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文檔簡(jiǎn)介
1、實(shí)用文檔第一章、流體流動(dòng)1、 流體靜力學(xué)2、 流體動(dòng)力學(xué)3、 流體流動(dòng)現(xiàn)象4、 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:樂(lè)力形式P2Pig(ZiZ2)備注:1)在靜止的、連續(xù)的同一液體內(nèi),處于同一能量形式以zi g匹Z2 g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) p1 p2 (0 )gR傾斜液柱壓差計(jì)標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔
2、微差壓差計(jì)、流體動(dòng)力學(xué)kg/s流量mms=GA=n/4d2G質(zhì)量流量mS,Vs=uA=n/4d2ums=V s pj體積流量Vs m 3/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:uUi(卻d2一實(shí)際流體的柏努利方程及應(yīng)用(例題作業(yè)題)12以單位質(zhì)量流體為基準(zhǔn):zigUi212以單位重量流體為基準(zhǔn):Z1 U122g輸送機(jī)械的有效功率:Pi 12P2Wie z2 gU2WfJ/kg2p112 p2He z2 u2 hf J/N=mg2g gN emsWe輸送機(jī)械的軸功率:Ne(運(yùn)算效率進(jìn)行簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)變換)應(yīng)用解題要點(diǎn):1、作圖與確定衡算范圍:指明流體流
3、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?、表示方法一致;?biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔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) 2000V 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)沿管軸作有規(guī)則的平行運(yùn)動(dòng),各質(zhì)點(diǎn)互不碰撞,互
4、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)層往管中心推移,速度逐漸增大,出現(xiàn)了既非層流流動(dòng)亦非完
5、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。,一1層流時(shí)的速度分布UUmax2標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔湍流時(shí)的速度分布U 0.8Umax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:圓直管道hfl U2d工非圓直管道Pf運(yùn)算時(shí),關(guān)鍵是找出值,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 =4H (4倍水力半徑)A水力半徑:h= -n(流體在通道里的流通截面積 A與潤(rùn)濕周邊長(zhǎng)口之比 )流量計(jì)概述:(節(jié)流原理)孔板流量計(jì)是利用流體流經(jīng)孔板前后產(chǎn)生的壓力差來(lái)實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量??装?/p>
6、流量計(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)與特性曲線三、氣蝕現(xiàn)象與安裝高度標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔離心泵:電動(dòng)機(jī) 流體(動(dòng)能)轉(zhuǎn)化、離心泵的結(jié)構(gòu)和工作原理:離心泵的主要部件:葉輪泵殼液體的匯集與能量的轉(zhuǎn)換泵軸靜壓能離心泵的的啟動(dòng)流程:吸液(管泵,無(wú)自吸能力)【轉(zhuǎn)能排放密封填料密封機(jī)械密封(高級(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
7、(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)。常用的軸封裝置有填料密封和機(jī)械密封兩種。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。標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔汽蝕現(xiàn)象:汽蝕現(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
8、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、 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 hNe軸功率N :泵軸所需的功率 N -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P117 )三、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
9、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。標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔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正 % 凡 nPSH / Hg 抗氣蝕性能好 g 2gg9必須汽蝕余量:(NPSH) r離心泵的允許吸
