级作业-化工原理课程要点整理

绪论一,本课程的学习内容和任务二,单元操作的名称与分类三,基本概念与方法[物料衡算]学习单元操作时，为了弄清始末和过程之中各股物料的数量、组成之间的关系，必须做质量衡算，质量衡算常称为物料衡算1,物料衡算m原=m产+m损2,能量衡算Q入=Q出+Q损3,平衡关系4,过程速率过程速率=推动力/阻力四,单位制和单位换算基本量和倒出量单位制和单位换算[基本量]

国际单位制的7个基本量基本量单位名称单位代号中文国际长度米米m质量千克（公斤）千克（公斤）kg时间秒秒s电流安培安A热力学温度开尔文开K物质的量摩尔摩mol光强度坎德拉坎cd单位制（1）物理单位制（2）工程单位制（3）国际单位制3．单位换算4．单位的正确运用

第一章流体流动流体流动第一节概述流体的输送压力，流速和流量的测量为强化设备提供适宜的流动条件第二节流体静力学流体的压缩性（定义；可压缩性流体；理想气体方程pV=nRT）流体的主要物理量密度、相对密度和比体积(1)密度（气体密度、液体密度）气体密度=pM/RT液体密度(2)相对密度(3)比体积压强（1）压强定义（2）压强单位及换算（3）压强的表达公式：流体静力学基本方程式第三节流体动力学流量方程式稳定流动与不稳定流动流体稳定流动时的物料衡算---连续性方程流体稳定流动时的能量衡算---伯努力方程伯努力方程的应用第四节流体阻力

一,流体的黏度二,流体流动的类型三,圆管内流体的速度分布四,流体阻力的计算一,流体的黏度

流体阻力的表现和来源流体阻力的观察,如图:流体的黏度(1)物理单位制黏度的单位---泊,用P表示1泊=100厘泊(1P=100cP)

