化工原理期末复习

1、化工原理复习化工原理复习 题题 型型1. 填空题（填空题（13小题，小题，26%）2.单项选择（单项选择（10小题，小题，20%）3.简述题（简述题（4小题，小题，1213%） 4.计算题（计算题（3小题，小题，4142）总评总评成绩成绩期末期末平时平时7030第第1 1章章 流体流动流体流动 本章主要讨论流体流动的基本原理和流体在管内流动的规律，以及本章主要讨论流体流动的基本原理和流体在管内流动的规律，以及利用这些原理和规律解决实际问题。利用这些原理和规律解决实际问题。一、基本概念一、基本概念1、几个物理量、几个物理量 密度、压强、流量、流速，必须掌握其概念和相关的计算。密度、压强、流量、流

2、速，必须掌握其概念和相关的计算。2、压强的基准、不同的表示方法（液柱高度、压强的基准、不同的表示方法（液柱高度、mmHg、Pa等，表压、绝等，表压、绝压及其关系）压及其关系）3、粘度、阻力、流体流动形态、边界层等的概念、特点及其相关计算。、粘度、阻力、流体流动形态、边界层等的概念、特点及其相关计算。二、流体静力学方程及其应用二、流体静力学方程及其应用 流体静力学方程的物理意义，通过应用加深对其物理意义的理解。流体静力学方程的物理意义，通过应用加深对其物理意义的理解。三、流体动力学方程及其应用三、流体动力学方程及其应用静力学方程静力学方程11221212u0PgH =PgHPaPPHHJ/Nmg

3、g静力学方程：柏努利方程的特例：压力形式： +；【】能量形式：；【】或【 液柱】流体动力学流体动力学 定态流动与非定态流动定态流动与非定态流动 连续性方程连续性方程m111222v1122q =u A =u Aq =u A =u A连续性方程： 常数不可压缩流体：常数柏努利方程式柏努利方程式gZ+u2/2+p/=We-hfgZ+u2/2+p/=0基准、各项单位物理意义基准、各项单位物理意义能量转换能量转换有效功率有效功率N Ne e=W=We eW=WW=We eV V轴功率轴功率 N=NN=Ne e/流动阻力流动阻力hhf f= h= hf f+ h+ hf f流流动动阻阻力力局局部部阻阻力

4、力直直管管阻阻力力22ff2f2fL uLuH=J/NmP =Pad 2gd264Re2000=ReRe2000L+Le uH=J/Nmd2gu2H=J/Nm2g直直+局局流体流动阻力：直管阻力：【】或【 液柱】；或【】；滞流形态时，（线性关系）过渡流、湍流形态时，阻力系数 可以通过莫狄图求解，或通过经验公式求算。局部阻力：1）当量长度法：【】或【 液柱】；）阻力系数法：【】或【 液柱】； 流体动力学方程的物理意义，通过应用加深对其物理意义的解。流体动力学方程的物理意义，通过应用加深对其物理意义的解。 四、流体阻力计算公式四、流体阻力计算公式:264Re2L uPd 22uLP=d 22uL+

5、leP=d 22uP=1 1、直圆管阻力：、直圆管阻力：滞流形态时：滞流形态时：湍流形态时：湍流形态时：2、局部阻力：、局部阻力：当量长度法：当量长度法：阻力系数法：阻力系数法：莫狄图分析的三点结论。莫狄图分析的三点结论。1112222212ffffmv1.uuuu2.eg2gg2g3.124.e qge=q . .g.HePe5.Pa=AAHHHHH 1212居直管路计算：连续性方程PP柏努利方程：H +H +摩擦阻力公式：（）直圆管阻力公式：（ ）局部阻力公式：总阻力计算：若管路中管径不同，要分管径分段进行分开计算，再总和。泵的理论功率（有效功率）：P =. .H泵的实际功率（轴功率）：流

6、速与流量的测量流速与流量的测量测速管（皮托管）：测速管（皮托管）：测量点速度测量点速度孔板流量计：恒截面、变压差孔板流量计：恒截面、变压差文丘里流量计：恒截面、变压差；能量损失小，文丘里流量计：恒截面、变压差；能量损失小，造价高造价高转子流量计：恒压差、恒流速、变截面转子流量计：恒压差、恒流速、变截面第第2章章 流体输送机械流体输送机械离心泵离心泵结构结构泵壳作用泵壳作用气缚现象气缚现象性能参数性能参数:流量流量/扬程扬程/有效功率有效功率/轴功率轴功率汇集由叶轮抛出的液体汇集由叶轮抛出的液体;动能动能静压能静压能)。静压能静压能和动能和动能分分 闭式闭式 半闭式半闭式敞式敞式叶轮作用叶轮作用