10、上真空度:pgH:南心泉的允許吸上真空度,指在泵入口處可允許達(dá)到的最高真空度,m液柱P.當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng),Ph;p.泵吸入口處允許的最低絕對(duì)壓強(qiáng),Pa:p被輸送液體的宙度Ag/m3 e離心泵的允許安裝高度 Hg (低于此高度0.5-1m ):"二P'-夢(mèng)一用1 % =-( NPSH)r - *Pgs pg關(guān)離心泵先關(guān)閥門,后關(guān)電機(jī),開離心泵先關(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):凡=乙2+生+羋+修咫 Zg由兩截面的伯努利方程所得標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔/3%/+£',一一" 3L 產(chǎn)(Q/3 6004 )228管路系統(tǒng)的輸送量
11、,m"h4-管路截面積.m?Hf=f(Qj 從=K+/(Q)600A )3全程化簡(jiǎn)。;某特性方程門a=NQ)而方管路特性方套H.= K+股: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)。標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔第三章、非均相物系的分離(密度不同)、重力沉降、離心沉降三、過(guò)濾、重力沉降:沉降過(guò)程: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)層流區(qū)(滯流區(qū))或斯
12、托克斯定律區(qū): (10-4<Ret<1 )(K<2.62 )過(guò)渡區(qū)或艾倫定律區(qū):(1<Ret<10 3)(2.62<K<69.1)湍流區(qū)或牛頓定律區(qū):(103<Ret<210 5)(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)計(jì)算方法:標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔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)的沉降速度公式計(jì)算Ut ,然后按Ut檢3敘Ret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
13、法:書p1493、K值法:書p150沉降設(shè)備:則位于降塵室最高點(diǎn)的顆,粒沉降至室底需要的時(shí)間為k旦 “小氣體通過(guò)降塵室的時(shí)間為塵粒為滿足除塵要求,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:/降塵室的長(zhǎng)度m;H降塵室的高度,m;1 H b一降塵室的寬度e;8洋 "或京"£氣體在降塵室的水平通過(guò)速度,tuA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為隔板數(shù),n層水平隔板,能力為單層的(n+1 )倍)、離心沉降:離心加速度:2(慣性離心力場(chǎng)強(qiáng)度)上二;重力加速度:gR離心沉降速度4a
14、 s3S2 )Ut;重力沉降速度U T:4as)3 g離心分離因數(shù)Kc:標(biāo)準(zhǔn)文案標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)Ne=5 ,=8.0。標(biāo)準(zhǔn)文案離心沉降設(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)備性能指標(biāo):1、臨界粒徑dc: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:總效率刀0;分效率刀p (粒級(jí)效率);3、分割粒徑d 50 : d50是粒級(jí)效率恰為50%的顆粒直徑;4、壓力降為: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。實(shí)用文檔2UrUt 、 一 一 Kc -T-(離心沉降速度與重力
15、沉降速度的比值,表征離心沉降是重力沉降的多少倍)UtgR一旋風(fēng)分離器進(jìn)口氣體含塵濃度.g/n?-旋風(fēng)分離器出口氣體含生濃度,g/m,一進(jìn)口氣體中粒徑在第X小段范圍內(nèi)的顆粒的濃度,/n?一出口氣體中粒徑在第,小段范圍內(nèi)的顆粒的濃度,g/n?I_ G - Qc V 冗M(jìn)p口 J” = G(標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng))為 * 2D t S * g * D2 4實(shí)用文檔三、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,但是顆粒會(huì)在孔道中迅速地發(fā)生“架橋”
16、現(xiàn)象(見 圖),使小子孔道直徑的細(xì)小顆粒也能被截?cái)r,故當(dāng)濾餅開始形成,濾液即變清,此后過(guò) 濾才能有效地進(jìn)行??梢?,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)濾深床過(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,有時(shí)將某種質(zhì)地堅(jiān)硬而能
17、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:標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔應(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,一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P175 )一 1對(duì)于一定的懸濁液,若、及皆可視為常數(shù),令k 丁'k表征過(guò)濾物料特性的常數(shù),m或n?/(Pa*s);恒壓過(guò)濾時(shí),壓力差p不變,k、A、s都是常數(shù)再令V濾液量,m七過(guò)濾時(shí)間.8;A過(guò)濾面
