化工原理各章节知识点总结

1、第一章?流体流动质点 ?含有大量分子的 流体微团 ， 其 尺寸远小于设备尺寸 ， 但比起分子自由程却要大得多。连续性假定?假定流体是由大量质点组成 的、彼此间 没有间隙 、 完全充满 所占空间 的 连续介质 。拉格朗日法?选定一个流体 质点 , 对其 跟踪观察 ，描述其运动参数（ 如 位移、速度 等 ） 与 时间 的关系。欧拉法?在固定空间位置上观察流体质点的运动情况，如空间各点的 速度、 压强、密度 等，即直接描述各有关运动参数 在空间各点的 分布情况 和 随时间的变化 。定态流动？流场中各点流体的速度u?、压强p?不随时间而变化。轨线与流线?轨线是同一流体质点 在 不同时间的 位置 连线

2、，是 拉格朗日法考察的结果。流线是同一瞬间 不同质点在 速度方向上的连线，是 欧拉法 考察的结果。系统与控制体?系统是采用拉格朗日法 考察流体的。控制体是采用 欧拉法 考察流体的。理想流体与实际流体的区别?理想流体粘度为零 ，而实际流体 粘度不为零 。粘性的物理本质?分子间的引力 和分子 的 热运动 。 通常 液体 的 粘度随温度增加而减小 ， 因为液体分子间距离较小， 以分子间的 引力为主 。 气体 的 粘度随温度上升而增大 ，因为气体分子间距离较大，以分子的 热运动为主。总势能?流体的压强能 与 位能 之和。可压缩流体与不可压缩流体的区别?流体的密度是否与压强有关。 有关的称为可压缩流体，

3、无关的称为不可压缩流体。伯努利方程的物理意义?流体流动中的位能、压强能、动能之和保持不变。平均流速 ?流体的平均流速是以 体积流量相同 为原则的。动能校正因子?实际动能之平均值与 平均速度之动能的比值。均匀分布 ?同一横截面上流体 速度相同 。均匀流段?各 流线都是平行的直线 并 与截面垂直, 在定态流动条件下该截面上的流体没有加速度,?故沿该截面势能分布应服从静力学原理。层流与湍流的本质区别?是否存在流体速度u、 压强 p 的脉动性 ， 即是否存在流体质点的脉动性。稳定性与定态性?稳定性是指系统对外界扰动 的反应。 定态性是指 有关运动参数随时间的变化情况。边界层?流动流体受 固体壁面 阻滞

4、 而 造成速度梯度的 区域 。边界层分离现象?在 逆压强梯度下，因外层流体的 动量来不及传给边界层 ，而形成 边界层脱体 的现象。雷诺数的物理意义?雷诺数是惯性力 与 粘性力 之比。量纲分析实验研究方法的主要步骤 : ?经初步实验列出影响过程的主要因素；无量纲化减少变量数并规划实验；通过实验数据回归确定参数及变量适用范围，确定函数形式。摩擦系数 ?层流区,人与Re成反比，入与相对粗糙度无关；一般湍流区，入随Re增加而递减，同时入随相对粗糙度增大而增大；充分湍流区，入与Re无关，入随相对粗糙度增大而增大。完全湍流粗糙管?当 壁面凸出物低于层流内层厚度， 体现不出粗糙度过对阻力损失的影响时，称为水

5、力光滑管。Re很大，入与Re无关的区域，称为完全湍流 粗糙管。同一根实际管子在 不同的Re下，既可以是水力光滑管，又可以是完全 湍流粗糙管。局部阻力当量长度?把 局部阻力损失看作相当于某个长度的直管， 该长度即为局部阻力当量长度。毕托管特点?毕托管测量 的是 流速 ，通过换算才能获得流量 。驻点压强?在驻点处，动能转化成压强（ 称为动压强 ） ，所以驻点压强是静压强与动压强之和 。孔板流量计的特点?恒截面，变压差。结构简单，使用方便，阻力损失较大。转子流量计的特点?恒流速，恒压差，变截面。非牛顿流体的特性?塑性 ： 只有当施加的 剪应力大于屈服应力 之后流体才开始流动。假塑性与涨塑性： 随剪

