化工原理課件

第一章、流體流動(dòng)第一節(jié)、概述一、流體及其相關(guān)概念1、流體：氣體+液體2、流體流動(dòng)：無數(shù)流體質(zhì)點(diǎn){微團(tuán)}組成的連續(xù)介質(zhì)在空間的位移。拉格朗日法：描述每個(gè)質(zhì)點(diǎn)在流場中隨時(shí)間的變化規(guī)律。歐拉法：用“流速場”這個(gè)概念來描述流體的運(yùn)動(dòng)3、可壓縮流體與不可壓縮流體P11

流體的體積不隨壓力和溫度變。流體的體積隨壓力和溫度變。4、流體基本特性：流動(dòng)性：流體抗拉、抗壓能力極小的宏觀表現(xiàn)。第一章、流體流動(dòng)二、流體的主要力學(xué)性質(zhì)1、慣性：質(zhì)量表示慣性大小（1）、密度：單位體積流體的質(zhì)量。

Kg/m3

液體

Kg/m3

氣體理想氣體：分子本身沒有體積、分子間沒有任何作用力。（低壓氣體）氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：P13第一章、流體流動(dòng)

理想氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度、（1—4）已知ρ0求任意P、T下的該氣體密度：（1—5）混合氣體的密度：（1—6）混合液體的密度：（1—7）（2）比容：單位質(zhì)量流體體積。

V=1/ρ第一章、流體流動(dòng)2、重力特性（1）、容重：單位體積流體的重力

γ=G/VN/m3（2）、與ρ的關(guān)系：γ=ρ*g3、粘滯性（粘性）（1）粘性：流體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間或流層間因相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生內(nèi)摩擦力以反抗相對(duì)運(yùn)動(dòng)的性。（2）牛頓內(nèi)摩擦定律（粘性定律）(p25)第一章、流體流動(dòng)第一章、流體流動(dòng)牛頓內(nèi)摩擦定律示例圖計(jì)算公式（3）、粘性系數(shù)μ（動(dòng)力粘性系數(shù)）：物理意義：當(dāng)速度梯度為一時(shí)，表示單位面積上的內(nèi)摩擦力。單位：N*S/m2Pa*S相關(guān)表達(dá)：運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)：γ=μ/ρm2/s第一章、流體流動(dòng)特性第一章、流體流動(dòng)（4）、牛頓內(nèi)摩擦定律的應(yīng)（舉例）（例題：化工原理p25）4、壓縮性和熱脹性壓縮性：流體受壓、體積縮小、密度增大的性質(zhì)。用壓縮系數(shù)來表示。米2/牛熱脹性、流體受熱、體積膨脹、密度減小的性質(zhì)。用熱脹系數(shù)來表示。

T-1

第一章、流體流動(dòng)5、表面張力特性由于分子間的吸引力，在液體的自由表面上能夠承受及其微小的張力，這種張力………。發(fā)生在液體與液體，液體與氣體，液體與固體接觸面。氣體不存在表面張力。表面張力系數(shù)：單位長度上的表面張力。牛/米第一章、流體流動(dòng)第二節(jié)、流體靜力學(xué)基本方程式一、流體的壓力1、基本概念壓力（壓強(qiáng)）；總壓力絕對(duì)壓力；相對(duì)壓力；表壓；真空度。2、壓強(qiáng)的三種單位：大氣壓：atm帕/千帕：Pa/KpammHg柱/m水柱1atm=101.325Kpa=760mmHg=10.33mH2o1atm（工程）=100Kpa=760mmHg=10mH2o1mmH2o=10Pa第一章、流體流動(dòng)3、壓強(qiáng)關(guān)系圖第一章、流體流動(dòng)二、流體靜力學(xué)基本方程式1、P=P0+ρgh

Pa=N/m2=N*m/m3=J/m3從能量的觀點(diǎn)看，各項(xiàng)代表單位體積液體的能量。2、Z+P/ρg=常數(shù)

m=N*m/N=J/N從能量的觀點(diǎn)看，各項(xiàng)代表單位重量液體的能量。Z：位壓頭（位能）；P/ρg：靜壓頭（靜壓能）3、gZ+P/ρ=常數(shù)

從能量的觀點(diǎn)看，各項(xiàng)代表單位質(zhì)量液體的能量。第一章、流體流動(dòng)4、壓力用柱高表示：

第一章、流體流動(dòng)5、幾點(diǎn)結(jié)論（對(duì)靜止液體）靜壓力始終沿著作用面內(nèi)法線方向液體內(nèi)某一點(diǎn)的靜壓力各方向相等，大小與方向無關(guān)，僅與位置有關(guān)。等壓面：靜止液體同一水平面上壓力相等。巴斯加定律：液面上的壓力變化可以等值的在液體內(nèi)傳遞。適用于氣體。第一章、流體流動(dòng)三、流體靜力學(xué)基本方程式的應(yīng)用1、靜壓強(qiáng)的計(jì)算(舉例）：例題流力（周謨?nèi)剩﹑192-22、液體作用于平面上的總壓力（了解）結(jié)論：液體作用于任意形狀上的總壓力的大小，等于該平面的面積與其形心處靜水壓強(qiáng)的乘積。3、壓力測(cè)定(舉例）U形管傾斜壓差計(jì)第一章、流體流動(dòng)微壓計(jì)第一章、流體流動(dòng)4、液面測(cè)定第一章、流體流動(dòng)5、確定液封高度第一章、流體流動(dòng)第一章、流體流動(dòng)第三節(jié)、管道流體流動(dòng)的基本方程式一、流量與流速1、體積流量/質(zhì)量流量G=ρ*V1-142、平均流速/質(zhì)量流速ω=ρ*uKg/m2s1-173、管道直徑的估算1-18二、穩(wěn)定流與非穩(wěn)定流1、穩(wěn)定流：任一點(diǎn)上物理參數(shù)不隨時(shí)間變。2、非穩(wěn)定流：任一點(diǎn)上物理參數(shù)（或部分）隨時(shí)間變。三、連續(xù)性方程式

流場內(nèi)任意兩截面的流體：

G1=G2ρ1A1u1=ρ2A2u2

連續(xù)性方程式1-20對(duì)不可壓縮流體：流體速度與管道截面積成反比。u1:u2:……u=1/A1:1/A2:……1/A對(duì)圓形管道：u1/u2=(d2/d1)21-23第一章、流體流動(dòng)四、柏努利方程1、柏努利方程的推導(dǎo)推導(dǎo)1：假設(shè)：流體無粘性、連續(xù)介質(zhì)、穩(wěn)定流、截面上流體速度、壓力、密度均取平均值。第一章、流體流動(dòng)兩端總壓力：PA,-(P+dp)A重力在x軸上的分量：gρAdxsinθ=gρAdz力在x方向之合力：PA-(P+dp)A–gρAdz=-Adp-gρAdz微元體動(dòng)量的變化率：Gdu=ρAudu(G:質(zhì)量流量)由動(dòng)量定律：ρAudu=-Adp-gρAdzgz+柏努利方程1-28z+柏努利方程1-29第一章、流體流動(dòng)推導(dǎo)2：假設(shè)：不可壓縮流體、無粘性、穩(wěn)定流。（1）、壓力做功

P1dA1u1dt-P2dA2u2dt=(P1-P2)dQdt（2）、流體機(jī)械能增量質(zhì)量：ρdQdt;

動(dòng)能增量：ρdQdt(u22/2-u12/2);