18、積,n?過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定:書 P179,包括壓縮因子板框壓力機(jī):過(guò)施板根洗漆板標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔過(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J 一、熱傳導(dǎo)、對(duì)流傳熱I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
19、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)流稱為標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔自然對(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
20、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)闅怏w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
21、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;標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔3、典型的間壁式換熱器:(列管換熱器,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=ndLS傳熱面積;n 管數(shù);d 管徑,m;L 管長(zhǎng), m o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,推差);Q= R整個(gè)傳熱面的熱阻, / 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。dQt2q= Q ; q= ;R'
22、單位傳熱面積的熱阻,m2. C / Wds 、R'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 oc - dSQ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,w 5 等溫表面的面積,m*;A比例系數(shù),稱為導(dǎo)熱系數(shù),通過(guò)平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo):1、單層平壁的熱傳導(dǎo):Q F bS(t1 t2)tl t2b"SbR'b平壁厚度, m ;標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔溫度差,導(dǎo)熱推動(dòng)力,°C;一 b一R 導(dǎo)熱熱阻,C/W;R'b 導(dǎo)熱熱阻,m2.0 C/W2、多層平壁的熱傳導(dǎo):q=q 1
23、=q 2=q 3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=Q i =Q 2=Q 3 ;熱通量也相等:AI SCij -4 3s(仃一口)Sm. t2 rmL r m2 JIn r2 / 12 L (t1 t2)In2r1(n層)通過(guò)圓筒壁的熱傳導(dǎo):1、單層圓筒壁的熱傳導(dǎo):2、多層圓筒壁的熱傳導(dǎo):Q Q1=Q 2=Q 3=Q n(注意判斷選擇填空)q1>q 2>q 3>q n標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔(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
24、意義)、總傳熱:(參考習(xí)題及例題)熱量衡算:標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔dQ =-弘d,W流體的質(zhì)量流量,kg/h或kg/S; /流體的蠟,kJ/kg;下標(biāo)h和c分別表示熱流體和冷流體dQ= 卬 h%dr=乜 JdfQ三八打(-)=%(4-G 一 流體的平均比熱容,kj/(kgp): /冷流體的溫度.七;T-熱流體的溫度,工,總傳熱速率方程:Q= KS t mtmt 2 t 1(At2需大于At 1)ln上ti1總傳熱系數(shù)K、總熱阻 - K總熱阻=熱阻之和14 必.J_KJAdj a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p277 )管式換熱器:1、蛇管式換熱器(沉浸式蛇管換熱器、噴淋式
25、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)標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔板式換熱器:1、夾套式換熱器2、板式換熱器3、螺旋板式換熱器(卜II、III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4tm2、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、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))J 一、概述及蒸發(fā)器二、溶液沸點(diǎn)升高與溫度差損失三、多效蒸發(fā)及流程一
26、、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,標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔以利用其冷凝熱,這種串聯(lián)蒸發(fā)操作稱為多效燕發(fā)。常見蒸發(fā)器類型及原理(書P302 )循環(huán)形(非膜式)蒸發(fā)器:1 、 中央循環(huán)管式(或標(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)
