(完整版)化工原理基本知识点(整理版)_10472最新（精华版）

1、流体流动知识点一、 流体静力学基本方程式35p2p1g( z1z2 ) 或 pp 0gh注意： 1、应用条件： 静止的连通着的同一种连续的流体。2、压强的表示方法：绝压大气压=表压表压常由压强表来测量； 大气压绝压=真空度真空度常由真空表来测量。3、压强单位的换算： 1atm=760mmhg=10.33mh2o=101.33kpa=1.033kgf/cm2=1.033at4、应用：水平管路上两点间压强差与u 型管压差计读数 r 的关系：p1p2( a)gr处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须时静止、连续和同一种液体二、定态流动系统的连续性方程式 物料衡算式a常数 ,w su1 a11u

2、2 a22ua常数22a常数 ,vsu1 a1u 2 a2ua常数a常数 ,圆形管中流动u1 / u2a2 / a1d 2/ d1二、 定态流动的柏努利方程式 能量衡算式以单位质量流体（ 1kg 流体）为基准的伯努利方程：p1gz12u1we2p22u2gz22hf讨论点： 1、流体的流动满足连续性假设。2、理想流体，无外功输入时，机械能守恒式：u22gzp11gzp2u 212223、可压缩流体 ,当 p/p1<20%,仍可用上式，且 =m。4、注意运用柏努利方程式解题时的一般步骤， 截面与基准面选取的原则。5、流体密度的计算： 理想气体=pm/rt混合气体m混合液体11 xv1x w

3、 12 xv 2x w2n xvnx wnmm2n上式中： xvi体积分率； xwi 质量分率。6、gz、u2/2、p/三项表示流体本身具有的能量，即位能、动能和静压能。hf为流经系统的能量损失。 we 为流体在两截面间所获得的有效功，是决定流体输送设备重要参数。输送设备有效功率ne=w·e ws，轴功率 n=ne/（ w）7、以单位重量流体为基准的伯努利方程, 各项的单位为 m：2hezpuhfg2 gmpu212z11hez2puf22hg2gg2g以单位体积流体为基准的伯努利方程 ,各项的单位为 pa：u2weghphf2pa而 pfhfgzp22uu1wegzp2h1123、

4、流型的比较：质点的运动方式；222f速度分布，层流：抛物线型，平均速度为最大速度的0.5 倍； 湍流：碰撞和混和使速度平均化。阻力 -层流：粘度内摩擦力，湍流：粘度内摩擦力+湍流切应力。四、柏努利式中的 hf（一）流动类型：1、雷诺准数 re 及流型re=du/ =du/，为动力粘度，单位为 pa ·s； =/为运动粘度，单位 m2/s。层流： re2000， 湍流： re4000；2000<re<4000为不稳定过渡区。2、牛顿粘性定律 =(du/dy)气体的粘度随温度升高而增加，液体的粘度随温度升高而降低。（二） 流体在管内流动时的阻力损失'h fh fh f

5、j/kg1、直管阻力损失 hflu 2p f范宁公式 (层流、湍流均适用 ).fh f层流：d2f ( re )即64或 h re32lu d2哈根泊稷叶公式。湍流区（非阻力平方区） ：高度湍流区（阻力平方区） ：f ( r e ,) df () d具体的定性关系参见摩擦因数图，并定量分析hf 与 u 之间的关系推广到非圆型管dd e4 r h4流通截面积润湿周边长注：不能用 de 来计算截面积、流速等物理量。hf2、局部阻力损失 ''阻力系数法， hf当量长度法， h'u 22elu2出口 1.0进口0.5fd2注意：截面取管出口内外侧，对动能项及出口阻力损失项的计算

6、有所不同。当管径不变时，hf(ll e ) u d22在变径管中作稳定流动时，不同管径的管路加和，hf( i(l ilei )iu2di2流体在水平变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能减小。流体在水平等径管中作稳定流动流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长 不变。流体流动时的摩擦阻力损失 hf 所损失的是机械能中的 静压能项 。完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数数值只取决于相对粗糙度。水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小时，水流量将 减小，摩擦系数 增大，管道总阻力 不变。五、管路计算i. 并联管路： 1、 vv1v 2v 32、

