化工原理知识点总结复习重点完美版

1、能量形式詈+zig=岸+Z2g水平面上各点压力都相等。第一章、流体流动流体静力学 流体动力学 流体流动现象、流体静力学:压力的表征：静止流体中，在某一点 单位面积上所受的压力，称为静压力，简称压力,俗称压强。表压强（力）=绝对压强（力）- -大气压强（力）真空度=大气压强- -绝对压JkJk大气压力、绝对压力、表压力（或真空度）之间的关系流体静力学方程式及应用:压力形式P2 = Pi + pg（乙-Z2）备注：1 1）在静止的、连续的同一液体内，处于同一此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。应用:U 型压差计Pi P2 = (pQ P)gR倾斜液柱压差计微差压差计四、流动阻力、复杂管

2、路、流量计、流体动力学流量体积流量Vsm m 3 3/s/s质量流速G kg/mkg/m 2 2s s（平均）流速u m/sm/sG=u连续性方程及重要引论:U2Ui一实际流体的柏努利方程及应用以单位质量流体为基准:以单位重量流体为基准:输送机械的有效功率:输送机械的轴功率:应用解题要点:1 1、作图与确定衡算范围2 2、2m ms=GA=GA= n /4d/4d G G2V Vs=uA=uA= n /4d/4d u u（例题作业题）zig+S22 Dl1 2+ 卡+ We =Z2g +尹2zi + 丄 ui2 22gNe =msWeNeN弋质量流量ms=Vs pmskg/skg/sP2P2

3、+W+WfJ/kgJ/kgJ/N=mJ/N=m（运算效率进行简单数学变换）: :指明流体流动方向，定出上、下游界面;截面的选取：两截面均应与流动方向垂直;基准水平面的选取：任意选取，必须与地面平行，用于确定流体位能的大小;两截面上的压力：单位一致、表示方法一致;单位必须一致：有关物理量的单位必须一致相匹配。Re2000Re2000(2(2)过渡区20002000 Re4000Re4000Re4000ReRe值，更重三、流体流动现象:流体流动类型及雷诺准数:(1(1)层流区(3(3)湍流区本质区别：(质点运动及能量损失区别)层流与端流的区分不仅在于各有不同的要的是两种流型的质点运动方式有本质区别

4、。流体在管内作层流流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动，各质点互不碰撞，互不 混合流体在管内作湍流流动时，其质点作不规则的杂乱运动并相互碰撞，产生大大小小的旋 涡。由于质点碰撞而产生的附加阻力较自黏性所产生的阻力大得多，所以碰撞将使流体前进 阻力急剧加大。管截面速度大小分布:无论是层流或揣流，在管道任意截面上，流体质点的速度均沿管径而变化，管壁处速度 为零，离开管壁以后速度渐增，到管中心处速度最大。层流：1 1、呈抛物线分布；2 2、管中心最大速度为平均速度的 2 2倍。湍流：1 1、层流内层；2 2、过渡区或缓冲区；3 3、湍流主体湍流时管壁处的速度也等于零，靠近管壁的流体仍作层流流动，这

5、-作层流流动的流体 薄层称为层流内层或层流底层。自层流内层往管中心推移，速度逐渐增大，出现了既非层流 流动亦非完全端流流动的区域，这区域称为缓冲层或过渡层，再往中心才是揣流主体。层流 内层的厚度随Re值的增加而减小。层流时的速度分布1UUmax湍流时的速度分布u 止 0.8Umax当量直径：dede =4=4 r H （ 4 4倍水力半径）四、流动阻力、复杂管路、流量计:计算管道阻力的通式:（伯努利方程损失能）非圆直管道Apf = PWf非圆管当量直径:A水力半径：5 =n（流体在通道里的流通截面积A A与润湿周边长n之比）流量计概述：（节流原理）孔板流量计是利用流体流经孔板前后产生的压力差来