27、升高與溫度差損失: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 ,而水的沸點(diǎn)為100 ,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 ,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。溫度差損失:(書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)的操作壓力高于標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔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
28、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P322 ,搞清楚前后黏度、壓強(qiáng)、溫度)用3 16井流加科的三放黑發(fā)裝置流程示意圖圖5-17 逆流加料法的二軟蒸發(fā)裝置流程示意圖ffi a ta 平流加科法的三效蒸發(fā)裝置而程示意圖Pl>P2>P3Tl>T 2>T 3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 蒸儲(chǔ)(液體混合物揮發(fā)度不同)標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔L 一、平衡關(guān)系L二、精儲(chǔ)原理及流程三、
29、精儲(chǔ)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;&由拉烏爾定律得出,p-溶液上方組分平衡分壓,Pa。p 'Pa P式一* A )-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)泡點(diǎn)方程式Xa0PPbpB露點(diǎn)方程式VaPapoPaXa0_Pa p0Pb揮發(fā)度VaPaXa相對(duì)揮發(fā)度:相圖:00P PaPb對(duì)于理想溶液Va道爾頓分壓定律得出。0P XaXapA。vb同理表示易揮發(fā)組分的揮發(fā)度與難揮發(fā)組分的揮發(fā)度之比VaVbPa / XaPb /Xb(t-x-y 圖)(x-y
30、圖)標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔x3、相平衡方程式:y i ( i)x4、簡(jiǎn)單蒸儲(chǔ)流程特點(diǎn):簡(jiǎn)單蒸儲(chǔ)是將原料液一次加入蒸儲(chǔ)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),即停止蒸儲(chǔ)操作,釜液一次排出。、精儲(chǔ)原理及流程: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.送入精儲(chǔ)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(釜標(biāo)準(zhǔn)文案用W某一甲米配冷液的,一#一了圖圖笨一甲第溜
31、臺(tái)港的用原理:液體混合物經(jīng)多次部分汽化和冷凝后,便可“定值實(shí)用文檔殘掖),部分液體汽化,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(儲(chǔ)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儲(chǔ)段加料板以下的 塔段(包括加料板)稱為 提儲(chǔ)段。三、精儲(chǔ)過(guò)程計(jì)算:產(chǎn)一原料液流量,kmWh;D桶產(chǎn)品(偏出液)濰ttknd/h; 甲一懶產(chǎn)品(釜?dú)浺浩縄LhiW/h; 打一季料液巾易揮發(fā)出分的摩爾分知小一楣出液中易揮發(fā)堪分的摩爾分 處打一至殘液中易捍發(fā)堀分的犀爾分。總物料衡算F=D+W易揮發(fā)組分
32、衡算Fx尸 Dy + Wx塔頂易揮發(fā)組分的回收率DxdFXf100%塔釜難揮發(fā)組分的回收率wW(1xW)100%F(1 Xf)回流比:R DxDyq_取小回流比Rmin R=(1.12.0) RminyqXq廠操作線遠(yuǎn)離平衡線,Nt設(shè)備費(fèi)R YJL V V,冷凝器、再沸器熱負(fù)荷操作費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔Iv If CPt rIV ILr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原料的汽化潛熱并由此得到 L,=L+qF及 V'=V+(q1)F進(jìn)料熱況對(duì)q值及q線的影響:世科的述X<-1。栽在 tr m W冷解體-> 1*他和液體1 :a用,俄雙得鞫
33、% 4 ff < Qt * 1*幅和苴氣a1q n過(guò)揖黑T;Jr>A<。1q線方程qxF,、x 必過(guò)點(diǎn)e ( x , X )q 1 q 1F F操作線方程: 精儲(chǔ)段操作線方程:總物料衡算V= L+ D易揮發(fā)組分衡算Vyn+i = Lxn+ DxdR 1、操作線萬(wàn)程yn 1 xn xd必過(guò)點(diǎn)a(xD?D)R 1 R 1提儲(chǔ)段操作線方程:總物料衡算l'=v'+w易揮發(fā)組分衡算L xm = V ym+1 + Wxw操作線方程W必過(guò)點(diǎn)C(xw,xw)1L ' W'xm' xWL W L W平衡線方程:yx1 (1)x標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔圖卜加榛作線
34、的作法 圖形關(guān)系(記?。﹒=1,特殊泡點(diǎn)1xY q進(jìn)料L露點(diǎn) q=0,斜率為,圖像為xF斜率為0,圖像為1、逐板計(jì)算法理論版層數(shù)計(jì)算:2、圖解法逐板計(jì)算法:y1 XD計(jì)算到X n平衡關(guān)系VX1xf (飽和液體進(jìn)料狀況,操作關(guān)系平衡關(guān)系勺,22其他為X q說(shuō)明第n層是加料板(n-1層)。提儲(chǔ)段:同理 X,m Xw (m-1層)。標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔全塔效率與單板效率NTyn ynlxn 1 xnE= 100%Emv - 或EmL rN Pyn yn 1xn 1 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
