化工原理知識點總結(jié)整理

1、一、流體力學(xué)及其輸送1.單元操作：物理化學(xué)變化的單個操作過程，如過濾、蒸餾、萃取。2. 四個基本概念：物料衡算、能量衡算、平衡關(guān)系、過程速率。du/dy :速度梯度）。2000 過渡一40003. 牛頓粘性定律：F= 士 T A= 士卩Adu/dy , （F :剪應(yīng)力；A :面積；粘度；4. 兩種流動形態(tài)：層流和湍流。流動形態(tài)的判據(jù)雷諾數(shù)Re=du P /卩；層流一1/2。湍流。當(dāng)流體層流時，其平均速度是最大流速的5. 連續(xù)性方程： A1u1=A2u2 ;伯努力方程：gz+p/ p +1/2u2=C。沿程阻力：Hf= pf/ （管壁粗糙度）;6. 流體阻力=沿程阻力+局部阻力；范寧公式：沿程壓

2、降：pf=入I p u2/2d ,p g=入I u2/2dg（入：摩擦系數(shù)）;層流時入=64/Re，湍流時入=F（Re ,£ /d）,局部阻力hf= H u2/2g , （ E：局部阻力系數(shù)，情況不同計算方法不同）7. 流量計：變壓頭流量計 （測速管、孔板流量計、文丘里流量計）；變截面流量計?？装辶髁坑嫷?特點；結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，安裝方便，得到廣泛的使用。其不足之處在于局部阻力較大，孔口 邊緣容易被流體腐蝕或磨損，因此要定期進行校正，同時流量較小時難以測定。轉(zhuǎn)子流量計的特點一一恒壓差、變截面。:考慮流動阻力所：考慮流量泄漏所造成的能量損失；水力效率8.離心泵主要參數(shù)：流量、壓頭、效

3、率（容積效率 Hv :考慮軸承、密封填料和輪盤的摩擦損失。）、軸功率；工作點（提供與所需水頭一致）造成的能量損失；機械效率；安 m裝高度（氣蝕現(xiàn)象，氣蝕余量）；泵的型號（泵口直 徑和揚程）；氣體輸送機械：通風(fēng)機、鼓風(fēng)機、壓縮機、真空泵。9.常溫下水的密度 1000kg/m3,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣密度 1.29 kg/m31atm =101325 Pa=101.3k Pa=0.1013 MP a=10.33mH2O=760mmHg表壓=絕壓-大氣壓真空度 =大氣壓絕壓=表壓（1 ）被測流體的壓力> 大氣壓（2 ）被測流體的壓力< 大氣壓10.管路總阻力損失的計算I III 222UUUIe

4、eh' h h一.fff2dd22d葉輪、泵殼（蝸殼形）和： 軸封裝置 11.離心泵的構(gòu)件 離心泵的葉輪閉式效率最高，適用于輸送潔凈的液體。半閉式和開式效率較低，常用于輸送漿料或懸浮液。氣縛現(xiàn)象：貯槽內(nèi)的液體沒有吸入泵內(nèi)。汽蝕現(xiàn)象：泵的安裝位置太高，葉輪中各處壓強高于被輸送液體的飽和蒸汽壓。原因（安裝高度太高被輸送流體的溫度太高，液體蒸汽壓過高；吸入管路阻力或壓頭損失太高）各種泵：輸送酸、堿及濃氨水等腐蝕性液體耐腐蝕泵：12.往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié) 1?（）正位移泵流量只與泵的幾何尺寸和轉(zhuǎn)速有關(guān)， 與管路特性無關(guān)，壓頭與流量無關(guān)，受管路的承壓能力所限制，這種特？性稱為正位移性，這種泵稱為正位

5、移泵。？往復(fù)泵是正位移泵之一。正位移泵不能采用岀口閥門來調(diào)節(jié)流量，否則流量急劇上升，導(dǎo)致示損壞。（2）往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié) ？所示，采用旁路閥調(diào)節(jié)主管流量，但泵的流量是不變的。第一，旁路調(diào)節(jié)，如圖？2-28第二，改變曲柄轉(zhuǎn)速和活塞行程。使用變速電機或變速裝置改變曲柄轉(zhuǎn)速，達到調(diào)節(jié)流量，使用蒸汽機則更為 方便。改變活塞行程則不方便。13.流體輸送機械分類離心泵特性曲線：14.1Hqv 管路 h e1 A H qv泵qvqv qvP OzA_ g離心泵的工作2-10 圖15.流體輸送機械特點：速度式流體輸送機器的特點？由于速度式流體輸送機械的轉(zhuǎn)動慣量小，摩擦損失小，適合高速旋轉(zhuǎn)，所以速度式流體輸送機械

