化工原理知识点

化工原理期末整理用

选择

1.V=JIdA2u/4

2.静压能：管壁连接一垂直玻璃管，同一水平面不同位置处流体的静压能不同

用离心泵在两个敞开容器输液，若维持两容器的液面高度不变，当关小输送管道的阀门后，

水流量减小，摩擦系数增大，管道总阻力不变。

3.沉降时间：t=H/u

沉降速度：u=V/bL(VWbLu)

4.传热速率：单位时间内通过传热面的热量，Q表示，单位W,反映换热器换热能力大小

的性能指标。

热通量：单位面积内通过单位传热面积的热量，q表示，单位W/mO

q=Q/S

热负荷：燃料在燃烧器中燃烧时单位时间内所释放的热量。Q=D(H-hO)=Dr

5.压力、温度对吸收的影响：

温度对溶解度系数有影响，温度升高，溶解度系数越小，升温有利于解吸。

吸收操作中，适当加压和降温，提高气体在液体的溶解度；

解吸操作中，适当减压和升温，减小。

6.过滤：机械分离操作，以多孔材料为介质，在外李作用下，使悬浮液中的液体通过介质

的孔道而固体颗粒被截留在介质上，实现固液分离。

滤液：通过过滤介质的液体

滤浆：过滤中所处理的悬浮液

滤饼：截留在过滤介质上的固体物质

过滤介质：多孔材料

两种过滤方式：饼层过滤和深层过滤

饼层过滤：在过滤介质上形成滤饼层，真正起分离作用的是滤饼层，适用于颗粒含量高的悬

浮液的分离。

深层过滤：对颗粒较小且含量很低的悬浮液，可用较厚的粒状床层作为过滤介质进行过滤。

起作用的是过滤介质。

7.离心泵的工作特点；动能转化为静压能

离心泵的工作点：离心泵工作曲线与管路特性曲线的交点

8.精储的两个必要条件：塔顶回流、塔底再沸器产生的上升蒸汽

9.提储段、精储段的气液组分关系：从下至上，轻组分增加，压强减小，温度减小，重组

分增加。

10.最小气液比：(L/V)min=(Yl-Y2)/(Xl*-X2)

Xl*=Y]/m

11.表压=绝压-大气压=(-真空度)

12.板式精储塔：使气液两相保持密切又充分的接触。

与普通筛板相比，导向筛板上的液面梯度较小，鼓泡较为均匀，效率高，生产能力较大。

填料精储塔：将上段填料中的液体收集后重新均匀分布于塔截面上，再进入下段填料。

13.傅里叶定律是热传导定律，dQ=-入dS(dt/dx)

14.干球温度：普通温度计测出的湿空气的温度(t)

湿球温度：湿球温度计在空气中达到稳定时的温度(tw)

