#學(xué)習(xí)指導(dǎo)：化工專業(yè)化工原理課程

1、化學(xué)工程和工藝專業(yè)化工原理課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)課程教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)層次、學(xué)時及知識點劃分說明： 化工原理課程是化工專業(yè)的一門主要技術(shù)基礎(chǔ)課程，該課程的性質(zhì)就是使用物理學(xué)、 化學(xué)和數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)知識研究分析化工單元操作的原理及設(shè)備。 教學(xué)內(nèi)容所涉及的知識廣泛， 學(xué)習(xí) 內(nèi)容多。因此，將教學(xué)內(nèi)容進行結(jié)構(gòu)層次劃分，各層內(nèi)容進行知識點劃分，教學(xué)時數(shù)規(guī)劃，有助 于教和學(xué)。帶符號的為理論性較強的知識，帶符號的為知識點。但要指出，在教和學(xué)中，均 應(yīng)對于課程的整體進行系統(tǒng)性的掌握。緒論（ 2 學(xué)時）化工生產(chǎn)過程和單元操作、化學(xué)工程和化工原理等概念及關(guān)系；課程的性質(zhì)和任務(wù)；課 程內(nèi)容的常用研究方法；物料衡算和熱量衡算；單位制和單

2、位換算。第1章 流體流動（ 14學(xué)時 ）第 1 講：流體的考察方法、流體流動的考察方法。流體靜力學(xué)：靜壓強的概念及其特性；流 體流動中機械能的概念；靜壓強在空間的分布（流體靜力學(xué)方程式的導(dǎo)出）。第2講：靜壓強的表示方法及測定方法。流體靜力學(xué)方程式的使用。流體流動中的守恒原 理：質(zhì)量守恒（連續(xù)性方程）、機械能守恒（流體動力學(xué)方程式的導(dǎo)出）。第3講：機械能守恒式的基本使用。流體流動中的動量守恒。流體流動的內(nèi)部結(jié)構(gòu)： 流動型態(tài)；邊界層的形成和脫離現(xiàn)象。第4講：圓管內(nèi)流體層流流動的數(shù)學(xué)描述（速度分布、剪應(yīng)力的分布）。阻力損失的概念；流體層流流動時阻力損失的計算式（范寧公式） 。第5講：圓直管內(nèi)流體湍流

3、流動時阻力損失的實驗研究方法。局部阻力損失的計算。第6講：管路（包括串聯(lián)管路、并聯(lián)管路）的計算：設(shè)計型管路的計算；操作型管路的計 算（管路中阻力變化對流體流動的影響） ；舉例。第7講：流體流速和流量的測定：畢托管；孔板流量計；轉(zhuǎn)子流量計。第 2章 流體輸送機械（ 6 學(xué)時）第1講：流體輸送機械的分類。離心泵：構(gòu)造、工作原理、性能參數(shù)、特性曲線。 管路的特性曲線。第2講：離心泵的工作點；離心泵的串聯(lián)操作；離心泵的并聯(lián)操作。離心泵的汽蝕現(xiàn) 象；汽蝕余量的概念。第3講：離心泵安裝高度的計算。離心泵的選型參數(shù)；離心泵的操作。往復(fù)泵的性能 參數(shù)；往復(fù)泵的操作。離心式風(fēng)機的選型參數(shù)。第 3 章液體攪拌（

4、2 學(xué)時）（選學(xué)）概述： 攪拌器的類型、 混合效果的度量、 攪拌器的兩個功能。 幾種常用攪拌器的性能、 強化湍動的措施。攪拌功率：攪拌器的混合效果和功率消耗、功率曲線、攪拌功率的分配、攪拌器放大時 可供選擇的準則。第 4章流體通過顆粒層的流動（ 6學(xué)時） 第1講：概述：工業(yè)上流體通過顆粒層的流動的實例。顆粒床層的特性：單顆粒的特性、床層 特性。流體通過固定床的壓降：床層的簡化物理模型、流體壓降的數(shù)學(xué)模型。第2講：過濾原理及設(shè)備：過濾原理、過濾設(shè)備及操作。過濾過程計算：過濾過程的數(shù)學(xué)描 述。第3講：過濾的方式：恒壓過濾、恒速過濾、先恒速后恒壓的過濾。間歇過濾的濾液量和過 濾時間的關(guān)系、洗滌速率和

5、洗滌時間；間歇過濾最佳時間分配的問題。第4講：連續(xù)過濾過程的計算。離心過濾設(shè)備介紹。加快過濾速率的途徑。第 5章顆粒的沉降和固體流態(tài)化（ 6 學(xué)時）第1講：概述：化工生產(chǎn)中顆粒的沉降和流態(tài)化的實例。顆粒的沉降運動：重力場中，靜止 流體中顆粒的自由沉降速度、離心力場中，靜止流體中顆粒的自由離心沉降速度。第2講：沉降分離設(shè)備：重力降塵室（包括多層降塵室）的計算；重力降塵室的除塵效率。 旋風(fēng)分離器的計算、旋風(fēng)分離器的除塵效率。第3講：固體流態(tài)化技術(shù)：流化床的基本概念、實際的流化現(xiàn)象、流化床的主要特性、流化 床的操作范圍、流化質(zhì)量。第 6 章傳熱（ 14 學(xué)時）第1講：概述：化工生產(chǎn)中常見的傳熱操作方

6、式、載熱體、傳熱速率、傳熱機理、牛頓 冷卻定律。熱傳導(dǎo)：傅立葉定律和導(dǎo)熱系數(shù)，通過單層平壁和多層平壁的定態(tài)導(dǎo)熱過程、 通過單層圓筒壁的定態(tài)導(dǎo)熱過程計算。第2講：通過多層圓筒壁的定態(tài)導(dǎo)熱過程計算。對流給熱：對流給熱過程分析、對流給 熱過程的數(shù)學(xué)描述、無相變的對流給熱系數(shù)的經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式。第 3 講：沸騰給熱及沸騰給熱系數(shù)， 蒸汽冷凝給熱及蒸汽冷凝給熱系數(shù)、 影響蒸汽冷凝給 熱的因素及強化給熱的措施。第 4 講：熱輻射：單個物體的輻射和吸收特性（Stefan-Boltzmann 定律 , Kirchhoff 定律），黑體和灰體，兩物體組成封閉系統(tǒng)中的輻射換熱計算。第5講：傳熱過程的計算：傳熱過程的數(shù)學(xué)

