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1、普通本科 化工原理(天大版)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)一一重科田華制第一章、流體流動(dòng)流體靜力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)流體流動(dòng)現(xiàn)象四、流動(dòng)阻力、復(fù)雜管路、流量計(jì)、流體靜力學(xué):壓力的表征:靜止流體中,在某一點(diǎn) 單位面積上所受的壓力,稱為靜壓力,簡(jiǎn)稱壓力,俗稱壓強(qiáng)。表壓強(qiáng)(力)=絕對(duì)壓強(qiáng)(力)-大氣壓強(qiáng)(力)真空度=大氣壓強(qiáng)-絕對(duì)壓出圉大氣壓力、絕對(duì)壓力、表壓力(或真空度)之間的關(guān)系流體靜力學(xué)方程式及應(yīng)用:壓力形式p2二pi g(zi -Z2)備注:1)在靜止的、連續(xù)的同一液體內(nèi),處于同一能量形式竺 z1g =z2g水平面上各點(diǎn)壓力都相等。此方程式只適用于靜止的連通著的同一種連續(xù)的流體。應(yīng)用:'u 型壓差計(jì) Pp -
2、P2 =( P。- P)gR傾斜液柱壓差計(jì)i普通本科 化工原理(天大版)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)一一重科田華制微差壓差計(jì)、流體動(dòng)力學(xué)流量2ms=GA= n /4d GVs=uA= n /4d2u質(zhì)量流量ms kg/sms=Vs p體積流量V m3/s 質(zhì)量流速 G kg/m 2s (平均)流速u m/sG=u p連續(xù)性方程及重要引論:一實(shí)際流體的柏努利方程及應(yīng)用(例題作業(yè)題)以單位質(zhì)量流體為基準(zhǔn):zig *12+詈+叫"29+如匕p2N2ZWfJ/kg123輸送機(jī)械的有效功率:以單位重量流體為基準(zhǔn):SA2育"比A2育3 E輸送機(jī)械的軸功率:N二叢(運(yùn)算效率進(jìn)行簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)變換)Ne =msW
3、e應(yīng)用解題要點(diǎn):1、作圖與確定衡算范圍:指明流體流動(dòng)方向,定出上、下游界面;2、截面的選取:兩截面均應(yīng)與流動(dòng)方向垂直;3、基準(zhǔn)水平面的選?。喝我膺x取,必須與地面平行,用于確定流體位能的大小;4、兩截面上的壓力:?jiǎn)挝灰恢?、表示方法一?5、單位必須一致:有關(guān)物理量的單位必須一致相匹配。三、流體流動(dòng)現(xiàn)象:流體流動(dòng)類型及雷諾準(zhǔn)數(shù):(1) 層流區(qū)Re<2000(2) 過(guò)渡區(qū)2000< Re<4000(3) 湍流區(qū)Re>4000本質(zhì)區(qū)別:(質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)及能量損失區(qū)別)層流與端流的區(qū)分不僅在于各有不同的Re值,更重要的是兩種流型的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方式有本質(zhì)區(qū)別。流體在管內(nèi)作層流流動(dòng)時(shí),其質(zhì)點(diǎn)沿
4、管軸作有規(guī)則的平行運(yùn)動(dòng),各質(zhì)點(diǎn)互不碰撞,互不混合流體在管內(nèi)作湍流流動(dòng)時(shí),其質(zhì)點(diǎn)作不規(guī)則的雜亂運(yùn)動(dòng)并相互碰撞,產(chǎn)生大大小小的旋渦。由于質(zhì)點(diǎn)碰撞而產(chǎn)生的附加阻力較自黏性所產(chǎn)生的阻力大得多,所以碰撞將使流體前進(jìn) 阻力急劇加大。管截面速度大小分布:無(wú)論是層流或揣流,在管道任意截面上,流體質(zhì)點(diǎn)的速度均沿管徑而變化,管壁處速度 為零,離開(kāi)管壁以后速度漸增,到管中心處速度最大。層流:1、呈拋物線分布;2、管中心最大速度為平均速度的 2倍。湍流:1、層流內(nèi)層;2、過(guò)渡區(qū)或緩沖區(qū);3、湍流主體湍流時(shí)管壁處的速度也等于零,靠近管壁的流體仍作層流流動(dòng),這-作層流流動(dòng)的流體 薄層稱為層流內(nèi)層或?qū)恿鞯讓?。自層流?nèi)層往管
5、中心推移,速度逐漸增大,出現(xiàn)了既非層流 流動(dòng)亦非完全端流流動(dòng)的區(qū)域,這區(qū)域稱為緩沖層或過(guò)渡層,再往中心才是揣流主體。層流內(nèi)層的厚度隨Re值的增加而減小。層流時(shí)的速度分布max湍流時(shí)的速度分布U嚇 0.8U max四、流動(dòng)阻力、復(fù)雜管路、流量計(jì):計(jì)算管道阻力的通式:(伯努利方程損失能)范寧公式的幾種形式:l u2圓直管道hffd 2、丨Pu2非圓直呂道 pf =.Wf = d 2運(yùn)算時(shí),關(guān)鍵是找出值,一般題目會(huì)告訴,僅用于期末考試,考研需擴(kuò)充非圓管當(dāng)量直徑:當(dāng)量直徑:dede=4 rH (4倍水力半徑)水力半徑:(流體在通道里的流通截面積A與潤(rùn)濕周邊長(zhǎng)n之比)流量計(jì)概述:(節(jié)流原理)孔板流量計(jì)是
6、利用流體流經(jīng)孔板前后產(chǎn)生的壓力差來(lái)實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量??装辶髁坑?jì)的特點(diǎn):恒截面、變壓差,為差壓式流量計(jì)。文丘里流量計(jì)的能量損失遠(yuǎn)小于孔板流量計(jì)。轉(zhuǎn)子流量計(jì)的特點(diǎn):恒壓差、恒環(huán)隙流速而變流通面積,屬截面式流量計(jì)。復(fù)雜管路:(了解)并聯(lián)管路各支路的能量損失相等,主管的流量必等于各支管流量之和。第二章、流體輸送機(jī)械一、離心泵的結(jié)構(gòu)和工作原理二、特性參數(shù)與特性曲線、氣蝕現(xiàn)象與安裝高度普通本科 化工原理(天大版)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)一一重科田華制四、工作點(diǎn)及流量調(diào)節(jié)離心泵:電動(dòng)機(jī) > 流體(動(dòng)能)轉(zhuǎn)化 > 靜壓能一、離心泵的結(jié)構(gòu)和工作原理:離心泵的主要部件:離心泵的的啟動(dòng)流程:葉輪吸液(管泵,無(wú)自吸能力)泵