6、切率增高 , ?表观 粘度下降 的为假塑性。随剪 切率增高 , 表观 粘度上升 的为涨塑性。触变性与震凝性： 随剪应力 t? 作用时间的延续，流体表观粘度变小，当一定的剪应力 t? 所作用的时间足够长后，粘度达到定态的平衡值，这一行为称为触变性。反之，粘度随剪切力作用时间延长而增大的行为则称为震凝性。粘弹性： 不但有粘性，而且表现出明显的弹性。 具体表现如：爬杆效应、挤出胀大、无管虹吸。第二章 ?流体输送机械管路特性方程?管路 对能量的需求 ，管路所需压头随流量的增加而增加。 ?输送机械的压头或扬程?流体输送机械 向单位重量流体 所提供 的 能 量（J/N） 。 ?离心泵主要构件?叶轮 和 蜗

7、壳 。 ?离心泵理论压头的影响因素?离心泵的压头与流量，转速，叶片形状及直径大小 有关。 ?叶片后弯原因?使 泵的效率高。 ?气缚现象?因泵内流体密度小 而产生的 压差小 ， 无法吸上液体 的现象。 ?离心泵特性曲线？离心泵的特性曲线指？HcqV,“qV, PaqV?。？离心泵工作点?管路特性方程和 泵的特性方程的 交点 。 ?离心泵的调节手段?调 节出口阀 ， 改变 泵的 转速 。 ?汽蚀现象?液体在泵的最低压强处（ 叶轮入口 ）汽化 形成 气泡 ，又在叶轮中 因压强升高 而 溃灭 ，造成液体对泵 设备的 冲击 ，引起 振动和 侵蚀的现象。 ?必需汽蚀余量（NPSH）r?泵入口处液体具有的

8、动能和压强能之和必须超过饱和 蒸汽压强能多少离心泵的选型（类型、型号）？根据泵的工作条件，确定泵的类型；根据管路所需的流量、压头，确定泵的型号。 ?正位移特性?流量由 泵决定 ， 与管路特性无关。 ?往复泵的调节手段?旁路阀、改变 泵的转速 、 冲程 。 ?离心泵与往复泵的比较（ 流量、压头） ?前者流量 均匀 ， 随 管路特性而变，后者流量 不均匀 ， 不随 管路特性而变。前者不易达到高压头 ，后者 可达高压头 。前者流量调节用泵出口阀 ， 无自吸 作用， 启动时关出口阀 ； 后者流量调节用 旁路阀 ， 有自吸 作用， 启动时开足管路阀门 。 ?通风机的全压、 动风压 ?通风机给 每立方米气

9、体加入的能量 为全压 （Pa=J/m3，其中 动能部分 为动风压。 ?真空泵的主要性能参数？极限真空；抽气速率。？第三章 ?液体的搅拌搅拌目的 ?均相液体 的混合 ， 多相物体 （液液，气液，液固 ） 的分散 和接触 ， 强化传热 。搅拌器按工作原理分类?搅拌器按工作原理可分为旋桨式 ， 涡轮式 两大类。旋桨式 大流量 ， 低压头 ；涡轮式 小流量 ， 高压头 。 ?混合效果?搅拌器的混合效果 可以用 调匀度 、 分隔尺度来 度量。 ?宏观混合 ?总体流动 是 大尺度 的 宏观混合 ；强烈的 湍动 或 强剪切力场 是小尺度的 宏观混合 。 ?微观混合 ?只有 分子扩散 才能达到 微观混合 。

