化工原理基本知识点

第一章流体流动一、压强1、单位之间的换算关系：1atm101.33kPa

10330kgf/m

2

10.33mH

2O760mmHg2、压力的表示（1）绝压：以绝对真空为基准的压力实质数值称为绝对压强（简称绝压）

，是流体的真切压强。（2）表压：从压力表上测得的压力，反应表内压力比表外大气压超出的值。

表压二绝压-大气压（3）真空度：从真空表上测得的压力，反应表内压力比表外大气压低多少

真空度

=大气压-绝压3、流体静力学方程式pP0gh二、牛顿粘性定律FduAdyT为剪应力；为速度梯度；为流体的粘度；dyP粘度是流体的运动属性，单位为Pa-s;物理单位制单位为g/（cm?s），称为（泊）,其百分之一为厘泊cp1Pags1P1cP液体的粘度随温度高升而减小，气体粘度随温度高升而增大。三、连续性方程若无质量累积，经过截面1的质量流量与经过截面2的质量流量相等。1U1A1U2A2对不能够压缩流体U1AU2A2即体积流量为常数四、柏努利方程式单位质量流体的柏努利方程式:22":卫E称为流体的机械能gz—Wehfy2单位重量流体的能量衡算方程:u2HeHf2g2:位压头（位头）；—:动压头（速度头）2g有效功率:NeWeWsNe轴功率：N

匕：静压头（压力头）g五、流动种类雷诺数：Re

duRe是一无因次的纯数，反应了流体流动中惯性力与粘性力的比较关系。（1）层流：Re2000:层流（滞流），流体质点间不发生互混，流体成层的向前流动圆管内层流时的速度散布方程：2UrUmax（1层流时速度散布侧型为抛物线型R（2）湍流Re4000：湍流（紊流），流体质点间发生互混，特色为存在横向脉动即，由几个物理量构成的这类数称为准数。六、流动阻力1、直管阻力一一范宁公式hf上上Hfgghf为局部阻力系数，无因次出口损失出口1.0;进口损失进口0.52、当量长度法hfleU2注意：（1）管路出口动能和出口损失只好取一项。（

2）不论忽然扩大仍是减小，

u均取细管中的流速；七、复杂管路1、分支管路WsWsWs，对不能够压缩流体VsVsVs2（2）无轴功时的柏努利方程:EE1hf1E2hf22、并联管路?A图L-裁并联管賂VsAVsVs2VS3VSBhf1hf2hf3八、流量丈量1、变压头的流量计（恒截面）：（1）测速管（皮托管）；（2）孔板流量计；（3）文立里流量计2、变截面（恒压差）流量计一一转子流量计第二章流体输送机械一、离心泵的主要零件叶轮：泵壳（蜗壳）：（1）集液作用，（2）转能作用二、气缚现象与气蚀现象气缚现象：因泵内存在气体而致使吸不上液体的现象称为“气缚现象”气蚀现象：离心泵工作时，泵进口处形成真空，当真空达到一准时①液体部份汽化；②溶于水中的氧逸出，含汽泡的液体进入高压区后，汽泡急剧凝固破碎，产生高频、高冲击力的水击现象，造成对叶轮和泵壳的冲击，使资料疲备而遇到损坏，这类现象称为气蚀现象。三、离心泵的特色曲线H?Q:Q增大，H减小。N?Q:Q增大，N增大；流量为