6、轉(zhuǎn)速高、流（1）?量大、功率大。運轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，排氣穩(wěn)定、均勻，一般可連續(xù)運轉(zhuǎn)13年而不需要停機檢修。？（2）速度式流體輸送機械的零部件少，結(jié)構(gòu)緊湊。？ （3）由于單級壓力比不高，故不適合在太小的流量或較高 的壓力（70MPa）下工作。？（4）2.容積式流體輸送機械的特點 ？因此機械轉(zhuǎn)速改變對工作腔容積變化規(guī)律不發(fā)工作腔的容積變化規(guī)律也就確定了，（1）運動機構(gòu)的尺寸確定后，？生直接的影響，故機械工作的穩(wěn)定性較好。（2）流體的吸入和排岀是靠工作腔容積變化，與流體性質(zhì)關(guān)系不大，故容易達到較高的壓力。？此外,容積式機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易于損壞的零件多。而且往復(fù)質(zhì)量的慣性力限制了機械轉(zhuǎn)速的提高。流體吸入（3）

7、？16.流體體積隨壓力變化而改變的性質(zhì)稱和排岀是間歇的，容易引起液柱及管道的振動。 為壓縮性。二、非均相機械分離，H/v=L/u ;重力沉降（沉降室，P （P P顆粒與流體密度差，流體粘度）顆粒的沉降：1.層流沉降速度 Vt=（ P p-p ）gdp2/18卩，o；離心沉降（旋風(fēng)分離器）多層；增稠 器，以得到稠漿為目的的沉淀）；分類：壓濾、離心過濾，間歇、連續(xù)；濾速的康）過濾：深層過濾和濾餅過濾（常用，助濾劑增加濾餅剛性和空隙率2.:層厚）o （££ ）2,:濾餅空隙率；a：顆粒比表面積；L采尼方程：u=（ p/L卩）£ 3/5a2（1 -耐腐蝕、.過濾介質(zhì)：過濾

8、過程所用的多孔性介 質(zhì)稱為過濾介質(zhì)，過濾介質(zhì)應(yīng)具有下列特性：多孔性、孔徑大小適宜、3耐熱并具有足夠的機械強度。濾餅受壓變形，又若濾餅可壓縮，隨著過濾進行，4.助濾劑：若濾漿中所含固體顆粒很小， 或者所形成的濾餅孔道很小，都使過濾阻力很大而導(dǎo)致過濾困難?？刹捎弥鸀V劑以改善濾餅的結(jié)構(gòu)，增強其剛性。常用的助濾劑有：硅藻土、纖維粉末、活性炭、石棉等 Kdqp2 5.過濾速率基本方程 u K«1 ）q（q d2 r恒速過濾，恒壓過濾e222 KA 2Kq2 qq VVV ee,便于用耐過濾設(shè)備：板框壓濾機（間歇操作，構(gòu)造簡單，過濾面積大而占地省，過濾壓力高（可達1.5MPa左右）6.腐蝕性材料

9、制造，便于洗滌。它的缺點是裝卸、清洗勞動強度較大。、葉濾機（葉濾機也是間歇操作設(shè)備，具有過濾推動力大、單位地面 所容納的過濾面積大、濾餅洗滌較充分等優(yōu)點。）其生產(chǎn)能力比板框壓濾機大，而且機械化程度高，勞動力較省， 密閉過濾， 操作環(huán)境較好。 其缺點是構(gòu)造較復(fù)雜、 造 ）價較高。、廂式壓濾機、 轉(zhuǎn)筒真空過濾機（操作連續(xù)、自動）單個顆粒在流體中的沉降過程稱。干擾沉降：若顆粒數(shù)量較 多，相互間距離較近，則顆粒沉降時相互間會:自由沉降 7. 干擾，稱為干擾沉降。 2（1） u1 小于顆粒8. 影響因素：當(dāng)顆粒濃度增加，沉降速度減少。容器的壁和底面，沉降速度減少。非球形的沉降 速度小于球形顆粒的沉降速度

10、。9. 流態(tài)化是一種使固體顆粒通過與流體接觸而轉(zhuǎn)變成類似于流體狀態(tài)的操作。分三個階段： 固定床階段：流體通過顆粒床層的表觀速度 u 較低，使顆?？障吨辛黧w的真實速度的沉降速度ut，則顆粒基本上保持靜止不動，顆粒層為固定床。流化床階段：在一定的表觀速度下， 顆粒床層膨脹到一定程度后將不再膨脹， 此時顆粒懸浮于流體中， 床層有一個明顯的上界 面，與沸騰水的表面相似，這種床層稱為流化床。 （散式流態(tài)化，聚式流態(tài)化） 。 （3） 顆粒輸送階 段：如果繼續(xù)提高流體的表觀速度U，使真實速度u1大于顆粒的沉降速度 ut，則顆粒將被氣流所帶走，此時床層上界面消失，這種狀態(tài)稱為氣力輸送。系統(tǒng)封閉，避免物料飛揚，