10、总体流动 和强剪切力场 虽然本身不是微观混合 ，但是 可 以 促进微观混合 ， 缩短 分子 扩散 的 时间 。 ?搅拌器的两个功能?产生总体流动 ；同时 形成湍动 或 强剪切力场 。 ?改善搅拌效果的工程措施?改善搅拌效果可采取增加搅拌转速、加挡板、 偏心安装搅拌器、 装导流筒 等措施。 ?第四章 ?流体通过颗粒层的流动非球形颗粒的当量直径?球形颗粒与 实际非球形颗粒 在 某一方面相等 ，该球形的直径为非球形颗粒的当量直径， 如 体积当量直径、 面积当量直径、 比表面积当量直径 等。 ?形状系数 ?等 体积球形的表面积与非球形颗粒的表面积之 比 。 ?分布函数 ?小于某一直径 的颗粒 占总量

11、的 分率的颗粒 占总量 的 分率与 粒径范围之 比颗粒群平均直径的基准?颗粒群的平均直径以比表面积相等 为基准。因为颗粒层 内流体 为 爬流流动 , 流动阻力 主要 与 颗粒 表面积 的 大小有关 。 ?床层比表面?单位床层体积内的颗粒表面积。 ?床层空隙率?单位床层体积内的空隙体积。?数学模型法的主要步骤?数学模型法的主要步骤有简化物理模型建立数学模型 模型检验，实验确定模型参数。？架桥现象 ?尽管颗粒比网孔小，因 相互拥挤而通不过网孔的现象。 ?过滤常数及影响因素？过滤常数是指K、qe o K与压差、悬浮液浓度、滤饼 比阻、滤液粘度有关；？qe?与过滤介质阻力有关。它们在恒压下才为常数。？

12、 过滤机的生产能力?滤液量与 总时间 （ 过滤时间和辅助时间 ） 之比。 ?最优过滤时间?使 生产能力达到最大的 过滤时间 。 ?加快过滤速率的途径？改变滤饼结构；改变颗粒聚集状态；动态过滤。第五章?颗粒的沉降和流态化?曳力 （ 表面曳力、形体曳力 ） ?曳力是 流体对固体的作用力，而 阻力 是 固体壁对流体 的力， 两者为作用力与反作用力的关系。 表面曳力 由作用在颗粒表面上的剪切力 引起， 形体曳力 由作用在颗粒表面上的 压强力扣除浮力 的部分引起。 ?（ 自由 ） 沉降速度?颗粒自由沉降过程中, 曳力、重力、浮力 三者达到平衡时的相对运动速度。?离心分离因数?离心力与 重力之 比 。 ?

13、旋风分离器主要评价指标?分 离效率 、 压降 。 ?总效率 ?进入分离器后， 除去 的 颗粒 所 占比 例。 ?粒级效率 ?某一直径的 颗粒 的 去除效率 。 ?分割直径 ?粒级 效率为50%的 颗粒直径。 ?流化床的特点?混合均匀、 传热传质快； 压降恒定 、 与气速无关。 ?两种流化现象?散式流化和 聚式流化 。 ?聚式流化的两种极端情况?腾涌和 沟流 。 ?起始流化速度?随着操作气速 逐渐 增大 ，颗粒床层 从固定床 向 流化床 转变的 空床速度 。 ?带出速度?随着操作气速逐渐增大，流化床内颗粒全被带出的空床速度 。 ?气力输送?利用气体在管内的流动来输送粉粒状固体 的方法。 ?第六章

14、 ?传热 ?传热过程的三种基本方式?直接接触式、间壁式、蓄热式。 ?载热体 ?为将 冷工艺物料加热或 热工艺物料冷却 ， 必须用另一种流体 供给 或 取走热量 ，此流体称为载热体。用于加热的 称为 加热剂 ；用于 冷却的 称为 冷却剂 。 ?三种传热机理的物理本质?传导的物理本质 是 分子热运动 、 分子碰撞 及 自由电子迁移 ； 对流的物理本质是流动流体载热； 热辐射的物理本质是 电磁波 。 ?间壁换热传热过程的三个步骤 ?热量从 热流体 对流至 壁面 ， 经 壁内 热传导至另一侧 ，由 壁面 对流至 冷流体 。 ?导热系数 ?物质的 导热系数 与 物质 的 种类 、 物态 、 温度、压力有