35、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
36、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)I 一、概述及平衡關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔二、傳質(zhì)理論三、吸收塔計(jì)算一、概述及平衡關(guān)系:1、吸收依據(jù):混合物各組分在某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
37、.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:限度有利于吸收,反之即為解吸更強(qiáng)有利于吸收,反之即為解吸3、平衡關(guān)系:摩爾比:Xi液相中溶質(zhì)的摩爾數(shù)液相中溶劑的摩爾數(shù)XiXi亨利定律:標(biāo)準(zhǔn)文案氣相中溶質(zhì)的摩爾數(shù) 氣相中惰性組分的摩爾VV*PiEXiPiClHmXEMS 口 H -SEMS實(shí)用文檔P;溶質(zhì)在氣相中的平南分壓,kRi;用洛質(zhì)在液相中的摩爾分?jǐn)?shù);F,亨利系數(shù),其數(shù)值隨物系的特性及溫度而異口 E的胞位叼強(qiáng)力單位一致#黨越體積溶液中溶質(zhì)的摩爾數(shù)Jmol/dP:氣相中溶血的平衡分壓,可:H溶
38、解度系數(shù),u工液相中溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)|K與該液相成平衡的氣相中溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)E用平衡常數(shù),或稱分配系數(shù),址綱為k4、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、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 yi mx或Xi yi / m,如果氣相中溶質(zhì)的實(shí)際組成 yi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 Xi小于與氣相 .*_*組成yi相平衡的液相組成xi ,即Xi < 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
39、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、液兩相中的組成分別為yi、Xi ,若在*操作條件下氣液平衡關(guān)系為 yimx ,則在Xi -yi坐標(biāo)上可標(biāo)繪出平衡線 oe和a-a截面標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔上的操作點(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yiyiyi ,以*液相組成差表示的推動(dòng)力為xixixi (只能以一相來(lái)表征)c *同理,若氣、液組成分別以Pi、Ci表不,并且相平衡萬(wàn)程為pic1或ciHp以氣Hi*相
40、分壓差表示的推動(dòng)力為yiyi - yi ,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:平街狀態(tài)是住質(zhì)過(guò)程進(jìn)行的極限Q而于以凈化,體為目的的逆施吸收過(guò)程,無(wú)論氣體 潦精有多小,吸收劑流竟有多大,吸收塔石多離,府塔凈化氣中溶質(zhì)型搔儂與展低都不會(huì)低 于與入塔吸收劑組成叼相平衡的氣相溶破組成上"即同理,對(duì)以制取液相產(chǎn)品為目的的逆流吸收.出塔吸收液的組成峋都不可能大于與人 煙氣M州成為相平窩的渣相Si成孫;,即Li 二W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
41、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:標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔dcAJaDab (與傅里葉定律及牛頓黏性定律有相似處)dz物質(zhì)A在方向上的分子擴(kuò)散通最- a);船一物質(zhì)A的濃度拂度,即物版A的濃度以在l方向上的變化率,kmd/m*K.1X限物質(zhì)A在介質(zhì)B中的分子9散系數(shù)式中倒號(hào)表示擴(kuò)散是沿著物質(zhì)A液度降低的方向進(jìn)行的尊等分子單向擴(kuò)散(了解,下冊(cè)書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):個(gè)很薄的停滯膜,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;
42、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。吸收速率方程式:(理解及應(yīng)用條件,書下冊(cè) P104 )、 推動(dòng)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,速率,推動(dòng)阻力力指組成差,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:標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔NADPDP/5-P (PA PA) Kg(口 Pa),H-P=常數(shù) Kg(RTZ P A ARTZ PZg PBmZg PBm定情況下)、吸收塔計(jì)算:1、摩爾分率、摩爾比相關(guān)關(guān)系:氣相:y吹(氣體總體積=惰性體積)n液相:XanA質(zhì)量分?jǐn)?shù)與摩爾分率的關(guān)系為:XawA /M
