化工节能原理与技术复习
期末考试题型：
1.名词解释：4*5分；
2.问答题：9*7分；
3.计算题：17分。
复习：
绪论
1.我国能源利用现状？
①经济发展速度快，经济发展水平低；
②能源消费总量大，人均能耗低；
③能源消费结构以煤为主，脱离世界能源消费的主流；
④能源消费引起的污染物排放，已使环境不堪重负；
⑤能源资源相对匮乏，长期能源供应面临严重的短缺，需要大量进口，引发能源安全问题；
⑥能源利用效率低，能源浪费严重，存在巨大节能潜力。
2.何谓节能？
加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理、以及环境和社会可以承受的措施减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费，更加有效合理的利用能源。
第一章
1.1 能源与能源的分类
能源（3）地球和其他天体相互作用的能量：可以直接或通过转换为人类生产与生活提供能量和动力的物质资源。
四种分类方法：
1按来源分类
能源按来源可分成三类：
来自地球以外天体的能量生物质能煤炭、石油、天然气、水能、风能、海洋能；主体：太阳辐射能，目前所用能源的绝大多数。
（2）地球本身蕴藏的能量
地热能、核能
（3）地球和其他天体相互作用的能量
潮汐能
2按能源的转换和利用层次分
一次能源、二次能源、终端能源
（1）一次能源：自然界自然存在的未经加工或转换的能源。如石油、天然气、风能等。又分为可再生能源(如风能、生物质能、水能、太阳能等）和非再生能源（石油、天然气、煤炭等化石燃料及核燃料）
（2）二次能源：为满足生产工艺或生活上的需要，由一次能源加工转换形成的能源产品。如电、煤气等。
（3）终端能源：通过用能设备供消费者使用的能源。1.1.2 能源的分类终端能源有5类：固体燃料（煤、焦炭、型煤等）、液体燃料、气体燃料（天然气、液化气、煤制气等）、电力、热力。
3.按使用状况来分
（1）常规能源:开发技术较成熟、生产成本较低、大规模生产和广泛利用的能源。如煤炭、水力、石油、天然气等。
（2）新能源：目前尚未得到广泛使用，有待科学技术的发展，以便将来更经济有效开发的能源。如太阳能、地热能、潮汐能、风能、生物质能、原子能等。
目前生物质能的利用越来越受到关注。例如秸秆气化，生物制氢，能源植物利用等。
4.按对环境的污染程度分
（1）清洁能源：大气污染物和温室气体零排放或排放很少的能源，主要有三类：可再生能源（如太阳能、风能、水力、海洋能）；氢能和先进核能等。
（2）非清洁能源：污染大的能源，如煤炭、石油等。
1.2化学工业节能的潜力与意义
1.我国化学工业的特点(4)
（1）主要常规能源（煤、石油、天然气）既是能源又是原料
（2）能源消费以煤为主
后果：能耗上升、污染严重两项相加：占产品成本的25%-40%。特例：氮肥工业达70%-80%
（3）工艺与动力系统紧密结合是现代化工的主要特点化工生产常在较高温度和压力下操作，有的甚至采用电解、电热等操作方式，对热能和电能需求量大，吸热、放热频繁；加压、加热和冷却动力普遍。
（4）大宗化学品生产规模小。
2.节能的潜力（4）
（1）从单位产值能耗估计节能潜力，我国是世界上单位GDP能耗最高的国家之一。
（2）从能源利用率看节能潜力
①全国能源利用率约33%，比先进国家低10个百分点（2009年数据）；
②开采运输后系统总效率不到10%，不足发达国家一半。
节能潜力巨大：若我国化学工业的能源利用率提高1%，也能节省150万吨标煤！
（3）从主要产品单位能耗的差距分析节能潜力；
