化工原理知识点总结.docx

1、第一章、流体流动流体静力学二、流体动力学三、流 体流动现象 四、流动阻力、复杂管路、流量计一、流体静力学：压力的表征：静止流体中，在某一点单位面积上所受的压力，称为静压力,简称压力，俗称压强。表压强（力）=绝对压强（力）-大气压强（力）真空度=大气压强-绝对压 大气压力、绝对压力、表压力（或真空度）之间的关系 流体静力学方程式及应用:压力形式p =p + pg（z - Z ） 备注：1）在静止的、连续的同一液体内,2112处于同一能量形式E + zg =z g水平面上各点压力都相等。P 1 P 2此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。应用:，11型压差计 p - p =（P - p）

2、gR120倾斜液柱压差计微差压差计二、流体动力学流量 会在孔道中迅速地发生“架桥”现象(见图)，使小子孔道直径的细小颗粒 也能被截拦，故当滤饼开始形成，滤液即变清，此后过滤才能有效地进行。可见，在饼层过滤中，真正发挥截拦颗粒作用的主要是滤饼层而不是过滤介 质。饼层过滤适用于处理固体含量较高的悬浮液。深床过滤：在深床过滤中，固体颗粒并不形成滤饼，而是沉积于较公的粒状过 滤介质床层内部。悬浮液中的颗粒尺寸小于床层孔道直径，当颗粒随流体在床 层内的曲折孔道中流过时，便附在过滤介质上。这种过滤适用于生产能力大而 悬浮液中颗粒小、含量甚微的场合。自来水厂饮水的净化及从合成纤维纺丝液 中除去极细固体物质等

3、均采用这种过滤方法。助滤剂的使用及注意：为了减少可压缩滤饼的流动阻力，有时将某种质地坚硬而能形成疏松饼层的另 一种固体颗粒混入悬浮液或预涂于过滤介质上，以形成疏松饼层，使滤液得以 畅流。这种预混或预涂的粒状物质称为助滤剂。对助滤剂的基本要求如下： 应是能形成多孔饼层的刚性颗粒，使滤饼有良好的渗透性、较高的空隙率 及较低的流动阻力； 应具有化学稳定性，不与悬浮液发生化学反应，也不溶于液相中。应予注意，一般以获得清净滤液为目的时，采用助滤剂才是适宜的。恒压过滤方程式：(理解，书P175)对于一定的悬浊液，若四、/、及v皆可视为常数，令k =二 k表征过滤|ir v物料特性的常数,m4/(Ns)SK

4、 m2/(Pa-s)；恒压过滤时，压力差不变，k、A、S都是常数再令K = 2必p'-'过滤常数的测定：书P179,包括压缩因子板框压力机：过滤时，悬浮液在指定的压强下经滤浆通道自滤框角端的暗孔进入框内， 滤液分别穿过两侧滤布，再经邻板板面流至滤液出口排走，固体则被截留于框 内，如图所示，待滤饼充满滤框后，即停止过滤。若滤饼需要洗涤，可将洗水压人洗水通道，经洗涤板角端的暗孔进入板面 与滤布之间。U!第四章传一、热传导、对流传热二、总传热-三、换热器及强化传热途径 一、热传导、对流传热： 传热基本方式:1、热传导（宏观无位移若物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子、原子和自由电子

5、等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导（又称导热）。热 传导的条件是系统两部分之间存在温度差，此时热量将从高温部分传向低温部 分，或从高温物体传向与它接触的低温物体，直至整个物体的各部分温度相等 为止。2、热对流（宏观有位移）流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程 称为热对流（简称对流）。热对流仅发生在流体中。在流体中产生对流的原因 有二：一是因流体中各处的温度不同而引起密度的差别，使轻者上浮，重者下 沉，流体质点产生相对位移，这种对流称为自然对流；二是因泵（风机）或搅 拌等外力所致的质点强制运动，这种对流称为强制对流。3、热辐射（不需要介质）因热的原因而产生的电磁波在空间的传递，