7、描述（傳熱總系數(shù)及傳熱平均溫差的計算）、傳熱過程的基本方程式、換熱器的設(shè)計型計算。第6講：換熱器的操作型問題，傳熱單元法。非定態(tài)傳熱過程的擬定態(tài)處理。 第7講：換熱器：間壁式換熱器的類型、管殼式換熱器的設(shè)計和選用、強化傳熱的措施、其它 類型的換熱器簡介第 7 章蒸發(fā)（ 2 學(xué)時）單效蒸發(fā)操作、 多效蒸發(fā)操作。 蒸汽的經(jīng)濟性及提高蒸汽的經(jīng)濟性的可行措施， 蒸發(fā)設(shè) 備的生產(chǎn)強度、真空蒸發(fā)、單效蒸發(fā)的計算。常用蒸發(fā)器、多效蒸發(fā)典型流程及特點。第 8 章氣體吸收（ 12 學(xué)時）第1講：概述： 工業(yè)吸收過程及吸收設(shè)備、 溶劑的選擇、 吸收操作分類、 吸收操作的經(jīng)濟性。 氣液相平衡：平衡溶解度、氣液相平衡

8、曲線，相平衡和吸收過程的關(guān)系。第2講：擴散和單相傳質(zhì)：費克定律、等分子反向擴散、單向擴散、分子擴散系數(shù)及 其影響因素。第3講：對流傳質(zhì)：相內(nèi)傳質(zhì)速率的表達式、傳質(zhì)分系數(shù)的無因次關(guān)聯(lián)式，對流傳質(zhì)的 三種理論。 相際傳質(zhì)： 相際傳質(zhì)速率的表達式、 傳質(zhì)系數(shù)之間的關(guān)系， 傳質(zhì)阻力和界面含量。第 4 講：低含量氣體吸收： 低含量氣體吸收的特點、 吸收過程的數(shù)學(xué)描述、 操作線方程式。 吸收劑用量的確定。填料層高度的表達式、傳質(zhì)單元高度和傳質(zhì)單元數(shù)的含義及形式。第5講：傳質(zhì)單元數(shù)的計算方法，吸收塔的設(shè)計型計算。吸收塔的操作型計算；吸 收劑再循環(huán)的分析及使用； 吸收塔的最大吸收率。 低含量氣體吸收板式吸收塔

9、理論板數(shù)的計 算。第6講：解吸塔：低含量解吸塔的設(shè)計型計算。綜合例題。第 9章液體精餾 （理論課 16學(xué)時） 第1講：概述：蒸餾分離的依據(jù)、工業(yè)蒸餾過程、精餾操作的費用和操作壓強。 雙組分溶 液的汽液相平衡： 理想物系的汽液相平衡、 雙組分理想物系的液相組成和泡點溫度的關(guān)系式、 揮發(fā)度及相對揮發(fā)度的定義、 相平衡常數(shù)的定義、 汽液兩相平衡組成之間的關(guān)系式， 雙組分理想 物系的汽相組成和露點溫度的關(guān)系式，非理想物系的汽液相平衡簡介。第2講：平衡蒸餾和簡單蒸餾：平衡蒸餾過程的數(shù)學(xué)描述、平衡蒸餾過程的計算、簡單蒸 餾過程的數(shù)學(xué)描述、簡單蒸餾過程的計算，平衡蒸餾過程和簡單蒸餾過程的比較。第3講：精餾：

10、精餾原理和過程、全塔物料衡算、精餾過程數(shù)學(xué)描述的基本方法、單塊 塔板的物料衡算、單塊塔板的熱量衡算和簡化（恒摩爾流的導(dǎo)出） 、塔板傳質(zhì)過程的簡化理 論板。第4講：板效率、理論加料板的分析、加料的熱狀態(tài)參數(shù)、精餾塔內(nèi)的摩爾流率、 精餾段操作線方程及圖示、提餾段操作線方程及圖示、進料線方程及圖示。第 5 講：雙組分精餾的設(shè)計型計算： 精餾設(shè)計型計算的命題、 理論板數(shù)的求法和最優(yōu)加料 位置的確定、全回流和最少理論板數(shù)、最小回流比、最適宜操作回流比的選擇。第6講：理論板數(shù)的捷算法、精餾操作的熱量衡算、雙組分連續(xù)精餾過程的其它類型（塔 釜加料的塔、提餾塔、水蒸氣直接加熱的塔）。第7講：雙組分精餾的操作型

11、計算：操作型計算的命題；回流比增加對精餾結(jié)果的影響、 進料組成及熱狀態(tài)變化對精餾結(jié)果的影響。 精餾塔的溫度分布和靈敏板的概念。 平衡線為直線 時理論板數(shù)的分析計算。第 8 講：間歇精餾：間歇精餾過程的特點、保持餾出液組成恒定的間歇精餾、回流比保持恒 定的間歇精餾。其它形式的精餾：水蒸氣蒸餾、恒沸精餾、萃取精餾簡介。第 10 章氣液傳質(zhì)設(shè)備 （ 4 學(xué)時）第 1 講：（首先觀看板式塔的錄像片）板式塔：板式塔結(jié)構(gòu)、塔板上的氣液接觸狀態(tài)、氣體 通過塔板的阻力損失、篩板塔內(nèi)氣液兩相的非理想流動、板式塔的不正常操作現(xiàn)象。第2講：板效率的各種表示方法及其使用、提高塔板效率的措施、塔板的負荷性能圖、塔 徑的

12、計算、塔板的型式及性能特點。填料塔（首先觀看填料塔的錄像片）：填料塔的結(jié)構(gòu)及填料特性、氣液兩相在填料層內(nèi)的流動、載點和泛點的概念、塔徑的計算、填料層壓降的計算方法、 填料塔的附屬結(jié)構(gòu)、板式塔和填料塔的比較。第 11 章液液萃取 （ 6 學(xué)時）（選學(xué)）第 1 講：概述：液液萃取原理、工業(yè)萃取過程、兩相的接觸方式、萃取過程的經(jīng)濟性。 液液相平衡：三角形相圖：杠桿定律、和點及差點的概念、溶解度曲線、平衡連結(jié)線。第2講：相平衡關(guān)系的數(shù)學(xué)描述：分配系數(shù)和分配曲線、溶劑的選擇性系數(shù)、液液相 平衡和萃取操作的關(guān)系。萃取過程計算：萃取級內(nèi)過程的數(shù)學(xué)描述：單一萃取級的物料衡算、萃 取級內(nèi)傳質(zhì)過程的簡化理論級和級