位能增量：ρgdQdt(Z2-Z1)第一章、流體流動(dòng)（3）、功能原理:外力對(duì)系統(tǒng)做功等于系統(tǒng)機(jī)械能的變化量。(P1-P2)dQdt=ρdQdt(u22/2-u12/2)+ρgdQdt(Z2-Z1)gZ1+P1/ρ+u12/2=gZ2+P2/ρ+u22/2

單位質(zhì)量J/KgZ1+P1/ρg+u12/2g=Z2+P2/ρg+u22/2g

單位重量m=J/N第一章、流體流動(dòng)2、柏努利方程的物理意義1-28式：單位質(zhì)量的流體能量守恒方程式。

gz(位能)+P/ρ(靜壓能)=勢(shì)能

U2/2：動(dòng)能動(dòng)能+勢(shì)能=總機(jī)械能（總能量）1-29式：單位重量的流體能量守恒方程式。

z(位置水頭、位壓頭)+P/ρg(靜壓水頭)=勢(shì)能

U2/2g：動(dòng)壓頭第一章、流體流動(dòng)結(jié)論：單位質(zhì)量流體在流動(dòng)中，其位能、靜壓能、動(dòng)能可以相互化，但總的機(jī)械能保持不變。位壓頭+靜壓頭=測(cè)壓管水頭位壓頭+靜壓頭+動(dòng)壓頭=總壓頭（全壓頭）第一章、流體流動(dòng)測(cè)壓管五、實(shí)際流體機(jī)械能衡算式考慮流動(dòng)損失時(shí)的柏努利方程

z1+z2++∑Hf1-30考慮外加能量（流動(dòng)機(jī)械）時(shí)的柏努利方程

z1+z2++∑Hf1-31第一章、流體流動(dòng)柏努利方程的應(yīng)用（舉例）（1）、任取兩截面、連續(xù)介質(zhì)、穩(wěn)定流。（2）、基準(zhǔn)面、兩截面之一較低截面的水平面。（3）、P同時(shí)取表壓或絕對(duì)壓力。（4）、外加能量是對(duì)每公斤流體而言。第一章、流體流動(dòng)六、流體流動(dòng)類型與雷偌準(zhǔn)數(shù)1、雷偌實(shí)驗(yàn)：探討流體的流動(dòng)狀態(tài)及其影響因素。探討流動(dòng)狀態(tài)與與流動(dòng)阻力之間的關(guān)系。第一章、流體流動(dòng)2、兩種流態(tài)及流態(tài)分析層流：流場內(nèi)流體一層一層的平行流動(dòng)。紊流：流場內(nèi)流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度在大小和方向上都隨時(shí)發(fā)生變化，質(zhì)點(diǎn)間彼此碰撞并相互混合，這種流動(dòng)狀態(tài)稱……上臨界速度：層流轉(zhuǎn)變成紊流的臨界速度Vk′。下臨界速度：紊流轉(zhuǎn)變成層流的臨界速度Vk

。第一章、流體流動(dòng)3、雷偌準(zhǔn)數(shù)，流態(tài)判別準(zhǔn)則（舉例)雷偌數(shù)：Re=d:管徑、u:流速、ρ:密度、μ:動(dòng)力粘度量綱：Re流態(tài)判別準(zhǔn)則：層流：Re=≤2000

紊流：Re=≥4000

過渡區(qū)：2000<Re=<4000第一章、流體流動(dòng)第一章、流體流動(dòng)七、流體在園管內(nèi)的流速分布1、流體在園管內(nèi)層流時(shí)的流速分布速度分布方程式圓柱體兩端的壓力：F1=πr2p1

F2=πr2p2圓柱體側(cè)面的內(nèi)摩擦力：

F=-(2πrL)由于流體做等速運(yùn)動(dòng)，合力為0：

πr2p1-πr2p2-(-2πrl)=0兩邊積分：+C由邊界條件：r=R時(shí)u=0第一章、流體流動(dòng)最大速度當(dāng)r=0、速度最大

流量

dV=(2πrdr)

第一章、流體流動(dòng)平均流速

u平均=V/πR2=u平均=1/2umax哈根-泊素葉方程式

2、流體在園管內(nèi)紊流時(shí)的流速分布管截面的平均速度約為管中心的最大流速的0.82流體在光滑管流動(dòng)，Re≤105ur=umax(1-r/R)1/71/7次方定律第一章、流體流動(dòng)層流底層、過渡層、紊流核心、層流底層厚度：層流底層厚度：

第一章、流體流動(dòng)第四節(jié)、流體流動(dòng)的阻力一、管、管件及閥門第一章、流體流動(dòng)二、流體在直管中的流動(dòng)阻力第一章、流體流動(dòng)三、沿程阻力及阻力系數(shù)的計(jì)算1、沿程阻力計(jì)算式：hf=

第一章、流體流動(dòng)推導(dǎo)：第一章、流體流動(dòng)2、層流阻力系數(shù)：λ=64/Re3、紊流阻力系數(shù)：相關(guān)概念管壁粗糙度的影響光滑管、粗糙管、水力光滑管、水力粗糙管。絕對(duì)粗糙度、ε

相對(duì)粗糙度、ε/d第一章、流體流動(dòng)量綱分析法π定理：設(shè)影響某現(xiàn)象的物理量數(shù)為n個(gè)，這些物理量的基本量綱數(shù)為m個(gè)，則該物理現(xiàn)象可用N=(n-m)個(gè)獨(dú)立的量綱為1的量之間的關(guān)系式表達(dá)。此類量綱為1的量稱為準(zhǔn)數(shù)。第一章、流體流動(dòng)尼古拉茲實(shí)驗(yàn)I、層流區(qū)：λ=f1(Re)II、臨界過渡區(qū)：λ=f2(Re)III、紊流光滑區(qū)：λ=f3(Re)IV、紊流過渡區(qū)：λ=f4(Re、K/d)V、紊流粗糙區(qū)（阻力平方區(qū)）：λ=f5(K/d)第一章、流體流動(dòng)園管紊流阻力系數(shù)的確定層流：臨界：紊流光滑：紊流過渡：紊流粗糙：第一章、流體流動(dòng)第一章、流體流動(dòng)非圓管阻力系數(shù)（舉例）當(dāng)量直徑：de=4A/∏第一章、流體流動(dòng)四：局部阻力損失1、阻力系數(shù)法：重要結(jié)論：流體自管內(nèi)流出：ξ=1流體自容器流入管內(nèi)：ξ=0.5第一章、流體流動(dòng)2、當(dāng)量長度法：第一章、流體流動(dòng)五、流體在管內(nèi)流動(dòng)的總阻力損失（舉例）

1-60式六、減小阻力的措施1、管道進(jìn)口平順的管道進(jìn)口可減小局部阻力系數(shù)90%以上。2、漸擴(kuò)管和突擴(kuò)管漸擴(kuò)管——減小擴(kuò)散角突擴(kuò)管——制成臺(tái)階式第一章、流體流動(dòng)3、彎管阻力系數(shù)在一定范圍內(nèi)隨曲率半徑的增大而減小。對(duì)氣體可加裝倒流（葉）片。4、三通盡可能減小支管與合流管之間的夾角。5、添加劑減阻聚氧化乙烯(PEO)，聚丙烯酰胺(PAM),懸浮物（尼龍絲、石棉、纖維）。第一章、流體流動(dòng)第一章、流體流動(dòng)第五節(jié)、管路計(jì)算一、管路綜合阻力系數(shù)當(dāng)流動(dòng)在阻力平方區(qū)時(shí)，管路的阻力特性是一個(gè)常數(shù)，該常數(shù)用S表示.其管路阻力hf與S、Q由如下關(guān)系：

hf=S*Q2S稱為管路綜合阻力系數(shù)：

s2/m5

若：Pf=S*Q2kg/m7二、串聯(lián)管路1、串聯(lián)管路的流動(dòng)規(guī)律各管段流量相等：Q1=Q2=Q3總管綜合阻力系數(shù)等于各分段綜合阻力系數(shù)之和。