15、关。 ?热阻 ?将传热速率表达成温差推动力 除以 阻力 的形式，该阻力即为热阻。 ?推动力 ?高 温物体 向低 温 传热 ，两者的 温度差 就是推动力。 ?流动对传热的贡献?流动流体载热。 ?强制对流传热?在 人为造成强制流动条件下 的 对流 传热。 ?自然对流传热?因 温差引起密度差 ，造成 宏观流动条件下 的对流 传热 。自然对流传热时，加热、冷却面的位置应该是加热面在下， 制冷面在上 ，这样有利于形成充分的对流流动。 ?努塞尔数、 普朗特数的物理意义?努塞尔数的物理意义是对流传热速率与导热传热速率之比。普朗特数的物理意义是动量扩散系数与热量扩散系数之比，在 a关联式中表示了物性对传热的贡

16、献。 ?0c ?关联式的定性尺寸、定性温度？用于确定关联式中的雷诺数等准数的长度变量 、 物性数据的温度。 比如， 圆管内的强制对流传热， 定性尺寸为 管径 d?、定性温度为进 出口平均温度。 ?大容积自然对流的自动模化区？自然对流a与高度h无关的区域。？液体沸腾的两个必要条件? 过热度 ?tw-ts? 、 汽化核心 。 ?核状沸腾？汽泡依次产生和脱离加热面，对液体剧烈搅动，使a随At?急剧上升。？第七章？蒸发 ？蒸发操作及其目的 ？蒸发过程的特点 ？二次蒸汽 ？溶液沸点升高 ？疏水器 ？气液两相流的环状流动区域？加热蒸汽的经济性？蒸发器的生产强度？提高生产强度的途径 ？提高液体循环速度的意义

17、？节能措施？杜林法则？多效蒸发的效数在技术经济上的限制 ？第八章 ？气体吸收吸收的目的和基本依据?吸收的目的是分离气体混合物，吸收的基本依据是混合物中各组份在溶剂中的溶解度不同。主要操作费?溶剂再生费用，溶剂损失费用。解吸方法?升温、减压、吹气。选择吸收溶剂的主要依据?溶解度大，选择性高，再生方便，蒸汽压低损失小。相平衡常数及影响因素？m E、H明随温度上升而增大，E、H*总压无关，m农比于总压。漂流因子？P/PBm?fe示了主体流动对传质的贡献。（ 气、液 ） 扩散系数的影响因素?气体扩散系数与温度、压力有关；液体扩散系数与温度、粘度有关。传质机理?分子扩散、对流传质。气液相际物质传递步骤

18、? 气相对流，相界面溶解，液相对流。有效膜理论与溶质渗透理论的结果差别？有效膜理论获得的结为kD,溶质渗透理论考虑到微元传质的非定态性，获得的结果为k0传质速率方程式?传质速率为浓度差推动力与传质系数的乘积。因工程上浓度有多种表达， 推动力也就有多种形式， 传质系数也有多种形式， 使用时注意一一对应。传质阻力控制?传质总阻力可分为两部分，气相阻力和液相阻力。当mkykx?寸，为液相阻力控制。低浓度气体吸收特点？G L为常量，等温过程，传质系数沿塔高不变。建立操作线方程的依据?塔段的物料衡算。返混 ?少量流体自身由下游返回至上游的现象。最小液气比?完成指定分离任务所需塔高为无穷大时的液气比。NO

19、G的计算方法？对数平均推动力法，吸收因数法，数值积分法HOG的含义？塔段为一个传质单元高，气体流经一个传质单元的浓度变化等于该单元内的平均推动力。常用设备的?HOG?？mi吸收剂三要素及对吸收结果的影响的吸收剂三要素是指?t、x2、Lt ；,x2；,LT均有利于吸收。化学吸收与物理吸收的区别?溶质是否与液相组分发生化学反应。增强因子?化学吸收速率与物理吸收速率之比。容积过程?慢反应使吸收成容积过程。表面过程?快反应使吸收成表面过程。第九章?液体精馏蒸馏的目的及基本依据?蒸馏的目的是分离液体混合物，它的基本依据（ 原理 ）是液体中各组分挥发度的不同。主要操作费用?塔釜的加热和塔顶的冷却。双组份汽

