化工原理流體流動傳熱及吸收等章節(jié)公式概念

流體流動質點含有大量分子的流體微團，其尺寸遠小于設備尺寸，但比起分子自由程卻要大得多。連續(xù)性假定假定流體是由大量質點組成的、彼此間沒有間隙、完全充滿所占空間的連續(xù)介質。拉格朗日法選定一個流體質點,對其跟蹤觀察，描述其運動參數(如位移、速度等)與時間的關系。歐拉法在固定空間位置上觀察流體質點的運動情況，如空間各點的速度、壓強、密度等，即直接描述各有關運動參數在空間各點的分布情況和隨時間的變化。軌線與流線軌線是同一流體質點在不同時間的位置連線，是拉格朗日法考察的結果。流線是同一瞬間不同質點在速度方向上的連線，是歐拉法考察的結果。系統與控制體系統是采用拉格朗日法考察流體的?？刂企w是采用歐拉法考察流體的。理想流體與實際流體的區(qū)別理想流體粘度為零，而實際流體粘度不為零。粘性的物理本質分子間的引力和分子的熱運動。通常液體的粘度隨溫度增加而減小，因為液體分子間距離較小，以分子間的引力為主。氣體的粘度隨溫度上升而增大，因為氣體分子間距離較大，以分子的熱運動為主。總勢能流體的壓強能與位能之和?？蓧嚎s流體與不可壓縮流體的區(qū)別流體的密度是否與壓強有關。有關的稱為可壓縮流體，無關的稱為不可壓縮流體。伯努利方程的物理意義流體流動中的位能、壓強能、動能之和保持不變。平均流速流體的平均流速是以體積流量相同為原則的。動能校正因子實際動能之平均值與平均速度之動能的比值。均勻分布同一橫截面上流體速度相同。均勻流段各流線都是平行的直線并與截面垂直,在定態(tài)流動條件下該截面上的流體沒有加速度,故沿該截面勢能分布應服從靜力學原理。層流與湍流的本質區(qū)別是否存在流體速度u、壓強p的脈動性，即是否存在流體質點的脈動性。牛頓粘性定律靜力學方程機械能守恒式動量守恒雷諾數阻力損失層流或局部阻力當量直徑孔板流量計，傳熱傳熱過程的三種基本方式直接接觸式、間壁式、蓄熱式。載熱體為將冷工藝物料加熱或熱工藝物料冷卻，必須用另一種流體供給或取走熱量，此流體稱為載熱體。用于加熱的稱為加熱劑；用于冷卻的稱為冷卻劑。三種傳熱機理的物理本質傳導的物理本質是分子熱運動、分子碰撞及自由電子遷移；對流的物理本質是流動流體載熱；熱輻射的物理本質是電磁波。間壁換熱傳熱過程的三個步驟熱量從熱流體對流至壁面，經壁內熱傳導至另一側，由壁面對流至冷流體。導熱系數物質的導熱系數與物質的種類、物態(tài)、溫度、壓力有關。熱阻將傳熱速率表達成溫差推動力除以阻力的形式，該阻力即為熱阻。推動力高溫物體向低溫傳熱，兩者的溫度差就是推動力。流動對傳熱的貢獻流動流體載熱。強制對流傳熱在人為造成強制流動條件下的對流傳熱。自然對流傳熱因溫差引起密度差，造成宏觀流動條件下的對流傳熱。自然對流傳熱時，加熱、冷卻面的位置應該是加熱面在下，制冷面在上，這樣有利于形成充分的對流流動。努塞爾數、普朗特數的物理意義努塞爾數的物理意義是對流傳熱速率與導熱傳熱速率之比。普朗特數的物理意義是動量擴散系數與熱量擴散系數之比，在α關聯式中表示了物性對傳熱的貢獻。α關聯式的定性尺寸、定性溫度用于確定關聯式中的雷諾數等準數的長度變量、物性數據的溫度。比如，圓管內的強制對流傳熱，定性尺寸為管徑d、定性溫度為進出口平均溫度。大容積自然對流的自動?；瘏^(qū)自然對流α與高度l無關的區(qū)域。液體沸騰的兩個必要條件過熱度tw-ts、汽化核心。核狀沸騰汽泡依次產生和脫離加熱面，對液體劇烈攪動，使α隨Δt急劇上升。熱傳導：平壁傳熱：單層多層圓筒壁：單層單位長度導熱速率S變化：多層對流傳熱：熱流冷流低黏度流熱n=0.4冷n=0.3高黏度流熱=1.05冷=0.95流體間傳熱圓筒壁總傳熱系數：污垢熱阻：壁溫計算T熱t(yī)冷Tw內tw外吸收吸收的目的和基本依據吸收的目的是分離氣體混合物，吸收的基本依據是混合物中各組份在溶劑中的溶解度不同。主要操作費溶劑再生費用，溶劑損失費用。解吸方法升溫、減壓、吹氣。選擇吸收溶劑的主要依據溶解度大，選擇性高，再生方便，蒸汽壓低損失小。相平衡常數及影響因素m、E、H均隨溫度上升而增大，E、H與總壓無關，m反比于總壓。漂流因子P/PBm表示了主體流動對傳質的貢獻。(氣、液)擴散系數的影響因素氣體擴散系數與溫度、壓力有關；液體擴散系數與溫度、粘度有關。傳質機理分子擴散、對流傳質。氣液相際物質傳遞步驟氣相對流，相界面溶解，液相對流。有效膜理論與溶質滲透理論的結果差別有效膜理論獲得的結果為k∝D，溶質滲透理論考慮到微元傳質的非定態(tài)性，獲得的結果為k∝D0.5。傳質速率方程式傳質速率為濃度差推動力與傳質系數的乘積。因工程上濃度有多種表達，推動力也就有多種形式，傳質系數也有多種形式，使用時注意一一對應。傳質阻力控制傳質總阻力可分為兩部分，氣相阻力和液相阻力。當mky<<kx時，為氣相阻力控制；當mky>>kx時，為液相阻力控制。低濃度氣體吸收特點①G、L為常量，②等溫過程，③傳質系數沿塔高不變。建立操作線方程的依據塔段的物料衡算。返混少量流體自身由下游返回至上游的現象。最小液氣比完成指定分離任務所需塔高為無窮大時的液氣比。NOG的計算方法對數平均推動力法，吸收因數法，數值積分法。亨利定律T↑：E↑H↓T↓：E↓H↑菲克定律：A在靜止B中擴散：組分在氣相中擴散