6、称为热辐 射。所有物体（包括固体、液体和气体）都能将热能以电磁波形式发射出去， 而 不需要任何介质，也就是说它可以在真空中传播。4、对流传热：流体流过固体壁面（流体温度与壁面温度不同）时的传热过程称 为对流传热。1）流体无相变的对流传热 流体在传热过程中不发生相变化，依据流体流动 原因不同，可分为两种情况。 强制对流传热，流体因外力作用而引起的流动；自然对流传热，仅因温度差而产生流体内部密度差引起的流体对. 流动。2）流体有相变的对流传热流体在传热过程中发生相变化，它分为两种情况。 蒸气冷凝，气体在传热过程中全部或部分冷凝为液体；液体沸腾，液体在传热过程中沸腾汽化，部分液体转变为气体对流传热的

7、温度分布情况对流传热是集热对流和热传导于一体的综合现象。对流传热的热阻主要集中在层流内层，因此，减薄层流内层的分度是强化对流传热的主要途径。传热过程中热、冷流体（接触）热交换方式：（书p211）1、直接接触式换热和混合式换热器；2、蓄热式换热和蓄热器；3、典型的间壁式换热器：（列管换热器，区分壳程、管程、单/多壳程、单/多 管程）特定的管壳式换热器传热面积：S=n dLS传热面积；n管数；d管径，m；传热速率和热通量：传热速率Q （又称热流量）指单位时间内通过传热面积的热量；传热速率二传热推动力（温度差）；q=££ r整个传热面的热阻，。c /w 传热热阻R热通量q （又称

8、传热速度）指单位面机的传热速率。g=dQ . q二竺；R'单位传热面积的热阻m2 oq /可热传导基本规律：傅里叶定律：傅立叶定律为热传导的基本定律，表示通过等温表面的导热速率 与温度梯度及传热面积成正比，即：通过平壁的稳态热传导：1、单层平壁的热传导：b平壁分度，m；At温度差，导热推动力，C ；R =导热热阻，""；r，=_导热热阻，m2.°c /Wo2、多层平壁的热传导：在稳态导热时，通过各层的导热速率必相等，即Q二Q二Q二Q ；热通量也相等:q二 q 二 q 二 q（三层）（n层）通过圆筒壁的热传导:1、单层圆筒壁的热传导:2、多层圆筒壁的热传导:

9、Q =Q 二 Q =Q123（注意判断选择填空）q >q >q >q123% - A.】白AS*（n层）保温层的临界直径:通常，热损失随保温层分度的增加而减少。但是在小直径圆管外包扎性能不良的保温材料，随保泪层分度增加，可能反而使热损失增大。（散热区、保温区，d大于B点0保温才有意义）二、总传热:二、总传热:（参考习题及例j热量衡算:总传热速率方程：Q= KSAt At =&,"七（At 需大于At ）mm L21In2Ati总传热系数K、总热阻K总热阻二热阻之和三、换热器及强化传热途径：间壁式换热器的类型：（掌握原理书p277）管式换热器：1、蛇管式换热器

10、（沉浸式蛇管换热器、喷淋式蛇管换热器）2、套管式换热器3、管壳式换热器（固定管板式换热器、U形管换热器）板式换热器：1、夹套式换热器2、板式换热器3、螺旋板式换热器（I、II、III形）、翅片式换热器：1、翅片管式换热器2、版翅片式换热器热管换热器间壁式换热器强化传热途径：1、增大平均温度差At 2、增大传热面积S 1）翅化面；2）异形表面；3）多孔物质结构；4）采用小直径传热管。3、增大总传热系数K1）提高流体的流速；2）增强流体的扰动;3）在流体中加固体颗粒;4）采用短 管换热器；5）防止垢层形成和及时清除垢层。第五章、蒸发（不挥发溶质）r 一、概述及蒸发器V二、溶液沸点升高与温度差损失、

11、三、多效蒸发及流程一、概述及蒸发器：单效蒸发与多效蒸发：单效蒸发与多效蒸发在操作中一般用冷凝方法将二次 燕汽不断地移出，否则蒸汽与沸腾溶液趋于平衡，使蒸发过程无法进行。若 将二次蒸汽直接冷凝，而不利用其冷凝热的操作称为单效蒸发。若将二次蒸 汽引到下一蒸发器作为加热蒸汽，以利用其冷凝热，这种串联蒸发操作称为 多效燕发。常见蒸发器类型及原理（书P302）循环形（非膜式）蒸发器：1、中央循环管式（或标准式）蒸发器2、悬筐式蒸发器3、外热式蒸发器4、强制循环蒸发器（单程型）膜式蒸发器：1、升膜蒸发器2、降膜蒸发器3、升-降膜蒸发器4、刮板搅拌薄膜蒸发器直接加热蒸发器二、溶液沸点升高与温度差损失：溶液的