露点：在一定的总压下，将不饱和湿空气等湿冷却至饱和状态是的温度（td）

绝热饱和温度（tas）

不饱和空气：t>tw=tas>td

饱和空气：t=tw=tas=td

15.总传热系数K更接近于小的一侧，提升小的一方，K增加

16.吸收气液相平衡，吸氨气：课本281页那个图

17.平衡水分：湿物料表面产生的水蒸气分压=空中水蒸气分压，不能除去的水分。当空气相

对湿度为0时，各种物料平衡水为0

自由水分：物料含水量〉平衡水中的那部分水分，可以除去

结合水：存在物料细胞壁内及细胞毛细管中，结合力较强，蒸气压〈同温时纯水饱和蒸气压

非结合水：存在物料中的吸附水分以及在于粗毛细管中，结合力较弱，蒸气压=同温时纯水

的饱和蒸气压

自由水包括非结合水+可以除去的部分结合水

平衡水为不可除去的结合水

18.气相、单板、莫傅里效应

19.阀门开度：下游阻力下降（阀门在前）；上游阻力上升（阀门在后）

启动泵前，出口阀完全关闭，正常运转时，逐渐打开；关泵，先关泵的出口阀，再停电机。

泵的特性曲线与转速有关，也受液体密度、粘度和叶轮直径的影响

关小阀，I增加，线变得陡峭，工作点左上移，H、Q增加

改变管路特性曲线，改变阀门开度调流量；改变泵的特性曲线，改变叶轮直径

20.助滤剂的要求：一般以回收清净液体为目的的过滤

常见的有硅藻土、珍珠岩、石棉、活性炭等，使用量一般不超过固体颗粒质量的0.5%

21.沸腾曲线三个区：自然对流、泡点沸腾、膜状沸腾

22.萃取：利用混合物中各组分在某溶剂中的溶解度差异来分离混合物的单元操作。

浸取：用有机或无机溶剂将固体中的可溶解组分溶解使其进入液相，从而将它从固体原料中

分离出来的操作。

填空：

1.提高搅拌效果的措施：（1）打旋现象消除，即提高转速。还有装设挡板，偏心安装。（2）

设置导流筒

2.结晶的两个步骤：晶核的生成和晶体的生长

成核的过程：初级成核（均相成核、非均相成核）、二次成核

晶体生长的两个步骤：转移扩散、表面反应

3.降尘室生产能力的计算：V=bLu

4.层流：ReW2000,仅与Re有关

湍流：Re^4000,与Re、相对粗糙度有关

过渡区：2000<Re<4000

完全湍流区：与Re无关

当流体在圆管内流动时，管中心流速最大，滞流时的平均速度与管中心的最大流速的关系：

U=l/2Umax

5.萃取选择性系数=丫人*8/*人丫8=1<2/曲（>1）

选择萃取操作时应使选择性系数大于1

6.多层平壁的稳态热传导，各层传导速率相等，各层热通量相等

推动力与热阻成正比（tl-t2）：（t2-t3）：（t3-t4）=R1:R2:R3

△t=Qb/入S

7.蒸发器的结构：加热室、循环管、蒸发室、(除沫器、冷凝器)

8.气蚀：叶轮中心附近产生低气压，贮槽液面上方的压力之间形成压力差，叶片入口附近

的最低压强等于或小于输送温度下的液体的饱和蒸汽压时，，液体将在该处汽化并产生气泡,

气泡在高压作用下迅速凝结或破裂，液体质点连续打击在金属表面上，泵体振动，金属表面

逐渐破坏。

泵的安装高度

气缚：离心泵不能输送液体

灌泵

9.精储最小回流比的计算：Rmin=(xD-yq)/(yq-xq)={l/(a-l)}{axD/yF-(l-xD)/(l-yF))

10.进料热状态：冷液进料(q>l)、饱和液体进料(q=l)、气液混合物进料(0<q<l)、

饱和蒸气进料(q=0)、过热蒸气进料(q<0)

11.湿度H=0.622p/(P-p),p—湿空气中水蒸气的分压

饱和湿度Hs=0.622ps/(p-ps),ps一水在空气温度下的饱和蒸气压

相对湿度=p/ps

11.离心分离因数：Kc=(uTr/gR,uT-切向分速度

12.结晶的过饱和状态的两种方法：降温冷却和浓缩溶液

13.Re=duP/v(cp)

14.换热器时间长了，导热能力下降，因为有污垢过厚

15.蒸发过程中的温度差损失：溶液蒸气压下降、加热管内液柱静压强、二次蒸汽的流动阻

力

16.蒸汽冷凝的方式：膜状冷凝、滴状冷凝

17.泡点进料q=l

理论塔板数过多或过少，匕V，变化小

18.总压下，将不饱和湿空气由tl降温至t2,则该湿空气的湿度H将不变，相对湿度增大

判断：

1.入、a、k都是物性参数吗？(X)

2.利用相平衡判断是吸收还是解吸课本281页

3.精微恒摩流假设，整个精僧塔内气液两相的摩尔流量维持恒定

4.膜分离推动力

5.浸取常用的提取剂：水、乙醇、丙酮

6.过滤速度与洗涤速度的关系：(dV/dt)w-lA(dV/dt)E=KAA2^(V+Ve)

7.文丘里、转子流量计的区别：

文丘里是差压式流量计，管道压力损失小、在低雷诺数介质和大管径条件下精度高

转子流量计是改变流通面积原理工作的，面积式流量计。

8.超临界萃取可以在较快的传质速率和有利的相平衡下进行，是因为超临界流体兼有液体

和气体的某些特性。

9.U形管压差计，反映阻力损失，测表压或真空度

正压差计，Pl-P2=(PA-PB)gR

负压差计，Pl-P2=PBgR

具体见课本12-14页

2.用U形管液柱压差计测量流体压强差时,测压管的管径大小和长短,都会直接影响测量的准确性.