11、減少物料損失，改善勞動條件。 輸送管路不限制，即使在無法鋪設(shè)道路或安裝輸送機械的地方，使用氣力輸送更加方便。 設(shè)備緊湊，易于實現(xiàn)連續(xù)化、自動化操作，便于同連續(xù)化工生產(chǎn)相銜接。 在氣力輸送過程中可同時進行粉料的干燥、粉碎、冷卻、加料等操作。10. 氣力輸送的優(yōu)點（1 ）（2）（3）（4） 三、傳熱1. 傳熱方式：熱傳導(dǎo) （傅立葉定律 ）、對流傳熱 （ 牛頓冷卻定律 ） 、輻射傳熱 （四次方定律 ）；熱交換方式：間壁式傳熱、混合式傳熱、蓄熱體傳熱（對蓄熱體的周期性加熱、冷卻）。：溫度梯度 ）；2. 傅立葉定律：dQ=-入dA，（Q:熱傳導(dǎo)速率；A :等溫面積；入：比例系數(shù)； 入與溫度的關(guān)系：入=入

12、0（1+at），（a：溫度系數(shù)）。3. 不同情況下的熱傳導(dǎo)：單層平壁：Q=（t1-t2）/b/（CmA）=溫差/熱阻，（b:壁厚；Cm=（入1-入2）/2）；多層平壁：Q=（t1 -tn+1）/ bi /（入 iA）;單層圓筒：Q=（t1 -t2）/b/（入 Am），（A :圓筒側(cè)面積，C=（A2-A1）/ln（A2/A1）；多層圓筒：Q=2 n L（t1 -t n+1）/ 1/ 入 i ln（ri+1/ri）。4. 對流傳熱類型： 強制對流傳熱 （外加機械能 ）、自然對流傳熱、 （溫差導(dǎo)致 ）、蒸汽冷凝傳熱 （冷壁）、液體沸騰傳熱（熱壁），前兩者無相變，后兩者有相變；牛頓冷卻定律：dQ=hd

13、A t，（A t>0； h :傳熱系數(shù) ）。5. 吸收率A+反射率R+透射率D=1 ;黑體A=1，鏡體R=1，透熱體D=1，灰體A+R=1 ；總輻射能E=E入d入，（E入：單色輻射能；入：波長 ）；四次方定律：E=C（T/100）4= £ C0（T/100）4，（C :灰體輻射常數(shù)；C0:黑體輻射常數(shù)；e =C/C0 :發(fā)射率或黑度 ）；兩物體輻射傳熱：Q1-2=C1-2$ A（T 1/100）4 -（T2/100）4，g:角系數(shù)；A :輻射面積；C1 -2=1/（1/C1）+（1/C2） -（1/C0）。6. 總傳熱速率方程：dQ=KmdA，（dQ :微元傳熱速率；Km :總

14、傳熱系數(shù)；A:傳熱面積）； 1/K=1/h1+bA1/入Am+A1/h2A2 ，（h1，h2:熱、冷流體表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)7. 換熱器：夾套換熱器、蛇管式換熱器、套管式換熱器、列管式換熱器。8. （1）強化傳熱為了使物料滿足所要求的操作溫度進行的加熱或冷卻，希望熱量以所期望的 速率進行傳遞；（2）削弱傳熱 ：為了使物料或設(shè)備減少熱量散失，而對管道或設(shè)備進行保溫或保冷。9. 熱傳導(dǎo) 物體各部分之間不發(fā)生相對位移時，依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運動而產(chǎn)生的熱量傳遞稱為熱傳導(dǎo)，又稱導(dǎo)熱。10.對流傳熱：對流僅發(fā)生于流體中，它是指由于流體的宏觀運動使流體各部分之間發(fā)生相對位 移而導(dǎo)致的熱量傳遞過程

15、內(nèi)部流動強制對流傳熱外部流動大空間自然對流自然對流傳熱無相變有限空間自然對流混合對流傳熱11.對流傳熱大容器沸騰沸騰傳熱管內(nèi)沸騰有相變管外冷凝冷凝傳熱 管內(nèi)冷凝12. 傳熱的基本方式：(1)熱傳導(dǎo)(13. 影響冷凝傳熱的因素和冷凝傳熱的強化 溫差：液膜層流流動時，t=ts tW-, 不凝氣可使 -60%)，所以應(yīng)該定期排放 u- -，-;反向時U- 蒸汽與液膜逆向流動使 以減少冷凝液膜的厚度并14. 導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義：2)對流傳熱一熱對流 流體物性：-不凝氣體：不凝氣體的存在會導(dǎo)致一一'蒸汽流速與流向(u>10m/s):蒸汽與液膜同向時U-時-(無論方向)。因此蒸汽進口一般設(shè)在

