完整word版化工原理基本知識點

1、第一章流體流動一、壓強1、單位之間的換算關(guān)系:1atm =101.33kPa =10330kgf /m2 =10.33mH2O =760mmHg2、壓力的表示（1）絕壓：以絕對真空為基準(zhǔn)的壓力實際數(shù)值稱為絕對壓強（簡稱絕壓） ，是流 體的真實壓強。（2）表壓：從壓力表上測得的壓力，反映表內(nèi)壓力比表外大氣壓高出的值。 表壓=絕壓-大氣壓（3）真空度：從真空表上測得的壓力，反映表內(nèi)壓力比表外大氣壓低多少 真空度=大氣壓-絕壓3、流體靜力學(xué)方程式P = Po + pgh、牛頓粘性定律A dyT為剪應(yīng)力；dU為速度梯度；4為流體的粘度;dy粘度是流體的運動屬性，單位為Pa ；物理單位制單位為g/（cm

2、 s），稱為P（泊）， 其百分之一為厘泊cp1P aLs =1P =1cP液體的粘度隨溫度升高而減小，氣體粘度隨溫度升高而增大。 、連續(xù)性方程若無質(zhì)量積累，通過截面1的質(zhì)量流量與通過截面2的質(zhì)量流量相等。1U1A1 - 2 U2 A2對不可壓縮流體UlA =U2A2即體積流量為常數(shù)。四、柏努利方程式單位質(zhì)量流體的柏努利方程式:u2 Apg5+直皿一細(xì)2gz+： + = E稱為流體的機械能單位重量流體的能量衡算方程:Az+也十獸十Hf2gpg誇：靜壓頭（壓力頭）2z :位壓頭（位頭）；:動壓頭（速度頭）2g有效功率：Ne=WeWs五、流動類型雷諾數(shù)：Re =啞Re是一無因次的純數(shù)，反映了流體流動

3、中慣性力與粘性力的對比關(guān)系。（1）層流：Re蘭2000：層流（滯流），流體質(zhì)點間不發(fā)生互混，流體成層的向前流動。 圓管內(nèi)層流時的速度分布方程：2ur=umax（1 -如層流時速度分布側(cè)型為拋物線型（2）湍流Re 34000:湍流（紊流），流體質(zhì)點間發(fā)生互混，特點為存在橫向脈動。 即，由幾個物理量組成的這種數(shù)稱為準(zhǔn)數(shù)。六、流動阻力1、直管阻力一一范寧公式hf64（1）層流時的磨擦系數(shù)：A =竺，層流時阻力損失與速度的一次方成正比，層Re流區(qū)又稱為阻力一次方區(qū)。（2）湍流時的摩擦系數(shù)f（Re,）（莫狄圖虛線以下）：給定Re,幾隨一增大而增大；給定一，幾 ddd隨Re增大而減小。（也Pf工Au2,雖

4、然U增大時,Re增大,幾減小，但總的也Pf是 增大的）ESo幾=f（）（莫狄圖虛線以上），幾僅與一有關(guān)，Ap fu2,這一區(qū)域稱為阻力 dd平方區(qū)或完全湍流區(qū)。2、局部阻力（1）阻力系數(shù)法2hf七匕為局部阻力系數(shù)，無因次。出口損失席口 = 1.0 ;進口損失上進口 = 0.52、當(dāng)量長度法. 2.le uhf =2d 2注意：（1）管路出口動能和出口損失只能取一項。（2）不管突然擴大還是縮小，u 均取細(xì)管中的流速；七、復(fù)雜管路1、分支管路（1）連續(xù)性方程：總管的質(zhì)量流量等于各分支管路上的質(zhì)量流量之和Ws =Ws, +Ws2,對不可壓縮流體 Vs =VSi +VS2（2）無軸功時的柏努利方程:E