43、A wA /M A wB/M Bw N /M N摩爾比YanA nBnAXa nB摩爾分率與摩爾比的關(guān)系為x1-xy1-y摩爾濃度與分壓之間的關(guān)系為CanAVPaRT2.吸收操作線方程與操作線LX(Y27X2)L -X VL(丫1 X1)一.L攸氣比V(1.12. 0)( L)V最小液氣比的計(jì)算:丫2一 一 *-min X1X 2標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔B點(diǎn)移至水平線 Y=Yi與平衡線的交點(diǎn) B*時(shí),Xi=X 1*,此點(diǎn)對(duì)應(yīng)有最小液氣比。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)?,因而需要無(wú)限大的相際傳質(zhì)面積,實(shí)際上辦不到?;蛘弋?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一V
44、 線相交,此時(shí),對(duì)應(yīng)的氣液比為最小氣液比。以 一 表示。對(duì)應(yīng)的氣體用量為最小用量,L min記作Vmin o即I min常k L合塔高計(jì)算基本關(guān)系式(掌握方法,不用記公式X1的計(jì)算為重點(diǎn),參考作業(yè))VY1 dYV 、Z Z Hog =稱為氣相總傳質(zhì)單兀局度KyaQ Y2 Y YIKYaQ_ . Y dY zT-NOG H og(填料層高度)L N OG =二稱為氣相總傳質(zhì)單元數(shù)Y2 Y YN OGy dYY1y Y 丫2 丫1 Y Y2二二in丫2丫 丫 (丫 Y)m 丫丫2丫2Ym傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算NOGc Y1mX2S 2Y2mX2式中SmV為解吸因數(shù)(脫吸因數(shù))L標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔Yi mX
45、2,一 一 , 值的大小反映了溶質(zhì) A吸收率的圖低。Y2 mX21Nol ln 11 A式中a=_L稱為吸收因數(shù)mV4Vs吸收塔塔徑的計(jì)算 D . S第八章、塔設(shè)備J 一、概述I二、板式塔及流體力學(xué)性質(zhì)、填料塔一、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
46、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。二、板式塔及流體力學(xué)性質(zhì)(了解):標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔板式"泡罩塔板f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 鼓泡狀(優(yōu)良工作狀態(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:工依的+接觸時(shí)間塔板效率需求板數(shù)設(shè)備費(fèi)壓降增大 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
47、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,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 表示。負(fù)荷性能圖:(掌握,書下冊(cè)p158 )標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔(I)霧沫夾帶線/(2)液泛線(3)液相負(fù)荷
48、上限線“(4)漏液線#(5)液相負(fù)荷下限線事 諸線所包圍的區(qū)域” 便是塔的適宜操作范圈三、填料塔:(了解)填料種類:規(guī)整格柵填料填料 I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 P184 )第七章、干燥(相對(duì)濕度差異)r1、 干燥概述2、 空氣性質(zhì)及H-I圖I三、干燥過(guò)程物料衡算及熱量衡算標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔四、干燥動(dòng)力學(xué)1、 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
49、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,所以干燥介質(zhì)既是載熱體又是載濕體,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。2、 空氣性質(zhì)及H-I1、空氣性質(zhì)各參數(shù)濕度HHkg水汽kg絕干氣飽和濕度H s相對(duì)濕度巾ffl:濕空氣中水汽的質(zhì)量濕空氣中絕干氣的質(zhì)量nvMVpvv -0. 622 產(chǎn)ngMgP R0.
50、622 psP pspv 100%PsH濕不氣的濕饌,口水汽/京絕氣(以后的討論中略去單位中水汽兩字)M 摩爾質(zhì)量,k/kmol:n忤爾數(shù),krrNtl;下標(biāo)v表示水蒸氣可表示絕干氣口一水汽的分壓,%或k小P總壓.P&或kfti優(yōu)濕空氣的飽和湘度“kg/kR絕干氣;P.一在空氣溫度下,燉水的飽和蒸氣田*%或通標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔5濕比容 h VaHvv(0 772 1.244H) 273一- L013 m3 濕氣/kg 干氣273P濕比熱 Ch 1.011.88 H kJ/kg 干氣 C焙I (1.01 1. 88H)t2492HkJ/kg 干氣H-濕空氣的比體積,泡(濕空氣)/4絕干氣t溫度.3濕球溫度:tw t "(Hw H)露點(diǎn)溫度tdpd也一0.622 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 t
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