（4）从主要耗能设备技术水平分析节能潜力
①工业锅炉：平均热效率55~60%；发达国家：80~90%；
②氯碱蒸发工序：能耗相差一倍以上；
③通用设备（风机、水泵、电机）：低于国外。
④煤炭气化：国内平均60~90%；国外，80~90%
3.节能的意义（8）
（1）我国国民经济发展需要
高速发展时期，能耗量大幅度升高不可避免。合理、有效利用能源是国民经济持续、快速、健康发展的可靠保证。
（2）资源有限，节能是国民经济持续发展的保证；11%，1/2。
（3）能源开发需要大量资金和较长周期；
（4）节能有利于保护环境可减少与能源开采相关的消耗及污染物排放；我国的主要污染来自于能源消费
（5）煤、石油、天然气即是能源又是原料节能意味着节约原料；
（6）节能可促进生产同样能源、更多产品；
（7）节能可降低成本降低能源成本，则产品成本下降；
（8）节能能促进管理的改善和技术的进步。
1.3节能的途径
1.结构节能（4种结构）
（1）产业结构
不同行业、不同产品对能源的需求很不相同。发展省能工业（仪表、电子），减少耗能工业（钢铁、化肥），则国家产业结构会朝省能方向发展。（合理配置）（2）产品结构
产业结构向省能型发展。产品结构也应向高附加值、低能耗的方向发展。这些化工类行业有石油化工、精细化工、生物化工、医药工业及化工新型材料等。
（3）企业结构
调整生产规模结构是节能降耗的重要途径。
大企业较之于中、小企业能耗低。因此，有计划、有步骤的调整企业组织结构，新建厂应当有经济规模的限制。缺乏竞争力的小企业应关、停、并、转。
（4）地区结构
地区结构的调整主要是指资源的优化配置，调整部分能耗型工业的地区结构。如乙烯生产基地应靠近油田或大型炼油厂。
2.管理节能（2个层次）
1.宏观调控层次(从国家层面上进行调控）
（1）完善法制建设出台《节能法》
（2）制定与贯彻合理的经济政策价格政策、投资、信贷、税收等向节能技术倾斜。
2.企业经营管理层次
（1）建立健全的能源管理机构
（2）建立企业的能源管理制度
（3）合理组织生产
（4）加强计量管理
3.技术节能（4个方面）
1.工艺节能
化学工业技术中首先是化学反应器，其次是分离工程。化学反应器又取决于两方面因素，即催化剂和化学反应工程。
（1）催化剂和化学反应工程
一种新型催化剂可形成更有效的工艺，或可以缓和条件使反应在较低的温度和压力下进行，就可以节省反应物加热和压缩所需能量；或选择性提高，使副产物减少，生成物纯度高，既节省了原料，又降低了后续精制的负荷；或活度提高，降低反应过程推动力。
（2）分离工程
CO2吸收：国外高效率聚乙二醇二甲醚法和碳酸丙烯酯法除二氧化碳，优点是只要减压就能解吸出二氧化碳，吸收剂可再生。省去化学吸收法（热碳酸钾或乙醇胺溶液）中溶剂再生的热消耗。
（3）改进工艺方法和设备
同一生产目的，采用不同的工艺方法和设备，其能耗不同。
焦炭熄焦方式、精馏塔形式、膨胀机与节流阀、助剂
2.化工单元操作设备节能
化工单元操作设备很多，包括流体输送机械（泵、压缩机等）、换热设备（锅炉、加热炉、换热器、冷却器等）、蒸发设备、塔设备（精馏、吸收、萃取、结
晶等）、干燥设备等，每一个设备都有不同的节能方式。
（1）流体输送机械
一是设计时要选合适的机械、二是调节负荷变化时采用转速控制。
（2）换热设备
换热设备的节能方法有：加强设备保温，防止结垢，合理减少传热温差，强化传热：对锅炉和加热炉还有控制过量空气，提高燃烧特性，预热燃烧空气，回收烟气余热；以及采用高效率设备，如热管换热器等。
（3）蒸发设备
