化工原理复习

华东理工大学网络教育学院《化工原理》课程考前复习2011年5月《化工原理》复习:第一章基本概念：连续性假定质点定态流动粘性的物理本质总势能理想流体与实际流体的区别可压缩流体与不可压缩流体的区别牛顿流体与非牛顿流体的区别平均流速均匀分布层流与湍流的本质区别稳定性与定态性量纲雷诺数的物理意义量纲分析实验研究方法的主要步骤摩擦系数完全湍流粗糙管驻点压强孔板流量计、转子流量计的特点重要公式：牛顿粘性定律静力学方程

机械能守恒式雷诺数

阻力损失，

层流或

局部阻力

当量直径孔板流量计，第二章基本概念：管路特性方程输送机械的压头或扬程叶片后弯原因气缚现象离心泵特性曲线离心泵工作点离心泵的调节手段汽蚀现象必需汽蚀余量(NPSH)r离心泵的选型(类型、型号)正位移特性往复泵的调节手段离心泵与往复泵的比较(流量、压头)通风机的全压、动风压真空泵的主要性能参数重要公式：管路特性

泵的有效功率

泵效率

最大允许安装高度

风机全压换算第四章基本概念：颗粒群平均直径的基准数学模型法的主要步骤过滤速率基本方程过滤常数及影响因素τopt叶滤机板框压滤机回转真空过滤机加快过滤速率的途径第五章基本概念：斯托克斯区牛顿区(自由)沉降速度离心分离因数旋风分离器主要评价指标总效率粒级效率分割直径dpc流化床的特点(混合、压降)两种流化现象聚式流化的两种极端情况起始流化速度带出速度第六章基本概念：热阻推动力强制对流自然对流Nu=0.023Re0.8Prb的定性尺寸、定性温度，b值液体沸腾的两个必要条件核状沸腾膜状沸腾临界点蒸汽冷凝的两种形式排放不凝性气体传热过程的控制步骤K与A的对应逆流并流冷、热流体流动通道的主要选择原则重要公式：

牛顿冷却定律

努塞尔数

普朗特数圆管内强制湍流受热b=0.4,冷却b=0.3传热系数

传热基本方程式热量衡算式或第八章基本概念：吸收的目的和基本依据解吸方法相平衡常数及影响因素传质阻力控制低浓度气体吸收特点最小液气比NOG的计算方法常用设备的HOG吸收剂三要素及对吸收结果的影响化学吸收与物理吸收的区别重要公式：亨利定律，；相平衡对流传质总传质系数

传质速率方程式吸收过程基本方程式对数平均推动力吸收因数法最小液气比物料衡算式第九章基本概念：蒸馏的目的及基本依据泡点露点总压对相对挥发度的影响精馏的必要条件理论板板效率恒摩尔流假设及主要条件加料热状态参数q值的含义及取值范围建立操作线的依据最优加料位置全回流最小回流比最适宜回流比相平衡方程物料衡算

轻组分回收率q线方程

塔内气液流率

精馏段操作方程提馏段操作方程最小回流比第十章基本概念：对传质过程最有利的理想流动条件板式塔三种气液接触状态全塔效率操作弹性常用塔板类型常用填料类型载点泛点最小喷淋密度等板高度HETP第十一章基本概念：萃取的目的及原理溶剂的必要条件分配系数选择性系数第十三章基本概念：过程方向的判据tas与tw在物理含义上的差别重要公式：湿度

相对湿度,当;,当焓

比容

湿球温度

绝热饱和温度路易斯规则空气-水系统

第十四章基本概念：物料去湿的常用方法对流干燥过程的特点td,tW,t的大小关系改变湿空气温度、湿度的工程措施平衡蒸汽压曲线结合水与非结合水平衡含水量自由含水量恒速干燥阶段物料表面温度临界含水量及其影响因素热效率重要公式：干燥速率

恒速段速率连续干燥物料衡算

预热器理想干燥热效率

复习迎考：一、概念题：25~30%形式：填空、是非、选择、简答二、计算题：70~75%主要内容：(带泵)输送管路、传热计算、吸收、精馏干燥(比例较小)典型试卷分析一、填空（25分） 1、对于气体，温度升高，粘度