12、沸点：溶液中含有不挥发的溶质，在相同条件下，其蒸气压比纯水的低，所以溶 液的沸点就比纯水的要高，两者之差称为因溶液蒸气压下降而引起的沸点升高。例如，常压下20% （质量百分数）NaOH水溶液的沸点为108.5笆，而水的沸 点为10CTC,此时溶液沸点升高8. 5度。由于有沸点升高现象，使同条件下蒸发溶液时的有效温度差下降8.5°C,正 好与溶液沸点升高值相等，故沸点升高又称为温度差损失。温度差损失：（书P310）温度差损失不仅仅是因为溶液中含有了不挥发性溶质引起的，蒸发器内的 操作压力高于冷凝嚣以克服二次蒸汽从蒸发器流到冷凝器的阻力损失、蒸发器 的操作需维持一定的液面等因素都会造成温

13、度差损失。1、因溶液蒸气压下降而引起的温度差损失,2、因加热管内液柱静压力而引起的温度差损失'3、由于管路流动阻力而引起的温度差损失'''三、多效蒸发及流程：（书P322,搞清楚前后黏度、压强、温度）P>P>P T>T >T溶液的沸点必纯溶剂的高，冷凝液的沸点高于二次123123蒸汽。第六章蒸僧（液体混合物挥发度不同）厂一、平衡关系日 二、精馅原理及流程L三、精馋过程计算一：平衡关系：用饱和蒸气压和相平衡常数表示的气液平衡关系：PK = P：尤AR =P&Tr5±A）由拉乌尔定律得出，p-溶液上方组分平衡分压,Pa。p&

14、#39; -在溶液温度下纯组分的饱和蒸气压，Pa。X-溶液中组分的摩尔数。下标A表示易挥发组分，B表示难挥发组分。Xb=（l-Xa）泡点方程式x = P-P*A pO P。A B露点方程式y =室 P尸a_恐PF道尔顿分压定律得出。A pPp pe _ poAB挥发度 V =、A XA对于理想溶液 v = po o VB同理表示AXAA相对挥发度：易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比 La =久Wv p lxB B B 相图：（t-x-y 图）（x-y 图）3、相平衡方程式：OCXy =1 + (a 1)尤4、简单蒸俺流程特点：简单蒸俺是将原料液一次加入蒸俺釜中，在恒压下 加热使之部分汽

15、化，产生的蒸气进入冷凝器中冷凝，随着过程的进行，釜液中 易挥发组分含量不断降低，当釜液组成达到规定值时，即停止蒸偶操作，釜液 一次排出。二、精馅原理及流程：夕。定由便可得到几乎完全的分离。原理：液体混合物经多次部分汽化和冷凝后,流程：原料液经预热器加热到指定温度后.送入精馋塔的进料板，在进料板上 与自塔上部下降的回流液体汇合后，逐板溢流，最后流人塔底再沸器中。在每 层板上，回流液体与上升蒸气互相接触，进行传热传质过程。操作时，连续地 从再沸器取出部分液体作为地底产品（釜残掖），部分液体汽化，产生上升蒸 气，依次通过各层塔板。塔顶蒸气进人冷凝器中被全部冷凝，并将部分冷凝液 用泵送回塔顶作为回流液

16、体，其余部分经冷却器后被送出作为塔顶产品（俺出通常，将原料液进入的那层板称为加料板，加料板以上的塔段称为精信段加料板以下的塔段（包括加料板）称为提馋段。三、精馅过程计算:总物料衡算F=D+W易挥发组分衡算Fx =Dy+WxF塔顶易挥发组分的回收率塔顶易挥发组分的回收率塔釜难挥发组分的回收率Dx司八=一 xlOO% d FxFW X )1 MVT| w Xi。w F(l-X)F '体积流量体积流量m3/ s质量流速 kg/m2s（平均）流速m/ s连续性方程及重要引论: 一实际流体的柏努利方程及应用12zg+u +以单位质量流体为基准:以单位重量流体为基准:输送机械的有效功率:m =GA