5、 -E,十九=E2 +嘰 2、并聯(lián)管路/巾也2宀呂S1-43并聯(lián)管路VSa M +VS2 + VS3 =VSb工 hfi =Khf2 =Xhf3八、流量測量1、變壓頭的流量計（恒截面）：（1）測速管（皮托管）；（2）孔板流量計；（3）文 立里流量計2、變截面（恒壓差）流量計轉(zhuǎn)子流量計第二章流體輸送機械一、離心泵的主要部件葉輪：泵殼（蝸殼）：（1）集液作用，（2）轉(zhuǎn)能作用二、氣縛現(xiàn)象與氣蝕現(xiàn)象氣縛現(xiàn)象：因泵內(nèi)存在氣體而導(dǎo)致吸不上液體的現(xiàn)象稱為“氣縛現(xiàn)象”氣蝕現(xiàn)象：離心泵工作時，泵入口處形成真空，當(dāng)真空達到一定時液體部份 汽化；溶于水中的氧逸出，含汽泡的液體進入高壓區(qū)后，汽泡急劇凝結(jié)破裂， 產(chǎn)生高

6、頻、高沖擊力的水擊現(xiàn)象，造成對葉輪和泵殼的沖擊，使材料疲勞而受到 破壞，這種現(xiàn)象稱為氣蝕現(xiàn)象。三、離心泵的特性曲線HQ: Q增大，H減小。NQ: Q增大，N增大；流量為0時N最小所以泵要在流量為0時啟動。Ne=HQ PgnQ Q增大，n先增大（流量為0時n為0），達到最大值后減小。四、離心泵的允許安裝高度1、離心泵的允許吸上真空度法允許吸上真空度Hs :指為避免發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，離心泵入口處可允許達到的真 空度：心罟Hs是在1at下以20r的清水為介質(zhì)進行的，若輸送液體或操作條件與此不 符，則應(yīng)校正。2泵的允許安裝高度：Hg =Hs-出-Hf0i2g由于H隨流量Q的增大而減小，所以計算安裝高度時應(yīng)

7、以最大流量下的H計算。2、氣蝕余量法允許氣蝕余量：指泵入口處的靜壓頭與動壓頭之和必須大于液體在操作溫度下 的飽和蒸汽壓的某一最小允許值，以防氣蝕現(xiàn)象的發(fā)生。2NPSH亠+比-匕Pg 2g Pg泵的允許安裝高度H PPv _NpSH -Hf01PgNPSH。NPSH隨流量的增大而增大，在確定安裝高度時應(yīng)取最大流量下的五、離心泵的工作點和流量調(diào)節(jié)泵的特性曲線與管路特性曲線的交點，即為離心泵的工作點。1、管路特性曲線調(diào)節(jié)流量改變出口閥開度時工作點變化關(guān)小出口閥門，阻力變大，管路特性曲線變陡，工作點由M T Mi, Q減小，H增大。開大出口閥門，阻力變小，管路特性曲線變平坦，工作點由MTM2, Q增大

8、，H減小。2、泵的特性曲線調(diào)節(jié)流量（1）改變轉(zhuǎn)速：若離心泵的轉(zhuǎn)速變化不大（W 20%，則有比例定律：$)2；nF（7）3轉(zhuǎn)速提高，泵的特性曲線上移，工作點由 M-Mi, Q增大，H增大。 轉(zhuǎn)速降低，泵的特性曲線下移，工作點由 M - M2, Q減小，H減小。 (2)切削葉輪：切割定律若某一離心泵的葉輪經(jīng)切割變小(W 10%，則有切割定律： 切割后泵的特性曲線下移，工作點由 M -M2, Q減小H減小。Q DH 吩)2；謁3(3)離心泵的串、并聯(lián)H*離芯泵的并聯(lián)泵的并聯(lián)兩臺離心泵并聯(lián)且各自的吸入管路相同，在一定的壓頭下的總流量等于兩單 臺泵流量相加，管路特性曲線越平坦，泵的并聯(lián)工作愈有利。Q*