SI单位制黏度的单位---N·s/m2或Pa·s1Pa·s=10P=1000cP=1000mPa·s或者1cp=1mPa·s流体黏度随温度变化而变化(温度越高,黏度越低)气体黏度随温度变化而变化(温度越高,黏度越高)(2)混合液体的黏度(3)低压下的混合气体二,流体流流动的类型型1,雷诺实实验2,流动类类型及判定定(流体流流动类型为为当当Re＜2000层层流;Re＞4000湍流流;2000＜Re＞4000过度区区)3,当量直直径三,圆管内内流体的速速度分布四,流体阻阻力的计算算流体阻力直管阻力局部阻力h,l,d,u,入(1)当量长度法(2)阻力系数法管路总阻力的计算第五节流流量的测量量与调节孔板流量计计文氏管流量量计转子流流量计计第六节节管管路一,管管子二二,管管件三三,阀阀件四四,管管路的的连接接五五,管管路的的热补补偿六六,管管路的的保温温和涂涂色第二章章液液体输输送机机械第一节节概概述第二节节离离心泵泵第三节节其其他类类型泵泵第一节节概概述一,液液体输输送机机械的的作用用二,液液体输输送机机械的的分类类分类离心式回转式往复式液体作用式液体输送机械离心泵旋涡泵轴流泵齿轮泵螺杆泵柱塞泵计量泵喷射泵酸蛋真空输送第二节节离离心泵泵一,离心心泵的的工作作原理理与构构造1.离离心泵泵的工工作原原理2.离离心泵泵的主主要部部件叶轮泵壳轴轴封装装置二,离心心泵的的性能能参数数与特特性曲曲线三,离离心泵泵的工工作点点与流流量调调节四，离离心泵泵的汽汽蚀现现象与与安装装高度度五，离离心泵泵的组组合，，安装装及运运转六，离离心泵泵的类类型与与选用用第三节节其其他类类型泵泵一，往往复泵泵二，旋旋转泵泵三，旋旋涡泵泵四，流流体作作用泵泵第三章章气气体的的压缩缩与输输送第一节节概概述第二节节往往复式式压缩缩机第三节节离离心式式气体体输送送机械械第四节节旋旋转式式气体体输送送机械械第五节节真真空泵泵第一节节概概述气体输输送机机械的的基本本结构构和工工作原原理与与液体体输送送机械械大同同小异异，它它们的的作用用都是是对流流体做做功以以提高高其机机械能能。气体输输送机机械主主要用用于气气体输输送、、产生生高压压气体体和产产生真真空三三个方方面第二节节往往复式式压缩缩机一、往往复式式压缩缩机的的主要要构造造和工工作原原理1，，往复复式压压缩机机主要要构造造（主主要工工作部部件为为气缸缸、活活塞、、吸收收阀和和排出出阀。。）2，往往复式式压缩缩机工工作原原理（（活塞塞每往往复一一次，，气缸缸内具具有膨膨胀、、吸气气、压压缩和和排气气4个个过程程组成成一个个工作作循环环。））二、往往复式式压缩缩机的的生产产能力力1，理理论生生产能能力qv=Asn2，实实际生生产能能力qv=入qv三、压压缩比比与多多级压压缩四、往往复式式压缩缩机的的运转转和维维护1，往往复式式压缩缩机操操作、、运转转的注注意事事项2，往往复式式压缩缩机排排气量量的调调节第三节节离离心式式气体体输送送机械械一、离离心式式通风风机二、离离心式式鼓风风机和和压缩缩机（离心心式鼓鼓风机机又称称透平平鼓风风机；；离心心式压压缩机机又称称透平平压缩缩机第四节节旋旋转式式气体体输送送机械械一、罗罗茨鼓鼓风机机二、液液环压压缩机机第五节节真真空泵泵一、往往复真真空泵泵二、旋旋转式式真空空泵三、喷喷射泵泵第四章章非非均相相物系系的分分离第一节节概概述第二节节过过滤第三节节沉沉降第四节节离离心分分离第一节节概概述混合物物按相相数分分为均均相混混合物物和非非均相相混合合物。。一、非非均相相混合合物的的分离离在工工业中中的应应用1，回回收有有用的的分散散相2，净净化连连续相相3，环环境保保护和和安全全生产产二、非非均相相混合合物的的分离离方法法1，过过滤2，沉沉降第二节节过过滤一、过过滤的的基本本概念念1，过过滤及及过滤滤推动动力2，过过滤方方式3，过过滤介介质4，滤滤饼的的压缩缩性和和助滤滤剂5，滤滤饼的的洗涤涤6，过过滤速速率及及影响响因素素二、过过滤设设备（按操作作分为为间歇歇过滤滤机和和连续续过滤滤机；；按滤滤推动动力产产生方方式分分为压压滤机机、真真空过过滤机机和离离心过过滤机机）1，板板框压压滤机机2，转转鼓真真空过过滤机机（为为连续续式真真空过过滤设设备））第三节节沉沉降一、重重力沉沉降1，自自由沉沉降和和沉降降速率率2，重重力沉沉降设设备及及其生生产能能力二、离离心沉沉降1，离离心沉沉降速速率和和离心心分离离因数数2，旋旋风分分离器器3，旋旋液分分离器器三、其其他气气体净净制设设备1，过过滤净净制2，湿湿法净净制3，气气体的的电净净制第四节节离离心分分离一、离离心分分离的的概念念（利用用离心心分离离液态态非均均相物物系中中2种种不同同物质质的操操作称称为离离心分分离。。