化工原理知识点学习

1、第一章流体流动一. 基本内容1 流体静力学方程及应用2. 稳定流动系统物料衡算一一连续性方程机械能衡算一一柏努利方程3. 管内流体流动阻力：(1) 两种流动类型及判断。(2) 流动阻力计算：直管阻力和局部阻力二. 基本概念1. 稳定流动：与流动有关的物理量不随时间的改变，但可随位置而改变，其质量流量为常数。2. 等压面：静止连续同一流体，同一水平面。3. 滞流与湍流，滞流底层：(1) 两种流动类型本质区别在于流体质点运动规律不同；(2) 在湍流流体中近壁面处总存在一薄层滞流流体，称为滞流底层(层流内层)；(3) 滞流与湍流之速度分布：a.层流：点速度ur与其所处半径r成抛物线关系，平均流速u为

2、管中心线处最大速度 umax的1/2倍。b .湍流：平均流速 u为umax的0.80.82倍。4. 流体流动阻力产生的原因：流体存在粘性，流动时产生粘滞力(内摩檫力)，质点的相互作用(包括质点的脉动以及由于流道截面大小及方向的改变引起的)；5. 串联管路，并联管路及其特点：(1) 串联管路：管径不同的管段串联而成特点： W1=W2= =w,kg /s 各管段相同；P =常数，V1=V2= =V , m /s ;' hf = hf1 hf2 ,j/ kg总阻力等于各段阻力之和。(2) 并联管路：先分后合的管路特点：W=w+W2+, k /s总管流率等于各管段流率之和；hf二为hf1二hf

3、2,J/kg各支管段(每kg流体)阻力相等。6 .管路视作一整体，存在能量平衡：(1) 任何局部阻力的增加，将使管内流量下降；(2) 下游阻力f,使上游压力f(3 )上游阻力f,使下游压力J(4) 阻力损失总是表现为势能的降低。7 .当量直径de，水力半径厲：de4A口VsA , m/s圆形管道,A d2,4m2三. 基本公式:1.流体静力学方程：P2 = p1'gh,pagz1-P1 = gz2 A2, J/kg 2. 流量公式：VS=u A , m /s,水平液柱差压计：沪 R( Dg, Pa。若直管管径不变时：读数R即厶Pf=R( " ： )g 反映流动阻力；若管径不冋

4、：读数R即厶Pf = R('一 ： )g反映流动阻力与动能改变。3,m /s而其中管径的计算式,V =c A流量计：不同流量计压差 P与截面A不同A = A。=二 do? d（1） 孔板流量计：气缚现象：离心泵启动前未充满液体，泵壳内存在空气，由于空气密度小，产生之离心力较小，吸入口形成的真空 不足以吸液，故不能输送液体。可通过先灌液，或在吸入管底部装上底阀（止逆阀）来克服气缚现象。 汽蚀现象：在离心泵叶轮入口压力最低处，若该处液体的压力等于或低于输送液体温度下的饱和蒸汽压时，会产生大量气泡，小气泡随液体流到高压区时气泡破裂，重新凝结，质点相互撞击，产生极高局部动能，打击金属表面，,

5、d0 孔径，m故恒截面（Ao） 变压差（2 P）（2） 转子流量计： A = Ar ； Ar 玻管与转子间环隙截面积，m2AfVf, ： f,Af均为转子的参数。故恒压差（P ）变截面（AR倒锥形）4.连续性方程： w =w2=w,kg /s' = Vs, m 3/s;1w=w=p =常数，Vs1 二Vs25.柏努利方程:gwp =常数，hf,J/kgZi2P1U11 -:?g2gHe2u2-'、2gHf,m,压头6. 阻力计算亠二led2' )U2 , J/kgp " hf,（注意Pf压降与 P压差区别）' hf u2完全湍流第二章流体输送设备 基本

6、内容1. 离心泵的基本构造及工作原理；2. 离心泵主要性能参数及特性曲线;3. 离心泵安装高度；4. 管路特性曲线及离心泵流量调节;5. 离心泵类型及选用；6. 其他类型泵及风机。基本概念1. 离心泵的主要部件：叶轮（开式，半开式，闭式） ，泵壳（蜗壳形，可将动能转变为静压能），轴封装置（填料轴封,机械轴封）2. 离心泵的主要性能参数：由泵自身结构、形状、尺寸及转速决定H, m （扬程）;Q, m 3/h （流量）;n ,% （效率）；N,W （轴功率）（1 ）其相互关系由特性曲线反映：一般QT H J ； QT N f;而n随Q先f后J有一最高点，称设计点，（铭牌数值均为该点）（2）密度 p

7、 T： H, Q不变；N T;流体粘度卩T: HJ ,Q J, n J,N T（3）转速n,叶轮直径D的改变Q1 _ D1H1 _/ 、2D1 -N1 _fD1切割定律：q2d2,H2 -丿，N2 -<D2丿金属表面逐渐疲劳而破坏。产生汽蚀现象时，泵体震动，产生噪音。 为避免汽蚀现象产生，泵的安装位置不能太高。5. 离心泵安装高度 Hg： Hg -Hg实际6. 离心泵工作点：为管路特性曲线与离心泵特性曲线交点流量调节：(1)改变出口阀门开度(实为改变管路特性曲线)；(2)改变转速n或叶轮直径D (实为改变离心泵特性曲线)。7. 离心泵选型：(离心泵提供的)H, Q同时稍大于He, Qe

