广工化工原理复习提纲

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化工原理复习提纲

绪论

1、单元操作：

1)定义：各种各样的物理加工过程（非化学过程）。2)按原理分为3类:流体滚动过程（传动）：流体输送、搅拌、沉降、过滤

热量传递过程（传热）：热交换、蒸发质量传递过程（传质）：吸收、蒸馏、萃取、吸附、枯燥、结晶、膜分开2、三传一反：传动、传热、传质（三者为单元操作）、化学反应。

任何一种化工产品的生产过程都是有多个单元操作和化学反应过程组成。3、量纲:

量纲表达式中所有量纲指数均为0的量，称作量纲为1，即单位名称为一，符号为1。4、量纲一致性方程：

物理量方程等号两边各项的量纲相等即为量纲一致性方程。如PV=nRT5、单元操作的基本概念：1)物料衡算：（质量守恒定律）

①进入与离开化工过程物料质量之差等于累积物料质量:输入量—输出量=累积量②对于连续稳定操作过程：输入量=输出量2)能量衡算：（能量守恒定律）

主要指机械能和热能，热量衡算步骤与物料衡算步骤一致。3)平衡关系：

用于判断过程能否进行及进行的方向和能达到的极限，如饱和盐溶液即为平衡状态。4)传递速率：

传递速率=推动力/阻力（与推动力成正比，与阻力成反比）

①溶液浓度与平衡浓度之差为溶解过程的推动力，差值越大，传递速率越大；②另外，搅拌等引起的接触面积增大，可减少阻力，增大传递速率。5)经济核算：

用最经济的方法设计设备，使设备费与操作费等降到最低。绪论作业：P100-1、0-2

第一章

（一）(+)表压=绝对压力—大气压力1、绝对压力:以绝对真空为基准测得的压力。(-)真空度=大气压力—绝对压力2、表压:以外界大气压为基准测得的压力。泵进口为负压，出口为正压。3、真空度：负压（表压为负值）。

4、密度：ρ=m/V=pM/RT（由PV=nRT，n=m/M换算而来）

3

(ρ:kg/m，p为气体的绝对压力：KPa，M为气体摩尔质量:kg/kmol，T:k，n：kmol，摩尔气体常数R=8.314KJ/(Kmol.K))

标况下Tθ=273.15K,pθ=101.325kpa,气体摩尔体积Vθ=22.4m/Kmol.标况下理想气体密度：ρθ=M/22.4,

3

根据这个公式，可计算其他温度和压强下的气体密度：ρ=ρθ（Tθp/Tpθ）.

5、比体积：流体的比体积是密度的倒数。

3

v=V/m=1/ρ(比体积v:m/kg)6、静力学方程：p—p0=ρgh

用于描述静止流体内部的压力沿着高度的变化，对于不可压缩流体，密度不随压力而变化，该方程由液体推导而来，但对气体也适用。

p0是液面上方压力，p是液柱下端面压力，h是液柱高度，g=9.8N/kg7、等压面：

由静力学方程知，当液面上方的压力p0一定时，在静止液体内任一点压力的大小与液体本身的密度ρ和该点距离液面的深度h有关，因此，在静止连续的同一液体内，处于同一水平面上的各点，因其深度一致，所以其压力也一致，这个压力相等的水平面就是等压面。

8、静力学方程的应用：

（1）压力测量：①U形管液柱压差计②斜管压差计③微差压差计。（2）液面测定。（3）确定液封高度。（二）

1、流量（种类）：①体积流量

（单位：m/s）。②质量流量

3

（单位：Kg/s）

3

体积流量与质量流量关系：2、流速（计算方法）：

①平均流速:(单位：m/s)

②质量流速ω：（单位：Kg/(m.s)）ω=

2

，式中ρ为流体密度：kg/m

A为管路截面积：m

/A=

/A=

2

当温度、压力发生变化时，气体的体积流量和流速将改变，但其质量流量不变，因此此时采用质量流量计算比较便利。③管路直径的估算:以d为管内径，则平均流量=

/[(π/4)*d]=

2

/0.785d,所以

2

3、连续性方程（质量守恒)：

=常数，若流体不可压缩，则ρ=常数，则公式小结：

qVu?,qm??qVAq??Au?Const?Const=常数（Const）

mqV?Au（三）

伯努利方程（各项名称意义，单位）能量形式：p11z1g?u12??W2?

压头形式：

z1?