（4）预热原料，多效蒸发，热泵蒸发，冷凝水热量的利用。
（4）塔设备
节能途径：减少回流比，预热进料，塔顶热的利用，使用串联塔，采用热泵，采用中间再废气和中间冷凝器等。
（5）干燥设备
控制和减少过量空气，余热回收，排气的再循环，热泵干燥等。
3.化工过程系统节能
从系统合理用能的角度，把整个系统集成起来作为一个有机的整体对待，进行节能工作。
4.控制节能
控制节能包括两个方面：一方面是节能需要操作控制；另一方面通过操作控制节能。
控制节能投资小、潜力大、效果好。是大有发展的节能途径。
操作控制如仪表计量，一方面涉及能量的衡算与用能分析。严格的控制可使操作弹性缩小、减少因弹性操作造成的用能损失。另一方面，涉及产品质量控制，如产品纯度。过程能量损失很大程度是由产品纯度造成的。
在生产过程中，各种参数波动不可避免，如原料的成分、气温、市场对产品产量、质量的需求、蒸汽需求量等，若生产优化条件能随着这些参数的变化作相应变化，将能取得很大的节能效果。
第二章
2.1基本概念
能量的形式与质量
1.能量及其表现形式
（1）能量：物质运动变化和相互作用的量度。
（2）能量的形式：机械能(动能、位能与静压能）、电能、磁能、热能、化学能及原子（核）能等。
（3）两类能量
a.内能：物体内部所具有的能量（物体处于宏观静止且无外力场存在时仍能表现出来的能量）。
b.物体相互作用时所体现出来的能量，如位能、动能等。
（4）能量的质能量守恒，既不能被创造，也不能被消灭。但能的“品质”可以下降。
节能的实质：防止和减少能量的“质”的下降或贬值。
各种基本概念
（1）系统：在对能量转换的现象或过程进行分析时，需要从相互作用的物体中取出研究的对象,是谓热力系统，简称系统。
系统一旦划定，系统之外一切物质和空间统称外界（或环境）。
（2）平衡：在不受外界影响的条件下，系统宏观性质不随时间改变的状态是为平衡状态。
（3）状态参数：描写系统宏观状态的物理量是谓“状态参数”。
状态参数具有点函数性质，其变化取决于初、终态，与其间的路径无关。
强度量、广度量（或称广延量）
（4）功和热量：
(1) 功
如果系统对外界的单一效果可归结为提升一个重物。则说系统作了功。
功是通过系统边界在传递过程中的一种能量形式。功是过程量，不是系统含有的能量，亦不是状态参数。
(2) 热量
由温度的不同而从系统向外界，或从外界向系统所传递的能量称为热量。
热量也是过程量，一般规定：系统吸热为正，放热为负。可逆过程与不可逆过程等）
2.2能量与热力学第一定律：
1.能量守恒与转化定律是自然界的客观规律，自然界的一切物质都具有能量，能量有各种不同的形式，可以从一
种形式转化为另一种形式，但总能量是是守恒的。
能量守恒方程
2. 闭口系的能量衡算
3. 稳定流动开口系统能量衡算方程
2.3?与热力学第二定律
1.克劳修斯说法：不可能把热从低温物体传至高温物体而不引起其他变化。
2.开尔文说法：不可能从单一热源吸取热量使之完全变成有用功而不产生其他影响。
3.普朗克说法：不可能制造一个机器，使之在循环动作中把一重物升高，而同时使一热源冷却。
4.卡诺定理
在两个不同温度的恒温热源间工作的所有热机，不可能有任何热机的效率比
可逆热机效率更高。
2.4能量的计算各种能量的?会计算
2.5?损失和?衡算方程
?损失及几种主要形式的逆绝热膨胀、不可逆绝热压缩、绝热节流等）
2.6装置的效率和损失系数
?效率的不同形式
2.7节能理论的新进展
?分析法的局限性：以无驱动力的理想过程为基准来分析实际过程。