S=S1+S2+S32、串聯(lián)管路的工程計(jì)算（舉例）已知L、d、Q(u)求液面高差h已知h、L、d、求流量或流速Q(mào)(u)已知L、Q(u)求管徑d第一章、流體流動(dòng)3、最適宜管徑三、并聯(lián)管路1、并聯(lián)流動(dòng)規(guī)律：并聯(lián)節(jié)點(diǎn)上的總流量為各支管流量之和；各支管上的阻力損失相等。

Q=Q1+Q2+Q3Hfa-b=h1=h2=h3第一章、流體流動(dòng)2、流量分配律：

第一章、流體流動(dòng)四、水力計(jì)算的兩種基本類型1、設(shè)計(jì)計(jì)算已知管路布置、局部構(gòu)件、用戶所需流量，求管徑d和壓頭H,選擇風(fēng)機(jī)或泵。先確定合理流速u——確定管徑d——計(jì)算壓頭H.(反算)。2、校核計(jì)算已知泵、風(fēng)機(jī)（壓頭H），用戶所需流量，管路布置，求管徑d，流速u。J=H/(l-l’)J=(λ/d)*u2/2gu=Q/(πd2/4)五、復(fù)雜管路1、支狀管路

H=hf1-4-5+hf5-6+hf7-8Q=Q1+Q2+Q3第一章、流體流動(dòng)2、環(huán)狀管路（舉例）∑Q任意節(jié)點(diǎn)=0∑h任意回路=0將管網(wǎng)分成若干環(huán)路，按節(jié)點(diǎn)流量平衡確定Q，選定合理流速u，計(jì)算管徑d。對(duì)每一環(huán)路計(jì)算hfi(一般逆時(shí)針為正、順時(shí)針為負(fù))，求∑hfi第一章、流體流動(dòng)根據(jù)上面給定的流量Q，若計(jì)算出來∑hfi不為0，則每段管路應(yīng)加校正流量ΔQ，以及阻力修正值ΔhfiΔQ=-∑hfi/2∑（hfi/Qi）用同樣程序，計(jì)算第二次Q2、第三次Q3……、直至∑h任意回路=0滿足工程精度。第一章、流體流動(dòng)第六節(jié)、流量的測(cè)定一、皮托管第一章、流體流動(dòng)二、孔板流量計(jì)第一章、流體流動(dòng)第一章、流體流動(dòng)第一章、流體流動(dòng)三、文丘里管第一章、流體流動(dòng)四、轉(zhuǎn)子流量計(jì)五、濕式氣體流量計(jì)第一章、流體流動(dòng)第二章流體輸送機(jī)械第一節(jié)、概述1、液體輸送機(jī)械：泵按原理分類；離心式、往復(fù)式、齒輪式、漩渦式等。按功能分類：清水泵、油泵、雜質(zhì)泵、耐腐蝕泵、潛水泵、泥漿泵等。2、氣體輸送機(jī)械：風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、真空泵風(fēng)機(jī)：按原理分類；離心式、軸流式、旋轉(zhuǎn)式等。按功能分類；抽風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等。第二節(jié)離心泵一、結(jié)構(gòu)及工作原理二、離心泵的主要部件1、葉輪：

開式葉輪、半開式葉輪、閉式葉輪第二章流體輸送機(jī)械2、泵殼第二章流體輸送機(jī)械三、主要性能參數(shù)1、流量：單位時(shí)間內(nèi)泵所輸送的流體體積。M3/s2、揚(yáng)程：指單位重量的流體流經(jīng)泵所獲得的能量。J/N=m第二章流體輸送機(jī)械3、功率輸入功率：電機(jī)傳給泵軸的功率。有效功率：單位時(shí)間內(nèi)液體從泵中葉輪獲得的有效能量。

功率損失：水力損失、容積損失、機(jī)械損失。4、效率：有效功率與軸功率之比。

一般為0.6~0.65、大型泵0.9第二章流體輸送機(jī)械四、離心泵的特性曲線1、特性曲線：離心泵的揚(yáng)程、功率、效率與流量之間的關(guān)系曲線。

H-Q曲線：Q上升、H下降

N-Q曲線：Q上升、N上升

η-Q曲線：開始Q上升、η上升，至最高點(diǎn)；Q上升、

η下降。第二章流體輸送機(jī)械第二章流體輸送機(jī)械2、特性曲線的影響因素轉(zhuǎn)速的影響：對(duì)同型號(hào)、同一種液體、效率不變。Q1/Q2=n1/n2H1/H2=(n1/n2)2N1/N2=(n1/n2)3——比例定律泵的轉(zhuǎn)速變化<20%，效率基本不變。葉輪直徑的影響：

——切割定律第二章流體輸送機(jī)械粘度的影響：粘度大、流量、揚(yáng)程減小、軸功率增大、效率下降。密度的影響：同種流體，密度變、揚(yáng)程、流量不變。五、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)1、管路特性曲線（阻力曲線）

H=H0+kQ2

管路特性方程

Δz、Δp兩截面的位置差和壓差管路特性系數(shù)（管阻）第二章流體輸送機(jī)械2、工況點(diǎn)：離心泵特性曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)。

3、流量調(diào)節(jié)改變閥門開度改變泵的轉(zhuǎn)速切割葉輪外徑第二章流體輸送機(jī)械第二章流體輸送機(jī)械六、離心泵的串、并聯(lián)操作1、并聯(lián)操作：兩臺(tái)泵的揚(yáng)程相同、總流量為每臺(tái)泵的流量之和（理論上）。實(shí)際如圖：p712-11第二章流體輸送機(jī)械2、串聯(lián)操作：兩臺(tái)泵的流量相同、總揚(yáng)程為每臺(tái)泵的揚(yáng)程之和（理論上）。實(shí)際如圖：p712-12第二章流體輸送機(jī)械七、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度1、汽蝕現(xiàn)象：第二章流體輸送機(jī)械2、汽蝕余量有效汽蝕余量：泵入口處壓頭與該點(diǎn)溫度下流體飽和蒸汽壓之差。mmH2o必需汽蝕余量：泵入口處至葉輪內(nèi)壓力最低點(diǎn)處的壓頭損失Δhr，Δhr越小越不容易發(fā)生汽蝕。允許汽蝕余量Δh：Δh=Δhr+0.3第二章流體輸送機(jī)械3、汽蝕條件判斷：Δha>Δhr