16、換熱器上部，以避免 冷凝面的形狀和位置: 水平管束：可采用錯列。單位時間通過單位面積的熱量。(3)輻射傳熱冷凝液-、-、;潛熱r- f -(1%一。蒸汽過熱：包括冷卻和冷凝兩個過程。 作為目的。垂直板或管：可開縱向溝槽； 表示溫度梯度為1K/m 或 1C /m 時,即：單位溫度梯度下(1kt)為固體在0C時的導(dǎo)熱系數(shù),k為溫度系數(shù)，1/ °C大多數(shù)金屬材料為負(fù)值，對大多的熱通量。15.在物體邊界上，傳熱邊界條件可分為以下三類：界條件；(2)已知物體邊界壁面的熱通量值，稱為第二類邊界條件；已知物體壁面處的對流傳熱 條件，稱為第三類邊界條件。L16.準(zhǔn)數(shù)的定義與物理意義：流傳熱與厚度為

17、L的流體層內(nèi)的熱傳導(dǎo)之比。 它反映了固體壁面處的無因次溫度梯度的大小。 表示流體的粘性力起控制作用，抑制流層的擾 諾數(shù)的增大，流體中流體微團的擾動加劇，00數(shù)非金屬固體材料為正值。(1)已知物體邊界壁面的溫度，稱為第一類邊努塞爾準(zhǔn)數(shù)(Nusselt)，Nu :對努塞爾數(shù)越大，對流傳熱的傳熱強度也越大。uLuL慣性力與粘性力之比。雷諾數(shù)小，Reynold )，. 動，隨著雷對流傳熱系數(shù)增大。Re :雷諾準(zhǔn)數(shù)(壁面處的溫度梯度增大，動量擴散與熱量擴散之比。它表征了流體的動量傳遞能力與熱量傳遞能力的 普朗特準(zhǔn)數(shù)(Prandtl )，a格拉曉夫準(zhǔn)數(shù)(Grashof)， Gr : 浮升力與粘性力之比。它

18、反映了由于流體中溫度差引起密度差所導(dǎo)致的浮升力對對流傳熱的影響。 用與強制對流中雷諾數(shù)的作用相當(dāng)。Pr :它在自然對流中的作17. 蒸汽與低于飽和溫度的壁面接觸時有膜狀冷凝和珠狀冷凝兩種18. 影響沸騰傳熱的因素及強化途徑：液體的性質(zhì)： 溫差： 操作壓強： 加熱面:19. 輻射：物體通過電磁波來傳遞能量的過程。熱輻射：物體由于熱的原因以電磁波的形式向外 發(fā)射能量的過程。20.熱輻射=反射+吸收+穿透(黑體，白體，透熱體，灰體)溫度下物體與黑體輻射能力之比。僅與自身特性有關(guān)。E21.物體的黑度：指同.ETo 22.斯蒂芬一波爾茨曼定律44 )E CT( 323 0o0 tgL tLgEE100

19、:克?；舴蚨?5.67 X0黑體輻射常數(shù)，10-8W/(m2 .K4) ;1 )Tf( E黑體輻射系數(shù)，C0 發(fā)岀的輻射能上的由表面 表面A 23.氣體的熱輻射具有以下兩個主要特點： 氣體的輻射和吸收對波長具有強烈的選擇性(21=5.67W/(m2 .K4)A落到表面A角系數(shù)ij ij發(fā)岀的總輻射能由i )氣體的輻射和吸收是在整個容積內(nèi)進行1)()熱量以熱傳導(dǎo)方式由間壁的熱側(cè)面?zhèn)鞯嚼鋫?cè)24.傳熱三步：b 22面；2 (1)熱流體以對流傳熱方式將熱量傳給固體壁面;(3)冷流體以對流傳熱方式將間壁傳來的熱量帶走。熱量衡算方程反映了冷、熱流體在傳熱過程中溫度變化的相互關(guān)系。根據(jù)能量守恒原理，在傳熱

20、過程中，若忽略25.熱損失，單位時間內(nèi)熱流體放岀的熱量等于冷流體所吸收的熱量。）H H m（HH）m（Q熱量衡算方程1hch1ch22c 26.傳熱過程的平均溫差計算：恒溫差傳熱，變溫差傳熱按照冷、熱流體之間的相對流動方向，流體之間作垂直交叉的流動，稱為錯流；如一流體只沿一個方向流動，另27. 一流體反復(fù)地折流，使兩側(cè)流體間并流和逆流交替岀現(xiàn)，這種情況稱為簡單折流。動排布型式的比較：進岀口溫度條件相同時，逆流的平均溫差最大，并流的平均溫差最小， 其他的流動28 .排布型式，其平均溫差介于兩者之間。在實際的換熱器中應(yīng)盡量采用逆流流動， 而避免并流流動。 但是在一些特殊場合下仍采用并流流動， 流和