7、h fh f 1h f 2h f 3各支路阻力损失相等。即并联管路的特点是：（1） ）并联管段的压强降 相等；（2） ）主管流量等于并联的各管段 流量之和 ；（3） ）并联各管段中管子长、直径小的管段通过的流量小。ii 分支管路： 1、vv 1v 2v 32、分支点处至各支管终了时的总机械能和能量损失之和相等。六、柏努利方程式在流量测量中的运用1、毕托管用来测量管道中流体的点速度。2、孔板流量计 为定截面变压差 流量计，用来测量管道中流体的流量。随着re增大其孔流系数 c0 先减小，后保持为定值。3、转子流量计为 定压差变截面流量计 。注意：转子流量计的校正。测流体流量时，随流量增加孔板流量计

8、两侧压差值将增加，若改用转子流量计， 随流量增加转子两侧压差值将 不变。习题一、填空1、边长为 a 的正方形管道，其当量直径 de 为。（a）2、在定态流动系统中， 水连续地从粗圆管流入细圆管， 粗管内径为细管的 2 倍。则细管内水的流速为粗管内流速的倍。（4）3、流体在圆管内流动时的摩擦阻力可分为和 两种。局部阻力的计算方法有法和法。（直管阻力，局部阻力， 阻力系数，当量长度 ） 4、在静止的同一种连续流体的内部，各截面上 能与 能之和为常数。（ 位， 静压）5、开口 u型管压差计是基于 原理的测压装置，它可以测量管路中 上的或。（ 流体静力学任意截面表压强真空度）6、流体在管内作湍流流动时

9、， 在紧贴管壁处速度为, 邻近管壁处存在 层，且 re值越大， 则该层厚度越 。（零， 滞流（或层流） 内薄（或小） 7、实际流体在直管内流过时， 各截面上的总机械能 守恒。因实际流体流动时有。（ 不， 摩擦阻力 ）8、流体在一段装有若干个管件的等径直管中流过的总能量损失的通式为 ，它的单位为 。 （hf(lle ) du2) 2，j/kg ）9、定态流动时，不可压缩理想流体在管道中流过时各截面上相等。它们是 之和，每一种能量，但可以互相转换 。（ 总机械能；位能、动能和静压能、不一定相等）10、某设备的真空表读数为 500mmh，g 设备外环境大气压强为 640mmh，g 则它的绝对压强为

10、pa。（640-500=140mmhg 140× 133.32 1.866 ×104pa。）11、流体在圆形直管内作滞流（层流）流动时，其速度分布呈 形曲线，中心最大速度为平均速度的 倍。此时摩擦系数与 无关，只随 加大而 。（抛物线， 2， /d ，re，减小 ）12、流体在圆形直管内流动时，在湍流区则摩擦系数与及 有关。在完全湍流区则与雷诺系数的关系线趋近于 线。 （re， /d ，水平）二、选择题1、判断流体流动类型的是（b）（a） eu 准数 （b） re 准数 （c） /d（d） pf2、流体在圆形直管内作定态流动， 雷诺准数 re=1500，则其摩擦系数应为 （

11、 b ）（ a） 0.032(b) 0.0427(c) 0.0267(d)无法确定3、在法定单位制中，粘度的单位为（d）（ a） cp（b）p（ c） g/( cm.s )（d） pa s 4、在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是（d）（ a） 同一种流体内部（b） 连通着的两种流体（ c） 同一种连续流体（d） 同一水平面上，同一种连续的流体5、在一水平变径管道，细管截面a 及粗管截面 b 与 u管压差计相连，当流体流过时， u管压差计测量的是（ c）（ a） a、b两截面间的总能量损失（ b） a 、b 两截面间的动能差（ c） a、b两截面间的压强差（ d） a、b 两截面间的局部

12、阻力5、管路由直径为 57×3.5mm的细管，逐渐扩大到 108×4mm的粗管，若流体在细管内的流速为 4m/s。则在粗管内的流速为（b）（ a） 2m/s（b）1m/s（c） 0.5m/s（d） 0.25m/s6、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动，则各截面上的（d）（ a）速度相等（b）体积流量相等（ c） 速度逐渐减小（d） 质量流速相等7、湍流与滞流的本质区别是（c）(a)湍流的流速大于滞流的(b)湍流的 re 值大于滞流的(c)滞流无径向脉动，湍流有径向脉动(d)湍流时边界层较薄8、在阻力平方区内，摩擦系数（c ）（ a）为常数，与 re， /d均无关（b）

