華東理工化工原理考研真題及復(fù)習(xí)小結(jié)

華東理工大學(xué)《化工原理》課程研究生入學(xué)考試復(fù)習(xí)大綱

考試用教材：《化工原理（第三版）》陳敏恒、叢德滋、方圖南、齊鳴齋編，化學(xué)工業(yè)出版

社2006

參考書：《化工原理詳解與應(yīng)用》叢德滋、叢梅、方圖南編，化學(xué)工業(yè)出版社2002

復(fù)習(xí)大綱：

第一章流體流動(dòng)

概述流體流動(dòng)的兩種考察方法；流體的作用力和機(jī)械能；牛頓粘性定律。

靜力學(xué)靜止流體受力平衡得研究方法；壓強(qiáng)和勢(shì)能得分布；壓強(qiáng)的表示方法和單位換

算；靜力學(xué)原理的工程應(yīng)用。

守恒原理質(zhì)量守恒；流量，平均流速；流動(dòng)流體的機(jī)械能守恒（柏努利方程）；壓頭；

機(jī)械能守恒原理的應(yīng)用；動(dòng)量守恒原理及其應(yīng)用。

流體流動(dòng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)層流和湍流的基本特征；定態(tài)和穩(wěn)態(tài)的概念；湍流強(qiáng)度和尺度的

概念；流動(dòng)邊界層及邊界層分離現(xiàn)象；管流數(shù)學(xué)描述的基本方法；剪應(yīng)力分布。

流體流動(dòng)的機(jī)械能損失沿程阻力損失（湍流阻力）的研究方法-----“黑箱法”；當(dāng)量

的概念（當(dāng)量直徑，當(dāng)量長(zhǎng)度，當(dāng)量粗糙度）；局部阻力損失。

管路計(jì)算管路設(shè)計(jì)型計(jì)算的特點(diǎn)、計(jì)算方法（參數(shù)的選擇和優(yōu)化，常用流速）；管路操

作型計(jì)算的特點(diǎn)、計(jì)算方法；阻力損失對(duì)流動(dòng)的影響；簡(jiǎn)單的分支管路和匯合管路的計(jì)算方

法；非定態(tài)管路計(jì)算（擬定態(tài)計(jì)算）。

流量和流速的測(cè)量畢托管、孔板流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)的原理和計(jì)算方法

非牛頓流體的流動(dòng)非牛頓流體的基本特性。

第二章流體輸送機(jī)械

管路特性被輸送流體對(duì)輸送機(jī)械的基本能量要求；管路特性方程；帶泵管路的分析方

法過(guò)程分解法。

離心泵泵的輸液原理；影響離心泵理論壓頭的主要因素（流量、密度及氣縛現(xiàn)象等）；

泵的功率、效率和實(shí)際壓頭；離心泵的工作點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)方法；離心泵的并聯(lián)和串聯(lián)’離心

泵的安裝高度、氣蝕余量；離心泵的選用。

其它泵容積式泵的工作原理、特點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)方法（以往復(fù)泵為主）。

氣體輸送機(jī)械氣體輸送的特點(diǎn)及全風(fēng)壓的概念；氣體輸送機(jī)械的主要特性；風(fēng)機(jī)的選

擇；壓縮機(jī)和真空泵的工作原理，獲得真空的方法。

第三章液體攪拌

典型的工業(yè)攪拌問(wèn)題；攪拌的目的和方法；攪拌裝置，常用攪拌漿的型式，擋板及其它

構(gòu)件；混合效果的度量（均勻性的標(biāo)準(zhǔn)偏差、分割尺度和分割強(qiáng)度）；混合機(jī)理；攪拌功率;

攪拌器經(jīng)驗(yàn)放大時(shí)需要解決的問(wèn)題。

其它混合設(shè)備了解。

第四章流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)

固定床當(dāng)量和平均的方法；顆粒和床層的基本特性；固定床壓降的研究方法一一數(shù)學(xué)

模型法；影響壓降的主要因素。

過(guò)濾過(guò)濾方法及常用過(guò)濾機(jī)的構(gòu)造；過(guò)濾方程數(shù)學(xué)描述（物料衡算和過(guò)濾速率方程），

過(guò)濾速率，推動(dòng)力和阻力的概念；過(guò)濾速率方程的積分應(yīng)用-----間接實(shí)驗(yàn)的參數(shù)綜合法；

洗滌時(shí)間；過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力；加快過(guò)濾速率的途徑。

第五章顆粒的沉降和流態(tài)化

饒流基礎(chǔ)兩類流動(dòng)（內(nèi)部流動(dòng)和外部流動(dòng)）問(wèn)題；表面曳力和形體曳力；球體顆粒的

曳力系數(shù)及斯托克定律。

自由沉降沉降運(yùn)動(dòng)一一極限處理方法；沉降速度及其計(jì)算；降塵室的流量、沉降面積

和粒徑的關(guān)系；顆粒分級(jí)概念；旋風(fēng)分離器的工作原理及影響性能的主要因素，粒級(jí)效率的

概念。

流態(tài)化流化床的工業(yè)應(yīng)用和典型結(jié)構(gòu)；流化床的主要特性；流化床的操作范圍（起始

流化速度和帶出速度）。

氣力輸送的實(shí)際應(yīng)用

第六章傳熱

傳熱過(guò)程加熱和冷卻方法；傳熱速率

熱傳導(dǎo)傅立葉定律；常用工程材料的導(dǎo)熱系數(shù)；導(dǎo)熱問(wèn)題分析方法（熱量衡算和導(dǎo)熱

速率式）；一維導(dǎo)熱的計(jì)算。

對(duì)流給熱牛頓冷卻定律------變量分離法；自然對(duì)流的起因和影響因素；管內(nèi)層流給

熱，管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流（湍流）給熱系數(shù)經(jīng)驗(yàn)式；沸騰給熱和沸騰曲線；蒸汽冷凝給熱。

輻射單個(gè)物體的輻射和吸收特性（StefanBoltzmann定律，Kirchhoff定律）；黑體和

灰體；兩黑體間的相互輻射；兩物體組成封閉系統(tǒng)中的輻射換熱。

間壁換熱過(guò)程熱量衡算和傳熱速率式一一換熱過(guò)程的數(shù)學(xué)描述方法;傳熱平均溫度差,

熱阻和傳熱系數(shù)一一工程處理方法；垢層熱阻，壁溫計(jì)算方法。

傳熱計(jì)算傳熱設(shè)計(jì)問(wèn)題的參數(shù)選擇和計(jì)算方法；傳熱操作型問(wèn)題的討論和計(jì)算方法；

非定態(tài)傳熱過(guò)程計(jì)算（擬定態(tài)處理）。

換熱器列管式換熱器的設(shè)計(jì)和選型；常用換熱器的結(jié)構(gòu)；換熱設(shè)備的強(qiáng)化和其他類型。

第七章蒸發(fā)

蒸發(fā)過(guò)程及設(shè)備工業(yè)蒸發(fā)實(shí)例；蒸發(fā)過(guò)程的目的、方法及特點(diǎn)；常用蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)；

管內(nèi)氣液兩相流動(dòng)形式；二次蒸汽和加熱蒸汽的能位差別；沸點(diǎn)升高單效蒸發(fā)的計(jì)算物料

衡算、熱量衡算和傳熱速率方程。

第八章氣體吸收

概述工業(yè)吸收過(guò)程；氣體吸收的目的、原理及實(shí)施方法；吸收過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性與吸收劑