7、 Ne=WeW=WeVg/g=gVH 轴功率轴功率N=Ne/=gVH/ 泵的进口处安泵的进口处安真空表真空表，泵出口处安，泵出口处安压力表压力表和和出口阀门出口阀门，而在出口处，而在出口处，压力表压力表必须安必须安在在出口阀门出口阀门之前，在出口管路上还应安装之前，在出口管路上还应安装测量测量流量流量的仪表。的仪表。离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线 转速转速n一定时，由实验测得一定时，由实验测得HQ，NQ，Q，这三条曲线称为特性曲线，由泵制造厂提供。供这三条曲线称为特性曲线，由泵制造厂提供。供泵用户使用。泵厂以泵用户使用。泵厂以20清水作为工质做实验测清水作为工质做实验测定性能曲线。定性能曲线

8、。说明：HQ曲线曲线Q ，H 一般一般H=ABQ2 离心泵的性能曲线离心泵的性能曲线hmV/,3mH,QN QH QkW,aNNaQ曲线：曲线： Q ，N 大流量大流量大电机大电机当当V=0V=0，NaNa最小最小 关闭出口阀启动泵关闭出口阀启动泵，启动电流最小启动电流最小离心泵的性能曲线离心泵的性能曲线hmV/,3mH,QN QH QkW,aN Q Q曲线曲线 ：Q Q ， maxmax称为设计点。称为设计点。铭牌铭牌: max对应的性能对应的性能参数参数离心泵的性能曲线离心泵的性能曲线hmV/,3mH,QN QH QkW,aN（1 1）流体的性质：）流体的性质：密度：密度： , (Na、N

9、e) （H，Q，）与无关；粘度：粘度： ，（H，Q，）; Na Ne=gQH离心泵性能改变及换算离心泵性能改变及换算离心泵性能改变及换算离心泵性能改变及换算（2 2）转速）转速 n n 20%20%以内以内比例定律比例定律(3)(3)叶轮直径叶轮直径D -D -5 5% %以内以内切割定律切割定律切割切割离心泵性能改变及换算离心泵性能改变及换算离心泵的工作点和流量调节离心泵的工作点和流量调节管路特性曲线管路特性曲线He= AB Q2 AZ+p/gB8(l+le)/2d5g工作点工作点M点：点： H=ABQ2 H= ABQ2HQHe- QHe-QM工作点工作点M：离心泵的性能曲线与管路特性曲线的

10、交点。：离心泵的性能曲线与管路特性曲线的交点。HMQMQM和和HM离心泵的流量调节离心泵的流量调节（1 1）改变出口阀开度）改变出口阀开度-常用常用Q关小出口阀关小出口阀-改变改变管路特性管路特性 le 管特线变陡管特线变陡 H ，Q 工作点上移工作点上移HMQMM1QM1H1Hnn1HMQMM1QM1n1n(2)改变叶轮转速改变叶轮转速-改变泵的特性改变泵的特性H-Q线上移线上移MM1点点,Q(3)(3)车削叶轮直径车削叶轮直径 -改变泵的特性改变泵的特性HMQMM1QM1D1DDD1 H-Q线下移线下移MM1点，点，Q离心泵的组合操作离心泵的组合操作 1）泵的串联）泵的串联设离心泵型号相同

11、设离心泵型号相同原则：流量相同，原则：流量相同， 扬程相加扬程相加H串串H单单HMQ单单M1Q串串QH串串HM串联泵的扬程是单泵特串联泵的扬程是单泵特性曲线上的扬程的两倍性曲线上的扬程的两倍bQ串串Q单单单泵在单泵在b点工作点工作2)泵的并联泵的并联设离心泵型号相同设离心泵型号相同原则：扬程相同，流量相原则：扬程相同，流量相加加Q并并Q单单单泵在单泵在b点工作点工作HMQ单单M1QH并并H单单Q并并H并并b并联泵的流量是单泵特性并联泵的流量是单泵特性曲线上流量的两倍曲线上流量的两倍例题：某设备的进、出口压强分别为例题：某设备的进、出口压强分别为1200 mmH1200 mmH2 2O O（真空