9、Hl總壓頭H總流量QH =HH2Q = Qi + Q2Qi和Hi滿足泵1的特性曲線方程，Q2和H2滿足泵2的特性曲線方程。泵的串聯(lián)兩臺離心泵串聯(lián)，一定流量下的總壓頭等于兩單臺泵壓頭相加，總壓頭總是 小于兩臺泵壓頭的兩倍。管路特性曲線越平坦，泵的串聯(lián)工作愈有利?？倝侯^H總流ffiQH =HH2Q = Qi = Q2Qi和Hi滿足泵1的特性曲線方程，Q2和H2滿足泵2的特性曲線方程。六、往復(fù)泵1、往復(fù)泵的特征（1）具有正位移特性。（壓頭與流量之間無聯(lián)系）（1）有自吸作用；（2）流量具有不均勻性；單動泵Q=Asn ；雙動泵Q=（2A-a）snA為活塞的表面積，a為活塞桿的截面積，n往復(fù)頻率，s為活塞

10、的沖程。2、往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)（1）往復(fù)泵的工作點：管路特性曲線與泵的特性曲線的交點。往復(fù)泵的特性曲線及工作*（2）往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)旁路調(diào)節(jié)：在入口和出口之間安裝一旁路使一部分出口流體回到入口。HF21_丁U往復(fù)泵旁路流量調(diào)節(jié)改變活塞往復(fù)頻率和沖程。第三章 非均相物系的分離和固體流態(tài)化 一、形狀系數(shù) （球形度）：=與非球形顆粒體積相等的球的表面積非球形顆粒的表面積對球形顆粒 = 1；非球形顆粒， 1，顆粒的形狀越接近球形，越接近1;二、床層空隙率 :反映床層疏密程度床層體積顆粒體積S =床層體積三、重力沉降642Ret = dUd為顆粒直徑,卩為流體的粘度。層流區(qū)（斯托克斯阻力定律）：心(10R

11、et-44Ret1)utZsfg184過渡區(qū)（艾倫區(qū)）：卩 18.5百 (1Re t1000)（牛頓區(qū)）：湍流區(qū)四、重力沉降設(shè)備E =0.44 (lOOOvRe pv2X 105)降塵室的生產(chǎn)能力：Vs蘭utbl含塵氣體的最大處理量為降塵室底面積bl與沉降速度ut的乘積，與降塵室的咼度無關(guān)。五、恒壓過濾基本方程式2 2Ve =KA &2或 qe =K&eV2 +2VVe =KA202或 q +2qqe = K0K =2Mp心六、濾餅的洗滌1、洗滌速率洗滌速率指單位時間內(nèi)消耗的洗水體積即小、Uw =（7；7幾do 橫穿洗法：小、Uw =（二7）w :do 量換洗法：dV（喬）2、洗滌時間厝)Ed

12、VF)E以Vw的洗水洗滌濾餅，洗滌時間日- wUw七、間隙過濾機的生產(chǎn)能力操作周期：T =9生產(chǎn)能力:Q 專 Q=V/T第四章傳熱一、傳熱速率C MtQ =HR t為傳熱溫差，平壁導(dǎo)熱的熱阻:R為整個傳熱面的熱阻RAS圓筒壁導(dǎo)熱熱阻:b = r2-ri為圓筒壁的厚度;Sm =2兀rmL為圓筒壁的對數(shù)平均面積;rm =口 為圓筒壁的對數(shù)平均半徑。In空對流傳熱熱阻：R =丄as、熱量衡算若忽略熱損失時，熱流體放出的熱量等于冷流體吸收的熱量Q =Wh(lh1 -Ih2)=Wc(lc2 Id)流體無相變：Al =C pAt流體有相變：d =r三、總傳熱速率方程Q =ks 也 tm傳熱面積：80=2；

