化工基础知识

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化工基础知识培训表压力(相对压力)：如果绝对压力和大气压的差值是一个正值，那么这个正值就是表压力>0它和所处的海拔高度、纬度及气象状况有关；绝对压力是介质(液体、气体或蒸汽)所处空间的所有压力。绝对压力是相对零压力（绝对真空）而言的压力例：某管道绝对压力为201.325Kpa,大气压力为100Kpa(表压=201.325-101.325)真空度概念：绝压的概念：压强的法定单位：在国际单位制中，压强的单位是帕斯卡（Pa，简称帕，即牛顿／平方米。压强的常用单位有千帕、标准大气压、托、千克力／厘米2、毫米水银柱等等（为了纪念法国科学家帕斯卡）a2a28千克力每平方厘 lat,kgf/cm2米千克力每平方米吨力每平方米1kgf/cm2=98066.5Pa910kgf/m2tf/m21kgf/m2=9.80665Pa1tf/m2=9806.65Pa序号名称符号换算关系1帕（斯卡）Pa，N/m22兆帕MPa1MPa=106Pa3吉帕GPa1GP=1000MP=109Pa a a4千帕kPa1kPa=1000Pa5达因每平方厘米dyn/cm21dyn/cm2=0.1Pa6皮兹pz1pz=1000Pa7巴bar1bar=0.1MP=106dyn/cm过滤的概念：如袋滤器。热量传递的基本公式：热传递的基本公式为：Φ=KA△TΦ:为热流量。WK:总导热系数。W/(m2.℃)A:传热面积。m2△T热流体与冷流体之间温度差。冷凝的概念：高温气体物质由于温度降低而凝结成为非气体状态(通常是液体)的过程.冷却的概念：使热物体的温度降低而不发生相变化的过程分子筛的概念：分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物称为分子筛。目前分子筛在化工，电子，石油化工，天然气等工业中广泛使用。质量分数的概念：溶液中溶质的质量分数是溶质质量与溶液质量之比例：20g36.5%的浓盐酸中含有氯化氢的质量是多少克；配制成7.3%的稀盐酸，需要加水多少克。20g*36.5%=7.3g(氯化氢的质量)7.3/7.3%-20g=80g(需要加水质量)气体摩尔分数的概念：摩尔分数是某气体的物质的量也就是摩尔数除以混合气体的总的物质的量也就是总摩尔数4mol的氧气和6mol液体摩尔比的概念：