17、= n / 4&Gs（例题作业题）1质量流量m=V PS S- + W = z g +_ +%+£"e 22 2 pJ/kg121p1p2一 +1 + H =Z +2+_£+ 功Z + Urre 27 c12 12g 2 P9N =mWe s eJ/N=m输送机械的轴功率:输送机械的轴功率:NN=q （运算效率进行简单数学变n换） 应用解题要点:1、作图与确定衡算范围：指明流体流动方向，定出上、下游界面；2、截面的选取：两截面均应与流动方向垂直；3、基准水平面的选取：任意选取，必须与地面平行，用于确定流体位能的大小;4、两截面上的压力：单位一致、表示方法一

18、致；5、单位必须一致：有关物理量的单位必须一致相匹配。三、流体流动现象：流体流动类型及雷诺准数：（1）层流区Re<2000回流比：R = £DR=(l. 1 2.0)Rmin、.工-y取小回流比 r = gmin ，一 Xq qr操作线远离平衡线，LtV广，冷凝器、再沸器热负荷.7操作费个进料热状况的影响及q线方程并由此得到L,二L+qF及 Vr=V+(q-l)F进料热状况对q值及q线的影响:q线方程y= q x- *F 必过点e (x , X ) F Fx q-q-操作线方程:精信段操作线方程:总物料衡算V 二 L+D易挥发组分衡算操作线方程Vy =Lxn+l1y+i提僚段操

19、作线方程:+DxD必过点aR + l D总物料衡算L =V，+W易挥发组分衡算L, x ,二V, y , +Wxmm+1操作线方程y匕必过点C，+l V- m V' wLWy， =x x汁i LW rn L W w平衡线方程:y =i + (a- i)xxw<PAhffl l20操作线的作法图形关系（记住）。r q=l,斜率为”，图像为f特殊泡点 X = Xr y q 进料I 露点 q=0,斜率为0,图像为.J 1、逐板计算法理论版层数计算!2、图解法逐板计算法:Y 平衡关系 丫 操作关系平衡关系 丫y = X a y X1 D122计算到X < Xp（饱和液体进料状况，其

20、他为X ）rn q说明第n层是加料板（n-1层）。提馄段：同理x，m < x 层）。 w全塔效率与单板效率E= JI_X1OO% E =y 儿+ 或 E = 一NmV y-ymL X _x*pn +ln-1 n塔板上气液两相的非理想流动返混现象液沫夹带塔板上部分液体产生与液体主体流动方向相反的流动为液沫夹带（又称雾沫夹带）。即液滴被上升的气体夹带到上一层塔板上。气泡夹带塔板上部分气体产生与气体主体方向相反的流动为气泡夹带。即气泡被下降的液体卷入下一层塔板上。1. 气体和液体的不均匀分布气体沿塔板的不均匀分布 由于液面落差的存在，气体通过塔板时阻力大小 不等，导致塔板上气量分布不均。液体沿

21、塔板的不均匀分布由于液体横向流过塔板时路径长短不一，使塔板的物 质传递量减少。不正确操作液泛在操作过程中，塔板上液体下降受阻并逐渐在塔板上积累，这种现象称为液泛（也称淹塔）。根据引起液泛的原因不同，可以分为：。 降液管液泛液体流量过大降液管内液体不能及时排出或气体流量过大使 降液管液面升高，均会引起降液管液泛。 夹带液泛 气速过大导致液沫夹带量过大，板上液层增分并各板液层相连 造成液泛。严重漏液当气体通过筛孔的速度较小或气体分布不均匀时，从孔道流下的液体量占液体流量的10%以上称为严重漏液。第七章115收（溶解度差异）r 一、概述及平衡关系V二、传质理论.三、吸收塔计算一、概述及平衡关系：1、

22、吸收依据：混合物各组分在某种溶剂中溶解度差异1）分离混合气体以回收所需的组分；Y吸收 2）除去有害组分以净化气体；目的 3）制备某种气体的溶液；4）工业废气的治理。2、吸收与解吸流程：吸收过程进行的方向与限度取决于溶质在气液两相中的平衡关系。当气相中溶 质的实际分压高于与液相成平衡的溶质分应时，溶质便由气相向液相转移，即 发生吸收过程。反之.如果气相中溶质的实际分压低于与液相成平衡的溶质分 压时，溶质便由液相向气相转移，即发生吸收的逆过程，这种过程称为脱收（或解 吸）温度与压强的影响:件度，有利于吸收，反之即为解吸、压强T有利于吸收，反之即为解吸X1 -xi3、平衡关系：摩尔比：X -液相中溶