不汽蝕Δha=Δhr

開始發(fā)生汽蝕Δha<Δhr

嚴(yán)重汽蝕第二章流體輸送機(jī)械4、離心泵的最大安裝高度安裝高度：最大安裝高度：即當(dāng)有效汽蝕余量Δha減小到允許汽蝕余量Δh時(shí)，開始發(fā)生汽蝕的安裝高度。第二章流體輸送機(jī)械八、離心泵的類型與選型（舉例）1、離心泵的類型清水泵（IS型單級(jí)單吸）：IS50-32-250IS：單級(jí)單吸50：泵入口直徑mm32：出口直徑mm250：泵葉輪直徑mm2、選型確定輸送系統(tǒng)的流量與壓頭選擇泵的類型與型號(hào)校核泵的特性參數(shù)第二章流體輸送機(jī)械第三節(jié)、其它類型化工泵第二章流體輸送機(jī)械第四節(jié)、氣體輸送機(jī)械一、氣體輸送機(jī)械的分類通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、真空泵二、離心式通風(fēng)機(jī)（多翼式、渦輪式）1、工作原理與基本結(jié)構(gòu)2、性能參數(shù)：流量、風(fēng)壓、功率、效率風(fēng)壓：單位體積氣體流經(jīng)風(fēng)機(jī)后獲得的總機(jī)械能。風(fēng)壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式：2-202-21第二章流體輸送機(jī)械第二章流體輸送機(jī)械全壓pt、靜壓ps、動(dòng)壓pd的概念與關(guān)系：全壓=靜壓+動(dòng)壓(對(duì)風(fēng)機(jī)為出口動(dòng)壓)

pt=ps+pd全風(fēng)壓與揚(yáng)程的關(guān)系：pt=ρgH管道內(nèi)的靜壓與全壓圖第二章流體輸送機(jī)械

軸功率與效率軸功率：電機(jī)輸入功率。有效功率：風(fēng)機(jī)輸出功率。wK效率：全壓效率

靜壓效率第二章流體輸送機(jī)械3、風(fēng)機(jī)特性曲線：Q—pQ—NQ—η曲線三、離心式風(fēng)機(jī)串并聯(lián)運(yùn)行四、離心式風(fēng)機(jī)命名方法1、用途代號(hào)排塵：C防爆：B防腐：F冷卻：LE工業(yè)爐吹風(fēng)：L通風(fēng)：T耐溫：W第二章流體輸送機(jī)械2、舉例T4-72-11NO10c右900T：普通離心通風(fēng)機(jī)4：全壓系數(shù)0.472：比轉(zhuǎn)速1：進(jìn)口吸入形式1：設(shè)計(jì)序號(hào)NO10：機(jī)號(hào)（葉輪外徑）1mC：傳動(dòng)方式右：葉輪旋轉(zhuǎn)方向900：出風(fēng)口位置第二章流體輸送機(jī)械五、離心泵與離心風(fēng)機(jī)的故障分析1、離心泵不出水和水量不足：a、充水不足，進(jìn)風(fēng)管路漏氣，堵塞。b、總揚(yáng)程超過規(guī)定。c、轉(zhuǎn)速太低，電機(jī)配置不當(dāng)。d、吸水高度安裝太大。第二章流體輸送機(jī)械耗用功率太大：a、泵軸彎曲，軸承磨損。b、流量及揚(yáng)程超過規(guī)范。c、直聯(lián)傳動(dòng)軸心不準(zhǔn)，皮帶傳動(dòng)過緊。d、葉輪螺母松動(dòng)，葉輪與泵殼摩擦。噪聲、振動(dòng)：a、基礎(chǔ)螺母松動(dòng)。b、葉輪損壞，局部堵塞。c、傳動(dòng)聯(lián)結(jié)不佳。d、泵軸彎曲、葉輪平衡性不佳。第二章流體輸送機(jī)械2、風(fēng)機(jī)壓頭偏高，流量減少：a、進(jìn)出管路、風(fēng)門堵塞。b、氣體成分改變，密度增加（溫度過低）。壓頭偏低，流量增大：a、溫度過高，密度減小。b、進(jìn)風(fēng)管破損，法蘭不嚴(yán)（短路）。風(fēng)機(jī)不規(guī)則振動(dòng)：a、聯(lián)結(jié)軸、皮帶輪安裝不緊，松動(dòng)。b、基礎(chǔ)灌漿不良，地腳螺絲松動(dòng)。c、與風(fēng)機(jī)相聯(lián)管路未加支撐，支撐固定不佳。第二章流體輸送機(jī)械第三章、沉降與過濾第一節(jié)、概述一、非均相物系的分離1、非均相物系2、分散物質(zhì)（分散相）3、分散介質(zhì)（連續(xù)相）4、分散的目的：回收物質(zhì)、凈化物質(zhì)、環(huán)保的需要。5、常用分離方法：重力沉降、離心沉降、過濾。二、顆粒與流體相對(duì)運(yùn)動(dòng)所受阻力1、相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度不同，流體對(duì)顆粒阻力不一樣。2、阻力計(jì)算ξ：無因次阻力系數(shù)第三章、沉降與過濾計(jì)算式3-33-43-5第三章、沉降與過濾第二節(jié)、重力沉降一、沉降速度1、球形顆粒的自由沉降單個(gè)顆?；蝾w粒群分散較好而不相互影響（不接觸、碰撞）的沉降。

2、沉降速度的計(jì)算顆粒受重力（3-6）、浮力（3-7）、阻力（3-8）作用第三章、沉降與過濾第一階段：加速運(yùn)動(dòng)。加速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度不斷增加，阻力不斷增大，du/dτ不斷降低，當(dāng)

du/dτ=0時(shí)，進(jìn)入第二階段。第二階段：勻速階段。顆粒的運(yùn)動(dòng)速度ut稱沉降速度

或終端速度。沉降速度：第三章、沉降與過濾對(duì)球形顆粒：層流區(qū)：Re<2斯托克斯定律過渡區(qū)：2<Re<5003-13紊流區(qū)：500<Re<2*1053-143、影響沉降速度的其他因素顆粒形狀壁效應(yīng)干擾沉降第三章、沉降與過濾4、降塵室類型：水平流動(dòng)型；上升流動(dòng)型沉降原理顆粒分離條件：停留時(shí)間>沉降時(shí)間L/u>H/ut第三章、沉降與過濾臨界粒徑dpc：重力沉降室能100%除去的最小粒徑。臨界沉降速度：臨界粒徑顆粒的沉降速度utc第三章、沉降與過濾沉降速度?。ㄋ雇锌怂箙^(qū)）：臨界粒徑3-17應(yīng)用舉例：例3-2第三章、沉降與過濾第三章、沉降與過濾5、懸浮液的沉聚增稠器絮凝劑第三章、沉降與過濾第三節(jié)、離心沉降一、離心分離因素顆粒所受離心力與重力之比Kc，表示離心力大小指標(biāo)?！?-19第三章、沉降與過濾二、離心沉降速度1、定義：顆粒在徑向上相對(duì)流體的運(yùn)動(dòng)速度。2、計(jì)算公式

3、處于斯托克斯區(qū)時(shí)：

3-20

3-20——3-21第三章、沉降與過濾三、旋風(fēng)分離器1、構(gòu)造與操作原理2、臨界粒徑3-253、壓力損失3-263-274、應(yīng)用舉例：例3-3第三章、沉降與過濾第三章、沉降與過濾四、旋液分離器1、構(gòu)造與操作原理2、作用：使液體增稠；顆粒分級(jí)第三章、沉降與過濾五、沉降式離心機(jī)1、管式離心機(jī)工作原理沉降時(shí)間停留時(shí)間懸浮液處理量第三章、沉降與過濾第三章、沉降與過濾對(duì)應(yīng)dp粒徑懸浮液處理量：對(duì)應(yīng)dpc（臨界粒經(jīng)）粒徑懸浮液處理量：