4+6*100%=40%液体摩尔比是某种液体的量也就是摩尔数除以混合液体的总的物质的量也就是总摩尔数4mol的乙醇和6mol4（4+*100%=40%泡点的概念：的温度成为泡点温度露点的感念露点的定义是：指空气中饱和水汽开始凝结结露的温度，在100周围环境的温度就是露点温度。露点温度越小于周围环境的温度，结露的可能性就越小，也就意味着空气越干燥，露点不受温度影响，但受压力影响。把气体混合物在压力不变的条件下降温冷却，当冷却到某一温度时，产生的第一个微小的液滴，此温度叫做该混合物在指定压力下的露点温度，简称露点。处于露点温度下的气体称为饱和气体。实际上露点就是一个微水含量的指标，不过是用温度单位表示而已，也就是说很多时候我们所指的微水含量，实际就是指露点温度！但是在压力条件有影响的情况下则必须要考虑压力因素，这应该按照公式来计算了。沸点的概念沸点:液体发生沸腾时的温度；即物质由液态转变为气态的温度。当液体沸腾时，在蒸汽锅炉里的蒸汽压强，约有几十个大气压，锅炉里的水的沸点可在200℃以上。又如，在高山上煮的（在海拔1900米处，大气压约为79800帕（600毫米汞柱，水的沸点是93.℃。在相同的大气压下，液体不同沸点亦不相同。这是因为饱和汽压和液体种类有关。在20℃时饱和气压为5865.2（44厘米汞柱）低于大气压，温度稍有升高，使乙醚的饱和汽压与大气压强相等，将乙醚加热到35沸点要比纯净的液体高，这是由于存在溶质后，液体分子之间的引力增加了，液体不易汽化，饱和汽压也较小。要使饱和汽压与大气压相同，必须提高沸点。不同液体在同一外界压强下，沸点不同。精馏概念(见下文)（挥发能力的差异液两相逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系的约束下，使得易挥发组（轻组分）不断称该过程为精馏。该过程中，传热、传质过程同时进行，属传质过程控制。其精馏塔如图6.3.1下段含进料是精馏重要特点。精馏分离的依据：与蒸馏分离依据一样，利用混合物中各组分挥发能力的差异。精馏原理：主要是通过多次部分汽化、部分冷凝的方法来分离液体混合物。凝，实现高纯度分离。图6.3.1连续精馏塔在精馏段,气相在上升的过程中，气相轻组分不断得到精制，在气相中不断地增浓，在分在液相中不断地被浓缩，在塔底获得重组分的产品，如图6.3.2所示。精馏过程与其他蒸馏过程最大的区别，是在塔两端同时提供纯度较高的液相和气相回精馏实现高纯度的分离时，始终能保证一定的传质推动力。所以，只要理论板足够多回流比的概念回流比（或部分冷凝）做回流液；将另一部分冷凝液（或未凝蒸汽D）从塔顶采出，作为产品。回流比就是回流液量与采出量的重量比，通常以通常以R来表示，即R=L/D式中R-回流比L-单位时间内塔顶回流液体量，kg/小时。D-单位时间内塔顶采储量，kg/小时。1..1～1.2最适宜回流比的确定：对固定分离要求的过程来说，当减少回流比时，运转费用（主要表现在塔釜加热量和塔顶冷量）1.3～2倍。全回流操作在精馏操作中，把停止塔进料、塔釜出料和塔顶出料，将塔顶冷凝液全部作为回流液的操作，成为全回流。全回流操作，多半用在精馏塔的开车初期，或用在生产不正常时精馏塔的自生循环操作中。灵敏板概念（在一定总压下，塔顶温度是馏出液组成的直接反映。但在高纯度分离时，在塔顶（或塔底8KPa下减压精馏为例，当塔顶馏出液中含乙苯由99.9%降至90%时，泡点变化仅为0.7℃。可见高纯度分离时一般不能用测量塔顶温度的方法来控制馏出液的质量。仔细分析操作条件变动前后温度分别的变化，即可发现在精馏段或提馏段的某些塔板工业上常用的板式塔的类型板式精馏塔如下图所示。塔为一圆形筒体，塔内设多层塔板，塔板上设有气、液两相通道塔板具有多种不同型式分别称之为不同的板式塔在生产中得到广泛的应用工业上常用的板式塔的类型有：泡罩塔、浮阀塔、筛板塔等。板式塔塔板流体流向分布类型可分为 U形流，单溢流，双溢流等泡罩塔:优点：操作稳定，升气管使泡罩塔板低气速下也不致产生严重的漏液现象，故弹性大。缺点：结构复杂，造价高，塔板压降大，生产强度低。浮阀塔:优点:结构简单、造价低，生产能力大，操作弹性大，塔板效率较高。缺点:处理易结焦、高粘度的物料时，阀片易与塔板粘结；在操作过程中有时会发生阀片脱落或卡死等现象，使塔板效率和操作弹性下降。筛板塔:塞，使应用受到限制。后经研究和操作使用发现，只有设计合理操作适当，筛板塔仍可满足板式塔导热基本概念热量从物体内温度较高的部分传递到温度较低的部分或者传递到与之接触的温度较低的另一个物体的过程称为热传导，简称导热。在纯的导热过程中，物体各部分之间不发生相对位移。从微观角度来看，气体，液体，导电固体和非导电固体的导热机理各有不同。气体的导热是气体分子作不规则热运动时相互碰撞的结果。气体分子的动能与其温度有关，即高温区的分子运动速度比低温区的大。能量水平较高的分子与能量较低的分子相互碰撞的结果，热量由高温处传到低温处。导电固体和非导电固体的导热机理也有所不同。良好的导体中有相当多的自由电子在晶格之间运动它们也能将热能从高温区传导到低温区。而在非导电固体，导热是通过晶格结构的振动（即原子、分子在其平衡位置附近的振动）来实现的。物体中温度较高部分的分子因振动而将其能量的一部分传给相邻的分子，一般通过晶格振动的能量要比依靠自由电子迁移传递的能量要少，这就是要好的导体一般也是良好的导热体的原因。至于液体的导热机理，有一种观点认为它定性的和气体类似，只是液体分子间的距离比较近，分子间的作用力对碰撞过程的影响比气体大得多，因而变得更为复杂些。单更多的研究者认为液体的导热机理类似于非导电体的固体，即主要靠原子、分子在其平衡位置的振动，只是振动的平衡位置间歇的发生移动。和温度有关。导热系数的影响很。非金属的建筑材料或绝缘材料的导热系数与其组成，结构的致密程度以及温度有关。通常导热系数随密度的增大或温度的升高而增加。高而略有减小。一般来说纯液体的导热系数比其溶液的导热系数要大。小的空隙中有气体存在，其导热系数很小。气体的导热系数，随温度升高而加大。对流基本概念对流是指物体各部分之间发生相对位移而引起的热量传输现象.量交换过程引起的流动。自然对流是指由于流体各部分温度不同,致使各部分密度不同引起的流动.系数，流体的温差等有关。辐射基本概念压缩比气体被压缩前的体积与压缩后体积的比值。压缩过程的分类等温压缩：气体被压缩时温度始终保持恒定绝热压缩：气体在压缩时与周围环境没有任何热交换作用有变化，且与外界有热交换发生，称为多变过程。雷诺数流体的流动类型分为滞流和湍流，实验发现流体流速v，管径d,流体粘度μ和密度ρ都能引起流动状态的改变，通过进一步分析研究，可把这些因素组合成为dvρ/μ,把dvρ/μ称为雷诺准数或雷诺数，以Re表示，这样就可以用Re的数值来分析流动状态。实验证明，流体在直管内流动时，当Re小于2000时，流体流动类型属于滞流，当Re大于4000时，流体流动类型属于湍流，当Re大于2000而小于4000时，流体流动类型可能是滞流，也可能是湍流。在化工生产条件下，常将Re大于3000的情况按湍流考虑。蒸发的基本概念使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸气，从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作称为蒸发。采用的设备称为蒸发器。真空泵的概念从设备或系统中抽出气体使其中的绝对压强低于大气压泵。真空泵的特点化工生产中常用的真空泵有水环真空泵和喷射泵。此类泵结构简单，紧凑，易于制造和维修，使用时间长，但是效率不高。物料平衡概念物料平衡是指在一个生产单元或由几个单元构成的生产过程中，进入系统的物料质量与积累及离开系统的物料质量之间的动态关系叫做动态物料平衡。能量平衡概念一切物质都具有能量，能量是物质固有的特性。通常，能量可分为两大类这就是热力学第一定律，即能量转化和守恒原理。体系在过程前后的能量变换ΔE应与体系在该过程中传递的热量Q与功W相等。ΔE=Q+W体系吸热为正值，放热为负值；体系得功为正值，对环境做功为负值。粘度的概念度量流体粘性大小的物理量。又称粘性系数、动力粘度，记为μ粘度的度量方法分为绝对粘度和相对粘度两大类种；相对粘度有恩氏粘度、赛氏粘度和雷氏粘度等几种表示方法。粘度的单位按国际单位制，粘度的单位为帕·秒。有时也用泊或厘泊(1泊＝10-1帕·秒，1厘泊＝10-2泊。稳定流动的概念随时间而变，这种流动称为定态流动，即稳定流动。非稳定流动的概念随时间而变，这种流动称为非定态流动，即非稳定流动。体积流量及其表示方式？体积流量是指单位时间内流过管道任一截面的体积，以Vs等。质量流量及其表示方式？