8、(管路所需)8. 往复泵与离心泵比较：(1) 流量：往复泵流量只与泵的几何尺寸有关，而与泵的压头及管路情况无关。当运转时要强制排液，故往复泵为 一种容积泵(正位移泵)。(2) 压头：压头与泵的几何尺寸及流量无关。(3) 安装高度：往复泵也是借压差吸液，但有自吸能力(无需灌液)。其吸上高度(安装高度)也有限制。(4) 流量调节：往复泵为容积泵，其流量调节不能采用出口阀门，只能采用回路调节装置，即用支路阀门调节。 三.基本公式：1. 泵的扬程测定：2. 管路特性方程：3. 安装高度：必需气蚀余量NPSH r4.轴功率HQ ?gn而有效功率Ne二HQ© =WeW，w ( Ne不为泵的主要性

9、能参数)第三章非均相物系分离 .基本内容：每个单元操作包括原理及应用两部分1. 重力沉降2. 离心沉降3. 过滤重力沉降1. 基本概念(1) 重力沉降速度ut :自由沉降至匀速阶段，当物系及操作条件一定时, ut 与 d 对应，df ut f； d 一定，ut 一定(2) 降尘室生产能力：单位时间内所处理的气量，m3/h，对一定物系降尘室生产能力只取决于降尘室底面积，与高度无关。L_沉降时间(3) 降尘室中颗粒分离出来的条件：停留时间2. 基本公式：Ut(1)4d(。)g3 ?UtRec 1层流时d2( 's - ')g18J(斯托克斯公式)离心沉降1. 基本概念(1 )离心沉

10、降速度5 :当物系及操作条件一定时，ur不仅与d有关，还与离心加速度Ut/R有关，同一颗粒d，UtfRJ，则ur f。(2)分离因数Kc ：同一颗粒所受离心力与重力之比，反映离心力场较重力场强化程度。(3)旋风分离器的临界粒径2.基本公式：dc :理论上能100%分离下来的最小颗粒直径。Ur 二(1)4d()u；3Rd2CU u；U r Rec 1 ,184 R四过滤1.基本概念过滤介质阻力滤饼阻力滤饼厚度(1)过滤阻力: 以滤饼阻力为主心颗粒情况：颗粒形状、大小、粒度分布及压缩性(2)两种过滤操作方式dV恒压过滤：推动力 P不变，dr 恒速过滤： P随时间B而f(3) 过滤速度及速率/SdV

11、过滤速率：drdV过滤速度：Adr(4)过滤周期四个阶段：过滤、洗涤、2.基本公式(1) 恒压过滤方程：或 q2 2qqe 二心;注意：m3/m2去湿、整理卸料。(1) K, Ve( qe),亠-过滤常数，实验测定。K, m2/s ; V?, m 3; qe=Ve/A, m 3/m2; e, s ;(2) V(q)及0为累积量；(3) V, (q)均反映过程阻力，Ve(q反映介质阻力。(4) 忽略介质阻力，则Ve =0 qe = 忑=°(2 )恒压过滤机的生产能力Q小 3600VQ 二-T , m3/h其中V, 0对应于恒压过滤方程。qw对于转筒真空过滤机：T=60/n , s, 0

12、 =60/ (n “)，s(3)A h$-DL (侧面积) 洗涤速率(dv/d 0 ) w：横穿洗涤法(框板过滤机)型KA2(血) Kd " E 2Ve Ve 或 d，E 2(qE qe)(4)板框过滤机：框数为N,框内边长为L ,框内厚度为b过滤面积A=N- L2 X 2 ;滤框容积V 框=NX,2L x b；(5) 滤液体积V与滤饼体积V饼V =Vw v, m3，其中 v第六章传热基本内容1. 导热速率一一傅立叶定律2. 对流传热速率一一牛顿冷却定律3传热计算一一传热速率方程4. 热量衡算.基本概念1 传热的三种基本方式：导热、对流传热、热辐射2. 导热系数-:.固.非金属液.气

13、;固体中.金非；气体可视为热的绝缘体。3. 对流传热系数：取决于(1)流体物性；(2)流动情况；(3)传热面情况。肚液气；°-湍层；°相变无相变；°弯口直 Q短管口长管；空气中自然对流=1LJ10w/m2_K ；空气中强制对流=10250w m K ； 水的强制对流：=250 10000w m2K ；水蒸气冷凝500015000w m2 k .水沸腾150045000 w m k4 稳定传热中，传热速率为常数，则推动力(温度差)与阻力成正比b11(1 )导热热阻 s ；对流传热热阻1S ；总热阻Ks ；(2) 总热阻取决于热阻最大部分，减阻必须从阻力最大部分入手；(3) 壁温接近于热阻小(或a大)的一侧流体的温度。5 .减阻(1) 无相变传热：减薄层流内层厚度；(2) 蒸汽冷凝：减薄冷凝液膜厚，排除不凝性气体；(3)