6种新理论（描述、特点、与?分析法相比其先进之处）
第三章
3.1流体流动与流体输送机械
能量损失
节能措施：合理设计管内流速（经济性）；减少不必要的管、阀件；添加减阻剂；气体不采用节流阀；注意保温等。
3.2换热
能量损失：（1）传热温差（2）流动阻力（3）散热损失
节能措施：①并流改成逆流；②不同温度传热时，选择合适的温差；③温
差推动力Δt要均匀; ④强化传热系数K与传热面积A；⑤换热设备的保温。
3.3蒸发
能量损失：蒸发操作消耗大量的热（加热蒸汽）。构成蒸发操作的主要费用节能措施：①利用废热预热原料；②多效蒸发；③二次蒸汽的再压缩等。
3.4精馏
能量损失：
①流体流动造成的压力降；
②不同温度物流间的传热或混合；
③传质推动力（相浓度不平衡物流间的传质）；
④不同浓度间物流的混合；
节能措施：
①尽可能减少回流比；
②预热进料，提高进料焓值，减少传热温差；
③塔顶蒸汽余热利用；（1）直接热利用；（2）余热制冷；（3）余热发电。
④塔釜液余热利用；
⑤减少再沸器与冷凝器的温差；防垢、除垢、减少传热热阻；
⑥利用热泵，将冷凝器蒸汽的温度提高，向再沸器供热等。
3.5吸收
能量损失：气体吸收是气体或蒸汽气流中一个或多个组分（溶质）溶解于液体（溶剂）的过程。能耗主要在溶剂的再生。
节能措施：
①选择合适的溶剂，溶解度大，则循环量小；
②溶解度对温度变化敏感；
③组织合适的流程，如采用逆流、分段、分级等手段，减少功耗。
3.6干燥
能量损失：①废气带走的热量；②传热温差、传质湿度差；③过度干燥。
节能措施：
①控制过量空气，减少加热器的热负荷；
②中间加热，提高热效率，减少传热温差；
③废气再循环，提高热效率；
④废气余热回收，减少加热器的热负荷；
⑤利用热泵，回收热量。
3.7反应
能量损失：反应路线和反应进行程度决定能耗水平。
节能措施：
1.化学反应热的有效利用与提供
（1）吸热反应:合理供热，且反应温度尽可能低。这样可利用余热，节约高品质燃料。
（2）放热反应：对于放热反应，应合理利用反应热。放热反应的温度应尽可能高，这样，所回收的热量就具有较高的品质，便于能量的更合理的利用。但利用反应热时，要注意反应过程的特点。
2.反应装置的改进
反应装置是反应过程的核心。反应过程都有流体流动、传热和传质等过程，都有阻力。为了克服阻力、推动过程进行，均需要消耗能量。如果能改进反应装置，减少阻力，就可降低能耗。因此，应考虑改进反应装置内流体的流道、改善保温、选择高效搅拌形式及减少电解槽电阻等措施。
3.催化剂的开发
催化剂是化学反应的灵魂。现有化学工艺有80%采用催化剂。一种新的催化剂研究开发成功，可以引起一场工艺改革。可以缓和反应条件，使反应在较低的温度和压力下进行；或者选择性提高，使副产物减少、生成物纯度提高，后序精制过程能耗减少；或者活性提高，降低反应过程推动力，减少反应能耗。
节能减排最有效、也是最重要的方法。
4.反应与其他过程的组合
有望改变反应过程条件，或提高反应转化率，实现节能。
（1）反应与反应组合
希望的反应和促成该反应的其他反应组合起来，使低温下化学平衡向理想方向移动。
（2）反应与其他过程的组合
①利用精馏促进反应
原理：可逆反应，当某一产物的挥发度大于反应物时，如果将此产物从液相中蒸出，可破坏原有的平衡，使反应继续向生成物方向进行，提高单程转化率，在一定程度上变可逆反应为不可逆。或减少某些副反应，提高目的产物的收率。一般而言，连串反应：A R S
若R为目标产物，且R比A易挥发，则及时分离出R可大幅度提高R的收率。
②利用反应促进精馏