适于于离心心分离离液态态非均均相物物系包包括液-固固混合合物系系和液-液液混合合物系系）二、离离心机机离心机三足式离心机刮刀卸料离心机活塞往复式卸料离心机管式高速离心机碟片式高速离心机第五章章传传热第一节节概概述第二节节传传热计计算第三节节热热传热热第四节节对对流传传热第五节节传传热系系数第六节节换换热器器第一节节概概述一、传传热在在化工工生产产中的的应用用二、传传热的的基本本方式式（热热传导导；热热对流流；热热辐射射）三、工工业生生产上上的换换热方方式1，直直接接接触式式换热热2，蓄蓄热式式换热热3，间间壁式式换热热四、间间壁式式换热热器（（套管管式、、列管管式））五、稳稳定传传热与与不稳稳定传传热[稳定定传热热]在在传热热系统统中温温度分分布不随时间而而改变变的传传热过过程。。[不稳稳定传传热]在传传热系系统中中温度度分布布随时间而而改变变的传传热过过程。。第二节节传传热计计算一、传传热速速率方方程Q=KA△△t热阻R=1/K二、热热负荷荷和载载热体体用量量的计计算（（下1个投投影））三、平平均温温度差差（下下2个个投影影）四、传传热系系数的的测定定和经经验值值（来来源：：1现现场实实测；；2采采用经经验数数据；；3计计算法法）二、热热负荷荷和载载热体体用量量的计计算1，热热负荷荷的计计算热量衡衡算式式：Q热=Q冷冷=Q一个能能满足足生产产换热热要求求的换换热器器，必必须使使其传传热速速率≥≥热负负荷。。计算热热负荷荷可确确定换换热器器的传传热速速率热负荷荷由工工艺条条件决决定的的，传传热速速率是是换热热本身身的换换热能能力热负荷荷的计计算有有（1）焓焓差法法Q=qm热（H1-H2）（2））湿热热法Q=qm热c热（T1-T2）（3））潜热热法Q=qm热r热2，载载热体体消耗耗量3，载载热体体的选选用参参考考6个个原则则最广泛泛的载载热体体是饱和水水蒸气气和水三、平平均温温度差差Q=KA△t均1，恒恒温传传热时时的平平均温温度差差△t均=T-t2，变变温传传热时时的平平均温温度差差（1）单单侧变变温是是的平平均温温度差差△t均均=（（△△t1-△△t2））/[ln（（△t1/△△t2））]工程计计算中中，当当（△△t1/△△t2）≤2时时，△t均均=（（△△t1+△△t2））/2（2））双侧侧变温温是的的平均均温度度差①并流流和逆逆流时时的平平均温温度差差②错流流和折折流时时的平平均温温度差差四、传热系数数的测定和经经验值来源：1，第三节热传传热一、导热基本本方程和热导导率1，热传导方方程（1）固体的的热导率（2）液体的的热导率（3）气体的的热导率二、通过平壁壁的稳定热传传导1，单层平壁壁的热传导2，多层平壁壁的热传导三、通过圆筒筒壁的稳定热热传导1，单层圆筒筒壁的热传导导2，多层圆筒筒壁的热传导导第四节对流流传热一、对流传热热方程1，对流传热热分析对流传热的概概念层流内层的导导热}对流传热湍流主体对流流传热2，对流传热热方程Q=aA（t壁-t）（a为对流传热热系数）二、对流传热热系数1，影响对流流传热系数的的因素2，对流传热热系数（1）流体在在圆形直管内内强制湍流无无相变发生时时适用于气气体或低黏度度液体（2）流体有有相变化时的的对流传热系系数①蒸蒸气的冷凝②②液体的沸腾腾三、设备热损损失计算设备热损失的的热量=对流流传热+辐射射传热总的热量损失失Q损为：Q损=a总A（t壁-t）a总---联合合膜系数第五节传热热系数一、传热系数数的计算1，传热面为为平面2，传热面为为圆筒壁二、污垢热阻阻第六节换热热器