的選擇原則。

氣液相平衡亨利定律，溫度、總壓對(duì)平衡的影響；相平衡與吸收過(guò)程的關(guān)系。

擴(kuò)散與單相傳質(zhì)分子擴(kuò)散與費(fèi)克定律，擴(kuò)散系數(shù)；等分子反向擴(kuò)散、單向擴(kuò)散的概念;

對(duì)流傳質(zhì)與傳質(zhì)分系數(shù)；傳質(zhì)與動(dòng)量、熱量傳遞的類比；對(duì)流傳質(zhì)與有效膜模型（雙膜理論）。

相際傳質(zhì)相際傳質(zhì)速率方程，傳質(zhì)分系數(shù)和總系數(shù)的關(guān)系；推動(dòng)力與傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)系

一傳質(zhì)速率的工程處理方法；溶解度對(duì)兩相傳質(zhì)阻力分配的影響。

吸收過(guò)程數(shù)學(xué)描述低濃度氣體吸收的假定；物料衡算、傳質(zhì)速率一一吸收過(guò)程數(shù)學(xué)描

述方法；Ik,NOG的分解一一變量分離法；計(jì)算Noe的對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法和吸收因數(shù)法；物料

橫算和操作線的含義。

吸收過(guò)程設(shè)計(jì)吸收過(guò)程設(shè)計(jì)中參數(shù)的選擇，指定分離要求下的最小液氣比；返混及其

對(duì)過(guò)程的影響。

吸收操作操作型問(wèn)題的命題和解法，影響吸收結(jié)果的操作因素分析。

化學(xué)吸收化學(xué)反應(yīng)對(duì)吸收相平衡的影響；化學(xué)反應(yīng)對(duì)吸收速率的影響，增強(qiáng)因子。

第九章精微

概述典型工藝過(guò)程中的精儲(chǔ)操作、蒸儲(chǔ)操作的目的、原理及實(shí)施方法，蒸儲(chǔ)操作的經(jīng)

濟(jì)性。

雙組分溶液的氣液相平衡相律的應(yīng)用；理想溶液的氣液相平衡及泡、露點(diǎn)計(jì)算；相對(duì)

揮發(fā)度；非理想物系的活度系數(shù)（范拉方程，馬古斯方程）；平衡蒸儲(chǔ)與簡(jiǎn)單蒸鏘

精儲(chǔ)用傳質(zhì)觀點(diǎn)分析精微原理；精鐲過(guò)程數(shù)學(xué)描述一一元過(guò)程法；恒摩爾流的簡(jiǎn)化假

設(shè)，理論板和板效率一一工程簡(jiǎn)化處理方法；加料板上的過(guò)程分析；控制體物料衡算和操作

線方程。

雙組分精微的設(shè)計(jì)型問(wèn)題討論精儲(chǔ)操作型問(wèn)題的命題；分離能力和物料衡算對(duì)精播過(guò)

程的制約和調(diào)節(jié)；靈敏板的概念。

間歇精館間歇精儲(chǔ)過(guò)程的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合。

恒沸精鐲與萃取精儲(chǔ)的基本概念。

多組分精儲(chǔ)基礎(chǔ)流程方案的選擇：泡露點(diǎn)計(jì)算；關(guān)鍵組分和物料衡算（清晰分割法、

全回流近似法）。

第十章氣液傳質(zhì)設(shè)備

氣液傳質(zhì)過(guò)程對(duì)塔設(shè)備的要求。

板式塔板上的氣液接觸狀態(tài)；塔內(nèi)非理想流動(dòng)及其改善；漏夜、液泛及有效操作范圍

（負(fù)荷性能圖）；常用塔板型式及其主要特性；篩板塔內(nèi)的傳質(zhì)（傳質(zhì)系數(shù)和HETP）。

第十一章液液萃取

概述液液萃取的工業(yè)實(shí)例；萃取的目的、原理和實(shí)施方法。

相平衡三角相圖；物料衡算與杠桿定律；部分互溶物系的相平衡；分配系數(shù)與選擇性

系數(shù)。

萃取過(guò)程的計(jì)算單級(jí)萃取，完全互溶物系的相平衡；分配系數(shù)與選擇性系數(shù)。

萃取過(guò)程的計(jì)算單級(jí)萃取，完全不互溶物系萃取操作的計(jì)算。

萃取設(shè)備常用萃取設(shè)備的工作原理；液液傳質(zhì)設(shè)備的特征速度，液泛與兩相極限速度;

影響傳質(zhì)速率的因素；液液傳質(zhì)設(shè)備的特點(diǎn)與選擇，分散相的選擇。

超臨界萃取和液膜萃取超臨界萃取的原理、實(shí)施方法及工業(yè)實(shí)例；液膜萃取的原理、

實(shí)施方法及工業(yè)實(shí)例。

第十二章其它傳質(zhì)分離方法

結(jié)晶結(jié)晶原理；晶習(xí)；溶解度曲線；形成過(guò)飽和度的方法；結(jié)晶速率及影響因素；結(jié)

晶設(shè)備。

吸附吸附原理；常用吸附劑；吸附相平衡；吸附機(jī)理及吸附速率；吸附設(shè)備

膜分離反滲透原理及工業(yè)應(yīng)用；超濾原理及工業(yè)應(yīng)用；電滲析原理及工業(yè)應(yīng)用；氣體

膜分離原理，膜分離設(shè)備。

第十三章熱質(zhì)同時(shí)傳遞的過(guò)程

熱、質(zhì)同時(shí)傳遞過(guò)程的工業(yè)實(shí)例；熱、質(zhì)同時(shí)傳遞過(guò)程的主要特點(diǎn)；過(guò)程的極限一

濕球溫度與絕熱飽和溫度。

第十四章干燥

概述化工產(chǎn)品干燥實(shí)例；固體干燥的目的、原理及實(shí)施方法。

干燥靜力學(xué)濕空氣的狀態(tài)參數(shù)及其計(jì)算；I-H圖及其應(yīng)用；水分在氣固兩相間的平衡

干燥動(dòng)力學(xué)恒定氣流條件下物料的干燥速率及臨界含水量。

干燥過(guò)程計(jì)算間歇干燥過(guò)程的干燥時(shí)間；連續(xù)干燥過(guò)程的特點(diǎn)、物料衡算，熱量衡算

及熱效率。

常用干燥設(shè)備選型原則；常用干燥設(shè)備的主要組成部分及特性。

一些重要概念：

超臨界萃?。河贸R界溫度，臨界壓力狀態(tài)下的氣體作為溶劑，萃取待分離混合物中的

溶質(zhì)，然后采用等溫變壓或等壓變溫等方法將溶劑與溶質(zhì)分離的單元操作。根據(jù)溶劑再生的

方法分①等溫變壓②等壓變溫③吸附吸收（用吸收劑/吸收劑脫除溶劑中的溶質(zhì)）④添加

惰性氣體的等壓法

結(jié)晶：由蒸汽、溶液或熔融物中析出固態(tài)晶體的操作

結(jié)晶速率：成核速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間、單位體積溶液中產(chǎn)生的晶核數(shù)目

晶體成長(zhǎng)速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)晶體平均粒度L的增加量

影響因素：1過(guò)飽和度（T,C）2粘度3密度4位置5攪拌

吸附：利用多孔固體顆粒選擇性地吸附流體的一個(gè)或幾個(gè)組分，從而使流體混合物得以

分離的方法

常用吸附劑：1活性炭2硅膠3活性氧化鋁4各種活性土5合成沸石和天然沸石分子篩

6吸附樹(shù)脂

膜分離：利用固體膜對(duì)流體混合物中組分的選擇性滲透從而分離各個(gè)組分的方法

超濾：以壓差為推動(dòng)力用固體多孔膜截留混合物中的微粒和大分子溶質(zhì)而使溶劑透過(guò)膜

孔的分離操作

電滲析：以電位差為推動(dòng)力，利用離子交換膜的選擇透過(guò)特性使溶液中離子作定向移動(dòng)