6、实现流量测量。孔板流量计的特点：恒截面、变压差，为差压式流量计。文丘里流量计的能量损失远小于孔板流量计。转子流量计的特点：恒压差、恒环隙流速而变流通面积，属截面式流量计。复杂管路：（了解）并联管路各支路的能量损失相等，主管的流量必等于各支管流量之和。第二章、流体输送机械、离心泵的结构和工作原理、特性参数与特性曲线三、气蚀现象与安装高度四、工作点及流量调节范宁公式的几种形式:圆直管道u2 22运算时，关键是找出 几值般题目会告诉,仅用于期末考试，考研需扩充离心泵：电动机T流体（动能）转化一-静压能离心泵的主要部件:叶轮、离心泵的结构和工作原理:离心泵的的启动流程：吸液（管泵，无自吸能力）轴封装置

7、其作用是防止泵壳内高压液体沿轴漏出或外界空气吸入泵的低压区。常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种。气缚现象：离心泵启动前泵壳和吸入管路中没有充满液体，则泵壳内存有空气，而空气的密度又远小于液体的密度，故产生的离心力很小，因而叶轮中心处所形成的低压不足以将泵壳液体的汇集与能量的转换泵轴排放密封填料密封机械密封（高级）能）。叶轮其作用为将原动机的能量直接传给液体,以提高液体的静压能与动能（主要为静压泵壳具有汇集液体和能量转化双重功能。贮槽内液体吸入泵内，此时虽启动离心泵，也不能输送液体，此种现象称为气缚现象，表明离心泵无自吸能力。因此，离心泵在启动前必须灌泵。汽蚀现象：汽蚀现象是指当泵入口处压力

8、等于或小于同温度下液体的饱和蒸汽压时，液体发生汽化，气泡在高压作用下，迅速凝聚或破裂产生压力极大、频率极高的冲yflyfl1n 2900F-p-m179-19-1、厶1 1 11/1 1 J J/1 1 T T4 4 jfijfiIQIQ/N N aoao旳5 5眩4040时击，泵体强烈振动并发出噪音，液体流量、 压头（出口压力）及效率明显下降。这种现 象称为离心泵的汽蚀。、特性参数与特性曲线：f ft t1130UO30UO离心泵的性能下降，泵的流量、的有效为防止气蚀现象发生，在离心泵人口处液体的静压头（pi/pg）与动压头（u ui2 2/2/2 g g） 之和必须大于操作温度下液体的饱和

9、蒸气压头（p pv/p/pg）某一数值，此数值即为离心泵的气蚀余量。流量Q:离心泵在单位时间内排送到管路系统的液体体积。压头（扬程）H:离心泵对单位重量（1N1N）的液体所提供的有效能量。效率n n :总效率n n iih h轴功率N :泵轴所需的功率Nn n-Q-Q曲线对应的最高效率点为设计点, 对应的Q Q、H H、N N值称为最佳工况参数, 铭牌所标出的参数就是此点的性能参 数。（会使用ISIS水泵特性曲线表，书P117P117)三、气蚀现象与安装高度：气蚀现象的危害:压头和效率均降低。若生成大量的气泡，则可能出现气缚 现象，且使离心泵停止工作。产生噪声和振动，影响离心泵的正常运行和工作

10、环境。泵壳和叶轮的材料遭受损坏，降低了泵的使用寿命。解决方案：为避免发生气蚀，就应设法使叶片入口附近的压强高于输送温度下的液体饱和蒸气压。通常，根据泵的抗气蚀性能，合理地确定泵的安装高度，是防止发生气蚀现象 措施。离心泵的汽蚀余量:2NPSH=巴 + 土 _旦_pg 2gpgUiNPSHJ Hs Hg抗气蚀性能好必须汽蚀余量：（NPSH）r离心泵的允许吸上真空度:町H：离心泵的允许吸上真空度,指在泵人口处可允许达到的最高真空度” m m液柱 P.当地大气压强,PH；P,P,泵吸人口处允许的低绝对压强，PA;P被输送液体的密度.kg/Tn.kg/Tn离心泵的允许安装高度 H Hg （低于此高度0