13、! （我國以外表面積為準(zhǔn)） 總傳熱系數(shù)：丄=丄+豆+丄ks。 a 0S0/Bm a i s總熱阻由熱阻大的那一側(cè)的對流傳熱所控制，當(dāng)兩個流體的對流傳熱系數(shù)相 差較大時，要提高k,關(guān)鍵在于提高對流傳熱系數(shù)較小一側(cè)的 平均溫差： 也tm = t2 匕l(fā)n理 如逆流有利于增大傳熱溫差、減小傳熱面積、節(jié)省加熱劑或冷卻劑用量、減小 傳熱面積；并流有利于控制流體的出口溫度。四、迪特斯（Dittus ）貝爾特（Boelter ）關(guān)聯(lián)式在壁溫和流體平均溫度相差不大的情況下：Nu =0.023Re0.8 Prn液體被加熱n=0.4，流體被冷卻n=0.3五、有相變的傳熱1、蒸汽冷凝膜狀冷凝和滴狀冷凝：冷凝傳熱中，

14、不凝性氣體的除去有利于提高對流傳熱系數(shù)。2、液體沸騰第五章 蒸餾、全塔物料衡算lut)F.ip精飾塔的物料衡算總物料衡算：易揮發(fā)組分質(zhì)量衡算： 塔頂易揮發(fā)組分回收率: 塔底難揮發(fā)組分回收率:F=D+WFxf=Dx+WwDx d/Fx fW(1-xW/F(1-x f)、理想體系的汽液平衡方程axy l +(a -1)x相對揮發(fā)度a愈大，表示A較B愈易揮發(fā)，愈有利于分離，a =1時y=x，混 合液不能用一般的蒸餾方法進行分離。三、操作線方程1、精餾段的操作線方程（R亡稱為回流比）由第n板下降的液相組成x n與相鄰的n+1板的上升XdR 丄1yn+Xn + R+1R+1表示在一定操作條件下， 蒸汽組

15、成yn+1間的關(guān)系。2、提餾段操作線方程：L Wym 十Xm xwLWLW表示在一定操作條件下，提餾段內(nèi)第 m板下降的液相組成與第 m+1板上升的 蒸汽組成間的關(guān)系。四、進料方程1、進料熱狀態(tài)參數(shù)L L Iv-Ifq =F Iv-Ilq表示進料熱狀態(tài)參數(shù)即1kmol原料液變?yōu)轱柡驼魵馑璧臒崃?原料液的kmol 汽化潛熱。2、q與V、V及L、L的關(guān)系L =L +qFV 4 + (q1)F3、進料方程（q線方程）為兩操作線交點的軌跡五、回流比1、全回流精餾塔塔頂上升的蒸汽經(jīng)全凝器冷凝后，冷凝液全部回流至塔內(nèi)，在全回流 下，D W F均為0R =L =D2、最小回流比Rmin正常平衡曲線時最小回流

16、比Rmin _Xd-XqRmin +1 Xdyq（Xq,yq）為q線與平衡線交點的坐標(biāo)六、塔高和塔徑塔高：z=( Np 1)HtNtE = （ 2為實際塔板數(shù)，E全塔效率，Ht板間距） Np塔徑：:塔內(nèi)徑，u:空塔氣速，Vs:塔內(nèi)上升蒸汽的體積流量。第六章吸一、亨利定律1、以pXi表示的平衡關(guān)系:亨利系數(shù)（Pa, kpa）；難溶氣體E很大，易溶氣Pi =EXi體E很??；對一定的氣體和一定的溶劑, 解度隨溫度升高而減小的趨勢。2、以piCi表示的平衡關(guān)系p*=9Ci :摩爾濃度H易溶氣體H很大，難溶氣體的H很??；3、以yx表示的平衡關(guān)系E隨溫度升高而加大，體現(xiàn)出氣體的溶(kmol/m3)； H：