21、其他復(fù)雜流動的目的是為了提高傳熱系數(shù)，然而其代 的定義為實際傳熱速率 Q與理論上可能的最大傳熱速率之比以滿足特定的生產(chǎn)工藝需要。Q價是減小了平均傳熱溫差。 e29.換熱器傳熱效率 maxmax而 不同流 對于采用折Q Q四、質(zhì)量傳遞基礎(chǔ)質(zhì)量傳遞（簡稱傳質(zhì)）是指物質(zhì)從一處向另一處轉(zhuǎn)移，包括相內(nèi)傳質(zhì)和相際 傳質(zhì)兩類，前者發(fā)生在同一個相內(nèi)，后者1.4 則涉及不同的兩相。2. （ 1 ）氣（汽）液系統(tǒng)：吸收：混合氣體中可溶組分由氣相傳遞到液相溶劑中的過程。解吸： 為吸收的逆過程。（減）濕：濕分由液相（氣相）向氣相（液蒸餾：不同物質(zhì)在氣液兩相間的相互轉(zhuǎn)移。氣體增 相）轉(zhuǎn)移。（2）液-液系統(tǒng)：萃?。喝苜|(zhì)由

22、一液相轉(zhuǎn)入另一液相。這是在液體混合物中加入另一不相溶的液 相物質(zhì)，使原混合物組分在兩液相中重新分配的過程。（3 ）氣（汽）-液系統(tǒng)：吸收：混合氣體中可溶組分由氣相傳遞到液相溶劑中的過程。解吸： 為吸收的逆過程。（減）濕：濕分由液相（氣相）向氣相（液蒸餾：不同物質(zhì)在氣液兩相間的相互轉(zhuǎn)移。氣體增 相）轉(zhuǎn)移。（4）氣-固系統(tǒng)：干燥：加入熱量使液體氣化，從固體的表面或內(nèi)部轉(zhuǎn)入氣相。吸附：物質(zhì)由 氣相趨附于固體表面（主要是多孔性固體的內(nèi)表面），吸附平衡是過程進行的極限。3. 費可定律：實驗表明，在二元混合物（A+B ）中，組分的擴散通量與其濃度梯度成正比，這個 關(guān)系稱為費克（Fick）定律。對流傳 間的

23、質(zhì)量傳遞，是相際傳質(zhì)的基礎(chǔ)。傳質(zhì)過程應(yīng)用的設(shè)備有多種類型，其包括增大相界面6.面積和增強湍動7.板式塔：有害因素：空間上的反向流動：合理選擇塔板孔徑和開口率造成適宜1塔板壓降：塔板上4. 化學(xué)反應(yīng)可分為兩類：一類是在整個相內(nèi)均勻發(fā)生的反應(yīng)，稱為均相反應(yīng)；另一類則是局限在 某個特定區(qū)域內(nèi)的反應(yīng)，它可以是在相的內(nèi)部，也可以在邊界上，稱為非均相反應(yīng)。質(zhì)通常指運動流體與固體壁面 （或兩股直接接觸的流體之間） 一般情5.況下，傳質(zhì)設(shè)備中流體的流動形態(tài)多為湍流。主要功能是給傳質(zhì)的兩相（或多相）提供良好的接觸機會， 強度，主要有填料塔和板式塔。；空間上的不均勻流 泡沫夾帶（增大板間距）、氣泡夾帶（增大降液管

24、長度）氣液接觸狀態(tài)2設(shè)置傾斜的進氣裝置動：氣體，液體。如何提高效率： 下對應(yīng)位置的壓力差 （新型：泡罩塔板、浮閥塔板、篩孔塔板、舌型塔板、網(wǎng)型塔板、垂直塔板）8. 填料塔：主要特性數(shù)據(jù)：比表面積、孔隙率、添填料的幾何形狀（拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、矩鞍型填 料、階梯環(huán)添料）填料 9.填料塔操作范圍小， 對液體負(fù)荷變化敏感；不易處理易聚合或含有固體 懸浮物的物料；反應(yīng)過程中需要冷卻時，塔復(fù)雜，有側(cè)線岀料時，填料塔不如板式塔方便；板式 塔設(shè)計簡便安全；填料塔小時結(jié)構(gòu)簡單，造價低；易起泡物系、腐蝕性物系、熱敏性物系，填料塔更合適；填料塔壓降比板式塔小，真空操作方便。五、氣體吸收混合吸收是將氣體混合物與適當(dāng)?shù)囊?/p>