表示，其单位有m3/h，m3/s质量流量是指单位时间内流过管道任一截面的质量，以ωs

表示，其单位有kg/h，t/h，kg/s等。体积流量与质量流量的关系？体积流量与质量流量的关系为ω=Vρs s什么叫流速及表示方式？流速是指单位时间内流体在流动方向上所流过的距离,以u表示，其单位为m/s。质量流速及其表示方式？质量流速是指单位时间内流体流过管道单位截面积的质量，也称质量通量，以G表示，其表达式为G sA

u（G的单位为kg/(m2.s)）流速与质量流速的关系？ VsG s usA A密度的概念？单位体积流体具有的质量称为流体密度，单位为kg/m3，g/cm3等，其表达式为mV换热器的概念？管式、板式、翅片式等。tT2T2热流体G,c,Tp1 1冷流体G，c t2 p2 1冷凝器的概念？冷凝器是指使用冷却介质将热流体冷凝下来的换热设备。根据冷却介质种类的不同，冷凝器可归纳为四大类：⑴水冷却式：在这类冷凝器中，制冷剂放出的热量被冷却水带走。冷却水可以是一次性管式和套管式等多种。⑵空气冷却式（又叫风冷式⑶水—空气冷却式：在这类冷凝器中，制冷剂同时受到水和空气的冷却，但主要是依靠可分为蒸发式和淋激式两种。⑷蒸发—冷凝式：在这类冷凝器中系依靠另一个制冷系统中制冷剂的蒸发所产生的冷效应去冷却传热间壁另一侧的制冷剂蒸汽，促使后者凝结液化。稳定传热的概念？当传热系统中各点的温度仅随位置变化而不随时间变化，这种传热过程称为稳定传热，T2T2t1 t2 t1 t2T2T2T1 T1TT1T1T22T2 t2 t2tt1t1(a)逆流 (b)并流图3-9 两侧流体变温下的温度差变化其特点是通过某传热表面的传热速率为常量。稳定传热过程中逆流传热的概念？在稳定传热过程中，若两流体以相反的方向流动，称为逆流传热。其传热的平均温度差为稳定传热过程中并流传热的概念？在稳定传热过程中，若两流体以相同的方向流动，称为并流传热。其传热的平均温度差饱和蒸汽的概念？饱和蒸气是指