0时

N最小因此泵要在流量为

0时启动。NeHQgn?QQ增大，n先增大（流量为0时n为0），达到最大值后减小。四、离心泵的赞成安装高度1、离心泵的赞成吸上真空度法赞成吸上真空度Hs:指为防范发生气蚀现象，离心泵进口处可赞成达到的真空度：HsP0PlgHs是在1at下以20T的清水为介质进行的，若输送液体或操作条件与此不符，则应校订。2泵的赞成安装高度：HgHs-UkHe2g因为H=随流量Q的增大而减小，因此计算安装高度时应以最大流量下的Ft计算。2、气蚀余量法赞成气蚀余量：指泵进口处的静压头与动压头之和必然大于液体在操作温度下的饱和蒸汽压的某一最小赞成值，以防气蚀现象的发生。2NPSH卫_H匕g2gg泵的赞成安装高度Hgp—PvNPSHHf01gNPSH随流量的增大而增大，在确立安装高度时应取最大流量下的NPSH五、离心泵的工作点和流量调理泵的特色曲线与管路特色曲线的交点，即为离心泵的工作点。1、管路特色曲线调理流量改变出口阀开度时工作点变化关小出口阀门，阻力变大，管路特色曲线变陡，工作点由M—Mi,Q减小，H增大。开大出口阀门，阻力变小，管路特色曲线变平展，工作点由M—M2，Q增大，H减小。2、泵的特色曲线调理流量(1)改变转速：若离心泵的转速变化不大(W20%，则有比率定律：Q'(T)；n转速提升，泵的特色曲线上移，工作点由2M-M,Q增大，H增大转2iQ速降低，泵的特色曲线下移，工作点由M—M,Q减小，H减小SiQMQgE戴Q改变泵转遠时工作点变牝切削叶轮：切割定律若某一离心泵的叶轮经切割变小(W10%，则有切割定律：切割后泵的特色曲线下移，工作点由M—M2，Q减小H减小。Q'D'H'D'2N'D'3()；()QDHDND离心泵的串、并联①泵的并联两台离心泵并联且各自的吸入管路同样，在必然的压头下的总流量等于两单台泵流量相加，管路特色曲线越平展，泵的并联工作愈有益。Qi和Hi知足泵1的特色曲线方程，Q2和H2知足泵2的特色曲线方程。②泵的串联两台离心泵串联，必然流量下的总压优等于两单台泵压头相加，总压头老是小于两台泵压头的两倍。管路特色曲线越平展，泵的串联工作愈有益。HH1H2QQ1Q2QI和Hi知足泵1的特色曲线方程，Q2和H2知足泵2的特色曲线方程。六、来往泵1、来往泵的特色(1)拥有正位移特色。(压头与流量之间无联系)有自吸作用；流量拥有不均匀性；单动泵QAsn;双动泵Q(2Aa)snA为活塞的表面积，a为活塞杆的截面积，n来往频次，s为活塞的冲程。2、来往泵的流量调理(1)来往泵的工作点：管路特色曲线与泵的特色曲线的交点。(2)来往泵的流量调理①旁路调理：在进口和出口之间安装一旁路使一部分出口流体回到进口来往泵旁路流量调理②改变活塞来往频次和冲程第三章非均相物系的分别和固体流态化、形状系数?（球形度）：与非球形颗粒体积相等的球的表面积非球形颗粒的表面积对球形颗粒?=1非球形颗粒，?<1，颗粒的形状越凑近球形，?越凑近1;二、床层空隙率「反应床层疏密程度床层体积颗粒体积床层体积、重力沉降d3/、d22Ug(s)t642RetdU—d为颗粒直径，卩为流体的粘度①层流区（斯托克斯阻力定律）24(10-4<Re<1)Retd2(s)g18②过渡区（艾伦区）：18.5(1<Ret<1000)Rep③湍流区（牛顿区）：E=0.44（1000<Rep<2X105）四、重力沉降设施降尘室的生产能力：Vutbl含尘气体的最大办理量为降尘室底面积bl与沉降速度ut的乘积，与降尘室的高度没关。五、恒压过滤基本方程式222或qeKVeKAeV22VVeKA2或q22qq°K2kp1s六、滤饼的冲刷1、冲刷速率冲刷速率指单位时间内耗费的洗水体积即①横穿洗法：小1.dVuw()w()Ed4d②量换洗法：(dV、(dV、Uw()w()Edd以Vw的洗水冲刷滤饼，冲刷时间wUw七、空隙过滤机的生产能力操作周期:生产能力:TQ=V/T第四章传热一、传热速率QtRR为整个传热面的热阻△t为传热温b差，平壁导热的圆筒壁导热热阻:ri为圆筒壁的厚度;Sm2rmL为圆筒壁的对数均匀面积;rm乜土为圆筒壁的对数均匀半径。ri对流传热热阻：R、热量衡算若忽视热损失机，热流体放出的热量等于冷流体汲取的热量QWh(IhiIh2)Wc(QIci)流体无相变：ICpt流体有相变：Ir三、总传热速率方程Qkstm传热面积：So2roL（我国以表面面积为准）11b1总传热系数：————kSooSoSmiS总热阻由热阻大的那一侧的对流传热所控制，当两个流体的对流传热系数相差较大时，要提升k,重点在于提升对流传热系数较小一侧的a。均匀温差:tmt2Inti逆流有益于增大传热温差、减小传热面积、节俭加热剂或冷却剂用量、减小传热面积；并流有益于控制流体的出口温度。四、迪特斯（Dittus）—贝尔特（Boelter）关系式在壁平和流体均匀温度相差不大的状况下：0.8nNu0.023RePr液体被加热n=0.4，流体被冷却n=0.3五、有相变的传热1、蒸汽冷凝膜状冷凝和滴状冷凝：冷凝传热衷，不凝性气体的除掉有益于提升对流传热系数。2、液体沸腾第五章蒸馏、全塔物料衡算精他塔的物料衡算总物料衡算：易挥发组分质量衡算：塔顶易挥发组分回收率塔底难挥发组分回收率