7、殼液體的匯集與能量的轉(zhuǎn)換1轉(zhuǎn)能泵軸排放密封填料密封機(jī)械密封(咼級(jí))葉輪其作用為將原動(dòng)機(jī)的能量直接傳給液體,以提高液體的靜壓能與動(dòng)能(主要為靜壓能)。泵殼 具有匯集液體和能量轉(zhuǎn)化雙重功能。軸封裝置其作用是防止泵殼內(nèi)高壓液體沿軸漏出或外界空氣吸入泵的低壓區(qū)。常用的軸圭寸裝置有填料密圭寸和機(jī)械密圭寸兩種。氣縛現(xiàn)象:離心泵啟動(dòng)前泵殼和吸入管路中沒(méi)有充滿液體,則泵殼內(nèi)存有空氣,而空氣的密度又遠(yuǎn)小于液體的密度,故產(chǎn)生的離心力很小,因而葉輪中心處所形成的低壓不足以將貯槽內(nèi)液體吸入泵內(nèi),此時(shí)雖啟動(dòng)離心泵,也不能輸送液體,此種現(xiàn)象稱為氣縛現(xiàn)象,表明離心泵無(wú)自吸能力。因此,離心泵在啟動(dòng)前必須灌泵。31汽蝕現(xiàn)象:汽
8、蝕現(xiàn)象是指當(dāng)泵入口處壓 力等于或小于同溫度下液體的飽和蒸汽壓 時(shí),液體發(fā)生汽化,氣泡在高壓作用下,迅 速凝聚或破裂產(chǎn)生壓力極大、頻率極高的沖 擊,泵體強(qiáng)烈振動(dòng)并發(fā)出噪音,液體流量、冃 2900f-p11 m1¥_i_ -、/N1 O 08 _721旳50403030O壓頭(出口壓力)及效率明顯下降。這種現(xiàn)象稱為離心泵的汽蝕。二、特性參數(shù)與特性曲線:流量Q:離心泵在單位時(shí)間內(nèi)排送到管路系統(tǒng)的液體體積。壓頭(揚(yáng)程)H:離心泵對(duì)單位重量(1N)的液體所提供的有效能量。效率:總效率 =v m h軸功率N :泵軸所需的功率Ne-Q曲線對(duì)應(yīng)的最高效率點(diǎn)為設(shè)計(jì)點(diǎn), 對(duì)應(yīng)的Q、H、N值稱為最佳工況參
9、數(shù), 銘牌所標(biāo)出的參數(shù)就是此點(diǎn)的性能參 數(shù)。(會(huì)使用IS水泵特性曲線表,書(shū)P117)、氣蝕現(xiàn)象與安裝高度氣蝕現(xiàn)象的危害: 離心泵的性能下降,泵的流量、壓頭和效率均降低。若生成大量的氣泡,則可能出現(xiàn)氣縛 現(xiàn)象,且使離心泵停止工作。 產(chǎn)生噪聲和振動(dòng),影響離心泵的正常運(yùn)行和工作環(huán)境。 泵殼和葉輪的材料遭受損壞,降低了泵的使用壽命。解決方案:為避免發(fā)生氣蝕,就應(yīng)設(shè)法使葉片入口附近的壓強(qiáng)高于輸送溫度下的液體飽和蒸氣壓。通常,根據(jù)泵的抗氣蝕性能,合理地確定泵的安裝高度,是防止發(fā)生氣蝕現(xiàn)象的有效措施。離心泵的汽蝕余量:為防止氣蝕現(xiàn)象發(fā)生,在離心泵人口處液體的靜壓頭(pi/pg)與動(dòng)壓頭(ui2/2 g )之
10、和必須大于操作溫度下液體的飽和蒸氣壓頭(pv/pg )某一數(shù)值,此數(shù)值即為離心泵的氣蝕余量。2NPSH 蟲(chóng) 也 丄NPSH HsHg抗氣蝕性能好Pg2g Pgg必須汽蝕余量:(NPSH)r離心泵的允許吸上真空度:pgH:離心泵的允許吸上真空度,指在泵人口處可允許達(dá)到的最高真空度*m液柱 p當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng),Ph;M泵吸入口處允許的攝低絕對(duì)壓強(qiáng)* Pa ;P被輸送液體的密度離心泵的允許安裝高度 Hg (低于此高度0.5-1m):叫="了 - i Hg 址=甘-(NPSH%-關(guān)離心泵先關(guān)閥門,后關(guān)電機(jī),開(kāi)離心泵先關(guān)出口閥,再啟動(dòng)電機(jī)。四、工作點(diǎn)及流量調(diào)節(jié):管路特性與離心泵的工作點(diǎn):由兩截面的
11、伯努利方程所得_r.W (,八“”j(q/3 60(mf盡- +匚*匚丿石二“一-土匸 + rJ-jgQ.管路系統(tǒng)的輸送量,/h4管路載面積,卅。H 產(chǎn) fQj £ = K + f(Qj2名(3 eooXP全程化簡(jiǎn)。Q5荷仇管路待性方程H嚴(yán) K* BQ:泵特性方程” W = /(Q)聯(lián)解既得工作點(diǎn)。離心泵的流量調(diào)節(jié):1、 改變閥門的開(kāi)度(改變管路特性曲線);2、 改變泵的轉(zhuǎn)速(改變泵的特性曲線);減小葉輪直徑也可以改變泵的特性曲線,但一般不 用。3、泵串聯(lián)(壓頭大)或并聯(lián)(流速大)往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié):1、旁路調(diào)節(jié);2、改變活塞沖程和往復(fù)次數(shù)。第三章、非均相物系的分離(密度不同)一、重力
12、沉降二、離心沉降三、過(guò)濾、重力沉降:沉降過(guò)程:浮力兒二 ma先加速(短),后勻速(長(zhǎng))沉降過(guò)程。流型及沉降速度計(jì)算:(參考作業(yè)及例題)過(guò)渡區(qū)或艾倫定律區(qū):(1<Re t<103)(2.62<K<69.1)湍流區(qū)或牛頓定律區(qū):(103<Ret<2 105)(K>69.1)相應(yīng)沉降速度計(jì)算式:(公式不用記,掌握運(yùn)算方法)滯流區(qū)過(guò)渡區(qū)湍流區(qū)dpt-p)g“0.27嚴(yán)乎耳於層流區(qū)(滯流區(qū))或斯托克斯定律區(qū):(10-4<Ret<1)( K<2.62)計(jì)算方法:1、試差法:即先假設(shè)沉降屬于某一流型(譬如層流區(qū)),則可直接選用與該流型相應(yīng)的沉降速度