以達(dá)到脫除或富集電解質(zhì)的膜分離操作。

流體流動(dòng)——基本概念與基本原理

一、流體靜力學(xué)基本方程式

%=Pi+麗Z|-Z2）

或P=Po+Pgh

注意：I、應(yīng)用條件：靜止的連通著的同一種連續(xù)的流體。

2、壓強(qiáng)的表示方法：絕壓一大氣壓=表壓表壓常由壓強(qiáng)表來(lái)測(cè)量；

大氣壓一絕壓=真空度真空度常由真空表來(lái)測(cè)量。

3、壓強(qiáng)單位的換算：

1atm=760mmHg=10.33mH2O=101.33kPa=1.033kgf/cm2=1.033at

4、應(yīng)用：水平管路上兩點(diǎn)間壓強(qiáng)差與U型管壓差計(jì)讀數(shù)R的關(guān)系：

Py-Pl=（QA—P）gR

處于同一水平面的液體，維持等壓面的條件必須時(shí)靜止、連續(xù)和同一種液體。

二、定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)的連續(xù)性方程式——物料衡算式

力常數(shù)，ws=u]A]p]=u2A2p2=...=〃Ap=常數(shù)

「人=常數(shù)，V=uA=〃A=常數(shù)

vll=U2A2=......

以=常數(shù)，圓形管中流動(dòng)uJu2=A/A\=d"d；

三、定態(tài)流動(dòng)的柏努利方程式——能量衡算式

1kg流體:gZ|+^+/+We=gZ,+4+%+?2rIJ/kg]

p2p2

討論點(diǎn)：1、流體的流動(dòng)滿足連續(xù)性假設(shè)。

2、理想流體，無(wú)外功輸入時(shí),機(jī)械能守恒式：

22

^+―+V=<?Z2+

p2p2

3、可壓縮流體，當(dāng)"制<20%,仍可用上式，且p=0m。

4、注意運(yùn)用柏努利方程式解題時(shí)的一般步驟，截面與基準(zhǔn)面選取的原則。

5、流體密度0的計(jì)算：

xx

理想氣體p=pM/RT混合氣體Pm=P\X、，1+P2v2+…+Pnvn

混合液體-L=ZL+%L+…+也”

PmPmPlPn

上式中：x,?.——體積分率；無(wú)值——質(zhì)量分率。

6、gz,砂/2,pip三項(xiàng)表示流體本身具有的能量，即位能、動(dòng)能和靜壓能。2加為流經(jīng)

系統(tǒng)的能量損失。We為流體在兩截面間所獲得的有效功，是決定流體輸送設(shè)備重要參數(shù)。

輸送設(shè)備有效功率Ne=We-Ws，軸功率N=Ne/〃（W）

7、IN流體"e=AZ+包+?+”/[ml（壓頭）

Pg2g

In?流體=Azpg+△〃+[pa]而△〃/.=盧/小

四、柏努利式中的2加

I.流動(dòng)類型：

1、雷諾準(zhǔn)數(shù)Re及流型Re=dupl/.i,"為動(dòng)力粘度，單位為[Pa-s]；

層流:/?e<2000,溫遮：7?e>4000；2000<Re<4000為不穩(wěn)定過(guò)渡區(qū)。

2、牛頓粘性定律r=〃（d〃/dy）

氣體的粘度隨溫度升高而增加,液體的粘度隨溫度升高而降低.

3、流型的比較：①質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方式；

②速度分布，層流：拋物線型，平均速度為最大速度的0.5倍；

湍流：碰撞和混和使速度平均化。

③阻力，層流：粘度內(nèi)摩擦力，

湍流：粘度內(nèi)摩擦力+湍流應(yīng)力。

II.流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的阻力損失

￡%=%+%[J/kg]

1、直管阻力損失儲(chǔ)=/二=即-范寧公式（層流、湍流均適用）.

'd2p

層流：4=/（Re）即/1=2或〃=必絲哈根一泊稷葉公式。

Refpd2

湍流區(qū)（非阻力平方區(qū)）：f（Re昌;高度湍流區(qū)（阻力平方區(qū)）：2=

d

具體的定性關(guān)系參見(jiàn)摩擦因數(shù)圖，并定量分析加與〃之間的關(guān)系。

Wfer-M“回延J“4X流通截面積

推廣到非圓型管d=內(nèi)=4%=—^——7^2—

潤(rùn)濕周邊長(zhǎng)

注：不能用以來(lái)計(jì)算截面積、流速等物理量。

2

2、局部阻力損失加①阻力系數(shù)法，%=4事么=1。C=0.5

②當(dāng)量長(zhǎng)度法，后=入"

d2

注意：截面取管出口內(nèi)外側(cè)，對(duì)動(dòng)能項(xiàng)及出口阻力損失項(xiàng)的計(jì)算有所不同。

當(dāng)管徑不變時(shí)，%=（/"+?）+=）￡

'd2

流體在變徑管中作穩(wěn)定流動(dòng)，在管徑縮小的地方其靜壓能減小。流體在等徑管中作穩(wěn)定

流動(dòng)流體由于流動(dòng)而有摩擦阻力損失，流體的流速沿管長(zhǎng)不變。流體流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力損失

加所損失的是機(jī)械能中的艇熊項(xiàng)。完全湍流（阻力平方區(qū)）時(shí)，粗糙管的摩擦系數(shù)數(shù)值只

取決于相對(duì)粗糙度。

水由敞口恒液位的高位槽通過(guò)一管道流向壓力恒定的反應(yīng)器，當(dāng)管道上的閥門開(kāi)度減小

時(shí)，水流量將減小,摩擦系數(shù)增大,管道總阻力丕變。

五、管路計(jì)算

I.并聯(lián)管路：1、v=v,+v2+v3

2、叫=叫\(zhòng)=%2=叫3各支路阻力損失相等。

即并聯(lián)管路的特點(diǎn)是：（1）并聯(lián)管段的壓強(qiáng)降相等;

（2）主管流量等于并聯(lián)的各管段流量之和;

（3）并聯(lián)各管段中管子長(zhǎng)、直徑小的管段通過(guò)的遮量小。

II.分支管路：1、v=v,+v2+v3

2、分支點(diǎn)處至各支管終了時(shí)的總機(jī)械能和能量損失之和相等。

六、柏式在流量測(cè)量中的運(yùn)用

1、畢托管用來(lái)測(cè)量管道中流體的點(diǎn)速度。

2、孔板流量計(jì)為定截面變壓差流量計(jì),用來(lái)測(cè)量管道中流體的流量。隨著及增大其孔

流系數(shù)Co先減小，后保持為定值。

3、轉(zhuǎn)子流量計(jì)為定壓差變截面流量計(jì)。注意：轉(zhuǎn)子流量計(jì)的校正。

測(cè)流體流量時(shí)，隨流量增加孔板流量計(jì)兩側(cè)壓差值將增加，若改用轉(zhuǎn)子流量計(jì)，隨流量

增加轉(zhuǎn)子兩側(cè)壓差值將丕變。

離心泵—基本概念與基本原理

一、工作原理

基本部件：崢(6~12片后彎葉片);泵殼(蝸殼)(集液和能量轉(zhuǎn)換裝置)；軸封裝置

(填料函、機(jī)械端面密封)。

原理：借助高速旋轉(zhuǎn)的葉輪不斷吸入、排出液體。

注意：離心泵無(wú)自吸能力，因此在啟動(dòng)前必須先灌至，且吸入管路必須有底閥，否則將

發(fā)生“氣縛”現(xiàn)象。

某離心泵運(yùn)行一年后如發(fā)現(xiàn)有氣縛現(xiàn)象，則應(yīng)檢查進(jìn)口管路是否有泄漏現(xiàn)象。

二、性能參數(shù)及特性曲線

1、壓頭H,又稱揚(yáng)程H=\Z+^-+H.