13、效率。單級萃取的分析計算、單級萃取的圖解計算、 單級萃取的分離范圍。多級錯流萃取圖解法。第 3 講：多級逆流萃取及其分析計算； 溶劑比對多級逆流萃取理論級數(shù)的影響。 完全不互 溶物系萃取過程的計算?；亓鬏腿〉倪^程及原理。萃取設(shè)備：常用萃取設(shè)備的類型。第 12 章固體干燥 （ 6 學(xué)時，）第 1 講：概述：物料的去濕方法、對流干燥過程及特點、對流干燥流程及經(jīng)濟性。干燥靜力 學(xué)：濕空氣的狀態(tài)參數(shù)。第2講：濕空氣的濕度圖、濕空氣狀態(tài)的變化過程分析和計算。水分在氣-固兩相間的平衡：水在固體物料中的存在形態(tài)；結(jié)合水和非結(jié)合水、平衡水分和自由水分。干燥速率和干燥 過程計算：物料在定態(tài)空氣條件下的干燥速率：

14、干燥動力學(xué)實驗的干燥曲線及干燥速率曲線、 臨界含水率和臨界自由含水率、干燥速率的定義。第3講：恒速干燥階段分析、降速干燥階段分析。在定態(tài)空氣條件下間歇干燥過程的計 算：恒速干燥階段干燥速率的確定和計算方法以及影響因素、恒速干燥階段干燥時間的計算、降速干燥階段干燥時間的近似計算。 連續(xù)干燥過程的數(shù)學(xué)描述： 物料衡算和熱量衡算、 干 燥過程的熱效率。連續(xù)干燥過程設(shè)備容積的計算方法。干燥設(shè)備：常用干燥器簡介。學(xué)習(xí)指導(dǎo) 化工原理課程 緒論1、明確化工原理課程的性質(zhì)化工原理屬工程學(xué)科，它使用自然科學(xué)（物理、數(shù)學(xué)、化學(xué)）的基本原理來分析和處理化工 生產(chǎn)中的物理過程。 以實際工程問題為研究對象。該課程是從自

15、然科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)課向工程科學(xué)的專業(yè)課過渡的入門課程。它在基礎(chǔ)課（數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)）和專業(yè)課（化工工藝學(xué)、化工工藝 設(shè)計和設(shè)備設(shè)計等）之間，起著承前啟后的重要作用。2、明確研究目的化工原理分析各種化工單元操作的基本原理，典型化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理、操作性能，工藝過 程設(shè)計和設(shè)備設(shè)計的計算方法?；ぴ碚n程的教學(xué)不僅在于掌握豐富的工程知識和計算方法，而且需要在對具體材料的理解中，不斷地總結(jié)、歸納考察工程問題的觀點和處理實際問題的基本方法。唯其如此，才能理解 這些方法的實質(zhì)，才能在科技高速發(fā)展的時代里加快知識的積累和更新，才能在從具體工作經(jīng)驗中把握事物變化的基本規(guī)律，把經(jīng)驗和理論融于一體。以典型材料為依

16、據(jù)，提煉工程觀點和工程 方法，是該課程的精髓。3、明確研究內(nèi)容化工原理課程研究的對象是實際工程中的各種化工單元操作。根據(jù)單元操作主要的理論基礎(chǔ)所進行的分類如下：1）以動量傳遞（momentum transfer）理論為基礎(chǔ)流體流動、流體輸送機械、沉降、過濾、離心分離、攪拌、固體流態(tài)化等。2 ）主要以熱量傳遞（heat tran sfer）理論為基礎(chǔ)加熱、冷卻、蒸發(fā)等3 ）主要以質(zhì)量傳遞（mass tran sfer）理論為基礎(chǔ)吸收、精餾、萃取、干燥等4、明確研究方法1） 常用的數(shù)學(xué)描述：物料衡算、能量衡算、熱量衡算、動量守恒原理、牛頓第二定律、牛頓第三定律、牛頓粘性定律、牛頓冷卻定律、傅立葉熱

17、傳導(dǎo)定律、費克擴散定律、相平衡關(guān)系、 數(shù)學(xué)微積分、速率=推動力/阻力。2） 復(fù)雜問題的兩種思維方式：（1）實驗研究方法，（2）數(shù)學(xué)模型方法。5、學(xué)習(xí)化工原理課程之后能夠解決的問題1） 如何根據(jù)各單元操作在技術(shù)上和經(jīng)濟上的特點，進行 過程設(shè)計和設(shè)備類型選擇 ”以經(jīng)濟而 有效地完成工藝設(shè)計，滿足工藝的要求。2） 如何進行 過程（process）的計算和 設(shè)備（appatatus）的設(shè)計。3）如何根據(jù)生產(chǎn)的不同要求，進行生產(chǎn)參數(shù)或指標的調(diào)節(jié)。4） 當生產(chǎn)狀況不正常時，如何尋找根源。6、教和學(xué)的方法對于每個化工過程都可以進行三級式展開：以化學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展和現(xiàn)代教育思想為依據(jù)，和社會發(fā)展需求相適應(yīng)，提

18、出本課程的科學(xué) 體系和課程框架。教學(xué)內(nèi)容以化工過程的共性為主線，將化工單元操作的內(nèi)容及基礎(chǔ)按過程共性分塊，闡明共同的原理和科學(xué)基礎(chǔ)，擺脫各單元操作各自分割的缺點，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和獲取知識的能力。體現(xiàn)工程特色，突出工程問題的處理方法，強調(diào)素質(zhì)教育。以教學(xué)內(nèi)容為載體， 培養(yǎng)學(xué)生掌握化工常用的科學(xué)方法，女口：數(shù)學(xué)模型法、實驗研究法、過程分解法、參數(shù)歸并法等。在基本原理的使用中， 從設(shè)計和操作兩方面加強理論和實際的聯(lián)系。以此培養(yǎng)學(xué)生從實際工作出發(fā)，思考和解決問題的能力。第1章流體流動化工生產(chǎn)中涉及的物料大部分是流體，涉及的過程絕大部分是在流動的條件下進行的，許多化工過程進行的效果在很大程度上受到物

