化工原理考研09整理资料(南工大)

第一章流体流动,1.密度、压强、粘度的定义表压和绝对压的关系,单位:atm、at、mmHg与Pa关系，气体粘度、液体粘度与温度关系2.静力学基本方程方程形式：重力场：dp=-gdz应用：气体液封压力测量液位测量等,U型压差计:受力平衡的变化根据选择等压面为基准面复式U型压差计微差U型压差计,3.阻力损失,局部阻力产生的原因：边界层分离及旋涡流体绕过圆柱体边界层的形成、发展、分离等过程,4.机械能守恒方程Ws-外界对流体作的轴功，或有效功He-扬程（在离心泵中）,5.流量测量毕托管:测点速孔板流量计孔板特点:恒截面，变压差孔板流量计的阻力损失文丘里流量的阻力损失,第二章流体输送机械,1.离心泵的工作原理叶轮是将原动机的能量传给液体的部件泵壳是将动能转变为压能的部件2.离心泵的主要性能参数扬程He指单位重量流体经过离心泵后机械能增加值流量V泵的出口流量，离心泵铭牌上标明的流量是指效率最高时的流量。,有效功率Ne泵给流体轴功率Na电机给泵泵的效率3.离心泵的流量调节调节出口阀，改变管路特性曲线改变转速，车削叶轮外径,第三章颗粒流体力学基础与机械分离,1.颗粒性质,等体积当量直径,形状系数,固定床结构一维简化模型的三个特点,滤布阻力不计:,恒压过滤:,过滤速度:,2.过滤,3.滤饼洗涤洗涤时间:对叶滤机:对压滤机:,4.过滤机的生产能力间歇式过滤机:,第四章传热与换热器,1.传热三种基本方式2.热传导平壁导热圆筒壁导热定态，Q常数，q常数，Am1Am2Am3,3.对流传热无相变流体强制对流圆管内:给热系数与流体的流速的0.8次方成正比4.串联传热,对数平均温差:,管壁和污垢热阻忽略不计：,若冷热流体的给热系数相差很大，则K近似等于小因此，要提高K，应提高小，如提高流速，安装翅片等,第五章吸收,1.汽液相平衡亨利定律:p*=Ex,p*=C/H,y*=mx2.分子扩散费克定律:等分子相向扩散：,分子单向扩散：3.吸收过程计算物料衡算:操作线方程：,填料层高度计算：传质单元高度：传质单元数：,对数平均浓度法:吸收因素法:,最小液气比:吸收因数:,第六章液体蒸馏,1.二元体系的气液相平衡相平衡方程2.精馏精馏原理：a.多次部分汽化和冷凝b.回流物料衡算:,5种进料状态:在其它条件一定的情况,q对精馏线的位置无影响q越小,提馏线就越向平衡线靠拢,完成同样的分离任务所需的NT就越多;q越大,提馏线就越远离平衡线,完成同样的分离任务所需的NT就越少,但塔釜再沸器的供热量QR就越大。,q线方程:操作线方程:,最小回流比:全回流:R,F=D=W=0,操作线x=y理论板:汽液相浓度达到平衡及温度达到平衡3.特殊精馏当接近于1时，普通精馏很难分离，采用特殊精馏，共沸精馏、萃取精馏的原理,第七章塔设备,1.填料塔填料的类型拉西环,鲍尔环,弧鞍形填料,阶梯环,共轭环波纹板，丝网波纹填料等气体通过填料压降载点泛点2.板式塔板式塔的类型：筛板、浮阀、泡罩等板式塔内气液流动方式:错流逆流,筛板塔操作负荷性能图塔板效率EmvEmL,a,b,C,d,e,LS(m3/s),VS(m3/s),液相下限线液相上限线漏液线过量液沫夹带线溢流液泛线,筛板塔气液接触状况a.鼓泡态:气液湍动程度低,传质效果差b.泡沫态:气液湍动程度加剧,气液接触比表面积大,气液接触理想c.喷射态:气相连续,液体分散成小液滴,液体比表面积大,气液湍动程度高,也是一种良好的操作态状.,第八章固体干燥,1.湿空气的性质与“I-H”图湿度H:相对湿度,比容:比热:CHCa+HCV=1.01+1.88H,kJ/kg干气焓IIa+HIv=(1.01+1.88H)t+2500H,kJ/kg干气湿球温度,绝热饱和温度:干球温度t：露点td:在P、H不变，将不饱和空气冷却到饱和状态的温度,2.干燥过程的物料衡算,3.热量衡算在常压下，不饱和湿空气300K，相对湿度30，当加热到350K时，空气参数将如何变化？H不变减小tw升高td不变I增大,4.干燥速率和干燥时间影响临界含水量的因素:物料性质物料厚度干燥速率恒定干燥条件：温度、湿度、流速、接触方式,1.在连续精馏塔中分离两组分理想溶液，进料量100kmol/h，易挥发组分摩尔分率X+=0.5，饱和蒸汽加料，XD=0.95，XW=0.1，=2.0，塔顶全凝器，泡点回流，塔釜间接加热。塔釜汽化量为最小汽化量的1.5倍。求:（1）塔釜汽化量V;（2）离开塔顶第二块理论板的下降液体组成。,解：（1）饱和蒸汽进料，,2.