23、质的摩尔数j 液相中溶剂的摩尔数pENTsc1EM亨利定律：P* = Ex P* =什 什Qi i i HnPs4、吸收剂的选择：1）溶解度高（对溶质组分）2）选择性高3）挥发度小4）黏性小5）其他（无毒、无腐蚀、经济、合理等）5、相平衡关系在吸收中的应用：1）判断传质方向：若气液相平衡关系为y * = mx或x* = y / m ,如果气相中溶质的实际组成ii i iy大于与液相溶质组成相平衡的气相溶质组成y *,即y >y * （或液相的实际iii i组成x小于与气相组成y相平衡的液相组成x* ,即XX*,说明溶液还没有iiii i达到饱和状态，此时气相中的溶质必然要继续溶解，传质的

24、方向由气相到液相， 即进行吸收；反之，传质方向则由液相到气相.即发生解吸（或脱吸）。2）确定传质推动力：传质过程的推动力通常用一相的实际组成与其平衡组成的偏离程度表示。如图，在吸收塔内某截面A-A处，溶质在气、液两相中的组成分别为y、x ,i i若在操作条件下气液平衡关系为y *= mx ,则在x -y坐标上可标绘出平衡线0E和iii iA-A截面上的操作点A,如国所示。从图中可看出，以气相组成差表示的动力为Ay =y -y*,以液相组成差表示的推动力为k =x*-x （只能以一相来 . .illi11表征）同理，若气、液组成分别以P、C表示，并且相平衡方程为P* =匕或i ii HC * =

25、 Hp以气相分压差表示的推动力为Ay =y - y *,以液相组成表示的推iii i i动力为Ax = x*-xi i ia吸收塔内两相量与组成的变化b吸收过程推动力3）指明传质过程进行的极限：平衡状态姓传质过程进行的极限。对于以净化气:体为目的的逆流吸收过程，无论气体 流栖有多小，吸收剂流域有多大，吸收塔有多而,出塔净化气中潜质的组成光最低都不会低 于与人塔吸收剂组成叱相平衡的气相溶质组成Y：，即二、传质理论：扩分子扩散：流体分子无规则的热运动散 涡流扩散：流体质点的湍动菲克定律：当物质A在介质B中发生扩散时，任一点处物质A的扩散通量与该位置上A的浓度梯度成正比：j =-D fL （与傅里叶

26、定律及牛顿黏性定律有相似处）A AB dz等分子单向扩散（了解，下册书p90）双膜理论：双膜理论把两流体间的对流传质过程描述成如图所示的模式。它包含以下几点基本假设：相互接触的气、液两相流体间存在着稳定的相界面，界面两侧各有一个很薄的停滞膜，吸收质以分子扩散方式通过此二膜层由气相主体进入液相主体；在相界面处，气、液两相达到平衡；在两个停滞膜以外的气、液两相主体中，由于流体充分湍动，物质组成均匀。吸收速率方程式：（理解及应用条件，书下册P104）吸收速率，指单位相际传质面积上单位时间内吸收的溶质量，速率=%推动力指组成差，吸收阻力倒数为吸收系数，所以“速率二吸收系数X推动力”方程式：DpN =

27、P _P =K P _PA RTZ p （ A Ai） g ag BmDp二常数K （一定情况下）"KZ pGg Bm三、吸收塔计算：1、摩尔分率、摩尔比相关关系:气相：y = a（气体总体积二惰性体积）a n液相：工=%a n质量分数与摩尔分率的关系为:X二Aw /M + w /M +w /MAABBni = -N-a nBY 摩尔分率与摩尔比的关系为x =T+x摩尔比X =' a nBY y =i + r1-x=WV RTn 摩尔浓度与分压之间的关系为C = AA2.吸收操作线方程与操作线Y-Y12min 12Y-Y12min 12LL液气比_ = (1. 1 -2.0)

28、 (J,最小液气比的计算VV minB点移至水平线Y=Y与平衡线的交点B*时，X=X*,此点对应有最小液气比。1 1 1这是理论上吸收液所能达到的最高组成，但此时过程的推动力已变为0,因而需要无限大的相际传 质面积，实际上办不到。或者当解吸平衡线为非下凹线时，操作线的极限位置为与平衡线相交，此 时，对应的气液比为最小气液比。以I I表示。对应的气体用量为最小用量，记作V。minTJmin塔高计算基本关系式TJmin塔高计算基本关系式X -X21y*- y21(掌握方法,ayK a£l y Y-YY2Z = N HOG OG传质单元数的计算772 V式中s=为解吸因数（脱吸因数）。（填