13、公式計(jì)算Ut ,然后按Ut檢驗(yàn)Re值是否在原設(shè)的流型范圍內(nèi)。如果與原設(shè)一致,則求得的Ut有效。否則,按算出的Ret值另選流型,并改用相應(yīng)的公式求Ut。2、摩擦數(shù)群法:書(shū)p1493、 K值法:書(shū)p150沉降設(shè)備:則位于降塵室最髙點(diǎn)的顆, 粒沉降至室底需要的時(shí)間為I 叫.氣體通過(guò)降塵室的時(shí)間為e = -L為滿足除塵要求,氣體在降塵室內(nèi)的停留時(shí)間至少等于顆粒的沉降時(shí)間,所以:I降塵室的長(zhǎng)度山; H降塵室的髙度,1 H b室的寬度,宀已或;;u氣體在降塵室的水平通過(guò)速度,單層降塵室生產(chǎn)能力:VS - blut (與高度H無(wú)關(guān),注意判斷選擇填空題)多層降塵室:VS-(n 1)blu t ( n+1 為隔
14、板數(shù),n層水平隔板,能力為單層的(n+1 )倍)、離心沉降:離心沉降速度Ur:4c(匚-?。︰t2,R重力沉降速度Ut:離心加速度:2(慣性離心力場(chǎng)強(qiáng)度)T ;重力加速度:gR離心分離因數(shù)Kc :Kc二土 = 牛(離心沉降速度與重力沉降速度的比值,表征離心沉降是重力沉降的多少倍)u-rgR離心沉降設(shè)備:旋風(fēng)分離器:利用慣性離心力的作用從氣流中分離出塵粒的設(shè)備二尋i=2D2D * S =尋廠耳性能指標(biāo):1、臨界粒徑de:理論上在旋風(fēng)分離器中能被完全分離下來(lái)的最小顆粒直徑;2、分離效率:總效率n o;分效率n p (粒級(jí)效率);3、分割粒徑d50: dso是粒級(jí)效率恰為50%的顆粒直徑;4、壓力降
15、邙:氣體經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器時(shí),由于進(jìn)氣管和排氣管及主體器壁所引起的摩擦阻力,流動(dòng)時(shí)的局部阻力以及氣體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能損失等,造成氣體的壓力降。Gm _Cm0.27(標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng))G旋風(fēng)分離器進(jìn)口氣體含塵濃度,前詔G旋風(fēng)分離器出口氣體含塵濃度,g/n?CIlJ進(jìn)口氣體中粒徑在第d小段范圍內(nèi)的顆粒的濃度以出口氣體中粒徑在第i小段范圍內(nèi)的顆粒的濃度,g/n?標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)Ne=5 ,=8.0。、過(guò)濾:過(guò)濾方式:1、餅層過(guò)濾:餅層過(guò)濾時(shí),懸浮液置于過(guò)濾介質(zhì)的一側(cè),固體物沉積于介質(zhì)表面而形成濾餅層。過(guò)濾介質(zhì)中微細(xì)孔道的直徑可能大于懸浮液中部分顆位的直徑,因而,過(guò)濾之初會(huì)有一些細(xì)小顆粒穿過(guò)介質(zhì)而使濾液渾濁,但是顆粒
16、會(huì)在孔道中迅速地發(fā)生“架橋”現(xiàn)象(見(jiàn)圖),使小子孔道直徑的細(xì)小顆粒也能被截?cái)r,故當(dāng)濾餅開(kāi)始形成,濾液即變清,此后過(guò)濾才能有效地進(jìn)行??梢?jiàn),在餅層過(guò)濾中,真正發(fā)揮截?cái)r顆粒作用的主要是濾餅層而不是過(guò)濾介質(zhì)。餅層過(guò)濾適用于處理固體含量較高的懸浮液。深床過(guò)濾探床過(guò)濾中,固體顆粒并不形成濾餅,而是沉積于較厚的粒狀過(guò)濾介質(zhì)床層內(nèi)部。懸浮液中的顆粒尺寸小于床層孔道直徑,當(dāng)顆粒隨流體在床層內(nèi)的曲折孔道中流過(guò)時(shí),便附在過(guò)濾介質(zhì)上。這種過(guò)濾適用于生產(chǎn)能力大而懸浮液中顆粒小、含量甚微的場(chǎng)合。自來(lái) 水廠飲水的凈化及從合成纖維紡絲液中除去極細(xì)固體物質(zhì)等均采用這種過(guò)濾方法。助濾劑的使用及注意:為了減少可壓縮濾餅的流動(dòng)阻力
17、,有時(shí)將某種質(zhì)地堅(jiān)硬而能形成疏松餅層的另一種固體顆粒 混入懸浮液或預(yù)涂于過(guò)濾介質(zhì)上,以形成疏松餅層,使濾液得以暢流。這種預(yù)混或預(yù)涂的粒 狀物質(zhì)稱為助濾劑。對(duì)助濾劑的基本要求如下: 應(yīng)是能形成多孔餅層的剛性顆粒,使濾餅有良好的滲透性、較高的空隙率及較低的流 動(dòng)阻力; 應(yīng)具有化學(xué)穩(wěn)定性,不與懸浮液發(fā)生化學(xué)反應(yīng),也不溶于液相中。應(yīng)予注意,-般以獲得清凈濾液為目的時(shí),采用助濾劑才是適宜的。 恒壓過(guò)濾方程式:(理解,書(shū)P175 )對(duì)于一定的懸濁液,若、r'、及 > 皆可視為常數(shù),表征過(guò)濾物料特性的常數(shù),EN £丿或:H . (;恒壓過(guò)濾時(shí),壓力差厶P不變,k、A、s都是常數(shù)再令5
18、才V濾液量0濾時(shí)間心=卄糾A過(guò)濾面積過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定:書(shū) P179,包括壓縮因子板框壓力機(jī):過(guò)濾飯槪挽矗檢矗 洗 £ 過(guò)濾義入口機(jī)買T -IJL.-a rIf過(guò)濾時(shí),懸浮液在指定的壓強(qiáng)下經(jīng)濾漿通道自濾框角端的暗孔進(jìn)入框內(nèi),濾液分別穿過(guò) 兩側(cè)濾布,再經(jīng)鄰板板面流至濾液出口排走,固體則被截留于框內(nèi),如圖所示,待濾餅充滿 濾框后,即停止過(guò)濾。若濾餅需要洗滌,可將洗水壓人洗水通道,經(jīng)洗滌板角端的暗孔進(jìn)入板面與濾布之間。第四章傳 熱,-一、熱傳導(dǎo)、對(duì)流傳熱'二、總傳熱三、換熱器及強(qiáng)化傳熱途徑一、熱傳導(dǎo)、對(duì)流傳熱:傳熱基本方式:1、熱傳導(dǎo)(宏觀無(wú)位移):若物體各部分之間不發(fā)生相對(duì)位移,僅借