F=D+WFxF=DX+WW:DxD/FXF:W(1-XW/F(1-XF)、理想系统的汽液均衡方程X1(1)X相对挥发度a愈大，表示A较B愈易挥发，愈有益于分别，a合液不=1时y=x，混能用一般的蒸馏方法进行分别。三、操作线方程1、精馏段的操作线方程R1Lyn1—Xn-XD（R—称为回流比）R1R1Dn+1板的上涨表示在必然操作条件下，由第n板降落的液相构成Xn与相邻的蒸汽构成yn+1间的关系。2、提馏段操作线方程：'L''Wym1XmXwL'WL'Wm板降落的液相构成与第m+1板上涨的表示在必然操作条件下，提馏段内第蒸汽构成间的关系。四、进料方程1、进料热状态参数qLL￡」F

IVIIq表示进料热状态参数即Ikmol原料液变成饱和蒸气所需的热量/原料液的kmol汽化潜热。2、q与V、V'及L、L'的关系L'LqFV'V(q1)F3、进料方程（q线方程）F为两操作线交点的轨迹五、回流比1、全回流精馏塔塔顶上涨的蒸汽经全凝器冷凝后，冷凝液所有回流至塔内，在全回流下，DWF均为02、最小回流比Rmin正常均衡曲线时最小回流比RminXDXqXDYqXq,yq）为q线与均衡线交点的坐标六、塔高和塔径塔咼：z(Np1)HtET（2为实质塔板数，E全塔效率，Ht板间距）p塔径：DL4VsD:塔内径，u:空塔气速，Vs:塔内上涨蒸汽的体积流量。第六章汲取一、亨禾I」定律1、以Pi~Xi表示的均衡关系PiEXi:亨利系数（Pa,kpa）；难溶气体E很大，易溶气体E很小；对必然的气体和必然的溶剂，E随温度高升而加大，表现出气体的溶解度随温度高升而减小的趋向。2、以p~Ci表示的均衡关系p*9ci:摩尔浓度(kmol/m3)；H：溶解度系数(kmol/m3*kpa)H易溶气体H很大，难溶气体的H很小；H随温度高升而减小。3、以y~x表示的均衡关系*