29、料层高度）UVminX XV =L 2 Imin KT21不用记公式X的计算为重点，参考作业）1VrH 称为气相总传质单元高度dKb厂称为气相总传质单元数 V 1 1 *2OGY mX准 i的大小反映了溶质A吸收率的高低。I - mX22L式中A=称为吸收因数。mV吸收塔塔径的计算D= J 一V取第八章、塔设备"""、概述J二、板式塔及流体力学性质L三、填料塔一、概述（了解）：一作用：1、使气、液两相充分接触，适当湍动，以提供尽可能大的传质面积和传质系数，接触后两相又能 及时完善分离；2、在塔内使气、液两相最大限度的接近逆流，以提供最大的传质推动力。性能评估指标：

30、1、通量一一单位塔截面的生产能力，表征塔设备的处理能力和允许空塔气速；2、分离效率一一单位压降塔的分离效果，对板式塔以板效率表示，对填料塔以等板高度表示；3、适应能力操作弹性，表现为对物料的适应性和对负荷波动的适应性；塔设备在兼顾通量大、效率高、适应性强的前提下，还应尽量满足流动阻力小、结构简单、金属耗量少、造价低、易于操作控制等要求。二、板式塔及流体力学性质（了解）：板式r泡罩塔板 、塔的J筛板 I 了解它们工作原理种类L浮阀塔板I喷射形塔板J塔板上r鼓泡状（优良工作状态）Y气液两 蜂窝状相的接 泡沫状（为了减少雾沫夹带，大都控制在此状态）触状态：喷射状（优良工作状态）板上压降：雾沫夹带：上

31、升气流穿过塔板上液层时，将板上液体带入上层塔板的现象称为雾 沫夹带漏液：错流型的塔板在正常操作时，液体应沿塔板流动，在板上与垂直向上流动 的气体进行错流接触后由降液管流下。当上升气体流速减小，气体通过升气孔道 的动压不足以阻止板上液体经孔道流下时，便会出现漏液现象。液泛：塔内若气、液两相中之一的流量增大，使降液管内液体不能顺利下流，管 内液体必然积累，当管内液体增高到越过溢流堰顶部，于是两板间液体相连，该 层塔板产生积液，井依次上升，这种现象称为液泛，亦称淹塔。液面落差：当液体横向流过板面时，为克服板面的摩擦阻力和极上部件（如泡罩、 浮阀等）的局部阻力，需要一定液位差，则在板面上形成液面落差，

32、以表示。负荷性能图：（掌握，书下册P158）三、填料塔：（了解）填料种类：规整r格栅填料填料'波纹填料脉冲填料散装拉西环鲍尔环阶梯环弧鞍与矩鞍金属环矩鞍填料 球形填料流体流动性质（了解，书P184）第七章、干燥（相对湿度差异）一、.干燥概述二、.空气性质及H-I图三、.干燥过程物料衡算及热量衡算、四、干燥动力学干燥概述：干燥操作的必要条件是物料表面的水汽压力必须大于干燥介质中水汽的分压，两者差别越大，干燥操作进行得越快。所以干燥介质应及时将汽化的水 汽带走，以维持一定的扩散推动力。若干燥介质为水汽所饱和，则推动力为零， 这 时干燥操作即停止进行。对流干燥特点：在对流于燥过程中，热空气将

33、热量传给湿物料，物料表面水分 即行汽化.并通过表面外的气膜向气流主体扩散。与此同时，由于物料表面水 分的汽化，物料内部与表面间存在水分浓度的差别，内部水分向表面扩散，汽 化的水汽由空气带走，所以干燥介质既是载热体又是载湿体它将热量传给物 斜的同时把由物料中汽化出来的水分带走。因此，干燥是传热和传质相结合的 操作.干燥速率由传热速率和传质速率共同控制。二、空气性质及H-图：1、空气性质各参数湿度H湿度H湿空气中水汽的质量湿空气中绝干气的质量kg水汽kg绝干气饱和湿度饱和湿度=0.622 PP<p<p£100%P湿比容V = V+ Hv273 + t=(0. 772 + 1.