19、料在設(shè)備內(nèi)流動狀況的影響。流體流動的規(guī)律是研究化工過程和設(shè)備的基礎(chǔ)之一。 本章在流體靜力學(xué)方程式的導(dǎo)出、伯努利方程式的導(dǎo)出、 圓管內(nèi)流體流動剪應(yīng)力的分布、流速的分布、范寧公式等，利用了物理的力學(xué)定律，使用嚴格的邏輯推理方法。圓管內(nèi)流體湍流流動時的阻力損失分析，采用了經(jīng)驗研究方法。本章的知識要點：1、流體機械能衡算方程式的使用，2、管路的分類和計算，3、流體靜力學(xué)方程式的使用，4、阻力損失的計算，5、圓管中流體流動中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)描述，6、流速流量測量原理。一、機械能衡算方程式本章的核心公式是流體機械能衡算方程式，該公式有如下三種形式:g乙 P1*gZ2 P2 諸hf單位:Jkg(1-1)Z12U1

20、2gHeZ2P22U22g單位:gZ1Pi2U12gZ22U22Pf單位:hf單位:Jkg單位:Pf單位:使用公式（ 不可壓縮性流體作定常態(tài)流動，Z1、Z2選擇同一水平基準面，通常選擇地平面或控制體 個所在的水平面上。P1、P2同時以絕對壓計或同時以表壓計，并且注意單位均統(tǒng)一到N/m2。自高位槽或高壓容器向其他地方輸送流體時一般不需要流體輸送機械，此時， 公式中的每一項均是單位流體的能量，每牛頓流體的能量焦耳，形式上的單位是米。1-1）注意以下幾點:(1)(2)1-1截面至2-2截面的控制體內(nèi)流體連續(xù)。1-1截面、2-2截面中的較低的(3)(4)(5)He=0。He是流體輸送機械加給每牛頓流體

21、的能量焦耳數(shù)，阻力損失項亦是每牛頓流體的能量損失焦耳數(shù)。(6)1-1截面、2-2截面和流體流動方向相垂直，根據(jù)所取的1-1截面、2-2截面的性質(zhì)，靈活地確定U1、U2的數(shù)值，流速U是平均流速。(7)(8)(9)阻力損失項中的流速取產(chǎn)生阻力損失的管段上的平均流速，有時管段不止一段。 若控制體內(nèi)的閥門完全關(guān)閉，則1-1截面、2-2截面上的流體能量便不再有任何關(guān)系。若在等直徑的管段，無流體輸送機械，阻力損失可以忽略，（1-1）式變成流體靜力學(xué)的形式。使用公式（1-1）可解決以下方面的問題：（1）在確定的控制體中，達到一定的流量，確定流體輸送機械加給每牛頓流體的能量焦耳數(shù)及功率。（2） 在確定的控制體

22、中，達到一定的流量，確定起始截面1-1的高度或壓強。（3） 在確定的控制體中，可達到的流量（流速）。（4）在確定的控制體中，達到一定的流量，確定管徑。因為機械能衡算式中的每一項均是單位流體的能量，故計算流體輸送機械的功率時應(yīng)注意流體的總流量Q（單位：m3/s）。NeHe gQ 或 NeWe Q （單位：W ）。二、管路計算管路計算實際上就是流體機械能衡算式的使用。抓住流體機械能衡算式是以單位流體為基準，和流體的總量沒有關(guān)系這一特點，故其不僅使用于簡單管路，而且可以使用于有分支點的管路、有匯合點的管路、并聯(lián)管路。使用機械能衡算式描述實際管路中所關(guān)注的1-1截面、2-2截面的各項能量及阻力損失，可

23、以解決其中某一個未知數(shù)的求解計算。使用機械能衡算式分析簡單管路中阻力損失（閥門）的變化對管路中流速、閥前壓強、閥后壓強的影響。三、流體靜力學(xué)流體靜力學(xué)公式:P1gZ2P2（單位：J/N=m）(1-2)靜止流體內(nèi)的壓強，只和垂直方向上的尺寸Z有關(guān)，而和其他方向的尺寸無關(guān)。這是因為僅處于重力場中的緣故。使用流體靜力學(xué)公式判斷等壓面的原則：同一密度的靜止流體， 只要在同一水平面上， 則壓強相等。例如，在上圖中，1面和2面是等壓面，3面和4面是等壓面，5面和6面是等壓面。 流體靜力學(xué)的另一常用形式：(1-3)PlPoh g可見，位于0面（一般為液面，液面上的壓強 Po 一般為大氣壓Pa）之下的某一位置

24、1處的壓強 比o面的壓強大 h g ，或者說位于i處之上的某一位置o處的壓強比i處的壓強小 h g。 這對于直接快速判斷靜止流體內(nèi)不同垂直位置處壓強的相對大小及壓強差變得非常容易。四、流體流動阻力損失沿程阻力損失計算式（范寧公式）PfLu2d 2(1-4)根據(jù)（1-4）式，可分析管內(nèi)為完全湍流時，分別當流量變化、管徑變化時，所引起阻力損失變 化的比例。管內(nèi)為層流時，沿程阻力損失計算式（哈根一泊謖葉公式）：Pf32 Lud2(1-5)根據(jù)（1-5）式，可分析管內(nèi)為層流時，分別當流量變化、管徑變化時，所引起阻力損失變化的 比例。五、圓管內(nèi)流體流動剪應(yīng)力及流動速度分布圓管內(nèi)流體流動剪應(yīng)力隨半徑r變化

25、的關(guān)系式:Z1 gR Z2 g2L(1-6)根據(jù)該式可見圓管內(nèi)流體流動在管截面上，剪應(yīng)力隨半徑r的增加呈直線增加。f r圓管內(nèi)流體流動速度分布和流動形態(tài)有關(guān)。層流時（布式：uZ1 gP1Z2 g P22R4 L(1-7)Re 2000），圓管內(nèi)牛頓型流體速度分可知，在管軸心線上流速為最大值。根據(jù)（1-7 ）式可求算流體體積流量，并得到管截面上的平均流速是管軸心線上最大流速的0.5倍。當湍流流動時（Re 4000），根據(jù)經(jīng)驗關(guān)系式得到,管截面上的平均流速是管軸心線上最大流速的約0.81倍。層流和湍流的本質(zhì)差別是流體的質(zhì)點有無脈動速度。六、流速流量測定畢托管所測點的流體流速的計算式:u 2R i(