__________P8

2、有效功率Ne=Wews=HgQp軸功率V=及出

.〃

3、離心泵的特性曲線通常包括H-Q,N-Q,Q曲線，這些曲線表示在一定轉(zhuǎn)速下

輸送某種特定的液體時(shí)泵的性能。由N-Q線上可看出：Q=0時(shí)，N=N2“,所以啟動(dòng)

泵和停泵都應(yīng)關(guān)閉泵的出口閥。

離心泵特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)，泵啟動(dòng)后出水管不出水，而泵進(jìn)口處真空表指示真空度很高，

可能出現(xiàn)的故障原因是吸入管路堵塞。

若被輸送的流體粘度增高，則離心泵的壓頭減小,流量減小,效率減小,軸功率增大。

三、離心泵的工作點(diǎn)

1、泵在管路中的工作點(diǎn)為離心泵特性曲線("—Q)與管路特性曲線(—Q,)的

交點(diǎn)。管路特性曲線為：HU、

2、工作點(diǎn)的調(diào)節(jié)：既可改變H-Q來(lái)實(shí)現(xiàn)，又可通過(guò)改變來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體措施

有改變閥門的開(kāi)度，改變泵的轉(zhuǎn)速，葉輪的直徑及泵的串、并聯(lián)操作。

離心泵的流量調(diào)節(jié)閥安裝在離心泵的出且管路上，開(kāi)大該閥門后，真空表讀數(shù)增大，壓

力表讀數(shù)減小,泵的揚(yáng)程將減小,軸功率將增大。

兩臺(tái)同樣的離心泵典壓頭不變而流量加倍，串聯(lián)則流量不變壓頭加倍。

四、離心泵的安裝高度Hg

為避免氣蝕現(xiàn)象的發(fā)生，離心泵的安裝高度注意氣蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。

1.為操作條件下的允許吸上真空度，m

H/OT為吸入管路的壓頭損失，m。

2.“二4-Pv-(NPSH)r-H"-I(NPSH)r允許氣蝕余量，m

Pg

p“液面上方壓強(qiáng)，Pa；P,,操作溫度下的液體飽和蒸汽壓，Pa。

離心泵的安裝高度超過(guò)允許安裝高度時(shí)會(huì)發(fā)生氣蝕現(xiàn)象。

傳熱——基本概念和基本理論

傳熱是由于溫度差引起的能量轉(zhuǎn)移,又稱熱傳遞。由熱力學(xué)第二定律可知，凡是有溫度

差存在時(shí)，就必然發(fā)生熱從高溫處傳遞到低溫處。

根據(jù)傳熱機(jī)理的不同，熱傳遞有三種基本方式：熱傳導(dǎo)（導(dǎo)熱）、熱對(duì)流（對(duì)流）和熱

輻射。熱傳導(dǎo)是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；熱對(duì)流是流體各部分之間發(fā)生相對(duì)位移所引起的熱傳遞過(guò)程（包

括由流體中各處的溫度不同引起的自然對(duì)流和由外力所致的質(zhì)點(diǎn)的強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)引起的強(qiáng)制對(duì)

通），流體流過(guò)固體表面時(shí)發(fā)生的對(duì)流和熱傳導(dǎo)聯(lián)合作用的傳熱過(guò)程稱為對(duì)流傳熱（給熱）;

熱輻射是因熱的原因而產(chǎn)生的電磁波在空間的傳遞。任何物體只要在絕對(duì)零度以上，都能發(fā)

射輻射能，只是在高溫時(shí)，熱輻射才能成為主要的傳熱方式。傳熱可依靠其中的一種方式或

幾種方式同時(shí)進(jìn)行.

傳熱速率。是指單位時(shí)間通過(guò)傳熱面的熱量（W）;熱通量〃是指每單位面積的傳熱速

率（W/m2）o

一、熱傳導(dǎo)

1.導(dǎo)熱基本方程——傅立葉定律

dQ^-AdS—

dn

X——導(dǎo)熱系數(shù)，表征物質(zhì)導(dǎo)熱能力的大小，是物質(zhì)的物理性質(zhì)之一，單位為W/（m「C）。

純金屬的導(dǎo)熱系數(shù)一般隨溫度升高而降低，氣體的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而增大。

式中負(fù)號(hào)表示熱流方向總是和溫度剃度的方向相反。

2.平壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)

單層平壁：

R

多層（n層）平壁：

0

Q=$:

f=l

公式表明導(dǎo)熱速率與導(dǎo)熱推動(dòng)力（溫度差）成正比，與導(dǎo)熱熱阻（R）成反比。

由多層等厚平壁構(gòu)成的導(dǎo)熱壁面中所用材料的導(dǎo)熱系數(shù)愈大，則該壁面的熱阻愈小，其

兩側(cè)的溫差愈小,但導(dǎo)熱速率相同。

3.圓筒壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)

單層圓筒壁：

仁幺=包或2M4—2)

Q=---------------

hRIn殳

r\

當(dāng)S2/SI>2時(shí)，用對(duì)數(shù)平均值，即：

s）小

當(dāng)S2/SW2時(shí)，用算術(shù)平均值，即：Sm=(S1+S2)/2

多層(n層)圓筒壁：>

一包有石棉泥保溫層的蒸汽管道，當(dāng)石棉泥受潮后，其保溫效果應(yīng)降低,主要原因是因

水的導(dǎo)熱系數(shù)大于保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù),受潮后，使保溫層材料導(dǎo)熱系數(shù)增大，保溫效果降

低。

在包有兩層相同厚度保溫材料的圓形管道上，應(yīng)該將導(dǎo)熱系數(shù)小的材料包在內(nèi)層,其原

因是為了減少熱損失,降低壁面溫度。

二、對(duì)流傳熱

1.對(duì)流傳熱基本方程一牛頓冷卻定律

Q=aS\t

a——對(duì)流傳熱系數(shù)，單位為：W/(m2/C),在換熱器中與傳熱面積和溫度差相對(duì)應(yīng)。

2.與對(duì)流傳熱有關(guān)的無(wú)因次數(shù)群(或準(zhǔn)數(shù))

表1準(zhǔn)數(shù)的符號(hào)和意義

準(zhǔn)數(shù)名稱符號(hào)意義

aL

努塞爾特準(zhǔn)數(shù)

Nu=含有特定的傳熱膜系數(shù)a,表示對(duì)流傳熱的強(qiáng)度

z

Lup

雷諾準(zhǔn)數(shù)Re=反映流體的流動(dòng)狀態(tài)

4

CpN

普蘭特準(zhǔn)數(shù)Pr-反映流體物性對(duì)傳熱的影響

A

吃小L3P2

格拉斯霍夫準(zhǔn)數(shù)Gr=反映因密度差而引起自然對(duì)流狀態(tài)

3.流體在圓形直管中作強(qiáng)制湍流流動(dòng)時(shí)的傳熱膜系數(shù)

對(duì)氣體或低粘度的液體

M/=O.O23Rc0-8Pr”

a=0.023—(^)08(^)n

流體被加熱時(shí)，n=0.4；液體被冷卻時(shí)，n=0.3?