反应精馏的优点：①破坏可逆反应平衡，提高反应转化率及选择性，提高反应速度与生产能力；②可利用反应热，节省能量；③反应器与精馏塔合二为一，节省投资；④对难分离物系，可获得较纯的产品。
③膜反应器
膜反应器：把反应与分离结合在一起的设备。
惰性膜只起分离作用。主要是微孔陶瓷、玻璃及高分子膜等。催化膜兼具催化与分离双重作用。
目前的研究以催化膜为主。酶膜反应器与钯膜反应器分别为有机和无机催化膜的代表。
第4章
4.1绪论
过程系统节能的意义
1.能源危机促使节能；
2.节能工作的发展不断深入；
余热回收→单个设备的节能→过程系统节能；
3.过程系统节能（夹点技术）效果显著；
新厂设计可节能30%~50%，节省投资10%；老厂改造可节能20%~35%。
4.系统节能优于局部节能，可取得更大的经济效益；
5.夹点技术分析越来越受到人们的重视
4.2夹点的形成及意义
夹点技术：夹点技术是以化工热力学为基础，以经济费用为目标函数，对过程系统整体进行优化设计和节能改造的技术。
夹点技术的应用范围：夹点技术现在不仅可用于热回收换热网络的优化集成，而且可用于合理设置热机和热泵，确定公用工程的等级和用量，去除“瓶颈”、提高生产能力，分离设备的集成，减少生产用水(即节水），减少废气污染排放等。
过程系统就是过程工业中的生产系统，可分为三个子系统：工艺过程子系统、热回收换热网络子系统和蒸汽动力公用工程子系统。
温焓图：
问题表法及其计算步骤:
夹点的意义？
夹点处热通量为零。
1. 夹点确定了换热器设置的原则与方向
夹点将换热网络分成两部分：热阱与热源
（1）夹点之上不设冷却器；
（2）夹点之下不设加热器；
（3）不应有跨越夹点的传热。
2. 夹点限定了能量的回收率。
4.3换热网络设计目标
能量目标：指最小加热公用工程量和最小冷却公用工程量。由夹点最小温差来确定。
换热单元数目目标：
1. 欧拉通用网络理论
一个换热网络的最小单元数目：U
=N+L-S
min
N：流股数目；
L：独立的热负荷回路数目；
S：可能分离成不相关子系统的数目。
2. 换热单元数目目标原则
尽量消除回路，避免多余换热单元
换热网络面积目标：最小换热网络面积。
经济目标：经济目标有能量费用目标、设备投资费用目标及总年度费用目标。
最优夹点温差的确定：
1.最优夹点温差－总费用最低；
2.最优夹点温差确定方法
①根据经验确定
此时需综合考虑公用工程和换热器设备的价格、换热工质、传热系数、操作弹性等因素。
②在不同的夹点温差下，综合出不同的换热网络，而后比较各网络的总费用。总费用最低即为最佳夹点温差；
③在网络综合之前，依据冷热复合温焓线，通过数学优化估算最优夹点温差。
4.4换热网络优化设计
1.夹点技术设计三原则：
（1）夹点之上不设冷却器；
（2）夹点之下不设加热器；
（3）不应有跨越夹点的传热。
2.夹点技术设计三准则:
（1）准则1－物流数目准则
①夹点之上，NH≤ NC；
②夹点之下，NH≥ NC；
（2）准则2－热容流率准则
①夹点之上，CPH≤CPC；
②夹点之下，CPH≥CPC；
（3）准则3－最大换热负荷准则
为保证最小数目的换热单元，每一次匹配应换完两股物流中的一股。
3.优化设计步骤
（1）初始网络的生成：原则: 换热网络的初始设计网络应是最大热回收网络。
（2）热负荷回路的断开与合并
1）热负荷回路:在网络中从一股物流出发，沿与其匹配的物流找下去，又回到此物流，则称在这些匹配的单元之间构成热负荷回路。
①独立的热负荷回路：热负荷回路相互独立，不会由其中几个的加减而得到另一个。