一、间壁式换热器器的类型间壁式换热器的类型管式换热器板式换热器特殊形式的换热器蛇管式换热器套管式换热器沉浸式换热器喷淋式换热器夹套式换热器螺旋式换热器翅片管式换热器热管换热器列管式换热器固定板式换热器U形管式换热器浮头式换热器翅片管式换热器板翅式换热器二、传热过程程的强化途径径1，增大传热热面积A2，增大平均均温度差△△t均3，增大传热热系数K三、列管式换换热器设计或或选用时应考考虑的问题1，流体流经经管程或壳程程的选用原则则2，流体流速速的选择3，流体进、、出口温度的的确定4，提高管内内膜系数的方方法---多多程5，提高管外外膜系数的方方法---装装置挡板（纵向、横向向）6，管子的规规格和管间距距第六章蒸发发第一节概述述蒸发的概念；；二次蒸发；；多效蒸发；；蒸发过程的的特殊性①②②③第二节单效效蒸发（见下下1投影）第三节多效效蒸发一、多效蒸发发的操作原理理二、多效蒸发发的流程三、多效蒸发发数的限定第四节蒸发发器一、蒸发器的的基本结构二、蒸发器的的主要类型三、蒸发器的的辅助装置第二节单效效蒸发一，单效蒸发发流程常见的单效蒸蒸发为减压单单效蒸发及减减压单效蒸发发的特点①②②③二，单效蒸发发的计算1，水分蒸发发量W的计算算Fwo=（（F-W）w1或W=F（1-w1/w2）2，加热蒸汽汽消耗量DQ=Dr=Fcpo（t1-to）+Wr’+Q损P129三，溶液的沸沸点和温度差差损失1，溶液的沸沸点2，温度差损损失第七章蒸馏馏第一节概述述第二节两组组分溶液的汽汽液相平衡关关系第三节简简单蒸馏和精精馏第四节双组组分连续精馏馏过程的物料料蘅算第五节塔板板数和回流比比的饿确定第六节连续续精馏装置的的热量衡算第七节板式式塔第一节概述述一、蒸馏及其其在化工生产产中的应用蒸馏精精馏间歇蒸馏和连连续蒸馏二、汽液传液液设备的的分分类第二节两组组分溶液的汽汽液相平衡关关系一，理想溶液液的汽液相平平衡关系———拉乌尔定律律二、双组分理理想溶液的汽汽液平衡相图图三、相对挥发发度第四节双组组分连续精馏馏过程的物料料蘅算一、理论板的的概念及恒摩摩尔流假定1，理论板的的概念2，恒摩尔流流假定二、物料衡算算和操作线方方程1，全塔料衡衡算2，操作线方方程三、进料热状状况的影响第五节塔板板数和比流比比的确定一、理论塔板板数的求法二、塔板效率率和实际塔板板数三、回流比的的影响及其选选择四、精馏塔操操作分析五、精馏塔的的产品质量控控制和调节第六节连续续精馏装置的的热量衡算一、冷凝器的的热量衡算二、再沸腾的的热量衡算第七节板式式塔一、精馏操作作对塔设备的的要求二、常用板式式类型1，泡罩塔板板2，筛板塔板板3，浮阀塔板板三、浮阀塔板板设计1，塔高的计计算2，塔径的计计算3，溢流装置置的设计第八章吸收收第一节概述述一、吸收操作作及其在化工工生产中的应应用二、吸收剂的的选择1，溶解度2选择性3挥发度4腐蚀性5黏性6其他他第二节吸收收过程的相平平衡关系第三节吸吸收过程的计计算一、吸收塔的的物料衡算和和操作线方程程二、吸收剂消消耗量三、填料塔直直径的计算四、填料层高高度的计算第四节填填料塔一、填料塔的的构造二、填料及其其特征三、填料塔的的附属设备四、填料塔内内的流体力学学特征五、吸收过程程的强化途径径第二节吸收收过程的相平平衡关系一、吸收中常常用的相组成成表示法二、气液相平平衡关系三、吸收机理理第九章萃取取第一节液液-液萃取的的基本原理第二节萃取取操作过程与与萃取过程的的计算第三节液-液萃取设备备第一节液液-液萃取的的基本原理一、基本概念念二、萃取在工工业生产中的的应用三、液-液平平衡关系四、萃取过程程在三角形相相图上的表示示五、影响萃取取操作的主要要因素第二节萃取取操作流程与与萃取过程的的计算一、单级接触触萃取流程与与计算二、多级萃取取流程第三节液-液萃取设备备一、基本概念念二、萃取设备备简介1，混合-澄澄清槽2，塔式萃取取设备3，离心式萃萃取器第十章干燥燥第一节概述述第二节湿空空气的性质和和湿度图第三节干燥燥过程的物料料衡算和热量量衡算第四节干燥燥速率第五节干燥燥器第一节概述述一、去湿方法法和干燥方式式1、机械去湿湿法2、化学去湿湿法3、加热去湿湿法（1）热传导导干燥法（2）对流传传热干燥法（3）辐射干干燥法（4）微波加加热干燥法（5）冷冻干干燥法二、空气干燥燥器的操作原原理第二节湿空空气的性质和和湿度图一、湿空气的的性质1，湿空气中中水汽的分压压p水2，湿度H3，相对温度度4，湿空气的的比体积5，湿空气的的比热容6，湿空气的的比焓7，干球温度度8，湿球温度度9，绝热饱和和温度10