12、度）和（真空度）和1.6 1.6 kgf/cmkgf/cm2 2（表压）。若当地大气压为（表压）。若当地大气压为760 mmHg, 760 mmHg, 求此设备进、出口求此设备进、出口的压强差。（用的压强差。（用SISI制表示）制表示） 解：解： 进口进口 P P1 1（绝压）（绝压）= P= P（大气压）（大气压）- P- P（真空度）（真空度） 出口出口 P P2 2（绝压）（绝压）= P= P（大气压）（大气压）+ P+ P（表压）（表压） P P（真空度）（真空度）= 1200 mmH= 1200 mmH2 2O = 0.12 kgf/cmO = 0.12 kgf/cm2 2 P P1

13、 1（绝压）（绝压）- P- P2 2（绝压）（绝压）= - P= - P（真空度）（真空度）+P+P（表压）（表压） = - = -（0.12+1.60.12+1.6）= -1.72 kgf/cm= -1.72 kgf/cm2 2 = -1.72 = -1.729.819.8110104 4 = -1.687 = -1.68710105 5 N/m N/m2 2 例题：如图所示，要求将例题：如图所示，要求将2020水（粘度为水（粘度为1 11010-3-3Pa.SPa.S）从一贮水）从一贮水池打入水塔中，每小时送水量不低于池打入水塔中，每小时送水量不低于75t75t，贮水池和水塔的水，贮水池

14、和水塔的水位设定为恒定，且与大气相通，水塔水面与贮水池水面的垂直位设定为恒定，且与大气相通，水塔水面与贮水池水面的垂直距离为距离为13m13m，输水管为，输水管为1401404.5mm4.5mm的钢管，所需铺设的管长的钢管，所需铺设的管长为为50m50m，管线中的所有局部阻力当量长度为，管线中的所有局部阻力当量长度为20m20m，摩擦系数，摩擦系数=0.3164Re=0.3164Re-0.25-0.25. . 现库存有两台不同型号的清水泵现库存有两台不同型号的清水泵A A、B B，它们，它们的性能如下表所示，试从中选一台合适的泵。的性能如下表所示，试从中选一台合适的泵。 表1-1清水泵的主要性

15、能表泵泵流量流量/m3/h扬程扬程/m轴功率轴功率/kW效率效率/%A8016.54.3576B7915.54.10793375 1075/ 1000mvqqmh1402 4.51310.131dmmm 2275/36001.55/110.13144vqum sd530.131 1.55 1000Re2.031 101 10du0.250.3164Re0.015解：解：首先应计算输送系统所需的流量和扬程，然后根据二者的数值大小，并本着效率最首先应计算输送系统所需的流量和扬程，然后根据二者的数值大小，并本着效率最高，功率最小的原则从两种型号的泵中选出较为合适的。高，功率最小的原则从两种型号的泵中

16、选出较为合适的。112212222222pupulle uHHeHggggdg751000 9.81 14.02861.33600vPeqgHeW2861.33.760.762861.33.620.79AABBPePakWPePakW将将H1=0；p1=p2=0（表压）；（表压）；u1=u2=0；H2=13m； =0.015=0.015，l+lel+le=50+20=70m=50+20=70m，d=0.131md=0.131m，u=1.55u=1.55【m/sm/s】代入上式得：】代入上式得： He=14.0He=14.0【m m】答：表中所列的两台清水泵的扬程和流量均大于管答：表中所列的两台

17、清水泵的扬程和流量均大于管路所需的流量和扬程，均可使用，但考虑到路所需的流量和扬程，均可使用，但考虑到B B泵泵轴功率较小，效率较高，且其流量、扬程与管路轴功率较小，效率较高，且其流量、扬程与管路所需值更为接近，故应选所需值更为接近，故应选B B泵。泵。 P53，例，例2-2 用一离心泵输送某造纸厂的废水，当用一离心泵输送某造纸厂的废水，当转速为转速为n2900rmin-1时泵的特性曲线方程可用时泵的特性曲线方程可用H40-0.06Q2近似表示，已知出口阀全开时管路特近似表示，已知出口阀全开时管路特性曲线为性曲线为he20+0.04Q2，两式中的，两式中的Q单位为单位为m3h-1，H、 he的