2、碟式離心機(jī)3、螺旋式離心機(jī)第三章、沉降與過濾第四節(jié)、過濾一、懸浮液的過濾1、基本概念過濾濾漿或料漿：懸浮液過慮介質(zhì)濾餅（濾渣）濾液2、兩種過濾方式深層過濾：含義：懸浮液中顆粒少，含量少，用較厚粒狀床層做過濾介質(zhì)。特點(diǎn)：靜電及分子力作用附著在孔道壁上；床層上沒有濾餅形成。第三章、沉降與過濾濾餅過濾：含義、液體通過過濾介質(zhì)而顆粒沉積在過濾介質(zhì)表面上、有濾餅形成。特點(diǎn)：顆粒“架橋現(xiàn)象”；懸浮液中顆粒含量多。第三章、沉降與過濾3、過濾介質(zhì)織物介質(zhì)：棉、麻、絲堆積的粒狀介質(zhì)：砂、木炭、礫石多孔性介質(zhì)：陶瓷、塑料4、助濾劑作用：增加過濾空隙。種類：硅藻土、珍珠巖、石棉、炭粉。用法：a、先配置懸浮液；b、直接加入助濾劑第三章、沉降與過濾5、固體量、濾液量與濾渣量的關(guān)系參數(shù)表項(xiàng)目質(zhì)量密度固體1ρp濕濾渣c(diǎn)ρc濕濾渣含液量c-1ρ第三章、沉降與過濾體積關(guān)系

w的計(jì)算kg（干渣）/m3（濾液）w：單位體積濾液相對(duì)應(yīng)的固體質(zhì)量，（kg/m3濾液）X：單位質(zhì)量懸浮液所含固體質(zhì)量，（kg干渣/kg濾液）CX：單位質(zhì)量懸浮液中的濕濾渣質(zhì)量1-CX：單位質(zhì)量懸浮液所得到的濾液質(zhì)量應(yīng)用舉例：例3-5第三章、沉降與過濾二、過濾速率基本方程式1、過濾速率：單位時(shí)間濾過的濾液體積。M3/s2、過濾速度：單位過濾面積的過濾速率。M/s3、速率方程過濾速度=過濾推動(dòng)力/過濾阻力過濾推動(dòng)力：ΔP=ΔPc+ΔPm

過濾阻力：濾餅阻力+過濾介質(zhì)阻力第三章、沉降與過濾第三章、沉降與過濾層流過濾：由哈根—泊素葉方程得

3-35過濾速度與兩側(cè)壓差ΔPc成正比，與濾餅厚度、粘度成反比。過濾推動(dòng)力：ΔP=ΔPc+ΔPm過濾阻力：濾餅阻力+過濾介質(zhì)阻力=Rc+Rm

=rμω(V+Ve)/A速率方程：3-38

第三章、沉降與過濾三、恒壓過濾（舉例）1、恒壓過濾時(shí)v與τ

的關(guān)系2、恒壓過濾方程

ΔP為常數(shù)，一定的懸浮液和過濾介質(zhì)μ、r、w、ve均為常數(shù)。第三章、沉降與過濾V2+2vve=kA2τQ2+2qqe=kτ恒壓過濾方程第三章、沉降與過濾3、常數(shù)測(cè)定改寫：與q具有線性關(guān)系，可實(shí)驗(yàn)測(cè)得，作圖求k、qe四、過濾設(shè)備1、板框壓濾機(jī)第三章、沉降與過濾第三章、沉降與過濾第三章、沉降與過濾2、轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)生產(chǎn)能力：過濾機(jī)單位時(shí)間獲得的濾液量Q。浸液率

φ=轉(zhuǎn)筒浸液面積/轉(zhuǎn)筒總面積=浸液角度/3600有效過濾時(shí)間：Q的計(jì)算若忽略qe

第三章、沉降與過濾第四章、傳熱第一節(jié)、概述一、傳熱過程在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用1、需要進(jìn)行熱量傳遞的，要求設(shè)備傳熱效率高。2、需要保溫隔熱的二、熱量傳遞的基本型式1、熱傳導(dǎo)：物體內(nèi)部或兩個(gè)直接接觸的物體之間的傳熱。2、熱對(duì)流：在流體中，冷、熱不同部位的流體質(zhì)點(diǎn)做宏觀移動(dòng)將熱量從高溫處傳到低溫處的現(xiàn)象。3、熱輻射：物體因自身溫度的原因激發(fā)產(chǎn)生電磁波，向空中傳播的現(xiàn)象。波長0.38~100μm，屬可見光、紅外線。實(shí)際傳熱中，三種傳熱方式或單獨(dú)或同時(shí)存在。三、流體通過間壁換熱與傳熱速率方程1、間壁式換熱器：冷、熱流體的熱交換。2、傳熱速率與熱流密度傳熱速率（熱流量）：指單位時(shí)間內(nèi)通過傳熱面的熱量用Q表示，單位w或J/s。第四章、傳熱熱流密度（熱通量）:

指單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的傳熱量用q表示，單位w/m2。二者關(guān)系：q=Q/A3、穩(wěn)態(tài)傳熱與非穩(wěn)態(tài)傳熱第四章、傳熱4、兩流體通過間壁的傳熱過程對(duì)流—導(dǎo)熱—對(duì)流，三個(gè)串聯(lián)過程。第四章、傳熱5、傳熱速率方程傳熱推動(dòng)力—溫度Δtm穩(wěn)態(tài)：=推動(dòng)力/熱阻K：比例系數(shù)，總傳熱系數(shù)，w/m2.k第四章、傳熱第二節(jié)、熱傳導(dǎo)一、傅立葉定律1、溫度場與溫度梯度溫度場：某瞬時(shí)物體內(nèi)各點(diǎn)的溫度分布。等溫面、等溫線第四章、傳熱溫度梯度：等溫面法線方向上的溫度變化率（最大）。+指溫度增加-指溫度減小+-2、傅立葉定律Q：熱流量（w）q：熱通量(w/m2)第四章、傳熱3、導(dǎo)熱系數(shù)λw/m.0C溫度梯度為10C/m，單位時(shí)間通過單位面積的熱量，表示物體導(dǎo)熱能力的大小。第四章、傳熱一般規(guī)律（大小排序）:純金屬—合金—建筑材料—液體—絕熱材料—?dú)怏w金屬—非金屬固態(tài)—液態(tài)—?dú)鈶B(tài)固體（銀427）；液態(tài)（水0.6）；氣態(tài)（氫0.6）

——最大第四章、傳熱第四章、傳熱二、平壁穩(wěn)態(tài)傳熱1、單層平壁穩(wěn)態(tài)傳熱

=傳熱推動(dòng)力/熱阻傳熱推動(dòng)力：t1-t2

熱阻:b/λA

熱通量（熱流密度）:q=Q/A=第四章、傳熱2、多層平壁穩(wěn)態(tài)傳熱（舉例）傳熱特點(diǎn)：Q=Q1=Q2=Q3=Δt=Δt1+Δt2+Δt3=t1-t4R=R1+R2+R3第四章、傳熱三、圓筒壁的穩(wěn)態(tài)傳熱（t只沿r變化）1、單層熱流量計(jì)算式：熱通量：

Q與r無關(guān)；q與r有關(guān)。

工程上習(xí)慣用單位長度的熱流量：

第四章、傳熱公式推導(dǎo)：第四章、傳熱對(duì)照4-84-9得：圓筒壁內(nèi)溫度分布是一對(duì)數(shù)曲線。Q也可改寫成單層平壁熱傳導(dǎo)形式：4-11式第四章、傳熱第四章、傳熱2、多層（三層為例）（舉例）Q=Q1=Q2=Q34-12第四章、傳熱第四章、傳熱第三節(jié)、對(duì)流傳熱一、對(duì)流傳熱方程與對(duì)流傳熱系數(shù)1、傳熱過程層流底層：熱傳導(dǎo)，熱阻較大過渡區(qū)：熱傳導(dǎo)+對(duì)流紊流區(qū)：熱對(duì)流第四章、傳熱2、傳熱推動(dòng)力：熱流體：湍流主體最高溫、壁面溫度Tw；冷流體：壁面溫度tw，湍流主體最低溫。3、對(duì)流傳熱的膜理論模型：p122