34、244II) x X 1°13 X 105 m3湿气/kg干气(2)过渡区2000< Re<4000(3)湍流区Re>4000本质区别：(质点运动及能量损失区别)层流与端流的区分不仅在于各有不同 的Re值，更重要的是两种流型的质点运动方式有本质区别。流体在管内作层流流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动，各质点互 不碰撞，互不混合流体在管内作湍流流动时，其质点作不规则的杂乱运动并相互碰撞，产生 大大小小的旋涡。由于质点碰撞而产生的附加阻力较自黏性所产生的阻力大得 多，所以碰撞将使流体前进阻力急剧加大。管截面速度大小分布：无论是层流或揣流，在管道任意截面上，流体质点的

35、速度均沿管径而变化， 管壁处速度为零，离开管壁以后速度渐增，到管中心处速度最大。层流：1、呈抛物线分布；2、管中心最大速度为平均速度的2倍。湍流：1、层流内层；2、过渡区或缓冲区；3、湍流主体湍流时管壁处的速度也等于零，靠近管壁的流体仍作层流流动，这一作层 流流动的流体薄层称为层流内层或层流底层。自层流内层往管中心推移，速度 逐渐增大，出现了既非层流流动亦非完全端流流动的区域，这区域称为缓冲层 或过渡层，再往中心才是揣流主体。层流内层的分度随Re值的增加而减小。 层流时的速度分布U = -U2 max湍流时的速度分布max四、流动阻力、复杂管路、流量计：计算管道阻力的通式：(伯努利方程损失能)

36、.湿比热C =1.01+1.88HkJ/kg干气。CH皆I = （1.01 + 1.88H）t + 2492HkJ/kg 干气湿球温度：t =t鱼H _山waw露点温度t n _ Hp d 七 0.622+H由p根据饱和水蒸汽压表查出相应的温度，即为该湿空气的露点。 d绝热饱和温度tH） （约等于湿球温度）asC asH干球温度（理解四个温度之间的关系，书下册249）不饱和空气：t>t （t ） >t 饱和空气： t=t （t ） =tw asdw asd2、空气H-I图：（熟悉理解，会用，书下册P254）构成线群：（5条）1）等湿度线（等H线）群等湿度线是平行于纵铀的线群2）等皆

37、线（等I线）群等恰线是平行于斜袖的线群3）等干球温度线（等t线）群不平行4）等相对湿度线（等6线）群4）=100%的等小线称为饱和空气线，此时空气为水汽所饱和5）蒸汽分压线三、干燥过程物料衡算及热量衡算：（作业及书上例题）1、物料衡算：湿基含水量湿物料中水分的质量xioo%w = _湿物料总质量1+Xw干基含水量x=- 湿物料中水分的质量X=一湿物料中绝干物料的质量1 一 W水分蒸发量W:W单位时间内水分的蒸发量，kg/s； G单位时间内绝干物料的流量，kg绝干料/s空气消耗量L （绝干气）干燥产品流量G ：（由图示做绝干物料衡算所得）2：2、热量衡算：干燥系统消耗的总热量Q加热空气蒸发水分加

38、热物料损失热量干燥系统的热效率：定义式化简式四、干燥动力学：物料含水划分：1、平衡水与自由水：由未一平衡水（x *）（不能干燥）思乎一能开楝>自由水（能干燥）平衡水：空气状态恒定，则物料将永远维持这么多的含水量，不会因接触时间延长而改变，这种恒定的含水量称为该物料在固定空气状态下的平衡水分，又称平衡湿含量或平衡含水量，以X*表示，单位为kg水/kg绝干料干燥产品含水量X急*2、结合水与非结合水:总水二结合水分+非结合水分非结合水：物科中的吸附水分和孔隙中的水分，都属于非结合水，它与物料为 机械结合.一般结合力较弱.故极易除去。结合水：通常细胞壁内的水分及小毛细管内的水分，都属于结合水，与

39、物料结 合较紧，蒸气压低于同温度下纯水的饱和蒸气压，故较非结合水难于除去。补充：干燥速率相关(本科学历不要求)干燥曲线：物料含水量X及物料表面温度。与干燥时间T的关系曲线干燥速率曲线：干燥速率U与物料含水量X的关系曲线。分为恒速干燥阶 段和降速干燥阶段，两者之间的分界点为临界点，相应的物料含水量称为临界含 水量。(1) 恒速干燥阶段在该阶段，物料内部的水分能及时扩散到物料表面， 使物料表面完全润湿，物料表面的温度等于空气的湿球温度，汽化的水分为非 结合水分。该阶段为表面汽化控制，干燥速率大小取决于物料外部的干燥条件， 一般，提高空气的温度、降低空气的湿度或提高空气的流速，均能提高恒速干 燥阶段