18、单位是的单位是m。试问（。试问（a）此时的输送量）此时的输送量为为多少？多少？（b）若通过工艺改进后，该厂的废水排）若通过工艺改进后，该厂的废水排放量降为上述的放量降为上述的80%，试对关小阀门和切削叶轮，试对关小阀门和切削叶轮两种方式作比较。两种方式作比较。第第3章章 非均相物系的分离非均相物系的分离1、沉降：沉降： 重力沉降：作用力重力，设备：降尘室，沉降槽；重力沉降：作用力重力，设备：降尘室，沉降槽； 降尘室生产能力：降尘室生产能力： VAu0=LBu0 即处理能力与设备的底面积有关，与高度无关即处理能力与设备的底面积有关，与高度无关 离心沉降：作用力离心力，设备：旋风分离器，离心沉降：

19、作用力离心力，设备：旋风分离器，离心机离心机 。沉降速度沉降速度ut, 又称终端速度又称终端速度,加速阶段终了时颗粒相对于流加速阶段终了时颗粒相对于流体的速度。体的速度。第第4章章 传热传热一、基本概念一、基本概念 传热的基本方式（三种）及特点，工业上的传热方式，传热的基本方式（三种）及特点，工业上的传热方式，傅里叶定律，导热系数（傅里叶定律，导热系数（）、给热系数（）、给热系数（）、传热系）、传热系数（数（K）这三个系数的物理意义，传热边界层，牛顿冷却）这三个系数的物理意义，传热边界层，牛顿冷却定律，并流换热、逆流换热的特点，以及强化传热的途径定律，并流换热、逆流换热的特点，以及强化传热的途

20、径等。等。二、热传导的计算二、热传导的计算1、平面壁的计算公式、平面壁的计算公式Q=AQ=At/t/（b b1 1/1 1+ b+ b2 2/2 2 + b + b3 3/3 3 ）对其公式分析得出的四点结论：对其公式分析得出的四点结论：传热的推动力是内壁面和外壁面的总温度差；传热的推动力是内壁面和外壁面的总温度差； t=tt=t1 1-t-t4 4传热的总热阻是各层热阻之和；传热的总热阻是各层热阻之和；R R总总=R=R1 1+R+R2 2+R+R3 3;R;R1 1= =b b1 1/ /1 1A A; R; R2 2= = b b2 2/ /2 2A A ;R ;R3 3= = b b3

21、 3/ /3 3A A ; ; R R总总=1/A=1/Ai i/i i; ;各层的推动力与该层的热阻成正比；各层的推动力与该层的热阻成正比；t=t=t t1 1：t t2 2：t t3 3=R=R1 1:R:R2 2:R:R3 3=b=b1 1/1 1:b:b2 2/2 2:b:b3 3/3 3:b bi i/i i；中间壁面的温度求算：中间壁面的温度求算：t t2 2=t=t1 1- -b b1 1/A/A1 1: :以及以及t t3 3=t=t2 2- -b b2 2/A/A2 2P109：例：例432、圆筒壁的稳定热传导计算公式、圆筒壁的稳定热传导计算公式对其公式分析得出的四点结论：对

22、其公式分析得出的四点结论：（1 1）传热面积和传递的温度都随半径而变化；）传热面积和传递的温度都随半径而变化；（2 2）各层的温度降（推动力）与该层热阻成比例；）各层的温度降（推动力）与该层热阻成比例；（3 3）多层圆筒壁的总推动力是总温度差）多层圆筒壁的总推动力是总温度差t=t1-t4t=t1-t4；总热阻是各层热阻之和：；总热阻是各层热阻之和：（4 4）各层圆筒壁交界面处温度计算公式）各层圆筒壁交界面处温度计算公式t t2 2=t=t1 1-lnln（r r2 2/r/r1 1）/ /（1 122L L）, , t3=t2-ln（r3/r2）/（22L）平面壁与圆筒壁相比有三处相同，二处不

23、同，就其原因是圆筒壁的平面壁与圆筒壁相比有三处相同，二处不同，就其原因是圆筒壁的A A随随r r的变化而引起的。的变化而引起的。P111P111，例，例4-44-4总热阻总热阻总推动力总推动力 RtAbAbAbttQmmm33322211141)( 334223112412/ln2/ln2/ln lrrlrrlrrttQ 三、对流传热过程实际上包括了，间壁两侧的对流传热过程和间壁本三、对流传热过程实际上包括了，间壁两侧的对流传热过程和间壁本身的热传导过程。所以常见的对流过程，实际上是热流体向器壁的身的热传导过程。所以常见的对流过程，实际上是热流体向器壁的对流传热过程，或是器壁向冷流体的对流传热