定型幾何尺寸為管子內(nèi)徑4。

定性溫度取流體進(jìn)、出口溫度的算術(shù)平均值。

應(yīng)用范圍為Re>10000,Px0.7~160,(〃力>60。

對(duì)流過(guò)程是流體和壁面之間的傳熱過(guò)程，定性溫度是指確定準(zhǔn)數(shù)中各物性參數(shù)的溫度。

沸騰傳熱可分為三個(gè)區(qū)域,它們是自然對(duì)流區(qū)、泡狀沸騰區(qū)和膜狀沸騰區(qū),生產(chǎn)中的沸

騰傳熱過(guò)程應(yīng)維持在泡狀沸騰區(qū)操作。

無(wú)相變的對(duì)流傳熱過(guò)程中，熱阻主耍集中在傳熱邊界層或滯流層內(nèi),減少熱阻的最有效

的措施是提高流體湍動(dòng)程度。

引起自然對(duì)流傳熱的原因是系統(tǒng)內(nèi)部的溫度差，使各部分流體密度不同而引起上升、下

降的流動(dòng)。

用無(wú)因次準(zhǔn)數(shù)方程形式表示下列各種傳熱情況下諸有關(guān)參數(shù)的關(guān)系：

(1)無(wú)相變對(duì)流傳熱Nu-f(Re,Pr,Gr)

(2)自然對(duì)流傳熱Nit=f(Gr,Pr)

(3)強(qiáng)制對(duì)流傳熱Nu=f(Re,Pr)

在兩流體的間壁換熱過(guò)程中，計(jì)算式0=KSAt,式中加表示為兩流體溫度差的平均值;

S表示為泛指?jìng)鳠崦?，與K相對(duì)應(yīng)。

在兩流體的間壁換熱過(guò)程中，計(jì)算式。=?5加，式中加=儲(chǔ)加或Tm-Tw；S表示為一側(cè)

的傳熱壁面。

滴狀冷凝的膜系數(shù)大于膜狀冷凝膜系數(shù)。

水在管內(nèi)作湍流流動(dòng)時(shí)，若使流速提高至原來(lái)的2倍，則其對(duì)流傳熱系數(shù)約為原來(lái)的

2°8倍。若管徑改為原來(lái)的1/2而流量相同，則其對(duì)流傳熱系數(shù)約為原來(lái)的4°以2°2倍。(設(shè)

條件改變后，仍在湍流范圍)

三、間壁兩側(cè)流體的熱交換

間壁兩側(cè)流體熱交換的傳熱速率方程式

Q=KSMm

式中K為總傳熱系數(shù)，單位為：W/(m2/C)：Afm為兩流體的平均溫度差，對(duì)兩流體作

并流或逆流時(shí)的換熱器而言，

Z=加匚*2

ln(Ar,/Ar)

當(dāng)A“/Af2<2時(shí),Atm可取算術(shù)平均值,即:Afm=(Afi+A/2)/2

基于管外表面積5?的總傳熱系數(shù)Ko

—=—+/??++.^-4-^-

K°aoASmSja,S,

四、換熱器

間壁式換熱器有夾套式、蛇管式、套管式、列管式、板式、螺旋板式、板翅式等。提高

間壁式換熱器傳熱系數(shù)的主要途徑是提高流體流速、增強(qiáng)人工擾動(dòng);防止結(jié)垢，及時(shí)清除污

蚯。消除列管換熱器溫差應(yīng)力常用的方法有三種,即在殼體上加膨脹節(jié)，采用浮頭式結(jié)構(gòu)或

采用U型管式結(jié)構(gòu)。翅片式換熱器安裝翅片的目的是增加傳熱面積：增強(qiáng)流體的湍動(dòng)程度

以提高呢為提高冷凝器的冷凝效果,操作時(shí)要及時(shí)排除不凝氣和冷凝水。

間壁換熱器管壁溫度f(wàn)w接近a大的一側(cè)的流體溫度;總傳熱系數(shù)K的數(shù)值接近熱阻大

的一側(cè)的a值。如在傳熱實(shí)驗(yàn)中用飽和水蒸氣加熱空氣，總傳熱系數(shù)接近于空氣側(cè)的對(duì)流傳

熱膜系數(shù)，而壁溫接近于水蒸氣側(cè)的溫度。

對(duì)于間壁換熱器WhCph（TL4）=WcCpc（f2T）=KSA/m等式成立的條件是穩(wěn)定傳熱、無(wú)熱損

失、無(wú)相變化。

列管換熱器，在殼程設(shè)置折流擋板的目的是增大殼程流體的湍動(dòng)程度，強(qiáng)化對(duì)流傳熱，

提高a值，支撐管子。

在確定列管換熱器冷熱流體的流徑時(shí)，一般來(lái)說(shuō)，蒸汽走管外；易結(jié)垢的流體走管內(nèi)；

高壓流體走管內(nèi)；有腐蝕性的流體走管內(nèi)；粘度大或流量小的流體走管外。

蒸鐳——基本概念和基本原理

利用各組分捶卷度丕圓將液體混合物部分汽化而使混合物得到分離的單元操作稱為蒸鐲。這

種分離操作是通過(guò)液相和氣相之間的質(zhì)量傳遞過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

對(duì)于均相物系，必須造成一個(gè)兩相物系才能將均相混合物分離。蒸儲(chǔ)操作采用改變狀態(tài)

參數(shù)的辦法（如加熱和冷卻）使混合物系內(nèi)部產(chǎn)生出第二個(gè)物相（氣相）；吸收操作中則采

用從外界引入另一相物質(zhì)（吸收劑）的辦法形成兩相系統(tǒng)。

一、兩組分溶液的氣液平衡

1.拉烏爾定律

理想溶液的氣液平衡關(guān)系遵循拉烏爾定律:

PA=PA°XA〃B=PB°XB=PB°（1-XA）

根據(jù)道爾頓分壓定律：PA=P〉A(chǔ)而P=PA+PB

則兩組分理想物系的氣液相平衡關(guān)系：

.P-PH°------泡點(diǎn)方程

蛇------露點(diǎn)方程

人P

對(duì)于任一理想溶液，利用一定溫度下純組分飽和蒸汽壓數(shù)據(jù)可求得平衡的氣液相組成；

反之，已知一相組成，可求得與之平衡的另一相組成和溫度（試差法）。

2.用相對(duì)揮發(fā)度表示氣液平衡關(guān)系

溶液中各組分的揮發(fā)度v可用它在蒸汽中的分壓和與之平衡的液相中的摩爾分率來(lái)表

示，即fA=-b>B=—

溶液中易揮發(fā)組分的揮發(fā)度對(duì)難揮發(fā)組分的揮發(fā)度之比為相對(duì)揮發(fā)度。其表達(dá)式有：

a=―四/絲=海

%"A/“B^B-^A

對(duì)于理想溶液:a=A

PS

氣液平衡方程：y、一-ax

l+(a-l)x

色值的大小可用來(lái)判斷蒸儲(chǔ)分離的難易程度。出愈大，揮發(fā)度差異愈大，分離愈易；a=l

時(shí)不能用普通精餛方法分離。

3.氣液平衡相圖

(1)溫度一組成Ct-x-y)圖

該圖由飽和蒸汽線(露點(diǎn)線)、飽和液體線(泡點(diǎn)線)組成，飽和液體線以下區(qū)域?yàn)橐?/p>

相區(qū),飽和蒸汽線上方區(qū)域?yàn)檫^(guò)熱蒸汽區(qū),兩曲線之間區(qū)域?yàn)闅庖汗泊鎱^(qū)。

氣液兩相呈平衡狀態(tài)時(shí),氣液兩相溫度相同,但氣相組成大于液相組成:若氣液兩相組

成相同,則氣相露點(diǎn)溫度大土液相泡點(diǎn)溫度。

(2)x-y圖

x-y圖表示液相組成x與之平衡的氣相組成)，之間的關(guān)系曲線圖，平衡線位于對(duì)角線的

上方。平衡線偏離對(duì)角線愈遠(yuǎn)，表示該溶液愈易分離?？倝簩?duì)平衡曲線影響不大。

二、精儲(chǔ)原理

精餓過(guò)程是利用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理進(jìn)行的，精儲(chǔ)操作的依據(jù)是混合物