17、溶解度系數(shù)(kmol/m3*kpa)H隨溫度升高而減小。yi =mxi:相平衡常數(shù)，m=-P、吸收速率方程式吸收速率=傳質(zhì)系數(shù)X傳質(zhì)推動力1、膜吸收速率方程(1)氣膜以壓差(P片P Ai)為推動力：Na =kG( Pa-PaJ以摩爾分率差(yA-yAi)表示推動力：Na = ky(yA - yAi)(2)液膜以摩爾濃度差(ci-c)為推動力：Na =燈 -Ca)以摩爾分率差(xi-x)為推動力：Na =kx(XAi -Xa)2、總吸收速率方程(P kp A*)表示總推動力：Na = Kg( P - p*)(C A*-C A)為總推動力：Na = Kl(C* -C)、全塔物料衡算在逆流操作的吸收

18、塔內(nèi)，氣體自下而上、液體自上而下流動，塔頂11、塔底22屮V Yi L Xi對溶質(zhì)A做全塔物料衡算：V（Y -丫2）= L（Xi -X2）溶質(zhì)的吸收率或回收率：*=四、吸收塔的操作線方程與操作線LL亠 LLY =-X +（Yi -Xi）或丫 =-X +（匕-cX2）L/V 稱為液氣比。吸收操作中，吸收操作線必位于平衡線上方，即溶質(zhì)在氣相中的實際濃度總 是高于與之接觸的液相的平衡濃度即 丫丫*, Y-Y*就是吸收操作中的推動力；若操 作線位于平衡線的下方，則進行脫吸操作。五、吸收劑用量的確定正常情況下最小液氣比：（L）i V 丿 min_ Y - 丫2x； -X2（L/V） min稱為最小液氣比

19、，Xi*表示與Yl成平衡的吸收液濃度，若平衡關(guān)系滿足亨 利定律Xi*=Yi/m六、填料層高度Z = H OG N OG傳質(zhì)單元高度：HOG_ VKYa0傳質(zhì)單元數(shù)：Nog.白mz)呂+sY2-Y2NogAY1 -心 丫2WaY2AY =YY，也丫2=Y2-Y2)要求采用小的液體量使操作線斜率小于平衡線斜率（即5=罟稱為脫吸因數(shù)，為平衡線的斜率 m與操作線的斜率L/V的比值。S小于1 有利于提高溶質(zhì)的吸收率，出塔氣體與進塔液體趨近平衡，需采用較大的液體量 使操作線斜率大于平衡線斜率（即 S小于1）;若要獲得最濃的吸收液，必使出塔 液體與進塔氣體趨近平衡，S大于1）。第七章干 燥一、濕空氣的性質(zhì)1

20、、濕度H （濕含量）H _ 0.622 pvP 一 Pvkg水汽/kg絕干氣絕干空氣，H=0去濕能力最大；飽和空氣去濕能力為 0 2、相對濕度* =Bx100%Ps絕干空氣=0，去濕能力最大；飽和空氣=1，無去濕能力。3、比容（濕容積U H）以1kg絕干空氣為基準(zhǔn)的濕空氣的體積稱為濕空氣的比容，又稱濕容積 單位為：m濕空氣/kg絕干氣(0.772 +1.244H)咒 27 咒嗨273 p4、比熱容Ch常壓下，將濕空氣中1kg絕干空氣及相應(yīng)的Hkg水氣的溫度升高或降低 所需要或放出的熱量稱為比熱容 Ch表示,單位kJ/kg絕干氣-C。Ch =1.01 +1.88H5、焓I以1kg絕干空氣為基準(zhǔn)的絕干空氣的焓與相應(yīng)Hkg水氣的焓之和為濕空氣的焓I，單位，kJ/kg絕干氣I =(1.01 +l.88H)t +2490H6干球溫度t、與濕球溫度tW、絕熱飽和冷卻溫度tas、露點td 二、濕物料的性質(zhì)1、濕基含水量32、干基含水量X: X1 尬三、干燥過程中的物