24、过程。对流传热过程，或是器壁向冷流体的对流传热过程。靠近壁面附近：靠近壁面附近：传热边界层：热传热边界层：热阻主要的存在区阻主要的存在区滞流内层：传导传热为主。滞流内层：传导传热为主。过渡流：既有热传导，也有过渡流：既有热传导，也有对流传热对流传热湍流主体：以对流传热为主，也存在热传导。湍流主体：以对流传热为主，也存在热传导。热阻很小热阻很小对流传热对流传热的物理意义的物理意义是对流给热过程给热能力大小的标志，是对流给热过程热是对流给热过程给热能力大小的标志，是对流给热过程热阻之倒数。某一对流给热过程，阻之倒数。某一对流给热过程，越大，则给热能力越强。越大，则给热能力越强。=Q/A=Q/At,

25、t,其含义为：当壁面与流体主体之间的温度差为其含义为：当壁面与流体主体之间的温度差为1K1K时，单位面积单位时间所传递的热量。时，单位面积单位时间所传递的热量。 不是流体的物理性质，是综合考虑了众多影响因素，是一不是流体的物理性质，是综合考虑了众多影响因素，是一个复杂因素的函数，是对流给热过程，给热能力大小的标志。个复杂因素的函数，是对流给热过程，给热能力大小的标志。 影响因素：物理性质、流体流动型态、相态变化及传热面的影响因素：物理性质、流体流动型态、相态变化及传热面的几何因素等。几何因素等。 ttAQ W2 冷流体侧：冷流体侧：牛顿冷却定律（牛顿冷却定律（也称对流传热方也称对流传热方程）程

26、） W1TTAQ 热流体侧：热流体侧：t对流给热系数，对流给热系数，W.m-2.-1 四、热交换的计算四、热交换的计算1 1、热量衡算、热量衡算2 2、K K的计算公式（平面壁和圆筒壁）（传热的计算公式（平面壁和圆筒壁）（传热系数的物理意义）系数的物理意义）3 3、对数平均温度差（并流、逆流）、对数平均温度差（并流、逆流）4 4、总传热方程、总传热方程1. 热量衡算式：热量衡算式：Q = qm1cp1( T1-T2 ) = qm2cp2( t2-t1 )2. K的计算公式（平面壁和圆筒壁）（传热系数的物理意义）的计算公式（平面壁和圆筒壁）（传热系数的物理意义）2211111) 1 (ssRbR

27、K平面壁传热系数计算：（2）圆筒壁传热系数计算）圆筒壁传热系数计算外表面积为基准外表面积为基准 :222121121111 smsRddbddRddK管内污垢热阻管内污垢热阻管外污垢热阻管外污垢热阻管外流体对流给热阻力管外流体对流给热阻力管内流体对流给热阻力管内流体对流给热阻力总传热阻力总传热阻力间壁导热阻力间壁导热阻力2121mlntttttmtKAQ传热基本方程式传热基本方程式1 1、气体的导热系数值随温度的变化趋势为、气体的导热系数值随温度的变化趋势为 。A A、T T升高，升高，增大；增大；B B、T T升高，升高，减少；减少；C C、T T升高，升高，可能增大或减少可能增大或减少 ；

28、D D、T T变化，变化，不变不变2 2、在通常操作条件下的同类换热器中，设空气的给热系数为、在通常操作条件下的同类换热器中，设空气的给热系数为1 1，水的给热系数为，水的给热系数为2 2，蒸汽冷凝的给热系数为，蒸汽冷凝的给热系数为3 3，则，则有有 。A A、 1 12 23 3 ；B B、 2 21 13 3 ；C C、 3 32 21 1 ；D D、 1 13 32 23. 3. 试分析对于某一套管换热器，当冷、热流体流量不变，冷、试分析对于某一套管换热器，当冷、热流体流量不变，冷、热流体进口温度不变，将换热面积增大一倍，其换热速率热流体进口温度不变，将换热面积增大一倍，其换热速率是否也