11、.5-1m0.5-1m ）：比=了 - - HA* -看-（NPSH）- %T关离心泵先关阀门，后关电机，开离心泵先关出口阀，再启动电机。四、工作点及流量调节:管路特性与离心泵的工作点：比Z+GZ+G + +字+乩W W由两截面的伯努利方程所得尽= =P P + + fcfc + +珂入+ ?.+-管路系统的输送量,n?/hn?/h4 4路截面积,n?n?。乩=/（決）爪=K K + + /（Q Q）a呼吃+订顾舘y厂B治诃;全程化简。,/3,/3 60046004） :泵特性方程，H H = =Q； Qu 仇管路待性方程 耳=K K + +联解既得工作点。离心泵的流量调节:1 1、改变阀门的

12、开度（改变管路特性曲线）2 2、1 1、旁路调节;2 2、改变活塞冲程和往复次数。改变泵的转速（改变泵的特性曲线）；减小叶轮直径也可以改变泵的特性曲线，但一般不用。泵串联（压头大）或并联（流速大）往复泵的流量调节:第三章、非均相物系的分离（密度不同）、重力沉降、离心沉降三、过滤、重力沉降:沉降过程:阻力fdfd浮力(K2.62(K2.62 )过渡区或艾伦定律区:(1Re(1Re t10103 3)(2.62K69.1)(2.62K69.1)湍流区或牛顿定律区:(10(103 3ReRet269.1)(K69.1)相应沉降速度计算式:（公式不用记，掌握运算方法）湍流区心.74.74严严1、试差法

13、:Ut有效。Ut。F. - Fb - Fg U ma先加速（短），后匀速（长）沉降过程。流型及沉降速度计算：（参考作业及例题）层流区（滞流区）或斯托克斯定律区：（1010-4-4ReRet11）滞流区过渡但计算方法:即先假设沉降属于某一流型（譬如层流区），则可直接选用与该流型相应的沉降速度公式计算Ut，然后按Ut检验ReRe值是否在原设的流型范围内。如果与原设一致，则求得的否则，按算出的ReRet值另选流型，并改用相应的公式求 2 2、摩擦数群法：书p149p1493 3、K值法：书p150p150为满足除尘要求，气体在降尘室内的停留时间至少等于颗粒的沉降时间，所以:降尘室的长度,m;m;-降

14、尘室的高度.m;.m;b-尘室的宽度.m;.m;气体在降尘室的水平通过速度,m/sm/s沉降设备:则位于降尘室最高点的颗.粒沉降至室底需要的时间为气律通过降尘室的时间为单层降尘室生产能力：VSblUt （与高度H H无关，注意判断选择填空题）多层降尘室：VSqq2qq3qqnSalSal = =bj J J：27r(27r( FL )InIn仝2nL(I(I -(4)-(4)55 2 2如 7)SA =MVQ* A 乙 |5.t-it-i( (n n层)保温层的临界直径:Q=Q= KSt mAtmg（皿需大于4141）InAt 2ti通常，热损失随保温层厚度的增加而减少。但是在小直径圆管外包扎

15、性能不良的保温材才有意义）、总传热：（参考习题及例题）热量衡算:dQdQ 二 J Wd/ 工-流体的质量流量，炖/h/h或kg/fikg/fi； 流体的焙t t kj/kgkj/kg; ;下标h h和c c分别表示热流体和拎流体dC-dC- 一叭drdr = =眠佚dfdfQ -砂h h( ( jj * * I I ) )-流体的平均比热容，td/td/（ kg-xkg-x）: 冷流体的温度，龙；热流体的温度，咒.总传热速率方程:1总传热系数K K、总热阻 一K总热阻= =热阻之和d do大于B B点保温料，随保泪层厚度增加， 可能反而使热损失增大。K.UjUj Ad.Ad.0 0。换热器及强

16、化传热途径:间壁式换热器的类型：（掌握原理书p277p277 ）管式换热器:1 1、蛇管式换热器（沉浸式蛇管换热器、喷淋式蛇管换热器）2、套管式换热器3 3、管壳式换热器（固定管板式换热器、U U形管换热器）板式换热器:1、夹套式换热器2、板式换热器3、螺旋板式换热器（I、II、山形）、翅片式换热器:1、翅片管式换热器2、版翅片式换热器热管换热器间壁式换热器强化传热途径:1、增大平均温度差tm2、增大传热面积S3、增大总传热系数K1)1)1)翅化面；2）异形表面；3）多孔物质结构；4）采用小直径传热管。提高流体的流速；2）增强流体的扰动；3）在流体中加固体颗粒；4）采用短管换热器；5）1 1、