某干燥器的操作压强为80kPa，出口气体温度为59，相对湿度72%，为保证干燥产品的质量，空气进入干燥器的温度不得高于92，故将部分出口气体送回干燥器入口与新鲜空气混合，混合后气体相对湿度为11%。已知新鲜空气的质量流量为0.49Kg/s，温度为18，湿度为0.005Kg水/Kg干气，59、92时水的饱和蒸汽压分别为19.013kPa和75.598kPa。求:(1)循环空气量LR(2)新鲜空气预热后温度t1,解：,3.温度为130的气体，其流量为5400/h，经过列管换热器管程后，温度降为70。温度为20的水经过壳程后升温至50，两流体逆流流动。气体的给热系数远小于水的给热系数，气体比热为1.2kj/k，水的比热为4.18kj/k，求冷却用水量；若换热器面积A=100，求气体的给热系数。,130,70,50,20,解：WhCph(T1-T2)=WcCpc(t2-t1),t1=80t2=50,当,tm可用算术平均值计算：,气体液体气体K=16.62W/(m2)K可看成常数,4.某吸收塔用清水吸收生产过程中废气中的有毒气体A组分，已知进出吸收塔的气体中A组分的摩尔分率分别为y1=0.055，y2=0.004，液相出口浓度摩尔分率为x1=0.020，平衡关系y=2.0 x，填料层高度H=6.0m，求：操作液气比是最小液气比的倍数；若y2=0.001，其它条件不变，填料层高度增加多少米？,y2,x2,y1,x1,解：,5.用一离心泵将水位恒定的敞口低位水槽的水运输到压强为129.5KPa（表压）的密闭容器内，输送管路的直径为76*3mm，长为355m（包括局部阻力），低位水槽与密闭容器出水口的垂直距离为4.8m，水经过离心泵获得机械能为196.2J/Kg,管内水流量为7m3/h.求摩擦系数=？,解：12截面机械能守恒,敞口水位恒定u1=0,6.某板框压滤机有10个框，滤框尺寸为2000200050mm，过滤操作压差为0.25MPa，过滤20min得滤液量为20m3，滤饼不可压，滤布阻力不计。求：若该压滤机的生产能力为25m3/h，求洗涤与清理组装时间。若操作压力增大至0.5MPa，过滤，洗涤与清理组装时间不变，生产能力又为多少？,生产能力,过滤面积,过滤常数,解：,滤饼不可压S=0，设操作压力为0.5MPa时过滤常数为K,过滤20min的滤液量:,生产能力又为:,化工原理实验复习,内容,流体流动阻力测定实验,1,离心泵性能特性曲线测定实验,2,恒压过滤常数测定实验,3,对流给热系数测定实验,4,一流体流动阻力测定实验,目的,流程及仪表,原理-数据处理,一流体流动阻力测定实验,1.1.实验目的1)掌握流体流经直管和阀门时阻力损失的测定方法，通过实验了解流体流动中能量损失的变化规律。2)测定直管摩擦系数与雷诺准数Re的关系，将所得的Re方程与经验公式比较。【核心目的】3)测定流体流经阀门时的局部阻力系数。4)学会倒U形差压计、1151差压传感器、Pt100温度传感器和转子流量计的使用方法。,原理及数据处理,Re关系,主要目的,(V，p)i,流程及仪表,进水阀,球阀,闸阀,倒U形差压计,1151差压传感器,转子流量计,二离心泵性能特性曲线测定实验,目的,流程及仪表,原理-数据处理,操作,2.1.实验目的,1)了解离心泵结构与特性，学会离心泵的操作。2)测定恒定转速条件下(n=const.)离心泵的有效扬程(H)、轴功率(N)、以及总效率()与有效流量(V)之间的曲线关系。【核心目的-三条线】3)掌握离心泵流量调节的方法（阀门）4)学会轴功率的两种测量方法：马达天平法,原理及数据处理,主要目的,He-V,Na-V,-V,u1=u2,Z2-Z10,要测数据：(V，p压，p真，n，P砝码)i，i=810注意：V取值（Vmax，23m3/h),原理及数据处理,转速换算,(V,He,Na,)i,流程及仪表,离心泵,真空表,压力表,马达天平,涡轮流量计,压力变送器,操作,启动前，须灌液，即向壳体内灌满被输送的液体。防止气缚现象。关闭出口阀后启动电机逐渐开大阀门用出口阀门调节流量停泵：要先关闭出口阀后在停机，这样可避免排出管内的水柱倒冲泵壳内叶轮，叶片，以延长泵的使用寿命。,三恒压过滤常数测定,目的,流程及仪表,原理-数据处理,3.1.实验目的,1)熟悉板框压滤机的构造和操作方法；2)通过恒压过滤实验,验证过滤基本原理；3)学会测定过滤常数K、qe、e及压缩性指数S的方法；【核心目的】4)了解操作压力对过滤速率的影响；,原理及数据处理,3.要测数据：Pmi，i=1，2，3(，V)j，j=838组,q,/q,log(2/r0),斜率(1-s),流程及仪表,配料槽,压力料槽,板框压滤机,安全阀,压力表,压力定