25、體接觸，利用個組。分在液體中溶解度的差 異而使氣體中不同組分分離的操作。1.氣體中，能夠溶解于液體中的組分稱為吸收質(zhì)或溶質(zhì)；不能溶解的組分稱為惰性氣體； 吸收操作所用的溶劑稱為吸收 (分物理吸收煤氣脫苯， 化學(xué)吸 收二劑；溶有溶質(zhì)的溶液稱為吸收液或簡稱溶液；派出的氣體稱為吸收尾氣。氧化碳碳酸鉀)吸收操作是氣體混合物的主要分離方法，化工生產(chǎn)。中它有以下幾種具體的應(yīng)用：1 .化工 產(chǎn)品2 .分離氣體混合物2. 5 .生化工程。一個完整地吸收分離過程原料氣的凈化和尾氣、廢氣的凈化)3.從氣體中回收有用組分4.氣體凈化(一般包括吸收和解吸兩部分。)溶質(zhì)在溶劑中)溶劑對其他組分的溶解度要小(3(1 )溶

26、劑應(yīng)對氣體中被分離組分有較大溶解度；(23.溶劑的選擇：)溶劑有較低的粘)溶劑有較好的化學(xué)穩(wěn)定性( 6 的溶解度對溫度變化敏感(4)容積蒸汽壓低，減少回收時的損失( 5：進塔和出 y2100%， (y1 ，)溶劑價廉，無腐蝕性、無毒不易燃。吸收 率7n =(mA除/mA進)X 100%宀(y1 -y2)/y1 乂度(。塔混合氣中 A的摩爾分?jǐn)?shù))：液相中溶質(zhì) p*A=ExA , (xA):溶解度；H :溶解度系數(shù)；pA :氣相分壓；c*A=HpA4 .稀溶液中亨利定律：， (c*A ) O, ( P s, Ms :純?nèi)軇┟芏群拖鄬Ψ肿淤|(zhì)量；：亨利系數(shù)摩爾分?jǐn)?shù)；E) ； y*=mx ,(平衡常數(shù)m

27、=E/p)E= p s/HMs在擴散方向 AB中的擴散系數(shù)；dcA/dz :組分DAB5.費克定律：jA=-DABdcA/dz , (jA ：擴散速率； ：組分 A 在組分 ； z 上的濃度梯度 )pB,m= , (p/pB,m ：漂流因子, NA= 等分子 擴散速率： jA=D(pA,1 -pA,2)/RTz ；單向擴散： NA=D(pA,1 -pA,2)p/RTz pB,mNA=D(cA,1 -cA,2)c/zcB,m o (pB,2 -pB,1)/ln(pB,2/pB,1)，即對數(shù)平均值)；同理，：任 x:液相摩爾 流量；，y(qn(V)6.吸收塔操作線方程：qn(L)/qn(V)=(y

28、1 -y2)/(x1 -x2),:二元混合氣摩爾流量；qn(L)； 意一截面液氣相摩爾流量 ；最小液氣比 qn(L)/qn(V)min=(y1 -y2)/(x*1 -x2),qn(L)/qn(V)= (1.1 2.0) qn(L)/qn(V)min ：塔截：傳質(zhì)系數(shù)； ，低濃度時填料塔高度 h=qn(V) dy/(y -y*)/KyaS=qn(L) dx/(x* -x)/KxaS=NOGHOG=NOLHOL(KS 5面積；a：單位體積填料有效接觸面積；NOG= dy/(y -y*):氣相總傳質(zhì)單元數(shù)；HOG =qn(V)/KyaS :氣相總傳質(zhì)單元高度 )； 相平衡線為直線時： NOG=ln(

29、1 -S')(y1-mx2)/(y2-mx2)+S'/(1 -S')，NOL=ln(1 -A)(y1 -mx2)/(y2 -mx2)+A/(1 -A),(吸收因數(shù)： A=1/S'= qm(V)/mqm(V)。7. 填料塔： 液體上進下出， 氣體下進上出， 其中設(shè)有液體在分布器， 可使其均勻分布于填料表面， 塔頂可按轉(zhuǎn)除末器。 填料塔是一種應(yīng)用廣泛的氣液兩相接觸并進行傳熱、 傳質(zhì)的塔設(shè)備， 可用于 吸收(解吸) 、精餾和萃取等分離過程。填料塔不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且具有阻力小和便于用耐腐蝕 材料制造等優(yōu)點， 尤其適用于塔直徑較小地情形及處理有腐蝕性的物料或要求壓強較小的