中各組分揮發(fā)度的差異,實(shí)現(xiàn)精儲(chǔ)操作的必要條件包括塔頂液相回流和塔底產(chǎn)生上升蒸汽。

精儲(chǔ)塔中各級(jí)易揮發(fā)組分濃度由上至下逐級(jí)降低;精儲(chǔ)塔的塔頂溫度總是低王塔底溫度，原

因之一是：塔頂易揮發(fā)組分濃度高于塔底，相應(yīng)沸點(diǎn)較低;原因之二是：存在壓降使塔底壓

力高于塔頂，塔底沸點(diǎn)較高。

當(dāng)塔板中離開(kāi)的氣相與液相之間達(dá)到相平衡時(shí),該塔板稱為理論板。

精儲(chǔ)過(guò)程中，再沸器的作用是提供一定量的上升蒸汽流,冷凝器的作用是提供塔頂液相

產(chǎn)品及保證由適宜的液相回流。

三、兩組分連續(xù)精儲(chǔ)的計(jì)算

1.全塔物料衡算

總物料衡算：F=D+W

易揮發(fā)組分：=Dxn+Wrw

塔頂易揮發(fā)組分回收率：%=當(dāng)

DFXF

塔底難揮發(fā)組分回收率:_W(17w)

VW—~T~,-

尸(1一4)

精儲(chǔ)段物料衡算和操作線方程

總物料衡算：V=L+D

易揮發(fā)組分：Vyn+i=Lxn4-DXD

操作線方程：=—xn+工

其中：R=UD——回流比

上式表示在一定操作條件下，精儲(chǔ)段內(nèi)自任意第n層板下降的液相組成為與其相鄰的下

一層板（第n+1層板）上升蒸汽相組成用+i之間的關(guān)系。在x—v坐標(biāo)上為直線，斜率為R/R+1,

截距為Xy）!R+\o

2.提儲(chǔ)段物料衡算和操作線方程

總物料衡算：L'^V'+W

易揮發(fā)組分：L'x'm=丫乂田+皿/w

J'W

操作線方程：y'm+i--x'm-^xw

上式表示在一定操作條件下，提饋段內(nèi)自任意第m層板下降的液相組成上卜與其相鄰的

下一層板（第m+1層板）上升蒸汽相組成小田之間的關(guān)系,〃除與L有關(guān)外，還受進(jìn)料量

和進(jìn)料熱狀況的影響。

四、進(jìn)料熱狀況參數(shù)

實(shí)際操作中，加入精儲(chǔ)塔的原料液可能有五種熱狀況：（1）溫度低于泡點(diǎn)的冷液體；（2）

泡點(diǎn)下的飽和液體；（3）溫度介于泡點(diǎn)和露點(diǎn)的氣液混合物；（4）露點(diǎn)下的飽和蒸汽；（5）

溫度高于露點(diǎn)的過(guò)熱蒸汽。

上￡將出“播料變?yōu)轱柡驼羝詿崃?/p>

qIy-IL原料液的千摩爾汽化酒四

不同進(jìn)料熱狀況下的q值

進(jìn)料熱狀況冷液體飽和液體氣液混合物飽和蒸汽過(guò)熱蒸汽

q值>110~10<0

對(duì)于飽和液體、氣液混合物和飽和蒸汽進(jìn)料而言,q值等于進(jìn)料中的液相分率。

L'=L+qFV=V'+（1-"

q線方程（進(jìn)料方程）為：y=，_x-上

q-\q-\

上式表示兩操作線交點(diǎn)的軌跡方程。

塔底再沸器相當(dāng)于一層理論板（氣液兩相平衡），塔頂采用分凝器時(shí)，分凝器相當(dāng)于一層

理論板。由于冷液進(jìn)料時(shí)提儲(chǔ)段內(nèi)循環(huán)量增大，分離程度提高，冷液進(jìn)料較氣液混合物進(jìn)料

所需理論板數(shù)為少。

五、回流比及其選擇

（1）全回流

R=L/D=8,操作線與對(duì)角線重合，操作線方程y后加一I，達(dá)到給定分離程度所需理論板層

數(shù)最少為Nmin。

（2）最小回流比

當(dāng)回流比逐漸減小時(shí)，精微段操作線截距隨之逐漸增大,兩操作線位置將向平衡線靠近，

為達(dá)到相同分離程度所需理論板層數(shù)亦逐漸埴多。達(dá)到恒濃區(qū)（夾緊區(qū)）回流比最小,所需

理論板無(wú)窮多。

I.正常平衡線

KinXD-力

Knin+1X「Xq

飽和液體進(jìn)料時(shí)：Xq=XF

飽和蒸汽進(jìn)料時(shí)：為=）午

II.不正常平衡線

由a（3，沖）或C（XW，XW）點(diǎn)向平衡線作切線，由切線斜率或截距求Rmin。

（3）適宜回流比

R=（1.1-2）Rmin

精儲(chǔ)設(shè)計(jì)中，當(dāng)回流比增大時(shí)所需理論板數(shù)減少，同時(shí)蒸儲(chǔ)釜中所需加熱蒸汽消耗量增

加，塔頂冷凝器中冷卻介質(zhì)消耗量增加，操作費(fèi)用相應(yīng)增加,所需塔徑增大。

精鐳操作時(shí)，若F、D、沖、q、R、加料板位置都不變，將塔頂泡點(diǎn)回流改為冷回流，

則塔頂產(chǎn)品組成必變大。

精儲(chǔ)設(shè)計(jì)中，回流比愈大,操作能耗愈大,隨著回流比逐漸增大，操作費(fèi)和設(shè)備費(fèi)的總

和將呈現(xiàn)先減小后增大的過(guò)程。

六、板效率和實(shí)際塔板數(shù)

1.單板效率（默弗里效率）

2.全塔效率

月=叢

精館塔中第塊理論板,Jn+l<yn>tn.\<tn，yn>Xn-l?

