注冊(cè)化工工程師化工原理1

化工原理復(fù)習(xí)

本科1概述1.1流體流動(dòng)的考察方法質(zhì)點(diǎn)---含有大量分子的流體微團(tuán)，其尺寸遠(yuǎn)小于設(shè)備尺寸、遠(yuǎn)大于分子平均自由程連續(xù)性假定---流體是由無(wú)數(shù)質(zhì)點(diǎn)組成的，彼此間沒(méi)有間隙，完全充滿所占空間的連續(xù)介質(zhì)拉格朗日法---選定流體質(zhì)點(diǎn)歐拉法---選定空間位置化工原理較多采用歐拉法第一章流體流動(dòng)粘性的物理本質(zhì)---分子間引力和分子熱運(yùn)動(dòng)、碰撞牛頓粘性定律μ=f(物性，溫度)t↑,μ氣↑，μ液↓理想流體:假定μ=02流體靜力學(xué)靜力學(xué)方程等高等壓虛擬壓強(qiáng)②R=

mA.0；B.；C.U形管指示的是什么？PA-PB=pA-pBpC=pA+ρgRpC=pB+ρigRPA-PB=R(ρi-ρ)g指示的是虛擬壓差，只有等高時(shí)才是壓差3.2機(jī)械能守衡,J/kg柏努利方程的物理意義：三項(xiàng)機(jī)械能之和為常數(shù)或

，J/N=m

幾何意義：位頭、壓頭、速度頭總高為常數(shù)3.2.4工程應(yīng)用：(1)測(cè)風(fēng)量由1-1至2-2排方程壓差計(jì)：可得：

ρ,ρi,D,d,qV均相等，則R

R’A.>；B.=；C.<

從1-1截面至2-2截面排柏努利方程R與水平放、斜放、垂直放都無(wú)關(guān)4流體流動(dòng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)4.1流動(dòng)的型態(tài)判斷依據(jù)：雷諾數(shù)層流和湍流的本質(zhì)區(qū)別:是否存在速度、壓強(qiáng)的脈動(dòng)性4.1.2流型判據(jù)Re<2000層流2000<Re<4000或?yàn)閷恿鳎驗(yàn)橥牧鱎e>4000湍流

4.4.2圓管速度分布層流條件下：積分得由，得湍流條件下：由于μ’的困難而無(wú)法解析解實(shí)測(cè)后歸納成

n=f(Re)5阻力損失本質(zhì)原因：流體有粘性直管阻力損失5.3摩擦系數(shù)5.3.1莫迪圖同一根管子，可以既是光滑管，又是粗糙管5.4.1局部阻力計(jì)算式工程上取，ζ---阻力系數(shù)或，le---當(dāng)量長(zhǎng)度實(shí)測(cè)的ζ和le已成圖表，供設(shè)計(jì)使用阻力的單位有三種：①損失壓降Pa=N/m2②損失能量J/kg③損失壓頭J/N=m6.1.2阻力損失壓差—管路狀況—流量三者關(guān)系結(jié)論：①管路狀況一定，qV↑,hf↑②hf(ΔP)一定,ζ↑,qV↓③qV一定,ζ↑,hf↑圖中，ζ↑,則hfAB____,pA____,pB____,為什么6.2.1串聯(lián)管路計(jì)算方程特點(diǎn)：hf總=hf1+hf2+hf3

qV=qV1=qV2=qV3注意各段阻力計(jì)算的u、l、d、λ的不同6.2.2復(fù)雜管路計(jì)算并聯(lián)管路計(jì)算分流或合流時(shí)，有能量的損失和交換，有時(shí)ζ<0對(duì)于長(zhǎng)管，三通處的阻力相對(duì)很小可忽略方程特點(diǎn)：

qV總=qV1+qV2注意hf不要重復(fù)計(jì)算7流速和流量的測(cè)量7.1畢托管

7.2孔板流量計(jì)文丘里流量計(jì)孔板流量計(jì)的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，阻力損失較大文丘里流量計(jì)特點(diǎn)：阻力損失較小，造價(jià)較高