假設(shè)把過渡區(qū)和湍流主體熱阻全部疊加到層流底層，構(gòu)成一厚度為的流體膜（有效膜）,膜內(nèi)為層流、膜外為湍流，所有熱阻集中在有效膜內(nèi)。這一傳熱模型稱為…..。第四章、傳熱4、對(duì)流傳熱方程

α：對(duì)流傳熱系數(shù)第四章、傳熱二、影響對(duì)流傳熱系數(shù)的因素1、流體的物理性質(zhì)：密度、比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)、粘度、膨脹系數(shù)2、流體對(duì)流起因：強(qiáng)制對(duì)流、自然對(duì)流3、流體流動(dòng)狀態(tài)：層流、湍流4、流體的相態(tài)變化：沸騰、冷凝5、傳熱面的形狀：特性尺寸第四章、傳熱三、量綱分析與相似準(zhǔn)數(shù)1、準(zhǔn)數(shù)的符號(hào)及意義2、準(zhǔn)數(shù)使用的條件第四章、傳熱——無相變、對(duì)流傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式一般形式第四章、傳熱四、流體無相變時(shí)對(duì)流傳熱系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式1、流體在管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流傳熱（舉例）圓形直管強(qiáng)制湍流時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)a、低粘度流體：4-184-19第四章、傳熱b、高粘度流體：c、短管（l/d<60）第四章、傳熱d、彎管圓形直管內(nèi)過渡流時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)（舉例）：4-21第四章、傳熱圓形直管內(nèi)強(qiáng)制層流時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)（舉例）：4-22第四章、傳熱流體在非圓管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)2、流體在管外強(qiáng)制對(duì)流傳熱第四章、傳熱第四章、傳熱3、大空間自然對(duì)流傳熱第四章、傳熱4、選用對(duì)流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式的注意事項(xiàng)：P134五、流體有相變時(shí)的對(duì)流傳熱（略）第四章、傳熱第五節(jié)、傳熱計(jì)算一、熱量衡算1、原理：單位時(shí)間內(nèi)熱流體放出的熱量等于冷流體吸收的熱量。第四章、傳熱2、計(jì)算公式:：

4—344-35第四章、傳熱二、傳熱平均溫度差1、恒溫傳熱：蒸汽冷凝、液體沸騰冷凝、沸騰溫度恒定2、變溫傳熱（列管式換熱器）一側(cè)變溫傳熱、兩側(cè)變溫傳熱第四章、傳熱換熱器中流體流動(dòng)的方式：逆流、并流、錯(cuò)流、折流第四章、傳熱3、平均溫度差Δtm（舉例）為什么提出平均溫度差：a、找出傳熱推動(dòng)力。b、便于將熱量計(jì)算式寫成傳熱基本方程的形式

Q=KAΔtm第四章、傳熱平均溫度差的推導(dǎo)第四章、傳熱第四章、傳熱第四章、傳熱第四章、傳熱對(duì)數(shù)平均溫度差的計(jì)算：

通常Δt1為較大者；Δt2為較小者3、折流、錯(cuò)流平均溫度差的校核：4-40第四章、傳熱第四章、傳熱第四章、傳熱第四章、傳熱三、總傳熱系數(shù)（舉例)1、總傳熱系數(shù)計(jì)算式的推導(dǎo)(a)(b)(c)第四章、傳熱4-41第四章、傳熱4-41a4-41b第四章、傳熱4-41c第四章、傳熱注意：4-41a式：對(duì)應(yīng)傳熱面積為A14-41b式：對(duì)應(yīng)傳熱面積為A24-41c式：對(duì)應(yīng)傳熱面積為Am2、污垢熱阻4-423、平壁與薄壁管傳熱系數(shù)：4-43式4-44式4、換熱器總傳熱系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)值第四章、傳熱第四章、傳熱四、壁溫計(jì)算1、思路：熱量從熱流體通過間壁傳給冷流體，兩側(cè)流體對(duì)壁面對(duì)流傳熱及間壁的導(dǎo)熱速率，在穩(wěn)態(tài)條件下必相等。2、計(jì)算式：4-45式4-46考慮壁面污垢第四章、傳熱五、傳熱計(jì)算示例1、計(jì)算式Q=傳熱推動(dòng)力/熱阻傳熱基本方程：Q=KAΔtm平均溫度差（間壁傳熱推動(dòng)力）：總傳熱系數(shù)：（A1為基準(zhǔn)面）第四章、傳熱熱量衡算：熱傳導(dǎo)方程：

對(duì)流傳熱方程：對(duì)流傳熱系數(shù)的計(jì)算：4-18（4-19）4-202、舉例第四章、傳熱第五節(jié)、熱輻射一、基本概念1、熱輻射：由物體溫度所引起的熱射線的傳播過程。2、吸收率：A=QA/Q3、反射率：R=QR/Q4、透射率：D=QD/Q注意：QA+QR+QD=QQA/Q+QR/Q+QD/Q=15、黑體、白體、灰體黑體：QA=1白體：QR=1灰體：對(duì)各種波長輻射具有相同吸收率的理想化物體。第四章、傳熱二、物體的輻射能力、斯蒂芬-波爾茲曼定律1、輻射能力：物體在一定溫度下單位時(shí)間、單位面積所發(fā)射的全部波長的總能量。E表示，w/m22、斯蒂芬-波爾茲曼定律（黑體）3、實(shí)際物體的輻射能力（黑度）

灰體：對(duì)各種波長輻射能具有相同吸收率的理想化物體。大多數(shù)工程材料對(duì)波長0.76~20微米的輻射能吸收率相同。第四章、傳熱C：灰體的輻射系數(shù)三、克?；舴蚨伤?、兩固體間的相互輻射1、高溫物體1傳給低溫物體2的熱量2、工業(yè)上常遇見的幾種輻射情況：p151五、設(shè)備熱損失的計(jì)算（略）第四章、傳熱第六節(jié)、換熱器一、換熱器的分類1、按用途分類：加熱器、冷卻器、蒸發(fā)器、冷凝器2、按傳遞方式分類：間壁式換熱器直接接觸式換熱器蓄熱式換熱器第四章、傳熱二、間壁式換熱器1、夾套式換熱器第四章、傳熱2、套管式換熱器第四章、傳熱3、蛇管式換熱器第四章、傳熱4、板式換熱器第四章、傳熱5、板翹式換熱器第四章、傳熱6、螺旋板式換熱器

第四章、傳熱7、空冷式換熱器第四章、傳熱8、熱管第四章、傳熱9、列管式換熱器第四章、傳熱第四章、傳熱第四章、傳熱三、列管式換熱器選用計(jì)算問題1、流體流經(jīng)管程、殼程的選擇原則：P160第四章、傳熱2、流體流速的選擇：P160第四章、傳熱3、換熱管規(guī)格和排列方式：P1614、折流擋板及對(duì)流換熱系數(shù)的計(jì)算：P162第四章、傳熱四、系列標(biāo)準(zhǔn)換熱器的選用步驟1、了解傳熱任務(wù)、掌握工藝特點(diǎn)與基本數(shù)據(jù)冷、熱流體的流量，進(jìn)、出口溫度，操作壓力等。冷、熱流體的工藝特點(diǎn)，如腐蝕性、懸浮物等冷、熱流體的物性參數(shù)，如密度、粘度、比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)。第四章、傳熱2、選用計(jì)算內(nèi)容與步驟計(jì)算熱負(fù)荷。計(jì)算平均溫度差，一般按單殼程多管程計(jì)算。預(yù)選總傳熱系數(shù)，估算傳熱面積。預(yù)選管徑，管內(nèi)流速，求管子根數(shù)，長度，預(yù)選換熱器。校核計(jì)算。第四章、傳熱五、加熱介質(zhì)與冷卻介質(zhì)1、載熱體的選擇原則：P1652、工業(yè)上常用的載熱體：P165六、傳熱過程的強(qiáng)化第四章、傳熱第四章、傳熱