20、液平衡自由度的自由度为的2（P一定，tx或y; t 一定，Px或y）;P?定后，自由度为1。泡点?泡点指液相混合物加热至出现第一个汽泡时的温度。露点?露点指气相混合物冷却至出现第一个液滴时的温度。非理想物系?汽液相平衡关系偏离拉乌尔定律的成为非理想物系。总压对相对挥发度的影响?压力降低，相对挥发度增加。平衡蒸馏?连续过程且一级平衡。简单蒸馏?间歇过程且瞬时一级平衡。连续精馏?连续过程且多级平衡。间歇精馏?时变过程且多级平衡。特殊精储的恒沸精储、萃取精储等加第三组分改变a o实现精馏的必要条件?回流液的逐板下降和蒸汽逐板上升，实现汽液传质、 高度分离。理论板?离开该板的汽液两相达到相平衡的理想化

21、塔板。板效率?经过一块塔板之后的实际增浓与理想增浓之比。恒摩尔流假设及主要条件 ?在没有加料、出料的情况下，塔段内的汽相或液相摩尔流率各自不变。组分摩尔汽化热相近，热损失不计，显热差不计。加料热状态参数？q?值的含义及取值范围？一摩尔加料加热至饱和汽体所需热量与摩尔汽化潜热之比，表明加料热状态。取值范围：q0?热蒸汽，q=0?饱和蒸汽，0q1?冷液。建立操作线的依据?塔段物料衡算。操作线为直线的条件?液汽比为常数（恒摩尔流）。最优加料位置?在该位置加料，使每一块理论板的提浓度达到最大。挟点恒浓区的特征?汽液两相浓度在恒浓区几乎不变。芬斯克方程?求取全回流条件下，塔顶塔低浓度达到要求时的最少理论

22、板数。最小回流比?达到指定分离要求所需理论板数为无穷多时的回流比，是设计型计算特有的问题。最适宜回流比?使设备费、操作费之和最小的回流比。灵敏板?塔板温度对外界干扰反映最灵敏的塔板，用于预示塔顶产品浓度变化。间歇精馏的特点?操作灵活、适用于小批量物料分离。恒沸精馏与萃取精馏的主要异同点 ?相同点： 都加入第三组份改变相对挥发度；区别：前者生成新的最低恒沸物，加入组分从塔顶出；后者不形成新恒沸 物，加入组分从塔底出。操作方式前者可间歇，较方便。前者消耗热量在汽 化潜热，后者在显热。多组分精微流程方案选择？选择多组分精储的流程方案需考虑经济上优化；物性；产品纯度。关键组分?对分离起控制作用的两个组

23、分为关键组分，挥发度大的为轻关键组分；挥发度小的为重关键组分。清晰分割法?清晰分割法假定轻组分在塔底的浓度为零，重组分在塔顶的浓度为零。全回流近似法?全回流近似法假定塔顶、塔底的浓度分布与全回流时相近第十章?气液传质设备?板式塔的设计意图？气液两相在塔板上充分接触，总体上气液逆流，提供 最大推动力。 ?对传质过程最有利的理想流动条件?总体两相逆流，每块板上均匀错流。?三种气液接触状态?鼓泡状态：气量低，气泡数量少，液层清晰。泡沫状态：气量较大，液体大部分以液膜形式存在于气泡之间，但仍为连续相。喷射状态：气量很大，液体以液滴形式存在，气相为连续相。 ?转相点?由泡沫状态转为喷射状态的临界点。?板