精儲(chǔ)塔中第塊實(shí)際板，Xn*<Xn，升*>）%。

如板式塔設(shè)計(jì)不合理或操作不當(dāng)，可能產(chǎn)生液泛、漏液、及霧沫夾帶等不正?，F(xiàn)象,使

塔無(wú)法正常工作。

負(fù)荷性能圖有五條線，分別是霧沫夾帶、液泛、漏液、液相負(fù)荷上限和液相負(fù)荷下限。

吸收——基本概念和基本原理

利用各組分圈解度不同而分離氣體混合物的單元操作稱為吸收?；旌蠚怏w中能夠溶解

的組分稱為吸收質(zhì)或溶質(zhì)（A）;不被吸收的組分稱為惰性組分或載體（B）;吸收操作所用

的溶劑稱為吸收劑（S）：吸收所得溶液為吸收液（S+A）；吸收塔排出的氣體為吸收尾氣。

當(dāng)氣相中溶質(zhì)的的實(shí)際分壓高于與液相成平衡的溶質(zhì)分壓時(shí)，溶質(zhì)從氣相向液相轉(zhuǎn)移,

發(fā)生吸收過(guò)程；反之當(dāng)氣相中溶質(zhì)的的實(shí)際分壓低壬與液相成平衡的溶質(zhì)分壓時(shí)，溶質(zhì)從液

相向氣相轉(zhuǎn)移，發(fā)生脫吸（解吸）過(guò)程。

一、氣-液相平衡-------傳質(zhì)方向與傳質(zhì)極限

平衡狀態(tài)下氣相中溶質(zhì)分壓稱為平衡分壓或飽和分壓，液相中的溶質(zhì)濃度稱為平衡濃

度或飽和濃度------溶解度。

對(duì)于同一種溶質(zhì)，溶解度隨溫度的升高而減小,加壓和降溫對(duì)吸收操作有利,升溫和

減壓有利于脫吸操作。

亨利定律：p*=Ex——E為亨利系數(shù)，單位為壓強(qiáng)單位，隨溫度升高而增大，難溶氣體

(稀溶液)E很大，易溶氣體E很小。對(duì)理想溶液E為吸收質(zhì)的飽和蒸氣壓。

p*=c/H—H為溶解度系數(shù)，單位：kmol/(kN-m),H=p/(EMS),隨溫度升高

而減小，難溶氣體H很小，易溶氣體H很大。

y*=mx------m相平衡常數(shù)，無(wú)因次，m=E/尸，m值愈大，氣體溶解度愈?。?/p>

m隨溫度升高而增加，隨壓力增加而減小。

y*=mX——當(dāng)溶液濃度很低時(shí)大多采用該式計(jì)算。

X=x/(l-x);y=y/(l-y);——摩爾分率，X,Y-——摩爾比濃度

二、傳質(zhì)理論——傳質(zhì)速率

分子擴(kuò)散——憑借流體分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)傳遞物質(zhì)的現(xiàn)象。推動(dòng)力為濃度差，由菲克定

律描述：JA=—2B也

dZ

JA—擴(kuò)散通量，kmol/(m2s)DAB—擴(kuò)散系數(shù)

渦流擴(kuò)散一憑借流體質(zhì)點(diǎn)的湍動(dòng)和旋渦傳遞物質(zhì)的現(xiàn)象。

等分子反向擴(kuò)散傳質(zhì)速率：氣相內(nèi)NJSN'-P。

ARTZ

液相內(nèi)NA=",)一%)

單相擴(kuò)散傳質(zhì)速率：

氣相內(nèi)=

cRTZptim

液相內(nèi)7VA(cAi-cA)=*,(cAi-cA)

Zc

其中P/pBm>l為漂流因數(shù)，反映總體流動(dòng)對(duì)傳質(zhì)速率的影響。

一般而言，雙組分等分子反向擴(kuò)散體現(xiàn)在精向單元操作中,而一組分通過(guò)另一組分的單

相擴(kuò)散體現(xiàn)在吸收單元操作中。

氣相中，溫度升高物質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)增大,壓強(qiáng)升高則擴(kuò)散系數(shù)降低;液相中粘度增加擴(kuò)

散系數(shù)降低。

在傳質(zhì)理論中有代表性的三個(gè)模型分別為雙膜理論、溶質(zhì)滲透理論和表面更新理論。

傳質(zhì)速率方程——傳質(zhì)速率=傳質(zhì)推動(dòng)力/傳質(zhì)阻力

N=ka(p-pi)=kL(ci-c')=ky(Y-Yi)=kx(Xi-X)

N=KG(P-P*)=KL(C*-C)=KY(Y-Y*)=KX(X*-X)

注意傳質(zhì)系數(shù)與推動(dòng)力相對(duì)應(yīng)，即傳質(zhì)系數(shù)與推動(dòng)力的邈二M，傳質(zhì)系數(shù)的單位與推

動(dòng)力的單位一致。

吸收系數(shù)之間的關(guān)系:

11111H

---=----1-----—=---1---

KG%限KL左L%G

11m111

---=----1------=----1-----

KY%Y%XKxkxinky

k、—P/CQkx=Ck]

氣膜控制與液膜控制的概念

對(duì)于易溶氣體,H很大，傳質(zhì)阻力絕大部分存在于氣膜之中，液膜阻力可以忽略，此時(shí)

KGMG，這種情況稱為“氣膜控制”:反之，對(duì)于難溶氣體,H很小，傳質(zhì)阻力絕大部分存在

于液膜之中，氣膜阻力可以忽略，此時(shí)凡攻，這種情況稱為“液膜控制”。

三、物料衡算——操作線方程與液氣比

全塔物料衡算:逆流操作

V(Yl-Y2)=L(X,-X2)

吸收操作線方程:1一塔底，2-塔頂

丫++『8

吸收操作時(shí)塔內(nèi)任一截面上溶質(zhì)在氣相中的實(shí)際分壓總是直王與其接觸的液相平衡分

壓，所以吸收操作線總是位于平衡線的上方。

最小液氣比：機(jī)L號(hào)液氣比即操作線的斜率

若平衡關(guān)系符合亨利定律，則

溶劑改性

改變平衡關(guān)系卜〉降低溫度

增加傳質(zhì)推動(dòng)力HL提高壓力

提高吸收效率的途徑T僧加液氣比

械小傳質(zhì)阻力卜采用新型填料

增加吸收劑用量，操作線斜率增大,操作線向遠(yuǎn)離平衡線的方向偏移，吸收過(guò)程推動(dòng)力

增大,設(shè)備費(fèi)用減少。

四、填料層高度計(jì)算

氣液相平衡、傳質(zhì)速率和物料衡算相結(jié)合取微元物料衡算求得填料層高度。

填料層高度=傳質(zhì)單元高度X傳質(zhì)單元數(shù)

即Z=〃0GxN0G="OLxNOL=HGXNG=HLXNL

NOG氣相總傳質(zhì)單元數(shù)（氣體流經(jīng)一段填料后其組成變化等于該段填料的總的平均

推動(dòng)力則為一個(gè)傳質(zhì)單元）

HOG氣相總傳質(zhì)單元高度（一個(gè)傳質(zhì)單元所對(duì)應(yīng)的填料高度）

VYY2

1.平均推動(dòng)力法（適合平衡線為直線）：Z=HncxNac='~

000°A?