40、的干燥速率。(2) 降速干燥阶段 随干燥时间的延长，由于物料的表面出现干区、实 际汽化面积减小以及平衡蒸汽压较小等原因，使干燥速率逐渐下降。该阶段为 物料内部扩散控制阶段，干燥速率的大小主要取决于物料本身的结构、形状和 尺寸，而与外部干燥条件关系不大。(3) 临界含水量临界含水量因物料的性质、分度和恒速阶段干燥速率的 不同而异，通常吸水性物料的临界含水量比非吸水性的大；同一物料，恒速阶 段干燥速率愈大，则临界含水量愈高；物料愈分，则临界含水量愈大。范宁公式的几种形式：.圆直管道h =人土三3f d 2非圆直管道 p人，P 口 2pf= wf= -d运算时，关键是找出入值，一般题目会告诉，仅用于

41、期末考试，考研需扩充非圆管当量直径：当量直径：dd=4r （4倍水力半径）ee h水力半径：rh n（流体在通道里的流通截面积A与润湿周边长II之比）.流量计概述：（节流原理）孔板流量计是利用流体流经孔板前后产生的压力差来实现流量测量。孔板流量计的特点：恒截面、变压差，为差压式流量计。文丘里流量计的能量损失远小于孔板流量计。转子流量计的特点：恒压差、恒环隙流速而变流通面积，属截面式流量计。复杂管路：（了解）并联管路各支路的能量损失相等，主管的流量必等于各支管流量之和。第二章、流体输送机械，一、离心泵的结构和工作原理二、特性参数与特性曲线 I三、气蚀现象与安装高度 、四、工作点及流量调节离心泵：

42、电动机t流体（动能）转化 静压能一、离心泵的结构和工作原理：离心泵的主要部件：离心泵的的启动流程：叶轮吸液（管泵，无自吸能力）泵壳液体的汇集与能量的转换转能泵轴排放密封填料密封 机械密封（高级）叶轮其作用为将原动机的能量直接传给液体，以提高液体的静压能与动能（主要为静压能）。泵壳具有汇集液体和能量转化双重功能。轴封装置 其作用是防止泵壳内高压液体沿轴漏出或外界空气吸入泵的低压区。常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种。气缚现象：离心泵启动前泵壳和吸入管路中没有充满液体，则泵壳内存有空气，而空气的密度又远小于液体的密度，故产生的离心力很小，因而叶轮中 心处所形成的低压不足以将贮槽内液体吸入泵内，

43、此时虽启动离心泵，也不能 输送液体，此种现象称为气缚现象，表明离心泵无自吸能力。因此，离心泵在 启动前必须灌泵。Q/m7h口饱 高 极 并 力）汽蚀现象：汽蚀现象是指当泵入 处压力等于或小于同温度下液体的 和蒸汽压时，液体发生汽化，气泡在 压作用下，迅速凝聚或破裂产生压力 大、频率极高的冲击，泵体强烈振动 发出噪音，液体流量、压头（出口压及效率明显下降。这种现象称为离心泵的汽蚀。二、特性参数与特性曲线：流量Q：离心泵在单位时间内排送到管路系统的液体体积。压头（扬程）H：离心泵对单位重量（1N）的液体所提供的有效能量。效率门:总效率r| =r| r| rjv m h轴功率N:泵轴所需的功率Nr| -Q曲线对应的最高效率点为设计点，对应的Q、H、N值称为最佳工况参数，铭牌所标出的参数就是此点的 性能参数。（会使用IS 水泵特性曲线表，书P117）三、气蚀现象与安装高度: .气蚀现象的危害：离心泵的性能下降，泵的流量、压头和效率均降低。若生成大量的气泡，则可能出现气缚现象，且使离心泵停止工作。产生噪声和振动，影响离心泵的正常运行和工作环境。泵壳和叶轮的材料遭受损坏，降低了泵的使用寿命。解决方案：为避免发生气蚀，就应设法使叶片入口附近的压强高于输送温度下 的液体饱和蒸气压。通常，根据泵的抗气蚀性能，合理地确定泵的安装高度, 是防止发生气蚀