19、分子、原子和自由電子 等微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)而引起的熱量傳遞稱為熱傳導(dǎo)(又稱導(dǎo)熱)。熱傳導(dǎo)的條件是系統(tǒng)兩部 分之間存在溫度差,此時(shí)熱量將從高溫部分傳向低溫部分,或從高溫物體傳向與它接觸的低 溫物體,直至整個(gè)物體的各部分溫度相等為止。2、 熱對(duì)流(宏觀有位移):流體各部分之間發(fā)生相對(duì)位移所引起的熱傳遞過(guò)程稱為熱對(duì)流(簡(jiǎn)稱對(duì)流)。熱對(duì)流僅發(fā)生在流體中。在流體中產(chǎn)生對(duì)流的原因有二:一是因流體中各處的溫度不同而引起密度的差別,使輕者上浮,重者下沉,流體質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生相對(duì)位移,這種對(duì)流稱為 自然對(duì)流;二是因泵(風(fēng)機(jī))或攪拌等外力所致的質(zhì)點(diǎn)強(qiáng)制運(yùn)動(dòng),這種對(duì)流稱為強(qiáng)制對(duì)流。3、熱輻射(不需要介質(zhì)):因熱的原因而產(chǎn)生的
20、電磁波在空間的傳遞,稱為熱輻射。所有物 體(包括固體、液體和氣體)都能將熱能以電磁波形式發(fā)射出去,而不需要任何介質(zhì),也就是說(shuō)它可以在真空中傳播。4、對(duì)流傳熱:流體流過(guò)固體壁面(流體溫度與壁面溫度不同)時(shí)的傳熱過(guò)程稱為對(duì)流傳熱。1)流體無(wú)相變的對(duì)流傳熱流體在傳熱過(guò)程中不發(fā)生相變化,依據(jù)流體流動(dòng)原因不同可分為兩種情況。 強(qiáng)制對(duì)流傳熱,流體因外力作用而引起的流動(dòng); 自然對(duì)流傳熱,僅因溫度差而產(chǎn)生流體內(nèi)部密度差引起的流體對(duì).流動(dòng)。2 )流體有相變的對(duì)流傳熱 流體在傳熱過(guò)程中發(fā)生相變化,它分為兩種情況 蒸氣冷凝,氣體在傳熱過(guò)程中全部或部分冷凝為液體; 液體沸騰,液體在傳熱過(guò)程中沸騰汽化,部分液體轉(zhuǎn)變?yōu)闅?/p>
21、體亞N 對(duì)流傳熱的溫度分布情況對(duì)流傳熱是集熱對(duì)流和熱傳導(dǎo)于一體的綜合現(xiàn)象。對(duì)流傳熱的熱阻主要集中在層流內(nèi)層, 因此,減薄層流內(nèi)層的厚度是強(qiáng)化對(duì)流傳熱的主要途徑。傳熱過(guò)程中熱、冷流體(接觸)熱交換方式:(書(shū)p211)1、直接接觸式換熱和混合式換熱器; 2、蓄熱式換熱和蓄熱器;3、典型的間壁式換熱器熱器, 區(qū)分殼程、管程、單 /多殼程、單/多管程)特定的管殼式換熱器傳熱面積:s=n二dLS 傳熱面積;n 管數(shù);d 管徑,L管長(zhǎng),m。傳熱速率和熱通量: 傳熱速率Q (又稱熱流量)指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)傳熱面積的熱量;傳熱速率=傳熱推動(dòng)力(溫度差);Q=二' R 整個(gè)傳熱面的熱阻, °C
22、/ W 傳熱熱阻R熱通量q (又稱傳熱速度)指單位面機(jī)的傳熱速率。q=dQ ; q;R'dsR'單位傳熱面積的熱阻,m2.。/ W熱傳導(dǎo)基本規(guī)律:傅里葉定律:傅立葉定律為熱傳導(dǎo)的基本定律,表示通過(guò)等溫表面的導(dǎo)熱速率與溫度梯度及傳熱面積成正比,即:dQ = - AdS Q導(dǎo)熱速率,即單位時(shí)間傳導(dǎo)的熱其方向與溫度梯度的方向相反 S等溫表面的面積,卅:A比例系數(shù),稱為導(dǎo)熱系數(shù),W/(m代)通過(guò)平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo):1、單層平壁的熱傳導(dǎo): S/tb= bS(t1 -t2)=t 1 t 2bjtRjtR'b 平壁厚度, m ;溫度差,導(dǎo)熱推動(dòng)力,°C ;S導(dǎo)熱熱阻,5 ;R
23、'-導(dǎo)熱熱阻,m2.oC/W2、多層平壁的熱傳導(dǎo):在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí),通過(guò)各層的導(dǎo)熱速率必相等,即Q=Qi=Q2=Q3 ;熱通量也相等:q=q i=q2=q315(/j 3) A j5( £3 £4)二c bt - Q= *2X2S616: b3X+A+ITSb、b2(三層)通過(guò)圓筒壁的熱傳導(dǎo):2R(n層)1、單層圓筒壁的熱傳導(dǎo):二Sm 二 2 二rmL r2二L (11 -t2)2、多層圓筒壁的熱傳導(dǎo):In r2 / r1In空riQi=Q2=Q3=Q n(注意判斷選擇填空)qi>q2>q3>qnft) +加1(內(nèi))In仝2nL( - r2)2nL(
24、r4 - rj )2k£( t| - (4)y-ln + y-ln + -p In A j r | A rj A j t 3八-I wQ =:y 1山3(n層)保溫層的臨界直徑:通常,熱損失隨保溫層厚度的增加而減少。但是在小直徑圓管外包扎性能不良的保溫材料,隨保淚層厚度增加,可能反而使熱損失增大。(散熱區(qū)、保溫區(qū),do大于B點(diǎn)保溫才有意義)、總傳熱:(參考習(xí)題及例題)熱量衡算:dQ = j “詞人=W盅d/名W流休的質(zhì)量流量,燉/h或kgA; /流體的密kJ/kg;下標(biāo)h和貯分別表示熱流體和拎流體Q -即hg(件-丁2)=孔-£|)流體的平均比熱容,kI/(煽代);
25、3;冷流體的溫度龍;T熱流體的溫度.To總傳熱速率方程:q= KSt1總傳熱系數(shù)K、總熱阻 -K總熱阻=熱阻之和1 邊 虬 三、換熱器及強(qiáng)化傳熱途徑:間壁式換熱器的類型:(掌握原理書(shū)p277)管式換熱器:1、蛇管式換熱器(沉浸式蛇管換熱器、噴淋式蛇管換熱器)2、套管式換熱器3、管殼式換熱器(固定管板式換熱器、U形管換熱器)板式換熱器:1、夾套式換熱器2、板式換熱器3、螺旋板式換熱器(I、II、山形)、翅片式換熱器:1、翅片管式換熱器2、版翅片式換熱器熱管換熱器間壁式換熱器強(qiáng)化傳熱途徑:1、增大平均溫度差A(yù)tm2、增大傳熱面積S1)翅化面;2)異形表面;3)多孔物質(zhì)結(jié)構(gòu);4)采用小直徑傳熱管。3