26、1-8)孔板流量計孔板口處流體流速的計算式:uo Co 2R i(1-9)孔板流量計所測流體流量的計算式:2qV U0 7d0(1-10)轉(zhuǎn)子流量計刻度換算系數(shù):fBqvBBqvAfA(qv單位是m3/s)(1-11)A標準流體的密度，B被測流體的密度。保持轉(zhuǎn)子的外形( Vf , Af )不變，變化轉(zhuǎn)子的材料由P f1變?yōu)镻 f2，同一刻度處，變化后流量qvB和變化前流量qvA的關(guān)系(換算系數(shù))為'() (1-12):f 1B第2章流體輸送機械管路中安裝流體輸送機械的目的是對于流體增加機械能。本章以液體輸送機械(泵)為主。 泵和管路組成一個復(fù)雜的系統(tǒng)。研究帶泵管路的基本方法是將它先分解

27、成泵和管路兩個子系統(tǒng)，對于每個子系統(tǒng)進行單獨的研究，然后再予以綜合，得到帶泵管路的實際工作狀態(tài)。這稱為 過程分解方法。本章的知識要點：1、管路的特性曲線方程，2、離心泵的特性曲線方程，3、泵的工作點及其調(diào)節(jié)，4、離心泵安裝高度的計算，5、離心泵的選型，6、離心式風(fēng)機的選型。一、管路的特性曲線方程式反映管路中所需壓頭和流體流量之間的關(guān)管路的特性曲線方程由具體的管路及流體性質(zhì)所決定, 系。He Z2 Z1P2 P1g2 2U2 U12g2u2g在(2-1)式中，動能差很小，忽略不計。阻力損失項中的流速通過流量(2-1)Q(m3/s)表示出來：He Z2 ZiP2PigQ224d2 2g（2-2）式

28、（2-2）顯示出，管路中流體所需要的有效壓頭He和流量Q的關(guān)系是2次方曲線關(guān)系，在和流量相關(guān)的項中，和管路的尺寸、摩擦阻力系數(shù)、管路中管件的設(shè)置，尤其是閥門的開度等因素有 關(guān)。若這些因素均已經(jīng)固定，則可將其定義為一個常數(shù)K。故式（2-2）又可寫成：He Z2 ZiP2 PigKQ2(2-3)應(yīng)注意，流體密度對管路特性曲線的影響是在靜壓能差項中顯示出來的。二、離心泵的特性參數(shù)及特性方程在一定的轉(zhuǎn)速下，離心泵的體積流量Q、有效壓頭He、軸功率Na、效率n等特性參數(shù)存在著內(nèi)在的聯(lián)系。著眼于離心泵來說，離心泵可輸送的體積流量 Q、可提供于流體的有效壓頭 He , 是由離心泵自身的性能所決定的。教材上分

29、析給出了離心泵理論壓頭和其流量的關(guān)系式，但因為存在著多種的壓頭損失， 這些壓頭損失無法進行理論計算，故離心泵的特性參數(shù)關(guān)系曲線只能通過實驗測定。將離心泵安裝于一管路中，離心泵所輸送的體積流量Q就是管路中流體的流量，離心泵提供于流體的有效壓頭 He就是管路中流體所得到的有效壓頭，因此，實驗測定離心泵的 特性參數(shù)關(guān)系是測定管路中的相關(guān)參數(shù)即可。注意離心泵的特性參數(shù)關(guān)系和其轉(zhuǎn)速有關(guān)，實驗時一定注意記錄轉(zhuǎn)速條件數(shù)值。在一定轉(zhuǎn)速、一定流量Q下，離心泵的有效壓頭通過測定泵入口真空表、泵出口壓力表讀數(shù)等利用機械能衡算式計算之：P出口表壓P入口真空度H egh出口入口2 2u出口u入口(2-4)(2-5)離心

30、泵在一定流量 Q下的有效功率（理論功率）Ne HeQ g離心泵在輸送一定流量 Q下所消耗的軸功率測定值Na ,則離心泵在該流量點時的效率為:Na(2-6)當泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變以后，其有效壓頭、流量相應(yīng)變化，如轉(zhuǎn)速變化范圍不超過20%，可設(shè)轉(zhuǎn)速改變前后液體離開葉輪的速度三角形相似，即泵的效率相等?？梢缘玫饺缦玛P(guān)系式：即或者He2n'Q n'Na3n'HenQ n，NanHe2n'Q'2HenQ2He'Q'2HeQ2K或者He KQ2(2-7)式（2-7）稱為等效率曲線，利用該方程式，可以根據(jù)工作點的變化進行離心泵轉(zhuǎn)速的調(diào)整。He' H

31、en2n'Q'2Hek(2-8)20若將該泵的轉(zhuǎn)速適當?shù)刈髁苏{(diào)整，使轉(zhuǎn)速變?yōu)閚22He2 20 2Q12 QQ120則該泵的特性曲線方程應(yīng)變?yōu)?2門22Q；(2-12)n1由（2-8）式，可以根據(jù)離心泵轉(zhuǎn)速的調(diào)整值，確定離心泵的特性曲線。但應(yīng)值得注意，轉(zhuǎn)速改變后，所引起管路中流體流量及壓頭的實際改變，還應(yīng)根據(jù)管路特性曲線及泵的特性曲線重新確定工作點。三、離心泵的工作點及其調(diào)節(jié)泵的He Q特性曲線和管路特性曲線的交點就是泵的工作點?？捎杀玫奶匦郧€或者泵的 He Q的方程式和管路特性曲線方程式（2-3）聯(lián)立求解而得。要調(diào)節(jié)工作點，顯然既可以通過改變泵的He Q特性曲線來實現(xiàn)，又可

32、以通過改變管路的特性曲線來實現(xiàn)。（1）改變泵的He Q特性曲線 要注意兩臺相同的泵組合使用，或泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變后， 工作點的求法。例如，某一離心泵，在轉(zhuǎn)速ni下，其特性曲線方程式為：H e 20 2Q2（2-9）若將該型號的泵，取兩臺進行串聯(lián)，則串聯(lián)組合泵的特性曲線方程式為：2H 串 2 20 2Q（ 2-10）若將該型號的泵，取兩臺進行并聯(lián)，則并聯(lián)組合泵的特性曲線方程式為:(2-11)分別將這些情況下，泵的特性曲線方程式和管路特性曲線方程式（2-3 ）聯(lián)立求解，得到新的工作點。值得注意，當進行泵的組合使用時，一定要根據(jù)管路的特性，對于高阻管路，串聯(lián)優(yōu)于并 聯(lián)；對于低阻管路，則并聯(lián)優(yōu)于串聯(lián)。（