30、真空蒸 餾系統(tǒng)，此外，對于某些液氣比較大的蒸餾或吸收操作，也宜采用填料塔。(氣液逆流流動，增n ；4 堆加傳質(zhì)推動力) 表征填料特性的主要參數(shù)有： 1 比表面積； 2 空隙度； 3 單位堆體積內(nèi)的填料數(shù)目 積密度； 5 干填料因子及填料因子；6 機械強度及化學(xué)穩(wěn)定性 8.六、蒸餾(閃蒸 )、精；壓力：(精餾 )，常用精餾塔。精餾，1. 蒸餾分類：操作方式：連續(xù)蒸餾、間歇蒸餾；對分離的要求：簡單蒸餾、平衡蒸餾 餾、特殊精餾(精餾還包括水蒸氣精餾、間歇精餾、恒沸精餾、萃取精餾、反應(yīng)精餾) 常壓蒸餾、加壓蒸餾、減壓蒸餾；組分：雙組分蒸餾和多組分蒸餾 加壓提高蒸汽冷凝溫度，降壓降低沸點溫度。2. 雙組

31、分溶液氣液相平衡：液態(tài)泡點方程：xA=p -pB(t)/pA(t) -pB(t) ， (xA ：液態(tài)組分 A 的摩爾分?jǐn)?shù)； p (t) ：壓強關(guān)于溫度的函數(shù) )；氣態(tài)露點方程：yA=pA/p=pA(t)/pX p-pB(t)/pA(t) -pB(t);平衡常數(shù) KA=yA/xA，理想溶液： KA=p °A/p ，即組分飽和蒸氣壓和總壓之比；揮發(fā)度：U A=pA/xA ,相對揮發(fā)度：a AB= u A/ u B ,最終可導(dǎo)岀氣液平衡方程： y a x/1+(a -1)x; 氣液平衡相圖：p-x圖(等溫)、t-x(y)圖(等壓)、x-y圖。)；平衡3. 平衡蒸餾：qn(F), xF加熱至

32、泡點以上tF，減壓氣化，溫度達到平衡溫度te,兩相平衡qn(D), yD 和 qn(W) ， xW ； 物料衡算： yD=qxW/(q -1)-xF/(q-1), (液化率： q=qn(W)/qn(F) ； 熱量衡算：tF=te+(1 -q) Y /Cp,m , (Cp,m :原液的摩爾定壓熱容；丫：原液的摩爾氣化潛熱 關(guān)系： yD=a xW/1+(a-1)xW。4. 簡單蒸餾：持續(xù)加熱至釜液組成和餾岀液組成達到規(guī)定時停止； 關(guān)系式： lnn(F)/n(W)= ln(xF/xW) -a ln(1 -xF)/(1 -xW)/( a -1)； 總物料衡算： n(F)=n(W)+n(D) ；易揮發(fā)組

33、分衡算： n(F)xF =n(W)xW+n(D)xD ； 推岀： xD= n(F)xF -n(W)xW/n(F) -n(W) 。5. 精餾：多次部分氣化部分冷凝(連續(xù)、間歇 ),泡點不同采取不同的壓力操作,塔板數(shù)從上至下記；塔頂易揮發(fā)組分回收率：nD=qn(D)xD/qn(F)xF x 100% ,釜中不易揮發(fā)組分回收率：n W=qn(W)(1 -xW)/qn(F)(1 -xF) x 100% ； 精餾段總物料衡算： qn(V)=qn(D)+qn(L) ；精餾段易揮發(fā)組分衡算： qn(V)yn+1=qn(D)xD+qn(L)xn (V :各層上升蒸汽量；D:塔頂餾岀液量；L :各板下降的液量；

34、yn+1 :第n+1塊板上升的蒸汽)，中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)；xn :第n塊板下降的液體中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)qn(L')x'm=qn(V')y'm+1y'm+1= qn(L')x'm/qn(V') -qn(W)xW/qn(V') ； ，乘上各焓值 Hx 即為熱量衡算， q=(HV -HF)/(HV -HL) ，即單位原料液變?yōu)轱柡驼艟s段操作線方程： yn+1=Rxn/(R+1) +xD/(R+1), (回流比 R= qn(L)/qn(D) ；提餾段總物料衡算： qn(L')=qn(V')+qn(W) ；

35、提餾段易揮發(fā)組分衡算：+qn(W)xW ； (W:釜液量)，提餾段操作線方程： 總的物料衡算： qn(F)+qn(V')+qn(L)=qn(V)+qn(L') qn(V)=qn(V')+(1 -q)qn(F) , (精餾進料熱狀態(tài)參數(shù) 汽所需要的熱量與單位原料液潛熱之比 )；進料方程：y=qx/(q-1)-xF/(q-1);理論塔板的計算逐板法和圖解法，回流比 R增大理論塔板數(shù)減 小，解析法：全回流理論塔板數(shù)Nmin=lgxD(1 -xw)/xw(1 -xD)/lgam -1 , (am :全塔平均揮發(fā)度)；最小回流比 Rmin=(xD -yq)/(yq -xq), (