13、随 re值加大而减小（ c）与 re 值无关，是 /d 的函数（d）是 re值与 /d 的函数1.750.559、流体在圆形直管中作滞流流动时，其直管阻力损失与流速u 的关系为（ b）2a、与 u成正比b、与 u 成正比c、与 u成正比d、与 u成正比三、判断题1、在计算突然扩大及突然缩小的局部阻力时，公式中的流速应该用小管中的流速。（ ）2、不可压缩的理想流体在管道内作定态流动，若无外功加入时，则流体在任一截面上的总压头为一常数。 （ ）3、流体在管道任意截面径向上各点的速度都是相同的，我们把它称为平均流速。（ × ）4、在同一种连续流体内，处于同一水平面上各点的压强都相等。（ &

14、#215; ）5、某定态流动系统中，若管路上安装有若干个管件、阀门和若干台泵，则此管路就不能运用连续性方程式进行计算。 （× ）6、用 u管压力计测量管路中两点的压强差，其压差值只与读数r和两流体的密度差有关，而与 u管的粗细、长短无关。（ ）流体输送机械知识点一、工作原理基本部件： 叶轮（ 612 片后弯叶片）；泵壳（蜗壳）（集液和能量转换装置） ；轴封装置（填料函、机械端面密封） 。原理：借助高速旋转的叶轮不断吸入、排出液体。注意：离心泵无自吸能力，因此在启动前必须先灌泵，且吸入管路必须有底阀， 否则将发生“ 气缚”现象。某离心泵运行一年后如发现有气缚现象，则应检查进口管路是否有

15、泄漏现象。1、压头 h，又称扬程hzphfg2、有效功率newewshgq轴功率 nhq 102(kw)3、离心泵的特性曲线通常包括h-q ，n-q， -q 曲线，这些曲线表示在一定转速下输送某种定的液体时泵的性能。 由 n-q线上可看出： q=0时，n=nmin所以启动泵和停泵都应关闭泵的出口阀。离心泵特性曲线测定实验， 泵启动后 , 开启离心泵出口阀， 出水管不出水， 而泵进口处真空表指示真空度很高，可能出现的故障原因是吸入管路堵塞 。若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头减少，流量减少，效率减少，轴功率增大。三、离心泵的工作点21、泵在管路中的工作点为 离心泵特性曲线 （h-q）与管路特

16、性曲线（ he-qe）的交点。管路特性曲线为： he=k+bqe2、工作点的调节：既可改变he-qe 来实现（改变阀门的开度） ，又可通过改变h-q 来实现（改变泵的转速，叶轮的直径及泵的串、并联操作）。具体措施有改变阀门的开度，改变泵的转速，叶轮的直径及泵的串、并联操作。两台同样的离心泵并联压头不变而流量加倍，串联则流量不变压头加倍。四、离心泵的安装高度 hg为避免气蚀现象的发生，离心泵的安装高度小于等于允许按安装高度hg， 注意气蚀现象产生的原因。离心泵的安装高度超过允许安装高度时会发生气蚀现象。习 题一、填空1、离心泵的主要部件有 叶轮、泵壳和轴封装置 。2、离心泵的泵壳制成蜗壳形，其作

17、用有二：a、汇集液体 ；b、转能装置，即是使部分动能转换为静压能。3、离心泵的主要性能参数有 流量 、轴功率 、压头、效率、气蚀余量 等。4、离心泵特性曲线包括 h-q、 n-q、 和-q 三条曲线。它们是在一定 转速下， 用常温清水为介质，通过实验测得的。5、离心泵的压头（又称扬程）指是 泵对单位重量（ 1n）液体所提供的有效能量 ， 它的单位是 m。6、离心泵安装在一定管路上， 其工作点是 泵的特性曲线和管路特性曲线的交点。37、若被输送的粘度大于常温下清水的粘度时， 则离心泵的压头 减少，流量减少 ， 效率下降，轴功率 增大。8、离心泵将低位敝口水池的水送到高位敝口水槽中，若改送密度为1

18、200kg/m， 而其他性质与水相同的液体，则泵的流量不变，压头不变，轴功率 增大。10、离心泵通常采用 出口阀门 调节流量： 二、选择14、当其他条件不变， 仅液体的密度改变时， 离心泵的压头 h和轴功率 n的变化为（ b）a、h、n均不变b、h不变， n改变 c 、h改变， n不变 d、h、n均改变15、离心泵的轴功率是（c）a、在流量为零时最大b、在压头最大时最大c、在流量为零时最小d、在工作点处最小18、离心泵的效率与流量q的关系为（ b）a、q增大则增大b、q增大，先增大后减小 c、q增大则减小d、q增大，先减小后增大19、离心泵的轴功率 n与流量 q的关系为（ a） a、q增大，