?z2g?1u222?p2???hfp1p211u12??H?z2?u22???H2g?g2g?gf

（四）

1、粘度（温度的影响）：

流体滚动是产生内摩擦力的性质成为粘性，流体粘性越大，其滚动性越小。

2

粘度μ即为粘性系数，单位是[Pa.s]。动力粘度ν=μ/ρ,单位是m/s

液体和气体的粘度数据均有试验测得，同一温度下，气体粘度远小于液体粘度。温度对流体粘度影响很大，当温度升高时，流体的粘度减小，而气体的粘度增大。2、雷诺试验与雷诺数、滚动类型根据雷诺试验（p27），流体在管路中的滚动状态可分为2种类型：（p27图1-20）。（五）

1、量纲分析法（p34）2、摩擦系数λ（影响因素）（p33-40）3、直管阻力、局部阻力

层流：??642Re直管阻力通式：hf???l?u（J/kg)d2?湍流：??f(Re,)（范宁公式）d?2??f(Re,)u局部阻力损失：hf??（J/kg)d2（六）管路计算

连续性方程、柏努利方程、摩擦阻力计算式

qV?A1u1?A2u2（不可压缩流体）2p2?p1u2?u12???hfW?g(z2?z1)??22l?lu???e?h??????f?d??2

（七）

1、流量测定原理：流量计是利用流体滚动过程中机械能转化原理设计而成的。2、测速管，流量计（原理，类型）：（p48-54）测速管又称皮托管，用于测定流体的点速度。

流量计有:孔板流量计、转子流量计、湿式气体流量计。

第一章作业：P561-5、1-8、1-12、1-15、1-23、1-28、1-31、1-33、1-36

其次章流体输送机械

（一）

1、泵的分类：

四类：离心式、往复式、旋转式、流体动力作用式2、离心泵的工作原理：P62图2-1

3、主要性能参数（流量，扬程，功率，效率）：p64-66流量

：单位时间内泵输送液体的体积，单位有m/s、m/min、m/h

3

3

3

扬程H(又称压头):指单位重量（1N）液体流经泵所获得的能量。单位:J/N=m(指m液柱)。

功率P：功率指单位时间内做的功，轴功率是指泵轴所需的功率，有效功率是指单位时

间内液体从泵中叶轮获得的有效能量。单位：W或(N.m)/s

效率η：泵的效率等于有效功率与轴功率之比。

02

4、管路特性方程:H=H+kqv5、离心泵的工作点（p68）

（二）

1、流量调理的方法：（1）改变阀门开度；（2）改变泵的转速；（3）离心泵的并联操作；（4）离心泵的串联操作。2、气蚀余量：（p72）

有效气蚀余量、必需气蚀余量3、汽蚀现象：

当叶轮入口最低压力点处的压力降到液体在该处温度下的饱和蒸汽压时，液体部分汽化，汽化会产生的小气泡与金属表面能够引起电化学腐蚀现象，称为汽蚀现象。4、安装高度、最大允许安装高度：（p73）5、离心泵的选择（参数，类型）：（1）确定输送系统的流量和压力；（2）选择泵的类型与型号；（3）校核泵的特性参数。（三）

1、气体输送机械设备的类型：通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。2、静风压，动风压：

其次章作业：P882-2、2-3、2-10、2-12

第三章沉降与过滤

（一）

1、均相物系:在连续相和分散相之间没有相界面。分开较难，如水-乙醇

非均相物系:在连续相和分散相之间存在着明显的相界面，机械分开过程，如油和水。气体非均相物系：含尘和含雾的气体；液体非均相物系：悬浊液、乳浊液、泡沫液。非均相物系分开的目的：

①回收分散物质，如从结晶母液中分开出晶粒。②净制分散介质，如除去含尘气体中的尘粒。③劳动保护和环境卫生。2、自由沉降（受力状况）：（p93）

单个颗粒在流体中沉降，或者颗粒群在流体中分散得较好而颗粒在互不接触、互不碰撞的条件下沉降。

3、自由沉降速度（及主要影响因素）（p93-94）gdp2?p??ut?斯托克斯定律：(Re

（五）双膜理论双膜理论假设：

①相互接触的气液两相流体间存在稳定的相界面，界面两侧各有一层中止的膜（双膜），溶质以分子扩散的方式连续通过此两层膜。②在相界面，气液两相达相平衡。

③双膜以外的气液两相主体流体充分湍动，浓度均匀无扩散阻力；传质阻力集中在双膜内。（五）*N?K(Y?Y)AY1、总传质速率方程：（p203-204）

2、传质推动力:（p208）

11m3、传质（吸收）系数，单位（p211）??KYkYkX4、传质阻力

5、气膜控制与液膜控制（p204）

相间传质总阻力?气膜阻力?液膜阻力（六）

1、回收率（p208）2、物料衡算方程式：（p208）3、操作线方程：（p208）

4、最小液气比及吸收剂用量（p208）5、吸收剂用量的确定：已知：V,Y,Y,12X2，求L,X1。LY1?Y2物料衡算：?1?X2?L??Lmin?L??1.1?2.0?Lmin???V?minY1?Y2Y1?Y2?L???????V?minX1?X2Y1/m?X2（七）

1、填料层高度：Z?HOG?NOGV2、传质单元高度：HOG?KYa?

?Y1??Y2Y?Y23、传质单元数：?Ym?NOG?1?Y1?Ymln?Y2（八）

1、常用填料的类型：（两类）

（1）散装填料：①拉西环；②鲍尔环；③矩鞍环。（2）整装填料。2、选择填料的条件：（p225）

对填料的