29、增大一倍，若不是，分析原因？是否也增大一倍，若不是，分析原因？ P164P164165165：4-274-27，4-294-291、A；2、C；3、答：由于套管换热器冷、热流体进口温度不变，热流体或冷答：由于套管换热器冷、热流体进口温度不变，热流体或冷流体的流量不变时，若将换热面积提高一倍，可能有两种情流体的流量不变时，若将换热面积提高一倍，可能有两种情况：况：（1 1）管径不变，增加管长，由于管长的增加，使得热流体的出）管径不变，增加管长，由于管长的增加，使得热流体的出口温度比原来的要低，而冷流体的出口温度比原来的要高，口温度比原来的要低，而冷流体的出口温度比原来的要高，这样造成平均温度差比

30、原来下降，假设传热系数不变，传热这样造成平均温度差比原来下降，假设传热系数不变，传热速率虽有所提高，但不可能提高一倍；速率虽有所提高，但不可能提高一倍；（2 2）若改变管径，来提高换热面积，由于管径增加，造成流速）若改变管径，来提高换热面积，由于管径增加，造成流速下降，使得给热系数变小，从而影响总传热系数，使传热系下降，使得给热系数变小，从而影响总传热系数，使传热系数下降，假设平均温度差不变，但传热系数变小，传热速率数下降，假设平均温度差不变，但传热系数变小，传热速率有所提高，但也不能提高一倍。有所提高，但也不能提高一倍。第第5 5章章 吸收吸收一、基本概念一、基本概念1 1、吸收机理：物理吸

31、收、化学吸收及特点；、吸收机理：物理吸收、化学吸收及特点；2 2、气气液平衡关系：液平衡关系：亨利定律、亨利定律、数学表达式、亨利系数数学表达式、亨利系数的物理意义及其相互关系和相关计算；如何判断吸收进行的物理意义及其相互关系和相关计算；如何判断吸收进行的方向，包括采用推动力法、相图来判断；的方向，包括采用推动力法、相图来判断；3、掌握双膜理论及要点、掌握双膜理论及要点4、了解分吸收速率、了解分吸收速率5、掌握总吸收速率以及总吸收系数与分吸收系数关系、掌握总吸收速率以及总吸收系数与分吸收系数关系通过总吸收系数与分吸收系数的大小可定性判断主要阻力通过总吸收系数与分吸收系数的大小可定性判断主要阻力

32、二、吸收塔的计算二、吸收塔的计算（1 1）吸收塔的物料衡算和操作线方程吸收塔的物料衡算和操作线方程（2）熟练掌握气液平衡线和操作线的绘制）熟练掌握气液平衡线和操作线的绘制（3）会求最小液气比、实用液气比以及吸收剂用量）会求最小液气比、实用液气比以及吸收剂用量（4）吸收塔径的计算吸收塔径的计算（5 5）低浓度气体传质单元高度和传质单元数、传质系数低浓度气体传质单元高度和传质单元数、传质系数KYa等的求算。传质单元数的求解等的求算。传质单元数的求解:对数平均推动力法和数对数平均推动力法和数学分析法都要求掌握。学分析法都要求掌握。气液平衡关系的表达式（亨利定律 ）物料衡算Exp*AHcpA*Amxy

33、 *pEm mXY*SSEMH(1)吸收吸收dzdcDJAA费克定律2121XXLYYG21212*121min/XmYYYXXYYGLmin)(0 . 21 . 1GLGL主要公式主要公式)(aBSaBSXGLYXGLY)(bBSbBSXGLYXGLY操作线方程：操作线方程：ERQBPA*Y*X0YXYbYaYXaX Xb图图9-9 9-9 摩尔比坐标系中摩尔比坐标系中 的操作线和平衡线的操作线和平衡线YA2aXA2aYA1aYA1bXA1bXA2bYA2bXA1aabYAXAYA1a，YA1bXA1bXA1aYA2bYA2aXA2b XA2aabYA2aXA2aYA1aYA1bXA1bXA

34、2bYA2bXA1aabYAXAYA1bXA1bXA1aYA2bYA2aXA2b XA2aabYA1aYA2aXA2aYA1aYA2bXA1bXA2bYA1bXA1aabYAXAYA1bXA1bXA1aYA2bYA2aXA2b XA2aabYA1aYA2bYAXAYA1bXA1bXA1aYA2bYA2aXA2b XA2aabYA1aYA2aXA2aYA1aXA1bXA2bYA1bXA1aabYA2aXA2aYA1aYA1bXA1bXA2bYA2bXA1aabYAXAYA1aXA1bXA1aYA2bYA2aXA2b XA2aabYA1b 吸收速率方程用分吸收系数表示的吸收速率方程)(),(),(