19、n增大b、q增大， n先增大后减小c、q增大， n减小d、q增大， n先减小后增大21、离心泵停止操作时，应（a）a、先关出口阀后停电b、先停电后关出口阀c、先关出口阀或先停电均可d、单机泵先停电，多级泵先关出口阀22、离心泵的工作点是指（d）a、与泵最高效率时对应的点b、由泵的特性曲线所决定的点c、由管路特性所决定的点d、泵的特性曲线与管路特性曲线的交点三、判断1、离心泵的效率不随所输送液体的密度变化而变化。（ ）2、离心泵启动前需要向泵充满被输送的液体，否则将可能发生气蚀现象。（×）3、离心泵的安装高度超过允许吸上高度时，将可能发生气缚现象。（ × ）4、离心泵的铭牌上

20、标出的性能参数是指该泵在运行时效率最高点的性能参数。（ ）5、离心泵的工作点是泵的特性曲线 h-q 与其所在的管路特性曲线he-qe的交点。（ ）7、离心泵通常采用改变泵的转速方法来调节流量。 （ × ） 四、计算题1、如图所示，某车间要将地面敞口贮槽内密度为1120kg/m3 的溶液送至高位槽43内，槽内表压强为 3.92 ×10 pa，需要的送液量为 120 m /h ，输送管路为 140× 4.5mm的钢管，其计算总长度为 140m（包括直管长度和所有局部阻力的当量长 度），两液面高度差 z11m，摩擦系数为 0.03 。试问能否送用 n2900r/min

21、、q132m3/h 、h 30m的离心水泵？（溶液性质与水相近）解：（1）（必须计算出输送系统所需的流量、压头与离心泵的 q、h 进行比较后才能确定能否选用该泵。）在图中两液面间列伯努利方程得h epu2zh fg2 g式： z11m， u 0，p3.92?10 403.92?10 4pa管内流速： u120 / 36002.474m / s(0.131)24ellu 2h.140(2.474) 20.039.97mfd2 g0.13129.81把以上各值代入，可得：3.92104he119.9724.54m11209.81（确定能否选用）3输送系统所需的流量 qe120 m /h ，压头 h

22、e24.54m，而离心泵能提供的3流量 q132 m /h>qe，提供的压头 30m>h；e 且溶液的性质与水相近，故能选用该水泵。2、离心泵在一定输送流量范围和转速下，压头和流量间关系可表示为h252.0q2（式中 h 单位为 m，q单位为 m3/min ）。若将该泵安装在特定管路内，该管23路特性方程可表示为 he201.86qe （式中 he单位为 m， qe为 m/min ）。试求：（1） ）输送常温下清水时，该泵的流量、压头和轴功率。3（2） ）输送密度为1200kg/m 的水溶液时，该泵的流量、压头和轴功率。假设该泵的效率为60。解：根据离心泵的工作点定义可得： q=q

23、eh=he1、求输送常温下清水时，该泵的性能。由 h=he可得：252.0q22201.86qe3解出 q1.138m /min =68.3m3/h=0.019m3 /sh252.0q 2252(1.138) 222.4mqhpn1.13822.41000606.942kw1021020.62、求输送密度为 1200kg/m3 的水溶液时，该泵的性能。当输送液体的密度改变时，泵的流量和压头不变。故q 'q0.019m3 / sh 'h22.4m而轴功率发生变化n 'qh0.01922.412008.345 kw1021020.6四、重力沉降设备降尘室的生产能力：非均相分

24、离知识点vsut bl含尘气体的最大处理量为降尘室底面积bl 与沉降速度 ut 的乘积，与降尘室的高度无关。2五、恒压过滤基本方程式2vveka (e)或2qqek (e)222vekae或qeke22v2vveka或2q2qqekk2kp1 sk1rv六、滤饼的洗涤1、洗涤速率洗涤速率指单位时间内消耗的洗水体积即u( dv )dww横穿洗法：u( dv )1 ( dv )wwed4d置换洗法：u( dv )( dv )ddwwe2、洗涤时间vw以vw 的洗水洗涤滤饼，洗涤时间:wuw七、间隙过滤机的生产能力操作周期： twd生产能力： qvt习题一、填空4、在规定的沉降速度条件下，降尘室的生