；对于液体，温度降低，粘度

。水在管道中的常用流速范围是

m/s；低压气体在管道中的常用流速范围是

m/s。 2、湍流与层流的根本区别在于

。在圆形直管内，如Re=1600，则λ=

，管内的平均流速是管中心流速的

倍。 3、流体以一定的质量流量在水平直管内作层流流动时，Re值随管径增加而

，随流体密度增加而

；压降随管子相对粗糙度增加而

。（增大、减小、不变、不确定）一、1．增大，增大，1~3，8~152．流体质点是否存在着脉动性，0.04，0.53．降低，不变，不变4．属于正位移泵形式，除往复泵外，还有

，

等型式。5．往复泵的流量调节方法有

和

。6．启动离心泵前，应先

和

。7、吸收操作的依据是____________________；精馏操作的依据是_______________________。8、精馏操作中，若上升，而回流量L和进料状态（F，xf，q）均保持不变，则

R____，xD____，xW____,____。(变大，变小，不变，不确定)9．吸收、解吸操作时，低温对________有利；低压对________有利。一、4．齿轮泵，螺杆泵5．旁路阀，改变转速6．灌泵，排气7．气体各组分溶解度的不同，液体混合物各组分挥发度的不同8．变小，变小，变小，变小9．吸收，解吸10．恒摩尔流的主要前提是_________________。连续精馏塔设计时，如将原来的泡点回流改为冷回流，其他设计条件不变，则所需理论板数______________（增加、减少）。11、在常压下，常温不饱和湿空气经预热器间接加热后，该空气的下列状态参数有何变化？湿度H____，相对湿度φ____，湿球温度tw____，露点td____，焓I____。（升高，降低，不变，不确定）一、10．混合物各组分的摩尔汽化潜热相等，减少11．不变，降低，升高，不变，升高二、带泵管路(18分)图示输水管路，用离心泵将江水输送至常压高位槽。已知吸入管直径φ70×3mm，管长lAB=25m，压出管直径φ60×3mm，管长lCD=80m（管长均包括局部阻力的当量长度），摩擦系数λ均为0.025，ΔZ=11m，离心泵特性曲线为He=30-6×105qV2，式中He：m；qV：m3/s。试求：(1)管路流量为多少m3/h，(2)旱季江面下降2m，与原流量相比，此时流量下降百分之几？解:(1)管路特性：

He’=ΔZ+Δp/ρg+8λl1qV2/(π2gd15)+8λl2qV2/(π2gd25)=11+8×0.025×(25/0.0645+80/0.0545)×qV2/(π2×9.81)=11+4.08×105qV2泵的特性：He=30－6×105qV2He=He'解得qV=4.34×10-3m3/s=15.6m3/h(2)当江面下降2m时，He’=13+4.08×105qV2，He=He'解得qV=4.11×10-3m3/s=14.78m3/h流量下降(4.34-4.11)/4.34=5.4%三、传热计算（20分）在某套管换热器中用饱和水蒸汽加热苯液，苯在Φ54×2mm的钢管内流动。120℃的饱和水蒸汽在环隙冷凝。已测出苯的进口温度为30℃，出口温度为60℃，流量为4000kg/h。苯和水蒸汽的的对流给热系数分别为500W/m2·K和10000W/m2·K，管内壁的污垢热阻为0.0004m2·K/W，忽略管壁热阻、管外壁的污垢热阻及热损失。已知操作条件下苯的热容为1.9kJ/kg·K，蒸汽的汽化潜热为2204kJ/kg，试求：1、饱和水蒸汽的消耗量； 2、套管的长度。解：1）2）=73.99℃

四、吸收计算（17分） 某填料吸收塔，用清水逆流吸收混合气中的可溶组分A。入塔气体中A组分浓度y1=0.05（摩尔分数，下同），相平衡y=0.4x，回收率要求95%，操作液气比为最小液气比的1.4倍。填料的传质单元高度为0.2m。 1、所需的填料层高度为多少？ 2、在上述塔高下进行操作，现入塔气体中A组分浓度上升为y1=0.06，则出塔气体浓度将为多少？解：1）x2=0,

=7.02H=HOGNOG=0.2×7.02=1.40m2）H不变，NOG不变，

，得y2’=0.003

五、精馏计算（20分）

用板式精馏塔在常压下分离苯—甲苯溶液，塔顶设全凝器，塔釜间接加热，苯对甲苯的平均相对挥发度为α=2.47。进料为150kmol/h、含苯0.4（摩尔分数，下同）的饱和蒸汽。要求塔顶馏出液组成xD=0.97，塔釜残液组成xW=0.02。所用回流比为最小回流比的1.5倍。试求： 1、塔顶产品量D和塔底产品量W； 2、精馏段操作线方程； 3、操作时，全凝器冷