24、式塔内主要的非理想流动?液沫夹带、气泡夹带、气体的不均匀流动、液体的不均匀流动。 ?板式塔的不正常操作现象?夹带液泛、溢流液泛、漏液。?筛板塔负荷性能图?将筛板塔的可操作范围在汽、液流量图上表示出来。?湿板效率?考虑了液沫夹带影响的塔板效率。?全塔效率?全塔的理论板数与实际板数之比。?操作弹性?上、下操作极限的气体流量之比。?常用塔板类型?筛孔塔板、泡罩塔板、浮阀塔板、舌形塔板、网孔塔板等。?填料的主要特性参数？比表面积a,空隙率 ,填料的几何形状。？常用填料类型?拉西环，鲍尔环，弧鞍形填料，矩鞍形填料，阶梯形填料，网体填料等。 ?载点 ?填料塔内随着气速逐渐由小到大， 气液两相流动的交互影响

25、开始变得比较显着时的操作状态为载点。 ?泛点 ?气速增大至出现每米填料压降陡增的转折点即为泛点。 ?最小喷淋密度?保证填料表面润湿、保持一定的传质效果所需的液体速度。 ?等板高度？HETP分离效果相当于一块理论板的填料层高度。？填料塔与板式塔的比较?填料塔操作范围小，宜处理不易聚合的清洁物料，不易中间换热， 处理量较小， 造价便宜， 较宜处理易起泡、 腐蚀性、 热敏性物料，能适应真空操作。 板式塔适合于要求操作范围大， 易聚合或含固体悬浮物， 处理量较大，设计要求比较准确的场合。 ？第十一章 ？液液萃取 ？萃取的目的及原理？目的是分离液液混合物。原理是混合物各组分溶解度的不同。 ？溶剂的必要条

26、件？与物料中的B组份不完全互溶，对A组份具有选择性的溶解度。 ？临界混溶点？相平衡的两相无限趋近变成一相时的组成所对应的点。？和点 ？两股流量的平均浓度在相图所对应的点。 ？差点 ？和点的流量减去一股流量后剩余的浓度在相图所对应的点。 ？分配曲线？相平衡的yA xA 曲线。 ？最小溶剂比？当萃取相达到指定浓度所需理论级为无穷多时，相应的S/F 为最小溶剂比。 ？选择性系数？ B =(yA/yB)/(xA/xB )?。?操 作温度对萃取的影响？温度低，B、 S 互溶度小，相平衡有利些，但粘度大等对操作不利，所以要适当选择。 ？第十二章 ？其他传质分离方法溶液结晶操作的基本原理？溶液的过饱和。造成

27、过饱和度方法？冷却，蒸发浓缩。晶习 ？各晶面速率生长不同，形成不同晶体外形的习性。溶解度曲线？结晶体与溶液达到相平衡时，溶液浓度随温度的变化曲线。超溶解度曲线?溶液开始析出结晶的浓度大于溶解度，溶液浓度随温度的变化曲线为超溶解度曲线，超溶解度曲线在溶解度曲线之上。溶液结晶的两个阶段?晶核生成，晶体成长。晶核的生成方式?初级均相成核，初级非均相成核，二次成核。再结晶现象?小晶体溶解与大晶体成长同时发生的现象。过饱和度对结晶速率的影响？过饱和度AC伙，有利于成核；过饱和度AC?小，有利于晶体成长。吸附现象?流体中的吸附质借助于范德华力而富集于吸附剂固体表面的现象。物理吸附与化学吸附的区别 ?物理吸附靠吸附剂与吸附质之间的范德华力，吸附热较小；化学吸附靠吸附剂与吸附质之间的化学键合，吸附热较大。吸附分离的基本原理?吸附剂对流体中各组分选择性的吸附。常用的吸附解吸循环?变温吸附，变压吸附，变浓度吸附，置换吸附。常用吸附剂?活性炭，硅胶， 活性氧化铝， 活性土， 沸石分子筛， 吸附树脂等。吸附等温线?在一定的温度下，吸附相平衡浓度随流体相浓度变化的曲线。传质内扩散的四种类型?分子扩散，努森扩散， 表面扩散， 固体 （ 晶体 ） 扩散。负荷曲线?固定床吸附器中，固体相浓度随距离的变化曲线称为负荷曲线。浓度波?固定床吸附器中，流体相浓度随距离的变化曲线称为浓度波。透过