25、产能力只取决于 而与其无关。（降尘室底面积；高度 ）vsaut5、过滤常数是 k由及决定的常数；而介质常数与是反映的常数。 （物料特性过滤压强差qe 或vee过滤介质阻力大小 ）6、 过滤操作有和两种典型方式。（恒压过滤恒速过滤）9、沉降操作是指在某种中利用分散相和连续相之间的差异，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。 沉降过程有沉降和沉降两种方式。（力场；密度；重力；离心 ）13、实现过滤操作的外力可以是、或。（ 重力；压强差；惯性离心力 ）17、用板框式过滤机进行恒压过滤操作， 随着过滤时间的增加， 滤液量， 生产能力。( 增加；不变 )分析：由恒压过滤方程qvvtwd可知滤液量随过滤时

26、间的增大而增加。而间歇过滤机的生产能力。可知生产能力只与操作周期有关。二、选择题3、某粒径的颗粒在降尘室中沉降，若降尘室的高度增加一倍，则该降尘室的生产能力将（ c ）。（a）增加一倍（b）为原来的 1/2（c）不变（ d）不确定25、以下表达式中正确的是（ a ）。dvapdr(vve)a、过滤速率与过滤面积的平方成正比b、过滤速率与过滤面积成正比c、过滤速率与所得滤液体积成正比d、过滤速率与虚拟滤液体积成正比判断题2、 过滤操作属于定态操作。 （ × ）8、连续过滤机中进行的过滤都是恒压过滤，间歇过滤机中也多为恒压过滤。（ ）一、传热速率传热 基本知识qtrt 为传热温差， r

27、为整个传热面的热阻平壁导热的热阻： rbs圆筒壁导热热阻： rbsmbr2r1 为圆筒壁的厚度；对流传热热阻： r1s二、热量衡算sm2rr2mlnrm l 为圆筒壁的对数平均面积；r1 为圆筒壁的对数平均半径。r2r1若忽略热损失时，热流体放出的热量等于冷流体吸收的热量qwh (i h1i h2 )wc (i c2i c1)流体无相变： icptc三、总传热速率方程q kstm传热面积： s02r0 l （我国以外表面积为准）总传热系数：11b1ks00 s0smi si总热阻由热阻大的那一侧的对流传热所控制， 当两个流体的对流传热系数相差较大时，要提高 k，关键在于提高对流传热系数较小一侧

28、的。平均温差： tmt2t1lnt2t1逆流有利于增大传热温差、 减小传热面积、 节省加热剂或冷却剂用量、 减小传热面积；并流有利于控制流体的出口温度。蒸 馏-基本概念和基本原理利用各组分 挥发度不同 将液体混合物部分汽化而使混合物得到分离的单元操作称为蒸馏。这种分离操作是通过液相和气相之间的 质量传递过程 来实现的。两组分溶液的气液平衡拉乌尔定律理想溶液 的气液平衡关系遵循拉乌尔定律：000pa=pa xapb=pb xb=pb （1-x a）根据道尔顿分压定律 ：pa=pya而 p=pa+pb则两组分理想物系的气液相平衡关系：x000a=（p-pb ）/ （pa pb ）泡点方程0ya=p

29、a xa/p 露点方程对于任一理想溶液， 利用一定温度下纯组分饱和蒸汽压数据可求得平衡的气液相组成； 反之， 已知一相组成， 可求得与之平衡的另一相组成和温度（试差法）。用相对挥发度表示气液平衡关系溶液中各组分的 挥发度 v 可用它在蒸汽中的分压和与之平衡的液相中的摩尔分率来表示，即va=pa/x avb=pb/x b溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥发度之比为相对挥发度 。其表达式有： =va/ vb=（pa/x a） / （ pb/x b） =yaxb/y bxa00对于理想溶液：=pa /p b气液平衡方程： y=x/1+ （ 1）x值的大小可用来判断蒸馏分离的难易程度。愈大，挥发

30、度差异愈大， 分离愈易； =1 时不能用普通精馏方法分离。气液平衡相图温度组成（ t-x-y）图该图由饱和蒸汽线（露点线） 、饱和液体线（泡点线）组成，饱和液体线以下区域为 液相区 ，饱和蒸汽线上方区域为 过热蒸汽区 ，两曲线之间区域为 气液共存区 。气液两相呈 平衡状态时，气液两相 温度相同 ，但气相组成 大于液相组成； 若气液两相组成 相同，则气相露点温度 大于液相泡点温度。x-y 图精馏原理精馏过程是利用 多次部分汽化 和多次部分冷凝 的原理进行的，精馏操作的依据是混合物中各组分挥发度的差异，实现精馏操作的必要条件包括 塔顶液相回流 和塔底产生上升蒸汽 。精馏塔中各级易挥发组分浓度 由上