第一節(jié)、概述一、基本概念1、傳質(zhì)過程：物質(zhì)在相間的轉(zhuǎn)移過程。2、吸收與解吸3、溶質(zhì)與溶劑二、吸收的分類1、物理吸收、化學(xué)吸收2、單組分吸收、多組分吸收3、等溫吸收、非等溫吸收三、吸收的目的1、回收混合氣體中的有用物質(zhì)2、凈化有毒有害氣體3、制取液體產(chǎn)品四、吸收操作應(yīng)解決的問題1、選擇合適的溶劑2、提供傳質(zhì)設(shè)備以供氣液兩相接觸3、溶劑的再生五、吸收劑性能六、吸收設(shè)備1、板式塔2、填料塔第二節(jié)、吸收過程的氣液平衡一、氣體在液相中的平衡溶解度1、氣體在液相中的溶解過程物理吸收化學(xué)吸收2、溶解度（平衡溶解度）的概念溶解度是溫度、總壓和氣相組分的函數(shù)，常壓下、溫度一定，溶解度是氣相組分的函數(shù)，可表示如下：若以組分A在液相中的濃度為自變量特點(diǎn)示例二、亨利定律1、亨利定律的含義2、亨利定律的適用范圍3、亨利定律的三種表示方法7—12式7—13式7—14式E：亨利系數(shù)H：溶解度系數(shù)m：相平衡常數(shù)4、亨利定律各系數(shù)之間的關(guān)系：p242三、相平衡與吸收過程的關(guān)系第三節(jié)、氣體擴(kuò)散一、分子擴(kuò)散與費(fèi)克定律二、氣體在氣相中的擴(kuò)散（等mol逆向擴(kuò)散）條件：等溫、總壓相等。三、雙組分A、B混合氣體在液相中的擴(kuò)散條件：組分A溶于液相；組分B不溶于液相——單向擴(kuò)散傳質(zhì)速率方程四、擴(kuò)散系數(shù)物質(zhì)的物性常數(shù)之一，表示物質(zhì)的擴(kuò)散能力大小。第四節(jié)、氣體吸收一、單向內(nèi)的對(duì)流傳質(zhì)1、條件：流體與某一界面之間的傳質(zhì)，右分子擴(kuò)散、也有湍流擴(kuò)散。2、有效膜模型二、氣相傳質(zhì)速率方程kG三、液相傳質(zhì)速率方程四、雙膜理論氣液兩相接觸，在相界面存在氣、液兩個(gè)層流流動(dòng)的穩(wěn)定膜層。相界面上氣液兩相互成平衡。吸收主要在膜層內(nèi)進(jìn)行，濃度梯度主要集中在兩個(gè)膜層內(nèi)。五、總傳質(zhì)速率方程1、總傳質(zhì)速率方程KG：以氣相推動(dòng)力為基準(zhǔn)的總傳質(zhì)系數(shù)

KL：以液相推動(dòng)力為基準(zhǔn)的總傳質(zhì)系數(shù)2、總傳質(zhì)系數(shù)與氣膜、液膜傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)系在穩(wěn)態(tài)傳質(zhì)過程中：同理：兩邊同乘以H得兩阻力系數(shù)的關(guān)系：KG=HKL3、氣、液兩相界面濃度作圖法由氣、液相傳質(zhì)速率方程：解析法因界面上ci與pi成平衡關(guān)系,由亨利定律

pi=ci/H聯(lián)立下式求解4、氣膜控制與液膜控制當(dāng)溶質(zhì)溶解度很大時(shí)，傳質(zhì)阻力集中于氣膜，為氣膜控制。KG=kG溶質(zhì)溶解度很小時(shí)，傳質(zhì)阻力集中于液膜，為液膜控制。

KL=kL六、傳質(zhì)速率方程的各種形式七、吸收塔的計(jì)算1、概述低濃度氣體吸收、逆流操作。等溫、傳質(zhì)分系數(shù)、傳質(zhì)總系數(shù)為常數(shù)。任務(wù)：吸收劑用量、填料層高度和塔徑的計(jì)算。2、物料恒算與操作線方程操作線方程：描述塔內(nèi)任意截面上氣液兩相濃度之間的關(guān)系。V、L：通過吸收塔的惰性氣體流量和溶劑流量，kmol/sY1、X1：分別為塔底（濃端）氣相和液相的摩爾比。Y2、X2：分別為塔頂（稀端）氣相和液相的摩爾比。Y、X：分別為塔內(nèi)任意截面氣相和液相的摩爾比。操作線方程：A：頂端（稀端）B：底端（濃端）為什么操作線在平衡線上方？全塔物料恒算全塔物料恒算式：對(duì)低濃度氣體：X=xY=y操作線方程：3、吸收劑用量與最小液氣比吸收率（回收率）液氣比：吸收單位氣體所耗用的液體量。最小液氣比吸收塔的最小液氣比對(duì)應(yīng)圖a的最小液氣比：對(duì)應(yīng)圖b的最小液氣比：適宜的液氣比：例、礦石焙燒爐氣體含SO29%（體積分?jǐn)?shù)、溫度200C），其余可看成惰性氣體（與空氣性質(zhì)相同）。爐氣流量1000m3/h，氣溫200C，要求SO2回收率為90%，吸收劑用量為最小用量的1.3倍。已知操作條件為壓力101.325kpa，溫度200C，在此條件下SO2的溶解度見圖，若吸收劑入塔組成X2=0.0003時(shí)，求（1）吸收劑用量（kg/h），離塔溶液組成X1；（2）吸收劑為清水（X2=0），回收率不變，離塔溶液組成X1為多少？此時(shí)吸收劑用量比（1）項(xiàng)用量多還是少？4、填料層高度的計(jì)算填料層高度的基本計(jì)算公式推導(dǎo)——體積傳質(zhì)系數(shù)，kmol/m3.s對(duì)穩(wěn)態(tài)吸收，VL及塔的橫截面積均為定值；體積傳質(zhì)系數(shù)全塔也可看成常數(shù)?！猉填料層高度計(jì)算的基本公式：傳質(zhì)單元高度與傳質(zhì)單元數(shù)將基本公式寫成如下形式：物理含義：傳質(zhì)單元數(shù)的大小反映了傳質(zhì)的難易程度。傳質(zhì)單元高度可視為傳質(zhì)阻力。注：各種傳質(zhì)單元高度之間的關(guān)系見:P197傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算

