化工原理流体流动传热及吸收等章节公式概念

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。轨线与流线轨线是同一流体质点在不同时间的位置连线，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，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。牛顿粘性定律静力学方程机械能守恒式动量守恒雷诺数阻力损失层流或局部阻力当量直径孔板流量计，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α关联式中表示了物性对传热的贡献。α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α与高度l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α随Δt急剧上升。热传导：平壁传热：单层多层圆筒壁：单层单位长度导热速率S变化：多层对流传热：热流冷流低黏度流热n=0.4冷n=0.3高黏度流热=1.05冷=0.95流体间传热圆筒壁总传热系数：污垢热阻：壁温计算T热t冷Tw内tw外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均随温度上升而增大，E、H与总压无关，m反比于总压。漂流因子P/PBm表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果为k∝D，溶质渗透理论考虑到微元传质的非定态性，获得的结果为k∝D0.5。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mky<<kx时，为气相阻力控制；当mky>>kx时，为液相阻力控制。低浓度气体吸收特点①G、L为常量，②等温过程，③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。NOG的计算方法对数平均推动力法，吸收因数法，数值积分法。亨利定律T↑：E↑H↓T↓：E↓H↑菲克定律：A在静止B中扩散：组分在气相中扩散