31、至下逐级降低 ；精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度， 原因之一是： 塔顶易挥发组分浓度高于塔底， 相应沸点较低 ；原因之二是： 存在压降使塔底压力高于塔顶，塔底沸点较高 。当塔板中离开的气相与液相之间达到相平衡时，该塔板称为理论板。精馏过程中， 再沸器的作用是提供一定量的上升蒸汽流， 冷凝器 的作用是提供是提供塔顶液相产品及保证由适宜的液相回流。两组分连续精馏的计算全塔物料衡算总物料衡算： f=d+w易挥发组分： fx f=dxd+wxw塔顶易挥发组分回收率：d=（ dxd/fx f） × 100%塔底难挥发组分回收率：w=w（1-x w）/f （ 1-x f）×100%精馏

32、段物料衡算和操作线方程总物料衡算： v=l+d易挥发组分： vy n+1=lxn+dxd操作线方程： y n+1=(l/v)x n+(d/v)x d=r/(r+1)xn+1/(r+1)xd其中： r=l/d回流比xn 与其相邻的下一层板 （第 n+1 层板）上升蒸汽相组成 yn+1 之间的关系 。在 xy 坐标上为直线，斜率为 r/r+1，截距为 xd/r+1。提馏段物料衡算和操作线方程总物料衡算： l =v+w易挥发组分： l xm =vym+1+wxw操作线方程： y m+1= （ l /v ）xm（ w/v） xw上式表示在一定操作条件下，提馏段内自任意第 m 层板下降的液相组成xm与其

33、相邻的下一层板（第m+1层板）上升蒸汽相组成 ym+1之间的关系。 l除与 l 有关外，还受进料量和进料热状况的影响。上式表示在一定操作条件下，精馏段内自任意第 n 层板下降的液相组成进料热状况参数实际操作中， 加入精馏塔的原料液可能有五种热状况： （1）温度低于泡点的冷液体；（2）泡点下的饱和液体；（3）温度介于泡点和露点的气液混合物；（ 4）露点下的饱和蒸汽； （5）温度高于露点的过热蒸汽。qi vi f将 1kmol进料变为饱和蒸汽所需的热量i vi l原料液的千摩尔汽化潜热不同进料热状况下的 q 值进料热状况冷液体饱和液体气液混合物饱和蒸汽过热蒸汽q 值>11010<0对于

34、饱和液体、气液混合物和饱和蒸汽 进料而言， q 值等于进料中的液相分率。l=l+qfv=v -（ q-1） fq 线方程（进料方程）为：y=q/ （q-1）x-x f/（ q-1）上式表示两操作线交点的轨迹方程。塔底再沸器相当于一层理论板（气液两相平衡） ，塔顶采用分凝器时， 分凝器相当于一层理论板。 由于冷液进料时提馏段内循环量增大， 分离程度提高， 冷液进料较气液混合物进料 所需理论板数为少。回流比及其选择全回流r=l/d= ，操作线与对角线重合，操作线方程yn+1=xn，达到给定分离程度所需理论板层数 最少为 nmin 。最小回流比当回流比逐渐减小时， 精馏段操作线截距随之逐渐 增大，两

35、操作线位置将向 平衡线靠近，为达到相同分离程度所需理论板层数亦逐渐增多。达到恒浓区（夹紧区） 回流比最小，所需理论板无穷多。正常平衡线rmin=（xd yq）/（ yq xq）饱和液体进料时： xq=xf饱和蒸汽进料时： yq=yf不正常平衡线由 a（ xd，yd）或 c（xw，yw）点向平衡线作切线，由切线斜率或截距求rmin。适宜回流比r=（ 1.12）rmin精馏设计中， 当回流比增大时所需理论板数 减少，同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量 增加，塔顶冷凝器中冷却介质消耗量 增加，操作费用相应 增加， 所需塔径 增大。精馏操作时，若 f、d、xf、q、r、加料板位置都不变，将塔顶泡点回流改为