26、、增大總傳熱系數(shù)K1)提高流體的流速;2)增強(qiáng)流體的擾動(dòng);3)在流體中加固體顆粒;4)采用短管換熱器;5) 防止垢層形成和及時(shí)清除垢層。第五章、蒸發(fā)(不揮發(fā)溶質(zhì)).一、概述及蒸發(fā)器-二、溶液沸點(diǎn)升咼與溫度差損失三、多效蒸發(fā)及流程一、概述及蒸發(fā)器:?jiǎn)涡д舭l(fā)與多效蒸發(fā):?jiǎn)涡д舭l(fā)與多效蒸發(fā)在操作中一般用冷凝方法將二次燕汽不斷地移出,否則蒸汽與沸騰溶液趨于平衡,使蒸發(fā)過(guò)程無(wú)法進(jìn)行。若將二次蒸汽直接冷凝,而不利用其冷凝熱的操作稱為單效蒸發(fā)。若將二次蒸汽引到下一蒸發(fā)器作為加熱蒸汽,以利用其冷凝熱,這種串聯(lián)蒸發(fā)操作稱為多效燕發(fā)。常見(jiàn)蒸發(fā)器類型及原理(書(shū) P302)循環(huán)形(非膜式)蒸發(fā)器:1、中央循環(huán)管式(或
27、標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器2、懸筐式蒸發(fā)器3、外熱式蒸發(fā)器4、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器(單程型)膜式蒸發(fā)器:1、升膜蒸發(fā)器2、降膜蒸發(fā)器3、升-降膜蒸發(fā)器4、刮板攪拌薄膜蒸發(fā)器直接加熱蒸發(fā)器二、溶液沸點(diǎn)升咼與溫度差損失:溶液的沸點(diǎn):溶液中含有不揮發(fā)的溶質(zhì),在相同條件下,其蒸氣壓比純水的低,所以溶液的沸點(diǎn)就比 純水的要高,兩者之差稱為因溶液蒸氣壓下降而引起的沸點(diǎn)升高。例如,常壓下20% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))NaOH水溶液的沸點(diǎn)為108.5 C,而水的沸點(diǎn)為100 C, 此時(shí)溶液沸點(diǎn)升高8.5度。由于有沸點(diǎn)升高現(xiàn)象,使同條件下蒸發(fā)溶液時(shí)的有效溫度差下降8.5 C,正好與溶液沸點(diǎn)升高值相等,故沸點(diǎn)升高又稱為溫度差損失。溫度差損
28、失:(書(shū)P310 )溫度差損失不僅僅是因?yàn)槿芤褐泻辛瞬粨]發(fā)性溶質(zhì)引起的,蒸發(fā)器內(nèi)的操作壓力高于冷凝囂以克服二次蒸汽從蒸發(fā)器流到冷凝器的阻力損失、蒸發(fā)器的操作需維持一定的液面等因素都會(huì)造成溫度差損失。1、因溶液蒸氣壓下降而引起的溫度差損失'2、因加熱管內(nèi)液柱靜壓力而引起的溫度差損失3、由于管路流動(dòng)阻力而引起的溫度差損失'''、多效蒸發(fā)及流程:(書(shū)P322,搞清楚前后黏度、壓強(qiáng)、溫度)込Q I一宅匚圖詣 井流加料的三效蒸發(fā)裝at溉程樂(lè)童費(fèi)圖5 17 逆謙加料法的三牧癘發(fā)裝置流程示意圖L23ifl ir1工-w圖S-18 平蹶加轉(zhuǎn)法的三效茲發(fā)裝逼詭程示倉(cāng)圖Pl>
29、;P2>P3Tl>T2>T3溶液的沸點(diǎn)必純?nèi)軇┑母撸淠旱姆悬c(diǎn)高于二次蒸汽。第六章 蒸餾(液體混合物揮發(fā)度不同)一、平衡關(guān)系J二、精餾原理及流程三、精餾過(guò)程計(jì)算:平衡關(guān)系:用飽和蒸氣壓和相平衡常數(shù)表示的氣液平衡關(guān)系:Pa = P:兀 a仇-訂 '衛(wèi)上二F譏由拉烏爾定律得出,p-溶液上方組分平衡分壓,Pa。p'-在溶液溫度下純組分的飽和蒸氣壓,Pa。 x-溶液中組分的摩爾數(shù)。下標(biāo) A表示易揮發(fā)組分,B 表示難揮發(fā)組分。Xb=(1-Xa)0泡點(diǎn)方程式xAP - Pb0 0Pa - Pb露點(diǎn)方程式y(tǒng)A0 0 0_ PaXaPaP - PbP0 0P Pa - Pb
30、道爾頓分壓定律得出。揮發(fā)度VaPa對(duì)于理想溶液vXa0P XaXaP A。VB同理表示相對(duì)揮發(fā)度:易揮發(fā)組分的揮發(fā)度與難揮發(fā)組分的揮發(fā)度之比VaVb=Pa / Xa Pb /Xb相圖:(t-x-y 圖)(x-y 圖)1200 2 0.4 0.6 O,S T/IHl 12苯一甲苯混合潑的x-y圖3、相平衡方程式:ax1(二1)x4、簡(jiǎn)單蒸餾流程特點(diǎn):簡(jiǎn)單蒸餾是將原料液一次加入蒸餾釜中,在恒壓下加熱使之部分汽化,產(chǎn)生的蒸氣進(jìn)入冷凝器中冷凝,隨著過(guò)程的進(jìn)行,釜液中易揮發(fā)組分含量不斷降低, 當(dāng)釜液組成達(dá)到規(guī)定值時(shí),即停止蒸餾操作,釜液一次排出。二、精餾原理及流程:原理:液體混合物經(jīng)多次部分汽化和冷凝后
31、,便可得到幾乎完全的分離。流程:原料液經(jīng)預(yù)熱器加熱到指定溫度后送入精餾塔的進(jìn)料板,在進(jìn)料板上與自塔上部下降的回流液體匯合后,逐板溢流,最后流人塔底再沸器中。在每層板上,回流液體與上升蒸 氣互相接觸,進(jìn)行傳熱傳質(zhì)過(guò)程。操作時(shí),連續(xù)地從再沸器取出部分液體作為地底產(chǎn)品(釜?dú)堃矗糠忠后w汽化,產(chǎn)生上升蒸氣,依次通過(guò)各層塔板。塔頂蒸氣進(jìn)人冷凝器中被全部 冷凝,并將部分冷凝液用泵送回塔頂作為回流液體,其余部分經(jīng)冷卻器后被送出作為塔頂產(chǎn) 品(餾出液)。通常,將原料液進(jìn)入的那層板稱為加料板,加料板以上的塔段稱為精餾段加料板以下的塔段(包括加料板)稱為 提餾段。三、精餾過(guò)程計(jì)算:F 原料權(quán)流l.kmol/hi