對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力Ay二河-M

2.脫吸因數(shù)法（平衡線為直線）:

)Y-Y

心=丁”(7)十寸+5]

1d‘2一’2

5一脫吸因數(shù)，平衡線與操作線斜率之比（mV/L）,反映吸收推動(dòng)力的大小。S增大,

液氣比減小，吸收推動(dòng)力變小，NOG增大

氣體吸收中，表示設(shè)備（填料）效能高低的一個(gè)量是傳質(zhì)單元高度,表示傳質(zhì)任務(wù)難易

程度的一個(gè)量是傳質(zhì)單元數(shù)。

華東理工大學(xué)2010年化工原理部分考研真題

一、簡(jiǎn)答題（10道題的順序可能和真題不一樣，但是內(nèi)容一致）：

I.等板高度HETP的含義是什么？

答：分離效果相當(dāng)于一塊理論板的填料塔高度。

2.常用的吸附劑有哪些？

答：活性炭，硅膠，活性氧化鋁，活性土，沸石分子篩，吸附樹(shù)脂等。

3.萃取溶劑的必要條件是什么？

答：1.與物料中B組分不互溶；2.對(duì)組分A具有選擇性溶解。

4.何謂載點(diǎn)，泛點(diǎn)？

答：載點(diǎn)：氣液兩相流動(dòng)的交互作用開(kāi)始變得比較顯著的操作狀態(tài)；

泛點(diǎn)：氣速進(jìn)一步增大至壓降陡增，在壓降■■氣速曲線圖表現(xiàn)為曲線斜率趨于垂直的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

5.攪拌器應(yīng)具備哪兩種功能？強(qiáng)化攪拌的工程措施有哪些？

答：功能：1.產(chǎn)生總體流動(dòng)；2.產(chǎn)生湍動(dòng)或剪切力場(chǎng)。

措施：1.提高轉(zhuǎn)速；2.阻止液體圓周運(yùn)動(dòng)，如加檔板，攪拌器離心或者傾斜安裝；3.安裝導(dǎo)流筒，消除短路，死

區(qū)。

6.非牛頓型流體中，塑性流體的特點(diǎn)？

答：只有施加的剪應(yīng)力超過(guò)某一臨界值時(shí)才開(kāi)始流動(dòng)，流動(dòng)后多數(shù)具有剪切稀化特性，少數(shù)也具有剪切增稠特性。

7.臨界含水量受哪些因素影響？

答：1.物質(zhì)本身性質(zhì)，結(jié)構(gòu)，分散程度；2.干燥介質(zhì)條件：氣速，溫度，濕度。

8.液體沸騰的另個(gè)必要條件？

答：1.過(guò)熱度：2.汽化核心。

9.什么是自由沉降速度？

答：重力作用下，沉降速度的增大，顆粒受阻力增大，當(dāng)阻力等于其重力時(shí)的速度。

10.數(shù)學(xué)模型法的主要步驟有哪些？

答：1.簡(jiǎn)化物理模型；2.建立數(shù)學(xué)模型；3.參數(shù)測(cè)定，模型檢驗(yàn)。

二、帶泵管路

如圖，用離心泵把水從A輸送到E點(diǎn)，各段管路管徑均為106mmx3mm,入=0.03,AB段，DE段長(zhǎng)度均為20m,

CD段埋地下，長(zhǎng)度為3000m。離心泵的特性曲線為He=10+5xl05qv。

（1）管路液體流量、離心泵的有效功率。

（2）管路正常時(shí)，DE上的孔板流量計(jì)高度差為R=200mm,現(xiàn)在CD段漏液，漏液量為0.004m3/s,此時(shí)孔板流

量計(jì)高度差為R=160mm,（孔板流量計(jì)CO為常數(shù)）求此時(shí)離心泵出口壓強(qiáng)為多少。

三吸收

有一吸收塔，吸收劑為清水（x2=0）,采用液氣比L/G=1.25,相平衡方程為y=1.25x,氣體進(jìn)口濃度y1=0.05,

氣體出口濃度為y2=0.01。現(xiàn)用兩個(gè)這樣的吸收塔聯(lián)立操作，如下圖a、b、c情況。求：

（Da.b、c三種情況的回收率n各是多少？

（2）比較a、b、c三種情況，并說(shuō)明原因。

（3）定性畫出三種情況的操作線。

四、精微

有一精微塔，塔釜采用間接蒸汽加熱，飽和蒸汽進(jìn)料，F(xiàn)=150kmol/h,相對(duì)揮發(fā)度a=2.47,回流比為4,進(jìn)料濃

度為0.4（mol分?jǐn)?shù)，下同），釜液濃度為0.03,要求輕組分回收率為0.97。求：

（I）塔頂溜出液濃度XD,D以及W。

（2）精鏘操作線和提留操作線方程。

（3）實(shí)際回流比是最小回流比的多少倍？

（4）第二塊理論板上升的氣相濃度以及下降的液相濃度。

（5）全回流時(shí)，若第一板下降液相濃度為0.97,求第二塊板的弗默里效率。

五、非定態(tài)傳熱

有一個(gè)鋼球，直徑為Dp,密度為pp,比熱容為Cp,同空氣接觸，空氣溫度為I,且保持不變，設(shè)t時(shí)刻，鋼球

的溫度為T,且溫度均勻，初始時(shí)刻鋼球溫度為T0,鋼球給熱系數(shù)為a,求：

（1）鋼球溫度T與t的關(guān)系式T=f（T）o

（2）若T0=150℃,30s后T=135℃,空氣溫度為25℃,Cp=460J/（kg℃）,pp=7850kg/m3,Dp=25mm。求a.

華東理工大學(xué)2009年化工原理部分考研真題

一。簡(jiǎn)答題（30分）

1.什么是離心泵的氣縛及汽蝕現(xiàn)象？在工業(yè)應(yīng)用中分別如何預(yù)防？

2.列舉三種常用的攪拌器，并簡(jiǎn)要說(shuō)明其特點(diǎn)。

3.簡(jiǎn)述數(shù)學(xué)模型法的主要步驟。

4.簡(jiǎn)述輻射傳熱中黑體及灰體的概念。

5.什么是傳質(zhì)單元數(shù)和傳質(zhì)單元高度？?jī)烧叻謩e與哪些因素有關(guān)？

6.列舉氣液傳質(zhì)設(shè)備中常用的三種除沫器。

7.簡(jiǎn)述（三元物系）萃取過(guò)程中的臨界混溶點(diǎn)，分配系數(shù)及選擇系數(shù)。

8.結(jié)晶操作中，晶核的成核機(jī)理有哪幾種？一般工業(yè)結(jié)晶操作采用哪種機(jī)理？

9.簡(jiǎn)述吸附操作中的負(fù)荷曲線，濃度波及透過(guò)曲線的概念。

10.什么是不飽和濕空氣的露點(diǎn)，濕球溫度及絕熱飽和溫度。

09

一。簡(jiǎn)答題（30分）

I.什么是離心泵的氣縛及汽蝕現(xiàn)象？在工業(yè)應(yīng)用中分別如何預(yù)防？

2.列舉三種常用的攪拌器，并簡(jiǎn)要說(shuō)明其特點(diǎn)。

3.簡(jiǎn)述數(shù)學(xué)模型法的主要步驟。

4.簡(jiǎn)述輻射傳熱中黑體及灰體的概念。

5.什么是傳質(zhì)單元數(shù)和傳質(zhì)單元高度？?jī)烧叻謩e與哪些因素有關(guān)？

6.列舉氣液傳質(zhì)設(shè)備中常用的三種除沫器。

7.簡(jiǎn)述（三元物系）萃取過(guò)程中的臨界混溶點(diǎn)，分配系數(shù)及選擇系數(shù)。

8.結(jié)晶操作中，晶核的成核機(jī)理有哪兒種？一般工業(yè)結(jié)晶操作采用哪種機(jī)理？

9.簡(jiǎn)述吸附操作中的負(fù)荷曲線，濃度波及透過(guò)曲線的概念。

10.什么是不飽和濕空氣的露點(diǎn)，濕球溫度及絕熱飽和溫度。

2m3的罐子，298K,?=2.5X10-6（pa-p）,然后算什么進(jìn)出的。

華東理工大學(xué)二O0七年碩士研究生入學(xué)考試試題

（答案必須寫在答題紙上，寫在試題上無(wú)效）

考試科目代碼及名稱：401化」原理