33、2）改變管路的特性曲線在管路特性曲線方程式（2-3 ）中，容易調(diào)整的就是閥門的開度，改變了二次項中的系數(shù) K值。調(diào)整后的管路的特性曲線方程式和泵的特性曲線方程式聯(lián)立求解， 得到新的工作點。四、離心泵安裝高度的計算根據(jù)離心泵的允許汽蝕余量，進行離心泵允許安裝高度的計算式為：Hf,se npsh r 0.5(2-13)使用（2-13）式時注意：（1） 因隨著流量的增大，（NPSH ） r的數(shù)值增大，故應(yīng)根據(jù)實際流量范圍內(nèi)的流量上限值，查找 離心泵的（NPSH ） r的數(shù)值，計算泵的允許安裝高度，這樣所得數(shù)值安全穩(wěn)妥。（2）為了使得離心泵的允許安裝高度數(shù)值盡量大一些，顯然應(yīng)盡可能減小吸入管段中的阻力

34、損 失。應(yīng)根據(jù)吸入管段中的阻力損失的表達式，考慮選擇較粗的管徑以減小流速、減少管長、減少 管件、吸入管段中不安裝流量調(diào)節(jié)閥等方面。（3）若被輸送流體的溫度提高，則其飽和蒸汽壓顯著增加，使泵的允許安裝高度值減小。（4）若從處于液體沸騰狀態(tài)的設(shè)備內(nèi)向外輸送液體，由于此時Ps=Pv，所以此時泵的允許安裝高度必然是負值，這說明泵實際安裝于設(shè)備內(nèi)液面之下一定的位置上。五、離心泵的選型離心泵的選型參數(shù)有 2個，一是流量Q，其是輸送任務(wù)已確定；另一是有效壓頭He，He是根據(jù)具體管路的計算進行確定。根據(jù)Q和He這2個參數(shù)，去查找離心泵的樣本，選取某一型號的泵，同時注意所選取的泵的效率、（NPSH）r的數(shù)值，核

35、算所配電動機的功率。注意正位移泵的使用特點及流量調(diào)節(jié)。六、離心式風(fēng)機的選型離心風(fēng)機和離心泵既有相同點，又有特殊點。離心風(fēng)機的選型參數(shù)有2個，一是流量 Q，其是輸送任務(wù)已確定；另一是全風(fēng)壓PT0。根據(jù)氣體輸送管路的機械能衡算式計算所需要的全風(fēng) 壓Pt :PtPi2U22Pf ,1 2(2-14)通常氣體輸送管路的起始截面從風(fēng)機入口開始，故ui=0，（Z2-Z1）值很小而忽略不計。式（2-14）表明，管路所需的全風(fēng)壓值和所輸送的氣體密度p成正比。故當選擇風(fēng)機時，首先將管路計算的全風(fēng)壓數(shù)值Pt換算到風(fēng)機產(chǎn)品樣本中所說明的標準氣體密度值p0時的數(shù)值Pto，換算式為：PT0Pt(2-15)按照風(fēng)機入口溫

36、度、壓強條件下的氣體體積流量確定風(fēng)機的風(fēng)量Q。學(xué)習(xí)指導(dǎo) 第4章 流體通過顆粒層的流動流體通過顆粒層的流動現(xiàn)象如固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器、濾液穿過濾餅等。本章的內(nèi)容 從分析流體穿過顆粒床層的壓降開始，并且通過分析該問題介紹了工程上研究問題的數(shù)學(xué)模型方法。依據(jù)所得到的壓降表達式，得到過濾速率的表達式，進一步得到過濾的基本方程式，進行過 濾生產(chǎn)的計算。本章內(nèi)容的要點：1、流體穿過顆粒床層壓降的表達式，2、過濾的基本方程式和恒壓過濾方程式，3、間歇式過濾生產(chǎn)的計算，4、旋轉(zhuǎn)真空過濾機生產(chǎn)的計算。一、流體穿過顆粒床層壓降的表達式流體穿過顆粒床層的單位厚度壓降的表達式為：Pf ' a 12uL當

37、流體流速比較大一些,PfRe'4.170.17420,利用歐根確定的參數(shù)時：宣 u 0.29一 u2(4-2)當流體流速很小，Re'2,利用康采尼確定的參數(shù)時：Pf1a2 12LK3u（4-1）利用壓降的表達式，在一定的顆粒床層內(nèi)，在實驗室中，通過測定水或者空氣這種流體的壓降， 可以預(yù)測工業(yè)生產(chǎn)中的流體流過這樣的顆粒床層時的壓降，故有著重要的實際意義。二、過濾基本方程式和恒壓過濾方程式將流體穿過顆粒床層的壓降表達式使用于分析過濾時濾液穿過濾餅的壓降時，值得注意，因為濾餅很薄，濾餅兩側(cè)的壓強差P就等于濾液穿過濾餅的壓降 Pf基于總過濾面積上的過濾速率的表達式：過濾速率常數(shù)的定義式

38、：2 PK r基于總過濾面積上的過濾速率的另一表達式：dV KAad 2 V Ve恒壓過濾方程式（0時，q 0）V2 2VVe KA2q2 2qqe K濾餅比阻和過濾壓強差的關(guān)系式：過濾速率常數(shù)和過濾壓強差的關(guān)系式：dVP A(4-3) d r L Le（4-4）（4-5）（4-6）（4-7）sr ro P（4-8）2 P sK（4-9）若洗滌水粘度和濾液粘度相同， 洗滌水壓強和過濾時原料液相同，則基于總面積上的洗滌速率和過濾終了時過濾速率的關(guān)系為：dV ddV(4-10)F ,end(4-11)2J（4-12）在（3-21 ）式中，J是基于總面積上洗滌水體積為過濾液體積的倍數(shù)。VF和F之間的

39、關(guān)系符合恒壓過濾方程式。注意，對于間歇過濾生產(chǎn)，各階段時間應(yīng)滿足下式:（4-13）根據(jù)（4-13）式，在已有的設(shè)備中進行過濾生產(chǎn)，能夠獲得最大的生產(chǎn)能力；對于設(shè)計型問題,根據(jù)（4-13）式，達到預(yù)定的生產(chǎn)能力進行設(shè)計計算，能夠得到最合理的設(shè)備尺寸。濾餅體積LA和濾液體積V的關(guān)系為：LA c VLAcV 1四、連續(xù)過濾生產(chǎn)計算轉(zhuǎn)筒真空過濾機生產(chǎn)能力（以單位時間濾液體積量表示）的計算式：Q 3600 DH n qF轉(zhuǎn)筒每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，單位過濾面積上所得的濾液體積量qF由恒壓過濾方程計算為K 2qF 一 qe qe n如果過濾介質(zhì)阻力可以忽略，則轉(zhuǎn)筒真空過濾機生產(chǎn)能力的計算式為Q 3600 DH Qn轉(zhuǎn)筒