32、jD-塔頂產(chǎn)品(館出液凍址knd/h;: (T塔屁產(chǎn)品(釜硬液)流和mol/h; 引原料液中易揮發(fā)組分的摩爾分 K(熱;兀T出液屮易揮發(fā)組分跚爾分; 敬;總物料衡算F=D+W比一釜?dú)堃哄讚]發(fā)組分孵爾分吐一.-易揮發(fā)組分衡算塔頂易揮發(fā)組分的回收率DXdFXf100%Fx f= Dy+WxW(1-Xw)F(Xf)100%塔釜難揮發(fā)組分的回收率回流比:r = lDxD yq最小回流比Rm in 一 一R=(1.12.0) Rminyq - Xq廠操作線遠(yuǎn)離平衡線,Nt設(shè)備費(fèi);Il V V t冷凝器、再沸器熱負(fù)荷t 操作費(fèi)進(jìn)料熱狀況的影響及q線方程將Ikmol原料變成飽和蒸汽所需 熱量Ikmol原料
33、的汽化潛熱并由此得到L,=L+qF及V'=V+(q - 1)F進(jìn)料贈(zèng)況 1 _ " -進(jìn)斡的烤irq值A(chǔ). 曠1>1+1OD啊Kt血件物厶 < fF < 4O< fl < I祈ZIf fc ir0過(guò)h >幾<0+q值及q線的影響:進(jìn)料熱狀況對(duì)q線方程F F必過(guò)點(diǎn)e ( Xl ,X操作線方程:L 'ym1 =WXm-W Xw精餾段操作線方程:總物料衡算V=L+D易揮發(fā)組分衡算Vyn+1 = LXn+DXD操作線方程ynR11xnxD 必過(guò)點(diǎn) a ( Xd ,Xd )R 1R 1提餾段操作線方程:總物料衡算L=V'W易揮發(fā)
34、組分衡算L,xm,= V,ym+1,+ Wxw操作線方程'l' ' W1ym 1 =v,Xm v' Xw 必過(guò)點(diǎn) C ( Xw,Xw)平衡線方程J .(X普通本科 化工原理(天大版)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)一一重科田華制ffl 1-20裸作線的杵法圖形關(guān)系(記?。﹒=1,斜率為二,圖像為進(jìn)料 露點(diǎn) q=0,斜率為0,圖像為:一理論版層數(shù)計(jì)算:1、逐板計(jì)算法2、圖解法逐板計(jì)算法:v平衡關(guān)系、V操作關(guān)系、.平衡關(guān)系yxXV1 D12計(jì)算到X < X匚(飽和液體進(jìn)料狀況,其他為X )nFq說(shuō)明第n層是加料板(n-1層)。提餾段:同理X卄xw(m-1層)。233普通本科 化工原
35、理(天大版)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)一一重科田華制全塔效率與單板效率Ntyn ' yn 1xn 1 - XnE =- 100%EmV - 一 或EmL 二 *N Pyn ' yn 1Xn- Xn塔板上氣液兩相的非理想流動(dòng)1.返混現(xiàn)象液沫夾帶塔板上部分液體產(chǎn)生與液體主體流動(dòng)方向相反的流動(dòng)為液沫夾帶(又稱霧沫夾帶)。即液滴被上升的氣體夾帶到上一層塔板上。氣泡夾帶塔板上部分氣體產(chǎn)生與氣體主體方向相反的流動(dòng)為氣泡夾帶。即氣泡被下降的液 體卷入下一層塔板上。2.氣體和液體的不均勻分布?xì)怏w沿塔板的不均勻分布由于液面落差 A的存在,氣體通過(guò)塔板時(shí)阻力大小不等,導(dǎo)致塔板上氣量分布不均。液體沿塔板的不均勻分布
36、由于液體橫向流過(guò)塔板時(shí)路徑長(zhǎng)短不一,使塔板的物質(zhì)傳遞量減少。不正確操作液泛在操作過(guò)程中,塔板上液體下降受阻并逐漸在塔板上積累,這種現(xiàn)象稱為液泛(也稱淹塔)。根據(jù)引起液泛的原因不同,可以分為:(1 )降液管液泛液體流量過(guò)大降液管內(nèi)液體不能及時(shí)排出或氣體流量過(guò)大使降液管液面升高,均會(huì)引起降液管液泛。(2 )夾帶液泛 氣速過(guò)大導(dǎo)致液沫夾帶量過(guò)大,板上液層增厚并各板液層相連造成液泛。嚴(yán)重漏液當(dāng)氣體通過(guò)篩孔的速度較小或氣體分布不均勻時(shí),從孔道流下的液體量占液體流量的10 %以上稱為嚴(yán)重漏液。第七章 吸收(溶解度差異)、概述及平衡關(guān)系、傳質(zhì)理論三、吸收塔計(jì)算、概述及平衡關(guān)系:1、吸收依據(jù):混合物各組分在某
37、種溶劑中溶解度差異1)分離混合氣體以回收所需的組分;吸收2)除去有害組分以凈化氣體;目的3 )制備某種氣體的溶液;4)工業(yè)廢氣的治理。2、吸收與解吸流程:吸收過(guò)程進(jìn)行的方向與限度取決于溶質(zhì)在氣液兩相中的平衡關(guān)系。當(dāng)氣相中溶質(zhì)的實(shí)際分壓 高于與液相成平衡的溶質(zhì)分應(yīng)時(shí),溶質(zhì)便由氣相向液相轉(zhuǎn)移,即發(fā)生吸收過(guò)程。反之如果 氣相中溶質(zhì)的實(shí)際分壓低于與液相成平衡的溶質(zhì)分壓時(shí),溶質(zhì)便由液相向氣相轉(zhuǎn)移,即發(fā)生 吸收的逆過(guò)程,這種過(guò)程稱為脫收(或解吸)溫度與壓強(qiáng)的影響:溫度J有利于吸收,反之即為解吸壓強(qiáng) 有利于吸收,反之即為解吸3、平衡關(guān)系:摩爾比:Xi二液相中溶質(zhì)的摩爾數(shù)Xi液相中溶劑的摩爾數(shù)1 一 XiY
38、-氣相中溶質(zhì)的摩爾數(shù)yiY -氣相中惰性組分的摩爾數(shù) 1-yi亨利定律p; = EXip;=乞1EMSh =iHHpsEMS*e *yi - mxi mY = mXP卩;涪質(zhì)仗吒相中的平御分壓 kp趴粼洛質(zhì)在液相中的摩爾分?jǐn)?shù);E亨利系數(shù)技數(shù)價(jià)隨物系的特性及潟底面罕、F的單位弓強(qiáng)力單位一致單付體積溶槪中溶質(zhì)的摩爾數(shù)上罰/赤P: 一相中溶質(zhì)的平衡分伍,k內(nèi);H溶解 1$ 系I'Gkmol/fkN*塢液相中榕質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)y;與該液相成平衡的氣相中溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)m川平腳常數(shù),哦稱分配系數(shù),璉綱為I.4、吸收劑的選擇:1 )溶解度高(對(duì)溶質(zhì)組分)2)選擇性高3 )揮發(fā)度小4)黏性小5)其他(無(wú)毒