Eyimxi

m:相均衡常数，

m—P二、汲取速率方程式汲取速率传质系数传质推进力1、膜汲取速率方程气膜以压差(pA-pAi)为推进力：NAkG(pApAi)以摩尔分率差(yA-yAi)表示推进力：NAky(yAyAi)液膜以摩尔浓度差(ci-c)为推进力：NA灯2舟CA)以摩尔分率差(xi-x)为推进力：NAkx(xAixA)2、总汲取速率方程(pA-PA*)表示总推进力：NAKG(pp*)(cA*-cA)为总推进力：NAKL(C*c)三、

全塔物料衡算在逆流操作的汲取塔内，气体自下而上、液体自上而下贱动，塔顶

11'

、塔底

22'对溶质A做全塔物料衡算：V(Y丫2)L(XiX2)溶质的汲取率或回收率：

YI丫2YI四、汲取塔的操作线方程与操作线LL或丫-X（丫2~X2）Y防(丫1舁1)L/V称为液气比。VV汲取操作中，汲取操作线必位于均衡线上方，即溶质在气相中的实质浓度总是高于与之接触的液相的均衡浓度即丫＞丫*,Y-Y*就是汲取操作中的推进力；若操作线位于均衡线的下方，则进行脱吸操作。五、汲取剂用量确实定正常状况下最小液气比:(L)i丫丫2(v)minx；X2(L/V)min称为最小液气比，X*表示与Y成均衡的汲取液浓度，若均衡关系知足亨利定律兀iI*=丫1肝六、填料层高度zHOGNOG传质单元高度：HOG传质单兀数：1YY,NOG1sln[(1%丫S]NOGYY2YYY,丫2YY)Y2**Yms称为脱吸因数，为均衡线的斜率

m与操作线的斜率

L/V

的比值。

S小于1L有益于提升溶质的汲取率，出塔气体与进塔液体趋近均衡，需采纳较大的液体量使操作线斜率大于均衡线斜率（即S小于1）；若要获取最浓的汲取液，必使出塔液体与进塔气体趋近均衡，要求采纳小的液体量使操作线斜率小于均衡线斜率（即S大于1）。第七章干燥一、湿空气的性质1、湿度H（湿含0.622pvkg水汽/kg绝干气PPv绝干空气，H=0去湿能力最大；饱和空气去湿能力为02、相对湿度①Pv100%Ps绝干空气①=0，去湿能力最大；饱和空气①=1，无去湿能力。3、比容（湿容积uH）u单位为：m以1kg绝干空气为基准的湿空气的体积称为湿空气的比容，又称湿容积湿空气/kg绝干气(0.772273t1013301.244H)273P4、比热容CHC常压下，将湿空气中1kg绝干空气及相应的Hkg水气的温度高升或降低1所需要或放出的热量称为比热容CH表示,单位kJ/kg绝干气「C。CH1.011.88H5、焓I以1kg绝干空气为基准的绝干空气的焓与相应Hkg水气的焓之和为湿空气的焓I，单位，kJ/kg绝干气I(1.011.88H)t2490H6干球温度t、与湿球温度tW、绝热饱和冷却温度tas、露点td二、湿物料的性质1、湿基含水量32、干基含水量X:X—1三、干燥过程中的物料衡算干燥产晶各？絶干删序1、水分蒸发量L(H2H1)G(X1X2)2、空气耗费量LWGgX2)H2H1H2H1湿空气的耗费量LwLwL(1H1)3、干燥产品的流量G2GG1(11)G2(12)四、干燥系统的热量衡算干廉誕的热扌员失速率盘

Y--------------湿物科並鲍干物料G干輛*K■直湿加进干燥器时的蟲度石L心It湿删进干嗓器时的塩醜』Uikg@■屈息左Qn预热器消乾的熱呈商干燥黑增补的热壘连華干烽过種的热畫饵算示吾圏温度为t。湿度为Ho,焓为I。的