40、每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，所形成的濾餅的厚度為L c qF（4-14）（4-15）（4-16）（4-17）（4-18）（4-19）要注意分析，轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速對于過濾機生產(chǎn)能力的影響，對轉(zhuǎn)筒上所形成的濾餅厚度的影響。有時， 過濾機的生產(chǎn)能力以單位時間內(nèi)所形成的濾餅的體積量來表示：V濾餅 c Q（4-20）第5章 顆粒的沉降和流態(tài)化本章從分析處于流體介質(zhì)中，顆粒運動時的受力入手，分別在重力場中、離心力場中，得到 顆粒和周圍介質(zhì)之間的相對運動速度的表達式。在顆粒沉降設(shè)備的研究中，突出停留時間、沉降時間這兩個參數(shù)，抓住顆粒沉降分離的基本條件是“停留時間大于等于沉降時間”，顆粒沉降分離的臨界條件是“停留時間等于沉降時間”這個

41、基本概念，得到沉降設(shè)備的操作參數(shù)、設(shè)備尺寸、物性參數(shù)和被分離臨界顆粒粒徑的關(guān)系式。分析各種顆粒的粒級效率及總效率。本章內(nèi)容的知識要點：1、重力降塵室的生產(chǎn)計算，2、旋風(fēng)分離器的生產(chǎn)計算，3、管式離心機的計算。4、流化床的起始流化速度和帶出速度、流化床的壓降。一、重力降塵室的生產(chǎn)計算顆粒層流重力沉降速度的表達式:Ut18(5-1)均勻加有n層水平隔板的重力降塵室，氣體處理量V和得到100%分離的最小顆粒（即臨界顆粒）沉降速度之間的關(guān)系:V n 1 BL ut（5-2）均勻加有n層隔板重力降塵室能夠 100%分離的最小顆粒粒徑和氣體處理量、設(shè)備尺寸之間的關(guān) 系式：d pcVsn 1 BL(5-3)

42、在要求100%分離的最小顆粒粒徑相同時，均勻加n層隔板和原單層重力降塵室比較氣體處理量增加的倍數(shù)是：Vs'Vs(5-4)在氣體處理量時，均勻加 n層隔板和原單層重力降塵室比較，能夠 化的倍數(shù)：100%分離的最小顆粒粒徑變dpc'1dpc ，n 1小顆粒（粒徑小于能夠 100%分離的最小顆粒粒徑）的粒級效率：2dpi dpc大顆粒（粒徑大于等于能夠100%分離的最小顆粒粒徑）的粒級效率:(5-5)(5-6)i 1.0i n顆粒的分離總效率：0 xi ii 1二、旋風(fēng)分離器的生產(chǎn)計算顆粒層流離心沉降速度的表達式：u r（5-7）（5-8）d； p2U18r（5-9）U可以用氣體的進

43、口速度 Ui來代替。U是顆粒在切線方向上的速度。在旋風(fēng)分離器中旋風(fēng)分離器中能夠100%分離的最小顆粒粒徑（即臨界粒徑）和旋風(fēng)分離器進口寬度 速Ui之間的關(guān)系式：9 BN p UiB、進口氣(5-10)對于單個旋風(fēng)分離器，進口氣速Ui根據(jù)氣體處理量進口高度A （B、A均和旋風(fēng)分離器圓柱體部分的直徑Vs、旋風(fēng)分離器進口寬度 B、旋風(fēng)分離器D成一定的比例）計算之：Vs UiBA(5-11)旋風(fēng)分離器的粒級效率及總效率同重力降塵室。氣體通過旋風(fēng)分離器所產(chǎn)生的阻力損失為:PfUi2 c 2(5-12)100%分離的最小顆粒粒徑數(shù)值小，氣體通 旋如果生產(chǎn)中要求氣體處理的量大，并且要求能夠過旋風(fēng)分離器所產(chǎn)生

44、的阻力損失也要小，此時，應(yīng)采用數(shù)個直徑較小的旋風(fēng)分離器并聯(lián)操作。風(fēng)分離器不應(yīng)采用串聯(lián)操作。管式離心機各重要參數(shù)之間的關(guān)系:Vsh 2( p)d 2c r；rj18(5-13)三、管式離心機的生產(chǎn)計算1根據(jù)（5-13）式可以進行這些參數(shù)之一的計算。 四、流化床流化床的起始流化速度:UmfUtfixed bed(5-14)流化床的帶出速度Ut流化床的操作范圍UmfUt流化床的壓降:P1 P2msgA第6章(5-15)傳熱在化工生產(chǎn)中傳熱是最為常見的單元操作。傳熱的機理分為熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射。在解決管路的保溫或者保冷、設(shè)備壁的保溫或者保冷問題時，利用了傅立葉熱傳導(dǎo)定律來分 析問題。在解決器壁和流

45、體之間的傳熱問題時，利用了牛頓冷卻定律。根據(jù)輻射傳熱的原理，解決了高溫物體和較低溫物體之間的輻射換熱速率問題。利用熱傳導(dǎo)和熱對流的聯(lián)合分析及數(shù)學(xué)處理方法，得到了傳熱的基本方程式，解決了常見換熱器的設(shè)計型問題。對于傳熱基本方程式進行技巧性的演化，得到傳熱問題的傳熱單元數(shù)計算法，利用傳熱單元數(shù)計算法方便地解決第一類操作型問題。本章的知識要點：1、設(shè)備壁及管壁保溫或者保冷的生產(chǎn)計算，2、對流傳熱速率及對流傳熱系數(shù)的計算，3、傳熱基本方程式及其使用，4、傳熱單元數(shù)計算法，5、間壁式換熱器的設(shè)計計算步驟和方法，6、輻射傳熱問題的分析和計算。一、設(shè)備壁及管壁保溫或者保冷的生產(chǎn)計算利用傅立葉熱傳導(dǎo)定律分析多