10.有相变和无相变哪个a(传热系数)大：有相变

具体分析见课本149-150页

11、精微理论塔板的特点：能够使气液两相充分接触，且传热及传质阻力均为0,离开该板

时的气液两相达到平衡状态的理想化塔板。

12、恒压过滤，V减小

恒速过滤，P增大

简答题

1.精储中回流比如何确定，Rmin如何确定、意义作用，全回流的特点及意义

只是对全回流的回答，其他的不是太好找，所有没有答案

答：(1)精谓塔中上升烝汽经冷凝后全部回流至塔内的操作万法称为全回沆。

(2)操作特点：全回流时的回流比R等于无穷大。此时塔顶产品为零，通常

进料和塔底产品也为零，即既不进料也不从塔内取出产品。塔中上升蒸汽量等于

下降液体量，操作线为对角线，属于达到分离条件所需理论板数最少的情况。

(3)在生产中无实际意义。但是全回流便于控制，因此在精馀塔的开工调试

阶段及实验精微塔中，常采用全回流操作。

2.干燥中湿空气为什么要预热

(1)提高温度可增加是湿空气的载湿能力(2)增加湿空气的显热(3)空气在进入干燥器

之前先进行预热可使过程在远离露点下操作，以免湿空气在干燥过程中析出露水，这是又一

原因

3.离心泵开停车步骤顺序

(1)离心泵的启动

泵入口阀全开，出口阀全关，启动电机，全面检查机泵的运转情况。

当泵出口压力高于操作压力时，逐步打开出口阀，控制泵的流量、压力。

检查电机电流是否在额定值以内，如泵在额定流量运转而电机超负荷时应停泵检查。

(2)离心泵的切换和停运。

备用泵启动前应做好全面检查及启动前的准备工作。

开泵入口阀，使泵体内充满介质，并用放空阀排净空气。

启动电机，然后检查各部位的振动情况和轴承的温度，确认正常，电流稳定，泵体压力高于

正常操作压力，逐步将出口阀门开大，同时，相应将正在运转的泵的出口阀门关小，直至关

死，并停泵。

4.干燥中总压的变化，对湿焰图的影响(t,H不变的话，总压增大)

总压增大根据湿度计算公式水汽分压是要增大的相对湿度自然增大湿空气的焰是干球

温度和湿度的函数故焰不变所以等温度线等湿度线等熔线不变，水汽分压线上移相对湿

度线下移

计算题：

一、流体动力学，运用伯努利方程

19.用泵将2X10,kg/h的溶液自反应器送至高位槽（见本

题附图）。反应器液面上方保持25.9X103Pa的真空度，高位槽

液面上方为大气压。管道为。76rrmX4nwn的钢管，总长为35

m,管线上有两个全开的闸阀、一个孔板流量计（局部阻力系数

为4）、五个标准弯头。反应器内液面与管路出口的距离为17

m,若泵的效率为0.7,求泵的轴功率。（已知溶液的密度为

1073kg/m3,黏度为6.3x10’Pas。管壁绝对粗糙度可取为0.3

mm。）

解：在反应器液面1-1与管路出口内侧截面2-2间列机械

能衡算方程，以截面17.为基准水平面，得

习题19附图

g。+与+2+叱=网+，+乙+Z4

2P2p

（1）

式中Zi=0»z才17m»44,1^0

w2xl04

’"2一乃「一3600x0.785x0.0682x1073m/s=1.43m/s

p,=-25.9X103Pa（表），所0（表）

将以上数据代入式（1）,并整理得

叱=g（z2-4）+与•+乙二鸳功

2P

=9.81X17+Z工+259x1()3+£仅=192.0+V/j

21073乙乙f

其中(九+上尹+Z：)牛

Re=du、P=（）068x1.43x1073=•）.656X10，

〃0.63x103

e/d=0.0044

根据相与e/d值，查得4=0.03,并由教材可查得各管件、阀门的当量长度分别为

闸阀（全开）：0.43X2m=0.86m

标准弯头：2.2X5m=11m_______________________________________________

故24=(0.03X33+UX6+U+05+4)四1J/kg=25.74J/kg

0.0682

于是吗=(192.0+25.74)J/kg=217.7J/kg

泵的轴功率为

217.7x2xl04

乂=叱w/r）W=1.73kW

3600x0.7

二、传热

9.在呐钢管为6180x10mm的套管换热器中，将流量为3500kg/h的某液态煌从

100。(2冷却到60。(2,其平均比热为2380J/(kgK)。环隙逆流走冷却水，其进出口温度

分别为40℃和50℃,平均比热为4174J/(kgK)o内管内外侧对流传热系数分别为

2OOOW/(m2K)-fll3OOOW/(m2K),钢的导热系数可取为45W/(mK)。假定热损失和污

垢热阻可■以忽略。试求：⑴冷却水用量7982kg/h；⑵基于内管外侧面积的总传热系

数K„=883.8571W/(m2・K)：⑶对数平均温差32.75℃；⑷内管外侧传热面积

3.1975m2«

解：⑴由％CM(1-T2)=叱金七-八)

3500x2380x(100-60)

得=7982依〃7

4174x(50-40)

一4_180-160

⑵=169.80〃〃〃

.180

In」In

d；160

1_1

出4丸九a。

11800.011801

=1.1314x103

200016045169.83000

所以=883.8571W/(加2・K)

△f)—A/j50-20

⑶逆==32.75℃

InM50

In

20

(4)由Q=K,lSMmi&=Whcph(Tl-T2)

W卢3500x2380x(100-60)个

得

KQm逆3600x883.857x32.75'

13.任一换热塔内，热液体的流电为20Kg/s,比热为OSKJ/KgQC,温度山90℃度冷却到70。(3,冷流体温度

由200c升高到60℃.分别计算:

(1)两流体逆流操作和并流操作时的平均温度差。

(2)若传热系数为300W/(n?•◎两流体逆流操作时所需的传热面积.

解：⑴逆流：90—70并流：90-70

60—2020--60

30507010

□t=<50-50>