35、iYAiyAiGAYYkNyykNppkN)(),(),(XXkNxxkNcckNiXAixAiLA用总吸收系数表示的吸收速率方程)(),(),(*yyKNYYKNppKNyAYAGA)(),(),(*xxKNXXKNccKNXAXALALGGHkkK111 GLLkHkK 11LGcKKGYPKK填料层高度基本计算公式填料层高度填料层高度=传质单元高度传质单元高度传质单元数传质单元数 a)传质单元数反映吸收过程的难易程度反映吸收过程的难易程度b)传质单元高度传质单元高度由过程条件决定传质单元高度由过程条件决定OGOG *)(dNHyyyaKGhbayyyobayy*yyyN OGdaKGHy

36、OGmabOGyyyNababmlnyyyyy塔顶塔底塔顶塔底推动力的推动力的对数平均对数平均值值aKGHyOG传质单元数求法：a平均推动力法b脱吸因子素法LmGS*bbbyyy塔底气相总推动力塔底气相总推动力*aaayyy塔顶气相总推动力塔顶气相总推动力mabOGyyyNababmlnyyyyySmxymxySSNaaabOG1ln11（S1）1.1.在吸收操作中，吸收塔某一截面上总推动力（以气相浓度差表示）在吸收操作中，吸收塔某一截面上总推动力（以气相浓度差表示）为为_A A_。A A、Y-YY-Y* *； B B、Y Y* *-Y-Y； C C、Y-Yi Y-Yi ； D D、Yi-YY

37、i-Y2.2.对某一气液平衡体系，在总压一定时，若温度升高，则其亨利系对某一气液平衡体系，在总压一定时，若温度升高，则其亨利系数数E E将减少。将减少。 3.3.生产中引入化学吸收，可以大大地加速吸收过程，其主要原因？生产中引入化学吸收，可以大大地加速吸收过程，其主要原因？4. 4. 已知常压、已知常压、2525下某体系的平衡关系符合亨利定律，亨利系数下某体系的平衡关系符合亨利定律，亨利系数E E为为1.51.510103 3 大气压，溶质大气压，溶质A A的分压为的分压为0.540.54大气压的混合气体分别与大气压的混合气体分别与溶质溶质A A浓度为浓度为0.002mol/L0.002mol

38、/L的水溶液接触：试求上述情况下溶质的水溶液接触：试求上述情况下溶质A A在二在二相间的转移方向。相间的转移方向。 生产中引入化学吸收，可以大大地加速吸收过程，其主生产中引入化学吸收，可以大大地加速吸收过程，其主要原因？要原因？答：化学吸收有两大特点：答：化学吸收有两大特点：（1 1）可以提高吸收的推动力，吸收质）可以提高吸收的推动力，吸收质A A进入液相后除了被溶解进入液相后除了被溶解以外，还与吸收剂反应，使溶液中的吸收质浓度以外，还与吸收剂反应，使溶液中的吸收质浓度CACA下降，这下降，这样也使得与之平衡的气相分压样也使得与之平衡的气相分压PAPA* *下降，所以（下降，所以（PA- PA

39、PA- PA* *）增）增加了，吸收的推动力提高。加了，吸收的推动力提高。（2 2）减少了液膜阻力，化学吸收对气膜阻力无影响，即）减少了液膜阻力，化学吸收对气膜阻力无影响，即kGkG不不变，但液膜阻力的减少则使变，但液膜阻力的减少则使kLkL增大，使总传质系数增大。化增大，使总传质系数增大。化学吸收的引入可以使控制步骤向气膜控制移动。因此，对原学吸收的引入可以使控制步骤向气膜控制移动。因此，对原先属液膜控制的物理吸收过程，引入化学吸收尤为重要。先属液膜控制的物理吸收过程，引入化学吸收尤为重要。解：解： E=1.5E=1.510103 3atmatm，p=0.054atmp=0.054atm，P