7.3轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的特點(diǎn)：恒流速、恒壓差刻度換算：出廠標(biāo)準(zhǔn)：液體氣體流量計(jì)比較畢托管：測(cè)得點(diǎn)速度，流量須計(jì)算孔板流量計(jì)：測(cè)得銳孔平均速度，A0恒定,u0變化,Δp變化,不易阻塞轉(zhuǎn)子流量計(jì)：測(cè)得的流量讀數(shù)需換算Δp恒定,u0恒定,A0變化,易阻塞

1.概述目的：給流體加入機(jī)械能1．1管路特性第二章流體輸送機(jī)械2離心泵2．1離心泵的工作原理1．主要構(gòu)件葉輪：迫使液體高速旋轉(zhuǎn)，形成離心力場(chǎng)中心加入低勢(shì)能、低動(dòng)能液體外緣輸出高勢(shì)能、高動(dòng)能液體蝸殼：流道逐漸擴(kuò)大，將動(dòng)能部分轉(zhuǎn)化成勢(shì)能2．2離心泵的特性曲線1．泵的有效壓頭泵內(nèi)損失：容積損失:部分流體漏回入口處水力損失:μ≠0,葉片數(shù)目有限機(jī)械損失:軸承、軸封的摩擦2．泵的有效功率

Pe=ρgqVHe

Pa基本上隨流量qV單調(diào)上升泵啟動(dòng)時(shí)關(guān)出口閥3．泵的效率4．特性曲線的影響因素①密度:

ρ對(duì)He~qV,η~qV無(wú)影響;對(duì)Pa~qV有影響②粘度:

μ對(duì)He~qV,η~qV，Pa~qV都有影響③轉(zhuǎn)速:

當(dāng)n變化<20%時(shí)，比例定律：如果則有

2．3離心泵的流量調(diào)節(jié)和組合操作1．工作點(diǎn)工程處理方法：過(guò)程分解法2．流量調(diào)節(jié)①出口閥開(kāi)度優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)簡(jiǎn)便、靈活缺點(diǎn)：能耗②改變轉(zhuǎn)速n節(jié)能，但不方便新老泵特性曲線關(guān)系時(shí)，∴(等效率點(diǎn))

3．組合操作①串聯(lián)組合同樣流量下，兩泵壓頭相加

H單=φ(qV)，H串=2φ(qV)例如：H單=20-2qV2

H串=40-4qV2工作點(diǎn)H’≠2H②并聯(lián)組合同樣壓頭下，兩泵流量相加H單=φ(qV)，例如：H單=20-2qV2H并=20-0.5qV2工作點(diǎn)

qV’≠2qV2.4離心泵的安裝高度1．汽蝕現(xiàn)象(錄像)葉輪入口K處壓強(qiáng)最低，Hg太大時(shí)，pK≤pV,液體汽化，形成汽泡，受壓縮后潰滅。后果：葉輪受沖擊而出現(xiàn)剝落泵軸振動(dòng)強(qiáng)烈，甚至振斷規(guī)定必需汽蝕余量(NPSH)r=(NPSH)c+Δ,進(jìn)泵樣本，與流量有關(guān)實(shí)際汽蝕余量須比(NPSH)r大0.5m以上，最大允許安裝高度[Hg]為實(shí)際安裝高度Hg<[Hg]即可。2．5離心泵的類(lèi)型與選用1．類(lèi)型①清水泵---單級(jí)、多級(jí)、雙吸②耐腐蝕泵---用耐腐蝕材料③油泵---密封良好④液下泵---轉(zhuǎn)軸特別長(zhǎng)⑤屏蔽泵---無(wú)密封、無(wú)泄漏2．選用①根據(jù)泵的工作條件，如腐蝕性、潛水等確定泵的類(lèi)型；②根據(jù)管路所需的qV，H，確定泵的型號(hào)。3．往復(fù)泵3.1主要構(gòu)件：泵缸、活塞、活門(mén)3.2工作原理：直接提供壓強(qiáng)能3.3流量特點(diǎn)：1)正位移特性:流量由泵決定,與管路特性無(wú)關(guān)2)流量:qV=ALnηV