39、、無(wú)腐蝕、經(jīng)濟(jì)、合理等)5、相平衡關(guān)系在吸收中的應(yīng)用:1 )判斷傳質(zhì)方向:若氣液相平衡關(guān)系為 y 二mx或x= yi / m,如果氣相中溶質(zhì)的實(shí)際組成 y大于 與液相溶質(zhì)組成相平衡的氣相溶質(zhì)組成yi *,即yi >yi * (或液相的實(shí)際組成 Xj小于與氣相組成y相平衡的液相組成 x,即Xj <xi*,說(shuō)明溶液還沒(méi)有達(dá)到飽和狀態(tài),此時(shí)氣相中的 溶質(zhì)必然要繼續(xù)溶解,傳質(zhì)的方向由氣相到液相,即進(jìn)行吸收;反之,傳質(zhì)方向則由液相到 氣相即發(fā)生解吸(或脫吸)。2)確定傳質(zhì)推動(dòng)力:傳質(zhì)過(guò)程的推動(dòng)力通常用一相的實(shí)際組成與其平衡組成的偏離程度表示。如圖,在吸收塔內(nèi)某截面 a-a處,溶質(zhì)在氣、液兩相
40、中的組成分別為y、Xj,若在操作條件下氣液平衡關(guān)系為 yi二mx,則在xi -yi坐標(biāo)上可標(biāo)繪出平衡線 0E和A-A截面上的操作點(diǎn)A,如國(guó)所示。從圖中可看出,以氣相組成差表示的動(dòng)力為yi - yi - yi , 以*液相組成差表示的推動(dòng)力為厶Xj = Xj - xi (只能以一相來(lái)表征)* c*同理,若氣、液組成分別以p、G表示,并且相平衡方程為 pjL或ci = Hp以氣H相分壓差表示的推動(dòng)力為yi二y - y,以液相組成表示的推動(dòng)力為.:xi = xi * - xia吸收塔內(nèi)兩相量與組成的變化b吸收過(guò)程推動(dòng)力3)指明傳質(zhì)過(guò)程進(jìn)行的極限:平衡狀態(tài)魁伶質(zhì)過(guò)程進(jìn)行的極限。對(duì)于以凈化吒體為目的的逆
41、流吸收過(guò)程,無(wú)論休 流fft有多小,吸收刑流址有多大,吸收塔有多iflh出塔浄化氣中溶質(zhì)的務(wù)誠(chéng) 劃用低都不會(huì)低 于與人塔吸收劑組成和相半飾的氣相溶質(zhì)組成打,即同理,對(duì)以制取液相產(chǎn)品為目的的逆麵吸收.岀塔吸收液的組成暗都不可能大于與人 怦"I甌成九和甲衡的槪相朝成,即二、傳質(zhì)理論:擴(kuò)分子擴(kuò)散:流體分子無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)散 渦流擴(kuò)散:流體質(zhì)點(diǎn)的湍動(dòng)菲克定律:當(dāng)物質(zhì)A在介質(zhì)B中發(fā)生擴(kuò)散時(shí),任一點(diǎn)處物質(zhì) A的擴(kuò)散通量與該位置上 A的濃度梯 度成正比:d cJa =_Dab -(與傅里葉定律及牛頓黏性定律有相似處)dz幾物質(zhì)A在z方向上的分子擴(kuò)散通獸一 質(zhì)A的濃度拂度,郎物質(zhì)A的濃度"在
42、工方向上的變化率.kmol/fnJ 物質(zhì)A在介質(zhì)R0的分產(chǎn)擴(kuò)散系數(shù)腫/“式中負(fù)號(hào)表示擴(kuò)散足沿著物質(zhì)A濃度降低的方向進(jìn)行的“等分子單向擴(kuò)散(了解,下冊(cè)書(shū) p90)雙膜理論:雙膜理論把兩流體間的對(duì)流傳質(zhì)過(guò)程描述成如圖所示的模式。它包含以下幾點(diǎn)基本假設(shè):相互接觸的氣、液兩相流體間存在著穩(wěn)定的相界面,界面兩側(cè)各有一個(gè)很薄的停滯膜,吸收質(zhì)以分子擴(kuò)散方式通過(guò)此二膜層由氣相主體進(jìn)入液相主體;在相界面處,氣、液兩相達(dá)到平 衡;在兩個(gè)停滯膜以外的氣、液兩相主體中,由于流體充分湍動(dòng),物質(zhì)組成均勻。fr /jt |«j41速率二推動(dòng)力,推動(dòng)阻力吸收速率,指單位相際傳質(zhì)面積上單位時(shí)間內(nèi)吸收的溶質(zhì)量,力指組成
43、差,吸收阻力倒數(shù)為吸收系數(shù),所以“速率=吸收系數(shù) 推動(dòng)力”方程式:D.ZgPBm-甩)二 ©(Pa- PAi),DpP一 =常數(shù)Kg (一定情況下)RTZ PBBm、吸收塔計(jì)算:1、摩爾分率、摩爾比相關(guān)關(guān)系:氣相:nA(氣體總體積=惰性體積)液相:nA Xan質(zhì)量分?jǐn)?shù)與摩爾分率的關(guān)系為wA /M AwA /M A wb/Mb wn/Mn摩爾比YanBnAX A -nB摩爾分率與摩爾比的關(guān)系為y1-y摩爾濃度與分壓之間的關(guān)系為cnACA PPaRT2 .吸收操作線方程與操作線Y =LX (Y2 -X2)VVY =LX ( -LX1)VV液氣比 V = ( 1 . 1 一 2 0)( V
44、)mi最小液氣比的計(jì)算:丄V min丫1 -丫2X; - X2普通本科 化工原理(天大版)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)一一重科田華制143這是理論上吸收液所能達(dá)到的最高組成,但此時(shí)過(guò)程的推動(dòng)力已變?yōu)?0,因而需要無(wú)限大的相際傳質(zhì)面積,實(shí)際上辦不到。或者當(dāng)解吸平衡線為非下凹線時(shí),操作線的極限位置為與平衡線相交,此時(shí),對(duì)應(yīng)的氣液比為最小氣液比。以表示。對(duì)應(yīng)的氣體用量為最小用量,記作Vmin。X2 Xj*丫2 -丫1X2 Xj*丫2 -丫1塔高計(jì)算基本關(guān)系式(掌握方法,不用記公式Xi的計(jì)算為重點(diǎn),參考作業(yè))PVY1 dYKYaQ Y2 Y -Y*匚Z = N OG H OG (填料層高度)Hog =- 稱為氣相總傳質(zhì)