40、=1atmP=1atm，y yA A=p/P=0.054=p/P=0.054 m=E/P= m=E/P=1.51.510103 3 x xA A=0.002/=0.002/（1000/181000/18）=3.6=3.61010-5-5，y yA A* *=m x=m xA A =0.15 =0.1510104 43.63.61010-5-5=0.054 y=0.054 yA A -y -yA A* * = 0 = 0 达到平衡。达到平衡。答：略。答：略。5.5.在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质，进塔气体中溶质的含量为某溶质，进塔气

41、体中溶质的含量为8%8%（体积分率），（体积分率），吸收率为吸收率为98%98%，操作条件下的平衡关系为：，操作条件下的平衡关系为：, ,取吸收剂取吸收剂用量为最小用量的用量为最小用量的1.21.2倍，试求：倍，试求： （1 1）水溶液的出塔浓度）水溶液的出塔浓度X XA1A1? ? （2 2）若气相总传质单元高度为）若气相总传质单元高度为0.8m0.8m，现有一填料，现有一填料层高度为层高度为9m9m的塔，问该塔是否适用？的塔，问该塔是否适用？P189 P189 例例5-65-6A11A121n1212min*1n122nnminnnn1ny0.0810.0871-y1 0.08(1)0.0

42、87q0.0870.00172.450.087q02.5mqq1.21.2 2.452.94qqqqAAAAAAAAAAAAYYYYYYYYXXXXYCBCCBBBC解：（）属于低浓气体吸收（1-98%）=0.0017（）（）水溶液出塔浓度:（12(0.0870.0017)00.029AAYA21）+X =2.94*m1111*2222(2)m0.0872.5 0.0290.0145lnm0.001700.001AAAAAAAAYYYXYYYX需需A1A2AA1A1A2A2要核算一个塔是否适用，较简单的方法是采用设计型的解题思路。即求出完成吸收任务所需的填料层高度H ，若H 小于或等于现有的填

43、料层高度H，则可以完成吸收任务，塔适用；否则塔不适用。Y - YY =； YYYYm70.01450.00170.005970.0145lnln0.0017A1A2AA1A2Y - YY =YY12m0.0870.001714.290.005970.8 14.2911.43m11.43m9mAAOGOGOGYYNHHNA需Y塔高答：所需塔高，大于，故该塔不适用。（也可采用吸收因数法）第六章第六章 精馏精馏一、基本概念一、基本概念1、什么是蒸馏：利用物系发生相变的过程中，由于组分间挥发性差异，、什么是蒸馏：利用物系发生相变的过程中，由于组分间挥发性差异，将液体混合物中各组分分离的操作。将液体混合

44、物中各组分分离的操作。依据是什么：挥发性差异。依据是什么：挥发性差异。2、简单蒸馏的特点：、简单蒸馏的特点：不能将混合物彻底分离；不能将混合物彻底分离；得到的馏出液的组成是一定范围的馏分；得到的馏出液的组成是一定范围的馏分；馏出液组成和馏残液组成与原始溶液组成之间只存在物料衡算关系，馏出液组成和馏残液组成与原始溶液组成之间只存在物料衡算关系，不存在相平衡关系。不存在相平衡关系。 在溶液沸腾汽化产生的蒸汽，立即从釜中引出冷凝，在引出的瞬间，在溶液沸腾汽化产生的蒸汽，立即从釜中引出冷凝，在引出的瞬间，气、液间存在平衡关系。气、液间存在平衡关系。间歇蒸馏操作；间歇蒸馏操作；气、液相组成及沸点都是随时

45、间而变化。气、液相组成及沸点都是随时间而变化。3 3、连续精馏特点：、连续精馏特点：能将混合物较彻底的分离；能将混合物较彻底的分离；每一块塔板都是理想塔板，则塔板上的气液组成关系存在每一块塔板都是理想塔板，则塔板上的气液组成关系存在平衡关系。平衡关系。是一连续稳定的操作过程；是一连续稳定的操作过程；每一块塔板上的气、液组成、温度，都不随时间而变化。每一块塔板上的气、液组成、温度，都不随时间而变化。4 4、要会作、要会作t-x-yt-x-y和和x-yx-y相图，并了解图中点、线、面的含义。相图，并了解图中点、线、面的含义。5 5、什么是拉乌尔定律？什么是理想溶液？相对挥发度的含义是、什么是拉乌尔定律？什么是理想溶液？相对挥发度的含义是什么？如何计算？什么？如何计算？理想溶液气液平衡关