36、冷回流，则塔顶产品组成 xd 变大。精馏设计中，回流比 愈大，操作能耗愈大，随着回流比逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现 先减小后增大的过程 。板效率和实际塔板数单板效率（默弗里效率）emv =（yn-y n+1）/（yn*-y n+1）eml =（ xn-1-x n）/（xn-1xn* ）全塔效率e=（ nt/np） x100%精馏塔中第 n-1,n,n+1 块理论板， yn+1<yn，tn-1<tn， yn>xn-1。精馏塔中第 n-1,n,n+1 块实际板， xn*<x n，yn*>y n。蒸馏一、全塔物料衡算总物料衡算：f=d+w易挥发组分质量衡算：fx

37、f=dxd+wxw塔顶易挥发组分回收率：dxd/fx f塔底难挥发组分回收率：w(1-xw)/f(1-xf)二、理想体系的汽液平衡方程yx1(1)x相对挥发度愈大，表示 a 较 b 愈易挥发，愈有利于分离， =1 时 y=x，混合液不能用一般的蒸馏方法进行分离。三、操作线方程1、精馏段的操作线方程yrx1x（ rl称为回流比）n 1ndr1r1d表示在一定操作条件下，由第 n 板下降的液相组成 x n 与相邻的 n+1 板的上升蒸汽组成 yn+1 间的关系。2、提馏段操作线方程：y'l 'x'wxm 1mwl ' wl ' w表示在一定操作条件下， 提馏

38、段内第 m板下降的液相组成与第 m+1板上升的蒸汽组成间的关系。四、进料方程1、进料热状态参数ql 'livi ffivi lq 表示进料热状态参数即 1kmol 原料液变为饱和蒸气所需的热量 / 原料液的 kmol汽化潜热。2、q 与 v、v' 及 l、l' 的关系l 'lqfv 'v( q1)f3、进料方程（ q 线方程）fyqx1x q1q1为两操作线交点的轨迹五、回流比1、全回流精馏塔塔顶上升的蒸汽经全凝器冷凝后， 冷凝液全部回流至塔内， 在全回流下， d、w、f 均为 0r l d2、最小回流比rmin正常平衡曲线时最小回流比rmin rmin

39、1xdxqxdyq( xq,yq )为 q 线与平衡线交点的坐标六、塔高和塔径塔高： z( np1) h tentn p（np 为实际塔板数， e 全塔效率， ht 板间距）塔径： d量。4vsud：塔内径， u: 空塔气速， vs: 塔内上升蒸汽的体积流一、填空题1、蒸馏是分离 均相液体混合物 的一种方法， 其分离依据是混合物中各组分的挥发性差异 ，分离的条件是 造成气液两相系统 。2、双组分溶液的相对挥发度是溶液中 易挥发组分 的挥发度对 难挥发组分 的挥发度之比，若 =1 表示不能用普通蒸馏方法分离。物系的值愈大，在x-y 图中的平衡曲线愈 远离 对角线。3、工业生产中在精馏塔内将多次部

40、分气化 过程和多次部分冷凝 过程有机结合起来而实现操作的。而 回流是精馏与普通蒸馏的本质区别。4、 精馏塔的作用是 提供气液接触进行传热和传质的场所 。5、在连续精馏塔内，加料板以上的塔段称为精馏段 ，其作用是 提浓上升蒸汽中易挥发组分 ；加料板以下的塔段（包括加料板）称为 提馏段 ，其作用是 提浓下降液体中难挥发组分6、离开理论板时，气液两相达到平衡状态，即两相 温度相等， 组成互成平衡。7、精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因有（1）塔顶易挥发组分含量高和（ 2）塔底压力高于塔顶 。8、精馏过程回流比 r 的定义式为 r= l/d；对于一定的分离任务来说，当r= 时，所需理论板数为最少

41、，此种操作称为全回流 ；而 r=rmin时，所需理论板数为。9、精馏塔有五种进料热状况，其中以冷液进料q 值最大，进料温度 小于泡点温度。10、某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则回流比等于 ， 馏出液流量等于零，操作线方程为yn+1=xn选择 题1、精馏操作时， 增大回流比 r，其他操作条件不变， 则精馏段液气比 l/v（ a ），馏出液组成 xd(a), 釜残液组成 xw(d ).a增加b 不变c 不确定d 减小2、精馏塔的设计中，若进料热状况由原来的饱和蒸汽进料改为饱和液体进料，其他条件维持不变，则所需的理论塔板数nt（a）,提馏段下降液体流量 l(c)。 a、减少b、不变