45、單元高度KYaQJ dYNog =匸稱為氣相總傳質(zhì)單元數(shù)丫2 丫 _YN OG丫 dYIy2Y -Y丫1 7(Y-Y*)m半一丫2|門:丫1_¥一丫2行-況Y2 _>Ym傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算Nog11 -S'nl-sY-S式中S=平為解吸因數(shù)(脫吸因數(shù))普通本科 化工原理(天大版)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)一一重科田華制£mX2Y2 -mX2值的大小反映了溶質(zhì)A吸收率的高低。Nol11Ta一Y,“ Y-mX2-mX1式中A=mv稱為吸收因數(shù)吸收塔塔徑的計(jì)算51第八章、塔設(shè)備一、概述二、板式塔及流體力學(xué)性質(zhì)、填料塔、概述(了解):作用:1、使氣、液兩相充分接觸,適當(dāng)湍動(dòng),以提供盡可
46、能大的傳質(zhì)面積和傳質(zhì)系數(shù),接觸后兩相 又能及時(shí)完善分離;2、在塔內(nèi)使氣、液兩相最大限度的接近逆流,以提供最大的傳質(zhì)推動(dòng)力。性能評(píng)估指標(biāo):1、通量一一單位塔截面的生產(chǎn)能力,表征塔設(shè)備的處理能力和允許空塔氣速;2、分離效率一一單位壓降塔的分離效果,對(duì)板式塔以板效率表示,對(duì)填料塔以等板高度表 示;3、適應(yīng)能力一一操作彈性,表現(xiàn)為對(duì)物料的適應(yīng)性和對(duì)負(fù)荷波動(dòng)的適應(yīng)性;塔設(shè)備在兼顧通量大、效率高、適應(yīng)性強(qiáng)的前提下,還應(yīng)盡量滿足流動(dòng)阻力小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、金屬耗量少、造價(jià)低、易于操作控制等要求。、板式塔及流體力學(xué)性質(zhì)(了解):板式泡罩塔板Y塔的篩板了解它們工作原理種類浮閥塔板噴射形塔板塔板上Y鼓泡狀(優(yōu)良工作狀
47、態(tài))氣液兩蜂窩狀相的接泡沫狀(為了減少霧沫夾帶,大都控制在此狀態(tài))觸狀態(tài):噴射狀(優(yōu)良工作狀態(tài))板上壓降:壓降增大接觸時(shí)間一;塔板效率一;需求板數(shù) C 設(shè)備費(fèi)0、降曰 塔釜溫度> 能耗>操作費(fèi)霧沫夾帶:上升氣流穿過(guò)塔板上液層時(shí),將板上液體帶入上層塔板的現(xiàn)象稱為霧沫夾帶漏液:錯(cuò)流型的塔板在正常操作時(shí),液體應(yīng)沿塔板流動(dòng),在板上與垂直向上流動(dòng)的氣體進(jìn)行錯(cuò) 流接觸后由降液管流下。當(dāng)上升氣體流速減小,氣體通過(guò)升氣孔道的動(dòng)壓不足以阻止板上液體 經(jīng)孔道流下時(shí),便會(huì)出現(xiàn)漏液現(xiàn)象。液泛:塔內(nèi)若氣、液兩相中之一的流量增大,使降液管內(nèi)液體不能順利下流,管內(nèi)液體必然積 累,當(dāng)管內(nèi)液體增高到越過(guò)溢流堰頂部,
48、于是兩板間液體相連,該層塔板產(chǎn)生積液,井依次上 升,這種現(xiàn)象稱為液泛,亦稱淹塔。液面落差:當(dāng)液體橫向流過(guò)板面時(shí),為克服板面的摩擦阻力和極上部件(如泡罩、浮閥等)的 局部阻力,需要一定液位差,則在板面上形成液面落差,以厶表示。負(fù)荷性能圖:(掌握,書(shū)下冊(cè)p158 )(1)霧沫夾帶線*(2液泛線j(3)液相負(fù)荷.i.限線"(4)漏液線幟(5)液相負(fù)荷下限線a 諸線所包圍的風(fēng)域u 便是塔的適宜操作范闊三、填料塔:(了解)填料種類:規(guī)整Y格柵填料填料波紋填料脈沖填料散裝拉西環(huán)鮑爾環(huán)階梯環(huán)弧鞍與矩鞍金屬環(huán)矩鞍填料球形填料流體流動(dòng)性質(zhì)(了解,書(shū) P184)第七章、干燥(相對(duì)濕度差異)一、干燥概述二
49、、空氣性質(zhì)及H-I圖三、干燥過(guò)程物料衡算及熱量衡算四、干燥動(dòng)力學(xué)干燥概述:干燥操作的必要條件是物料表面的水汽壓力必須大于干燥介質(zhì)中水汽的分壓,兩者差別越大,干燥操作進(jìn)行得越快。所以干燥介質(zhì)應(yīng)及時(shí)將汽化的水汽帶走,以維持一定的擴(kuò)散 推動(dòng)力。若干燥介質(zhì)為水汽所飽和,則推動(dòng)力為零,這時(shí)干燥操作即停止進(jìn)行。對(duì)流干燥特點(diǎn):在對(duì)流于燥過(guò)程中,熱空氣將熱量傳給濕物料,物料表面水分即行汽化并干燥介質(zhì)既是通過(guò)表面外的氣膜向氣流主體擴(kuò)散。與此同時(shí),由于物料表面水分的汽化,物料內(nèi)部與表面 間存在水分濃度的差別,內(nèi)部水分向表面擴(kuò)散,汽化的水汽由空氣帶走,所以載熱體又是載濕體,它將熱量傳給物斜的同時(shí)把由物料中汽化出來(lái)的
50、水分帶走。因此,干燥是傳熱和傳質(zhì)相結(jié)合的操作.干燥速率由傳熱速率和傳質(zhì)速率共同控制??諝庑再|(zhì)及H-I圖:1、空氣性質(zhì)各參數(shù)濕度H濕空氣中水汽的質(zhì)量=輕 622-_濕空氣中絕干氣的質(zhì)量ngMg. p - pvkg水汽kg絕干氣飽和濕度Hs =0.622 匚P 一 Ps相對(duì)濕度0二 B 100%PsH漫凈氣的閹炭上百水吃/吐絕氣(以厲的討論屮,路丸咿位中水汽兩了)M摩爾質(zhì) & t kg/kmol;n憐爾數(shù)krud;下標(biāo)V表示水蕉氣也表示絕干氣。久水汽的分展訃?yán)騥hrP總壓* P&或k內(nèi)仏濕空氣的施和濕度,切/kg絕干氣,P.崔空氣溫度下,純水的tfe和廡氣缶衛(wèi)甘或k丹5濕比容、h =vaH« =(0.772 1.244H) 273 - 1. 013一19 m3 濕氣 /kg 干氣273p濕比熱 cH =1.011.88 H kJ/kg 干氣C焓I = (1.01 1.88H)t2492HkJ/kg 干氣H濕空代的比體積山濕空氣)"g絕干代 溫度弋。濕球溫度:tw “-也(Hw-H) a露點(diǎn)溫度td-HpPd0.622 H由Pd根據(jù)飽和水蒸汽壓表查出相應(yīng)的溫度,即為該濕空氣的露點(diǎn)。絕熱飽和溫度tas二t -邑(Has -H )(約等于濕球溫度)CH干球溫度(理解
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