器。间接蒸汽加热与直接蒸汽加热的异同：1、间接蒸汽加热与直接蒸汽加热相同的都是给受热媒体加热，但加热方式不同，使用的设备也不同。间接蒸汽加热要使用表面式加热器，直接蒸汽加热要使用混合式加热器。2、两种加热器的使用条件不同，加热效率也不同，混合式加热器的加热蒸气的热效率可以达到100%，就是蒸汽所有的热量及凝结水都被同时利用。表面式加热器热效率要低一些，但是凝结水可以回收再利用。直接蒸汽加热适合难溶液体，如水，就可以采用直接蒸汽加热，间接有回流，会经过多次冷凝多次汽化64管道内流速与阻力的关系直管内的流动阻力分析：层流底层 层流：内摩 ； 湍流：内摩 + 附 、 湍流应力 、 + q质点的脉动 65一杯开水的传热分析、强化措施66板式塔降液管液泛的原因液体进塔量大于出塔量，结果使塔内不断积液，直至塔内充满液体，破坏塔内正常操作。产生原因：（1）气体流量过大，产生过量的液沫夹带； （2）液体负荷过大，降液管的截面积不够。不良后果：塔压力降急剧增大、板效急剧减小，是不正常操作现象之一。67各个传递的推动力、基本定律与计算公式68传质单元高度、等板高度的物理意义传质单元高度 -每个传质单元对应的填料层高度69精馏时塔顶回流液的作用，全凝与部分冷凝的区别回流液的作用1提供塔板上的冷回流，取走塔内多余的热量，维持塔内的热量平衡；& e; u8 c4 A/ C; z2 t5 2.提供塔板上的冷流体，气液两相在塔板上逆向接触，上行的气体中重组分冷凝，下行的液体中的轻组分吸热汽化，反复的冷凝汽化作用进一步增加产品分离的精度。! b2 K v; o2 b# x% . f, z& R+ , Y采用全凝器时，塔顶温度比塔顶对应组份的温度低，浓度略高，对热量有损失；而用分凝器时，塔顶温度与冷凝液温度基本对应。70传热单元数的物理意义小热容量流体的温度变化与冷热流体平均温差的比值。71 传质模型与基本观点72 塔板效率下降的影响因素1，液泛？ 2，雾沫夹带？ 3，液体泄漏？ 4，返混现象 73 机械能衡算式的表达形式与能量单位74 孔板流量计孔板前后的流速、压强变化孔板流量计是利用流体通过锐孔的节流作用，使流速增大，压强减小，造成孔板前后压强差，作为测量的依据。75心泵工作点与流量调节方式离心泵的工作点当泵安装在一定管路系统中时，泵的特性曲线与管路与曲线的交点即为泵的工作点。工作点所示的流量与压头既是泵提供的流量和压头，又是管路所需要的流量和压头。离心泵只有在工作点工作，管中流量才能稳定。泵的工作点以在泵的效率最高区域内为宜。离心泵的流量调节流量调节的方法有：（1）在离心泵出口管路上装一调节阀，改变阀门开度，即改变管路特性曲线HeABQe2中之B值，阀门开大，工作点远离纵轴；阀门关小，工作点靠近纵轴。（2） 改变泵的转速，即改变泵的特性曲线。（3） 车削叶轮外径也改变泵的特性曲线。采用以上两种方法均可改变泵的我曲线。用这些方法调节流量在一定范围内可保证泵在高效率区内工作，能量利用较经济，但不方便，流量调节范围也不大，故应用不广泛。76板框过滤时洗涤方式、洗涤速度77旋风分离器的直径、处理量与处理效果的关系78边界层分离的优缺点79沸腾的几个阶段自然对流，泡核阶段、膜状阶段80消除换热器热效应的方法81蒸发器的生产能力与生产强度蒸发器的生产能力：定义为单位时间蒸发水分的质量W，单位为kg/h。由于它主要取决于过程的热流量，所以常又以热流量Q来衡量蒸发器的生产能力。 蒸发器的生产强度：定义为单位传热面积的生产能力，以U表示，单位为kg/(*h)（5.3.15） 由定义可知：当蒸发W任务一定时，生产强度越大，所需要的传热面积越少。因此，它反应了蒸发操作的设备性能，也是蒸发操作的重要经济指标之一。 由式（5.3.7）,对多数物系，当沸点进料，忽略热损失时 U=Kt / r (5.3.16) 因此，为了提高蒸发器的生产强度，应设法增大蒸发器的传热系数和有效传热温度差。82扩散系数的影响因素83板式塔与填料塔内的浓度变化特点1填料塔是连续式的气液传质设备，气液两相间呈连续逆流接触并进行传质和传热，气液两相组分的浓度沿塔高呈连续变化。 2 板式塔中气液两相间逐层逆流接触并进行传质和传热，气液两相组分的浓度沿塔高呈阶梯式变化85精馏加料板位置确定的依据确定精馏塔的进料版位置主要考虑：1.进料的组成，2.进料的热状况参数。其实就是让进料的热力学状态最接近塔内的物料的热力学状态（注意：热