17、中央循环管式（或标准式）蒸发器2 2、悬筐式蒸发器1 1、升膜蒸发器2 2、降膜蒸发器防止垢层形成和及时清除垢层。第五章、蒸发（不挥发溶质）、概述及蒸发器、溶液沸点升咼与温度差损失三、多效蒸发及流程、概述及蒸发器:单效蒸发与多效蒸发：单效蒸发与多效蒸发在操作中一般用冷凝方法将二次燕汽不断地移出，否则蒸汽与沸腾溶液趋于平衡，使蒸发过程无法进行。若将二次蒸汽直接冷凝,而不利用其冷凝热的操作称为单效蒸发。若将二次蒸汽引到下一蒸发器作为加热蒸汽,以利用其冷凝热，这种串联蒸发操作称为多效燕发。常见蒸发器类型及原理（书 P P302302 ）循环形（非膜式）蒸发器:外热式蒸发器强制循环蒸发器（单程型）膜式

18、蒸发器:升- -降膜蒸发器刮板搅拌薄膜蒸发器直接加热蒸发器、溶液沸点升高与温度差损失:纯水的要高，两者之差称为因溶液蒸气压下降而引起的沸点升高。8.58.5 C,正好与溶液沸点溶液的沸点:溶液中含有不挥发的溶质，在相同条件下，其蒸气压比纯水的低，所以溶液的沸点就比例如，常压下20%20% （质量百分数）NaOHNaOH水溶液的沸点为108.5108.5 C,而水的沸点为100100 C,此时溶液沸点升高8.58.5度。由于有沸点升高现象，使同条件下蒸发溶液时的有效温度差下降 升高值相等，故沸点升高又称为 温度差损失。温度差损失：（书P P310310 ）温度差损失不仅仅是因为溶液中含有了不挥发

19、性溶质引起的，蒸发器内的操作压力高于 冷凝嚣以克服二次蒸汽从蒸发器流到冷凝器的阻力损失、蒸发器的操作需维持一定的液面等 因素都会造成温度差损失。1 1、因溶液蒸气压下降而引起的温度差损失 2 2、因加热管内液柱静压力而引起的温度差损失由于管路流动阻力而引起的温度差损失三、多效蒸发及流程：（书P322，搞清楚前后黏度、压强、温度）5-165-16并潦加料的三效熬发装渡程示意图5 5 1717逆流加料法的三救发装置流程示憲图牛一I I丄r r-i iJLJL2 2_ 1 1IIIIII1 1百1 11 1 J1 13 3 5-185-18 平渝加料迭的三效徴发裝程示倉图P P1 P P2PP3T

20、T1TT 2TT 3溶液的沸点必纯溶剂的高，冷凝液的沸点高于二次蒸汽。第六章 蒸馏（液体混合物挥发度不同）、平衡关系、精馏原理及流程- -在溶液温度下纯组分的饱和蒸气压,0PAP三、精馏过程计算:平衡关系:用饱和蒸气压和相平衡常数表示的气液平衡关系:PA = P：艾 APl*Pl* = =二曲（】-由拉乌尔定律得出，p-p-溶液上方组分平衡分压，PaPa。P PPaPa。X-X-溶液中组分的摩尔数。下标 A A表示易挥发组分，B B 表示难挥发组分。Xb=Xb=（1-Xa1-Xa）0泡点方程式XA =P/PBoPA 一 PB0露点方程式yA = PA = PAXAP P0匕PB0道尔顿分压定律

21、得出。PA PB2 211+ + 如）flfl c c 1 1- -ft和IKIK4 4 = = h h0 0q q00+ +戒i（Z）q q值及q q线的影响:进料热状况对操作线方程L Wym+ H/XmXw 必过点 C C ( X XW W，X XW W)yrn半平衡线方程：y y = =1+ (c - 1)x1-1-2020锲ftft：纯的作決图形关系（记住）。q=1,q=1,斜率为处，图像为进料泡点L X x Fq q F F露点 q=0,q=0,斜率为0 0,图像为*Lx xW x x=Xm X XWL -W LWI Ir r特殊1 1、逐板计算法理论版层数计算:2 2、图解法逐板计