46、層平壁穩(wěn)定熱傳導(dǎo)，得到傳熱速率的表達式:(6-1)t1 t4b1b2b3多層（如3層）平壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)，各層溫度差和各層熱阻的大小成正比:t1 t2b1t2t3b2t3 t4b3(6-2)利用（6-2）式可以計算某個壁溫，或者分析判斷導(dǎo)熱系數(shù)的相對大小。利用傅立葉熱傳導(dǎo)定律分析多層（如2層）圓筒壁穩(wěn)定熱傳導(dǎo)，同時利用牛頓冷卻定律來分析外 壁和環(huán)境流體之間的熱對流，得到多層（如2層）圓筒壁穩(wěn)定熱傳導(dǎo)，同時外壁和環(huán)境之間進行著穩(wěn)定的熱對流，單位長度上由內(nèi)壁向環(huán)境的傳熱速率的表達式：Q L 1, r11,Inln21rin22X &rin122 rin12rin1(6-3)、對流傳熱速率及對

47、流傳熱系數(shù)的計算器壁和流體之間任何形式的對流傳熱,傳熱速率可用牛頓冷卻定律來表示:(6-4)牛頓冷卻定律并非理論推導(dǎo)的結(jié)果，這只是一種人為的處理方式，它并未涉及過程的實質(zhì)。牛頓冷卻定律的目的只是將傳熱的溫度差作為影響對流傳熱速率的重要因素單獨列出，而將其它各種影響因素歸于對流傳熱系數(shù)之中。對于對流傳熱系數(shù)再作進一步的研究。根據(jù)生產(chǎn)中的經(jīng)驗，從物性條件、設(shè)備條件、操作條件三個方面尋找出影響對流傳熱速率的各因素，利用實 驗研究方法，得到了各種對流傳熱情況下的無因次準數(shù)關(guān)聯(lián)式。圓管內(nèi)流體湍流流動流體和管壁對流給熱系數(shù)的計算式：O.023d(6-5)在（6-5）式中，流體溫度的波動對于物性數(shù)據(jù)的影響很

48、小，一般可不去考慮。實際生產(chǎn)中最容 易變化的是流量（流速）及換熱管的管徑，它們和對流傳熱系數(shù)的關(guān)系是：0.8u(6-6)根據(jù)（6-6）式可以判斷分別當流量變化、管徑變化、管程數(shù)變化后, 比例。三、傳熱基本方程式及其使用引起對流給熱系數(shù)變化的q“熱2量衡算和傳熱速率”是傳熱過程數(shù)學(xué)描述|的一般方法。IIt :1w丨qm 1 ,T 2T : T dTqm 1,T1體側(cè)為管壁的內(nèi)側(cè)。定常態(tài)換熱。對于微元控制體作數(shù)學(xué)描述，存在著如下關(guān)系式:(1)熱量自熱流體傳向管壁dQT Tw1out dAout(2)熱量自管壁高溫側(cè)傳向管壁的低溫側(cè)dQtwdAm(3)熱量自管壁的低溫側(cè)傳向冷流體dQtwin dAn

49、(4)熱量自熱流體傳向冷流體的一步表達式dQ K dA (T t)T t1K dA所以dQT t11out dA outdAmindAin1 1K dAout dAoutdAm為了工程計算方便，希望總傳熱系數(shù)K在傳熱的整個面積范圍內(nèi)為常數(shù)。因為out、 in、等可以被認為在傳熱的整個面積范圍內(nèi)數(shù)值不變，所以上式中的微元面積可以直接擴展到總面積。outAoutin Ain顯然，總傳熱系數(shù) K和所取的傳熱面積 A有直接的關(guān)系，一般以換熱管的外表面積表示傳 熱面積。，它關(guān)聯(lián)起來了很多物理量。(6-7)傳熱過程的基本方程式(總面積上的平均傳熱速率)：Q KA tm傳熱過程的基本方程式是傳熱問題的一個“

50、總綱” 以換熱管的外表面積為基準的總傳熱系數(shù)的計算式:inoutdinRoutoutdoutdin1out(6-8)(6-8)式根據(jù)實際傳熱情況通?？梢院喕鳠釋?shù)平均溫度差應(yīng)根據(jù)兩種流體的流動方式進 行計算。應(yīng)注意，傳熱面積是換熱器內(nèi)所有換熱管子的外表面積：(6-9)A doutl n注意Q是換熱的速率。顯然換熱器換熱的速率Q，通過流體進出口溫度的變化表現(xiàn)出來。熱量平衡式：Qms1Cp1 T1T2ms2Cp2 12t1(6-10)設(shè)計型的傳熱問題計算，通過（6-7） （ 6-10）式聯(lián)合求解。四、傳熱單元數(shù)計算法第一類型操作型的傳熱問題（已知兩種流體流量， 求兩種流體的出口溫度）最適合采用

51、傳熱單元數(shù)法進行求解。例如，以熱流體的熱容流率小為例，逆流換熱的傳熱單元數(shù)、熱容流率比、 換熱效率之間的關(guān)系式：(6-11)1 exp NTU 1 1 CR1C ri exp NTU i 1 C r iNTU 1KAT2m s1C p1t m(6-12)C R1ms1 C p1 t?鮎m$2Cp2 T1T 2(6-13)T1 T21T1 t1(6-14)由（6-12 ）、（ 6-13）式，可以根據(jù)原工況下的溫度變化情況、熱容流率、傳熱系數(shù)及傳熱面積等條件，首先計算原工況下的傳熱單元數(shù)、熱容流率比，而后根據(jù)新工況某一條件的變化比例，計 算新工況下的傳熱單元數(shù)、熱容流率比，然后由（6-11）式計算

52、新工況下的換熱效率，再由（6-14）式計算熱流體的出口溫度，由（6-10）式計算冷流體的出口溫度。若冷流體的熱容流率小，則計算冷流體的傳熱單元數(shù)和換熱效率t2 hT1 t1(6-15)對于第一類操作型的問題，仍然可以利用傳熱的基本方程式求解, 的形式變化一下，這可稱為消元法。以逆流換熱為例：但是需要將傳熱基本方程式qm1C p1 T1T2KAT1 t2t1KAT1T2t2t1根據(jù)熱量衡算:所以（A）式轉(zhuǎn)換為InT1t2T2t1t2 t1qm1Cqm2Cp1p2qm 1 C p11KA lnlnT1t2T 2 t1(A)T1T2(B)qm1Cqm2 Cp1p2(C)或者（C）式轉(zhuǎn)換為lnT2t1KAq m1C p