A泵缸截面,L活塞行程,

n轉(zhuǎn)速,ηV容積效率3)不均勻性:加氣室,雙動(dòng),多缸4)流量調(diào)節(jié):①旁路閥②改變轉(zhuǎn)速和行程3.4揚(yáng)程:在電機(jī)功率范圍內(nèi)，由管路特性決定3.5操作:一般無(wú)氣縛，能自吸3.6安裝:不裝出口調(diào)節(jié)閥也有汽蝕問(wèn)題5．氣體輸送機(jī)械5.1氣體輸送機(jī)械分類(lèi)按結(jié)構(gòu)分：離心式例：離心風(fēng)機(jī)往復(fù)式往復(fù)式壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)式羅茨風(fēng)機(jī)流體作用式噴射泵一般按進(jìn)出口壓強(qiáng)差分：通風(fēng)機(jī)：出口壓強(qiáng)≤15kPa(表)鼓風(fēng)機(jī)：出口壓強(qiáng)15kPa~0.3MPa(表)壓縮機(jī)：出口壓強(qiáng)>0.3MPa(表)真空泵：生成負(fù)壓，進(jìn)口<0.1MPa,出口0.1MPa5.3通風(fēng)機(jī)2．離心式通風(fēng)機(jī)原理與離心泵相同，不同之處：①風(fēng)壓pT∝ρ②動(dòng)能在總機(jī)械能中所占比重明顯3．特性曲線參數(shù)：風(fēng)量qV,風(fēng)壓pT,pS,功率P,效率η出廠標(biāo)準(zhǔn)：0.1MPa,20℃空氣,ρ=1.2kg/m3以入口狀態(tài)為基準(zhǔn)：①qV,②ρ,③pT,使用中注意換算1概述固定床—由許多固體顆粒堆積成的靜止顆粒層2顆粒床層的特性2.1單顆粒的特性非球形：定當(dāng)量直徑，目標(biāo)不同結(jié)果不同

體積當(dāng)量dev,球形度(形狀系數(shù))ψψ≤1第四章流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)2.2顆粒群的特性平均直徑dm，準(zhǔn)則：比表面相等3．流體通過(guò)固定床的壓降數(shù)學(xué)模型法主要步驟：3.1

解數(shù)學(xué)模型康采尼方程適用范圍：Re’<2歐根方程：粘性項(xiàng)慣性項(xiàng)Re’<3時(shí)，可忽略慣性項(xiàng)Re’>100時(shí)，可忽略粘性項(xiàng)4．過(guò)濾原理及設(shè)備架橋現(xiàn)象5過(guò)濾計(jì)算5.1物料衡算懸浮液含固量表示方法：質(zhì)量分?jǐn)?shù)w,kg固體/kg懸浮液體積分?jǐn)?shù)φ,m3固體/m3懸浮液

取1kg懸浮液取1m3懸浮液注意：①三個(gè)去向要清楚②基準(zhǔn)要選好取1kg濾餅取1m3濾餅,

5.2過(guò)濾速率qe為過(guò)濾介質(zhì)當(dāng)量濾液量不可壓縮濾餅，r=常數(shù),K∝ΔP可壓縮濾餅,r=r0ΔPS,K∝ΔP1-S,S為壓縮指數(shù)qe與介質(zhì)性質(zhì)、懸浮液性質(zhì)有關(guān)5.3過(guò)濾基本方程的應(yīng)用1．恒速過(guò)濾若τ=0,q=0則2.恒壓過(guò)濾若τ=0,q=0則

q2+2qqe=Kτ或V2+2VVe=KA2τ3.先變壓后恒壓從τ=τ1,q=q1起開(kāi)始恒壓操作或4．生產(chǎn)能力的優(yōu)化間歇過(guò)濾機(jī)恒壓操作有優(yōu)化問(wèn)題令可得