22、算法:yX XD平衡关系-Xi操作关系平衡关系丫- X2说明第n n层是加料板（n-1n-1层）。提馏段：同理xmw (m-1层）。E E = N Nxx100%NpXn一Xnyn -ynd!Xn一Xn气泡夹带塔板上部分气体产生与气体主体方向相反的流动为气泡夹带。即气泡被下降的液体卷入下一层塔板上。2.2.气体和液体的不均匀分布气体沿塔板的不均匀分布由于液面落差A A的存在，气体通过塔板时阻力大小不等，导致塔板上气量分布不均。液体沿塔板的不均匀分布由于液体横向流过塔板时路径长短不一，使塔板的物质传递量减少。不正确操作液泛在操作过程中,塔板上液体下降受阻并逐渐在塔板上积累,这种现象称为液泛（也称

23、严重漏液当气体通过筛孔的速度较小或气体分布不均匀时,从孔道流下的液体量占液体流计算到Xn yi （或液相的实际组成 xi小于与气相组成Vi相平衡的液相组成xi ，即Xi tw ( tas ) td饱和空气： t = tw ( tas)= td2 2、空气H-lH-l图：（熟悉理解，会用，书下册P254P254 ）构成线群：（5 5条）1）等湿度线（等H线）群等湿度线是平行于纵铀的线群2）等焓线（等I线）群等焓线是平行于斜袖的线群3）等干球温度线（等t线）群不平行4）等相对湿度线（等0线）群三、干燥过程物料衡算及热量衡算:（作业及书上例题）1 1、物料衡算:G.G. 1,1,ifif (:(:柿

24、馴I I笔楼讪桝机陋型弋A AM M也脈空P岀干般柳愉耿籍干吒 九石 仙为诙楓相吐IMIM 石总一删溺躺auau干輛时脑札曲 躺A A湿基含水量湿物料中水分的质量w = -湿物料总质量XX100% w= -1 +X干基含水量湿物料中水分的质量X _量X =-w-1 - w水分蒸发量W:LH + GX = LH2 + GX：进出水相等)W =驴2 - HJ = G* - X2)W W单位时间内水分的蒸发量,一物料进干燥器时的湿基含水ftft； =物料离开十爆器时的湿垂含水ft（1 1）=100%=100%的等0线称为饱和空气线，此时空气为水汽所饱和5）蒸汽分压线kg/s;kg/s; G G-单位

25、时间内绝干物料的流量，kgkg绝干料Is空气消耗量L （绝干气）- -_ L L场-比 甲_町二H,L单位时间内消耗的绝干空气,kgkg绝干气Al（ 发血水分消耗的绝干空气数量称为单位空气消耗虽忌绝干气/也水lo（真实进料湿空气）=L：1 + Ho） = L（1 + Hi）干燥产品流量G2:：（由图示做绝干物料衡算所得）Cd - W1) = Gi，( I - wj7|7| ( (I I - - W W i i) )F = -i -* * I I - - WjWj2 2、热量衡算:加热空气蒸发水分加热物料损失热量-離发水分所需的热量q 向于塑嗦统输人的闵聊X X 100%100% 耳0 0（2

26、2 490+490+ 1,8SG1,8SG）_ _ 1 - _ 理Q QX X 1010（冼定义式心.佝/怖检，幷/時酬为新鲜爭气逬人预离幵预热器门出逬人壬尸嫌 雜）和肉开干煤器时的绝干气；乩血”分划为新空q q迸人预热拟xmffi&aKxmffi&aK即进人卩器） 和隔什于爍祗1010的焰气；22分划为新舞現空气进人爾ft器、离开预热（即进人和*釦 和A A丿1 1 t t UU）t t别啊汕异L L 干空临的 aaaa ,kt-v-,kt-v-；11-时的U/kgU/kg绝干料； e.e.单射时同内网1 1：55补允的務a a上诃：枷十*制的JftwJftw头逢紀k k肌干燥系统消耗的总热量 Q Q0 0 二仇+ 山二 /./.（/,/, 一 4 4）4-4- a一 G I I ,0 0二S