42、c、增加d、不确定3、 对于饱和蒸汽进料，则有 l（ a ） l ，v（ b ） v。 a 等于b 小于c大于d不确定4、 精馏塔中由塔顶向下的第 n-1， n， n+1 层塔板，其气相组成关系为（c ）ayn+1>yn>yn-1byn+1=yn=yn-1cyn+1<yn<yn-1d不确定5、完成某分离任务需理论板数为nt=7（包括再沸器），若 et=50%，则塔内需实际板数（不包括再沸器）为（ c）。a、14 层b、10 层c、12 层d、无法确定6、若进料量、进料组成、进料热状况都不变，要提高xd，可采用（ c）。a、减少回流比b、增加提馏段理论板数c、增加精馏段理

43、论板数d、塔釜保温良好7、精馏塔采用全回流时，其两操作线（a）a 与对角线重合b 距平衡线最近c 斜率为零d 在 y 轴上的截距为 18、精馏的两操作线都是直线，主要是基于（）a理论板的概念b理想溶液c服从拉乌尔定律d恒摩尔流假设9、当 xf、xd、x w 和 q 一定时，若减小回流比 r，其他条件不变，则（ b ） a 精馏段操作线的斜率变小，两操作线远离平衡线 b 精馏段操作线的斜率变小，两操作线靠近平衡线c 精馏段操作线的斜率变大，两操作线远离平衡线 d 精馏段操作线的斜率变大，两操作线靠近平衡线判断题1、 理想溶液中组分的相对挥发度等于同温度下两纯组分的饱和蒸汽压之比（ ）2、从相平衡

44、 x-y 图中可以看出，平衡曲线距离对角线越近，则表示该溶液越容易分离（ × ）3、用于精馏计算的恒摩尔液流假定，就是指从塔内两段每一层塔板下降的液体摩尔流量都相等（ × ）4、精馏段操作线的斜率随回流比的增大而增大，所以当全回流时精馏段操作线斜率为无穷大（ × ）5、用图解法求理论塔板数时，适宜的进料位置应该在跨过两操作线交点的梯级上（ ）6、当进料量、进料组成及分离要求都一定时，两组分连续精馏塔所需理论塔板 数的多少与（ 1）操作回流比有关（ ）（2）原料液的温度有关（ ） 7、对于精馏塔的任何一层理论板来说，其上升蒸汽的温度必然等于其下降液体的温度 （ ）8

45、、当 f、xf 一定时，只要规定了分离程度xd 和 xw ，则 d 和 w 也就被确定了。（ ）9、当精馏操作的回流比减少至最小回流比时，所需理论板数为最小。（ × ）10、在精馏操作中， 若进料的热状况不同， 则提馏段操作线的位置不会发生变化。（ × ）吸收一、亨利定律1、以 pi xi 表示的平衡关系p*exe：亨利系数（ pa，kpa）；难溶气体 e很大，易溶气ii体 e 很小；对一定的气体和一定的溶剂， e随温度升高而加大，体现出气体的溶解度随温度升高而减小的趋势。32、以 pi ci 表示的平衡关系pi*cihci ：摩尔浓度（kmol/m）；h：溶解度系数（km

46、ol/m3*kpa ）易溶气体 h很大，难溶气体的 h很小； h随温度升高而减小。3、以 yx 表示的平衡关系y*mxm：相平衡常数， meiip二、吸收速率方程式吸收速率传质系数传质推动力1、膜吸收速率方程（1） ）气膜以压差 (p a-p ai) 为推动力： nakg ( p ap ai )以摩尔分率差 (y a-y ai) 表示推动力： na（2） ）液膜k y ( y ay ai )以摩尔浓度差 (c i -c) 为推动力： nakl (caic a )以摩尔分率差 (xi-x)为推动力： n a2、总吸收速率方程kx (x aixa )(pa-p a*) 表示总推动力： n akg ( pp*)(ca*-c a) 为总推动力 :n a三、全塔物料衡算k l (c*c)在逆流操作的吸收塔内，气体自下而上、液体自上而下流动，塔顶11' 、塔底 22'对溶质 a 做全塔物料衡算：v (y1y2)l( x1x 2 )溶质的吸收率或回收率：四、吸收塔的操作线方程与操作线y1y2 y11122yl x(yl x )或yl x(yl x )vvvvl/v称为液气比。吸收操作中， 吸收操作线必位于平衡线上方， 即溶质在气相中的实际浓度总*是高于与之接触的液相的平衡浓度即y>y，y-y