36、xq , yq :進料時)，R 實=(1.1 2.0) Rmin ； 全塔效率 ET 為理論塔板數(shù)與實際塔板數(shù)之比；6間歇精餾：分批精餾，一次進料待釜液達到指定組成后，放出殘液，再次加料，用于分離量少而 純度要求高的物料，每批精餾氣化物質(zhì)的量n(V )= (R+1)n(D)，所需時間t =n(V)/qn(V);特殊精餾：恒沸精餾 (加第三組分，形成新的低恒沸物，增大相對揮發(fā)度) 、萃取精餾 (加第三組分，增大相對揮發(fā)度 )、加鹽萃取精餾、分子蒸餾(針對高分子量、高沸點、高粘度、熱穩(wěn)定性極差的有機物 )。般可將非理想溶液分成兩大類：1、正偏差溶液,6. 根據(jù)溶液的蒸汽壓偏離拉烏爾定律的方向，2、

37、負(fù)偏差溶液7. 精餾回流中，下降也體重的輕組分向氣相傳遞，上升正其中的重組分向液相傳遞，塔下半部分完成了重組分的提濃，叫做提餾段。完整的精餾塔包括精餾段和提餾段。增加回流量， 提高了上升蒸汽的量，但增加了能耗，突出最小回流比，回流比是塔頂回流量比塔頂產(chǎn)品量的比值。板式塔加料位置在第五塊板效率最高。只有提餾段沒有精餾段的叫回收塔。8. 加入第三組分和原溶液中的某一組份形成最低恒沸物，以新恒沸物的形式從塔頂蒸出叫做恒沸蒸餾(糠醛 -水)，若加入的第三組分僅改變各組分的相對揮發(fā)度叫做萃取精餾(乙醇-水)。恒沸精餾的挾帶劑要符合能與混合組分鐘至少一個形成最低恒沸物，新形成的恒沸物要便于分離， 恒沸物中

38、挾帶劑的含量要少。萃取精餾添加劑要選擇性高、揮發(fā)性小，與原溶液可以很好的互溶。相比較， 萃取精餾添加劑的選擇范圍廣， 不用形成汽化物從塔頂蒸出能耗少， 但其需要連續(xù)不斷 的加入，不能用于間歇精餾。9. 多組分精餾，獲得 n 個產(chǎn)物需要 n+1 個塔。五、吸收價低，吸收率n =(mA 除/mA 進)X 100% (y1 -y2)/y1 X 100% , (y1 , y2 : A 的摩爾分?jǐn)?shù) )。c*A=HpAE:)。,(c*A :溶解度；H :溶解度系數(shù)；pA :氣相分壓);P*A=ExA , 亨利系數(shù))；y*=mx ,(平衡常數(shù) m=E/p) ； E= p s/HMs , ( p s, Ms

39、:1. 吸收劑的要求:對溶質(zhì)的溶解度大，對其他成分溶解度小、易于再生、不易揮發(fā)、粘度低、無 腐蝕性、無毒不易燃、 進塔和出塔混合氣中2. 稀溶液中亨利定律: (xA :液相中溶質(zhì)摩爾分?jǐn)?shù)； 純?nèi)軇┟芏群拖鄬Ψ肿淤|(zhì)量六、干燥(pV :水蒸汽分壓)；相對濕度 = pV/pS , (pS :水蒸汽飽和分壓)； Iv ：水蒸汽的焓 )。=m 水/m 總 X 100% ,3 =X/(1+X)；物料分類：物料與水分: 總水分、平衡水分、 自由水分、1. 絕對濕度 5 =0.622pV/(p -pV), 濕焓l=lg+ 5 Iv, (Ig :絕干空氣的焓；2. 物料的干基濕含量 X=m水/m絕干，是基濕含量

40、3 非吸濕毛細(xì)孔物料、 吸濕多孔物料和膠體無孔物料； 非結(jié)合水分、結(jié)合水分。3. 干燥過程物料衡算：qm,c(X1 -X2)=qm,L( 5 2- 5 1)=qm,W , (qm,c :絕對干料的質(zhì)量流量；qm,L :絕干空氣質(zhì)量流量；qm,W :干料蒸發(fā)岀水分的質(zhì)量流量)，即濕物料減少水分等于干空氣中增加的水分；熱量衡算：q=qD+qP=qm,L(l2 -I0)+qm,c(I'2 -I'1)+qL , (qD :單位時間干燥器熱量；qP:單位時間預(yù)熱氣熱量；qL :單位時間熱損失；I2 :岀干燥器的空氣的焓；I0 :進預(yù)熱器的空氣的焓；I'2 ,I'1 :進岀干燥器物料的焓 )，qD=qm,L(I1 -I0)=qm,L(1.01+1.88 50) (t1 -t0)，qD=qm,L(I2 -I1)+qm,c