(1)對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法（平衡線為直線）平衡線為直線、操作線為直線，則任意截面上的推動(dòng)力為直線與Y也呈直線關(guān)系。氣相對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力(2)吸收因數(shù)法平衡線為直線：(3)圖解積分與數(shù)值積分平衡線為曲線：）5、吸收塔操作計(jì)算操作線方程氣、液相平衡關(guān)系傳質(zhì)速率方程填料層高度計(jì)算式八、填料塔1、結(jié)構(gòu)與特性填料個(gè)數(shù)比表面積空隙率干填料因子與濕填料因子2、填料塔內(nèi)氣液兩相流動(dòng)特性氣體通過填料的壓力降空塔氣速、、噴淋密度、液泛氣速、液泛點(diǎn)、載點(diǎn)空塔氣速：氣體通過整個(gè)塔截面時(shí)的速度。噴淋密度：單位面積、單位時(shí)間液體的噴淋量。壓降與液泛氣速的確定3、塔徑的計(jì)算園整最小噴淋密度4、填料塔附件支撐裝置液體分布裝置液體再布器九、化學(xué)吸收的氣液平衡關(guān)系（補(bǔ)充）1、化學(xué)吸收的基本概念2、相平衡與化學(xué)平衡的關(guān)系相平衡與化學(xué)平衡的吸收關(guān)系結(jié)論：濃度[A]低于組分A在液相中的總濃度，因此，在HA相同時(shí)，氣體A在液面上的平衡壓力較A

僅被物理吸收時(shí)低，因而相應(yīng)的提高了吸收率。被吸收組分與吸收劑相互作用

6—10式6—12式被吸收組分與吸收劑中的活性組分相互作用

6—14式十、伴有化學(xué)反應(yīng)的吸收動(dòng)力學(xué)一、雙膜理論1、氣液兩相間物質(zhì)傳遞過程的理論，即適合于物理吸收、也適合于氣液相反應(yīng)。2、基本論點(diǎn)存在相界面，分氣膜、液膜，膜內(nèi)均為層流態(tài)。被吸收組分從氣態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)有五步過程P298。氣液兩相主體中不存在濃度梯度，擴(kuò)散阻力忽略不計(jì)。無論氣液兩相主體中是否達(dá)到平衡，在相界面處，被吸收組分被認(rèn)為在兩相間已達(dá)到平衡。兩層膜極薄，膜中沒有吸收組分的積累，吸收過程看作氣液膜的均勻擴(kuò)散。3、總傳質(zhì)速率方程速率方程總傳質(zhì)系數(shù)與分傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)系

6—19式6—20式結(jié)論：a、易溶氣體的傳質(zhì)屬氣膜控制。

b、難溶氣體的傳質(zhì)屬液膜控制。

c、中等溶解度的氣體，氣膜、液膜阻力屬同一數(shù)量級(jí)。各種系統(tǒng)的控制膜實(shí)例P301。二、化學(xué)吸收過程的傳質(zhì)速率1、傳質(zhì)速率表達(dá)式氣相一側(cè)：液相一側(cè)：2、增強(qiáng)系數(shù)α：

有化學(xué)反應(yīng)時(shí)液相傳質(zhì)分系數(shù)kL’與物理吸收的kL之比。3、增強(qiáng)系數(shù)與擴(kuò)算系數(shù)、反映速率的關(guān)系

菲克第二擴(kuò)散定理：6—22（23）反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程式：6—24

基于雙膜理論的化學(xué)吸收（二級(jí)反應(yīng)）：

R=A在液膜內(nèi)的反應(yīng)速率/A通過液膜的擴(kuò)算速率

M=B在液膜內(nèi)的擴(kuò)散速率/A在液膜內(nèi)的擴(kuò)算速率慢速反應(yīng)R<<1(R<0.5)：當(dāng)作物理吸收處理。快速反應(yīng)M>>R>>1(M>5,R>2)：P304極快速反應(yīng)R>>M(R>5M)：P304三、各類化學(xué)吸收的速率方程1、快速（含極快速）不可逆化學(xué)反應(yīng)：增強(qiáng)的液相傳質(zhì)分系數(shù)kL’：傳質(zhì)速率方程：極快速反應(yīng)：2、慢速化學(xué)反應(yīng)的吸收過程第一節(jié)、概述、1、蒸餾、精餾的含義2、輕組分、重組分；低沸點(diǎn)組分、高沸點(diǎn)組分；易揮發(fā)組分、揮發(fā)組分。3、簡單蒸餾、平衡蒸餾；常壓、加壓、減壓蒸餾。4、雙組分、多組分蒸餾。5、連續(xù)精餾、間歇精餾。6、常壓雙組分連續(xù)精餾。第二節(jié)、雙組分溶液的汽液相平衡一、溶液的蒸氣壓及拉烏爾定律1、汽液平衡及飽和蒸氣壓2、理想溶液、非理想溶液3、拉烏爾定律：二、溫度—組成圖（t-y-x圖）1、液相線（泡點(diǎn)線）汽相線（露點(diǎn)線）2、液相區(qū)、過熱蒸氣區(qū)、汽液共存區(qū)三、汽—液相平衡圖（y—x圖）表示在一定壓力下，汽相組成y和與之平衡的液相組成之間的關(guān)系。平衡時(shí)汽相中易揮發(fā)組分濃度總是大于液相的，故平衡線位于y=x的上方。四、雙組分非理想溶液五、揮發(fā)度及相對(duì)揮發(fā)度1、揮發(fā)度：汽相中組分A的分壓PA與其平衡的液相中的摩爾分?jǐn)?shù)之比。2、相對(duì)揮發(fā)度：溶液中兩組分揮發(fā)度之比。壓力不太高、汽相服從道爾頓定律3、汽液相平衡方程式：6-10第三節(jié)、蒸餾與精餾原理一、簡單蒸餾與平衡蒸餾1、簡單蒸餾原理2、平衡蒸餾原理二、精餾原理1、多次部分汽化與部分冷凝2、塔板的作用3、精餾塔的分離過程塔頂產(chǎn)品（餾出液）、塔底產(chǎn)品（釜液）精餾段、提餾段、加料板?；亓鞯谒墓?jié)、雙組分連續(xù)精餾塔的計(jì)算（設(shè)計(jì)）計(jì)算任務(wù)：餾出液釜液流量板塔數(shù)填料高度進(jìn)料口位置塔高、塔徑一、全塔物料恒算1、恒算公式6-116-122、回收率的概念二、理論板塔的概念、恒摩爾流假設(shè)1、理論板的概念概念：指離開該塔板的蒸汽和液體成平衡的塔板。操作關(guān)系：任意板下降液體組成xn與下一板上升蒸汽組成yn+1之間的關(guān)系。2、恒摩爾流假設(shè)三、操作線方程（泡點(diǎn)進(jìn)料）1、精餾段操作線方程（舉例）2、提餾段操作線方程3、回流比4、全凝器、全沸器四、理論板數(shù)的確定1、逐板計(jì)算法溜出液組成與第一塊板蒸汽組成相等：y1=xD由相平衡方程求得x1由操作線方程求y2直到：xn<xF(精餾段)xm<xW(提餾段)2、圖解法直角梯級(jí)法、Mccabe與Thiele提出：M—T法精餾段操作線的做法提餾段操作線的做法圖解法求理論板的步驟：P234五、進(jìn)料熱狀態(tài)的影響、q線方程1、進(jìn)料熱狀態(tài)與熱狀態(tài)參數(shù)5種熱狀態(tài)熱狀態(tài)參數(shù)q不同進(jìn)料狀態(tài)的q值及汽液關(guān)系2、q線方程（進(jìn)料方程）3、提餾段操作線的做法4、進(jìn)料熱狀態(tài)的影響條件：塔頂、塔底產(chǎn)量和組成相同；塔頂、塔底產(chǎn)品帶出的熱量QD、QW相同。q減小、冷料改為泡點(diǎn)或汽相進(jìn)料，進(jìn)料帶熱增加。若Qc不變、QB減少，蒸汽量減小，塔板數(shù)增加。若QB不變、Qc增大，回流比增大，塔板數(shù)減少。六、回流比的影響及選擇（泡點(diǎn)回流）1、問題的