独立的热负荷回路＝实际换热单元数－最小换热单元数。
②热负荷回路的识别：
a.公用工程数目为1；
b.有分流的工艺物流，实际上是一股物流。
2）合并换热器:为使换热单元数目最小，应使热回路L＝0，即把网络中的热负荷回路断开。
①合并依据：回路中各单元的热负荷可以相互转移，不会对回路之外的其他单元热负荷造成影响。
②合并准则：
a.合并后保证各换热单元热负荷不小于0；
b.合并后校核传热温差；
c.采用分支维持最小传热温差
（3）阈值问题：只需要一种公用工程的问题称为阈值问题。
①阈值温差ΔT
THR
：有些系统当冷、热复合曲线距离较远时，加热与冷却公用工程均需要，是夹点问题。当继续靠近时，只剩下一种公用工程，成为阈值问题。此时对应温差为阈值温差。
②阈值问题判断：若ΔT
THR ＞ΔT
min
，阈值问题。反之，夹点问题。
③阈值问题的换热网络设计:
A.意义：对于阈值问题，减少传热温差，公用工程量不变，但可减少还热过程的?损失。
B.具体设计方法
a.阈值问题判断；
b.依据夹点问题进行具体的网络设计：
加热公用工程：夹点之上设计；
冷却公用工程：夹点之下设计。
4.5换热网络改造综合
1.现行网络的分析
分析原则：
（1）夹点之上不设冷却器；
（2）夹点之下不设加热器；
（3）不应有跨越夹点的传热。
2改造综合设计目标
（1）能量目标
（2）面积目标为新增面积目标
(要求尽量利用现有换热器)。
（3）经济目标：
①能量费用节省目标＝现有能量费用－由能量目标确定的费用
②新增换热面积投资目标
③年能量费用节省目标
④投资回收年限目标＝新增面积投资目标/年能量费用节省目标
（4）最优夹点温差
3.改造步骤
下的能量目标及面积目步骤1：按给定物流数据及费用参数计算不同ΔT
min
标。
步骤2：绘出新增面积投资费用与能量节省费用的关系。
步骤3：分析现有网络中违反夹点原则的匹配。
步骤4：去掉夹点之上的冷却器和夹点之下的加热器，消除跨越夹点的匹配。
步骤5：换热网络的进一步调优。
4.受网络夹点控制装置的改造分析
（1）改动方案定义
(1)零改动方案
改造过程中仅以增加换热器面积来回收热量而不改动换热网络结构的方案。
(2)一改动方案
改造过程中引起换热网络结构一次改动的方案。
(3)二改、三改动方案依次类推
（2）过程夹点及网络夹点
(1)过程夹点:对过程进行分析时所确定的夹点。
(2)网络夹点：现行网络中，若单股冷、热流体传热温差到达规定的最小传热温差的点称为网络夹点。
有网络夹点存在的换热网络不适合零改动方案。
处于网络夹点处的装置称为受网络夹点控制的装置。
消除网络夹点是改造这类装置，提高热能利用率的唯一选择。
解决办法：①分流；②调整换热网络结构
5.改造实例
4.6蒸汽动力系统优化综合
总复合曲线、多级公用工程配置、热机的设置、热泵的设置
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建筑节能原理与技术 第一章绪论 建筑节能的含义：建筑节能是指提高建筑使用过程中的能源效率，主要包括采暖、通风、空调、照明、炊事、家用电器和热水供应等的能源效率。 建筑节能的意义：①提高了建筑物在使用期间的能源利用效率②减少CO2的排放，降低大气污染③是改善建筑室内热环境，提高居住水平的必由之路。 常用的建筑能耗：采暖，空调，照明。 降低建筑能耗可采取的措施：①确定建筑节能工作的主要对象,找出工作重点②发挥政府宏观调控作用,引导并促进建筑节能相关法律法规的执行③重点开发建筑节能技术,构建节能技术创新机制④建立科学的能源利用评价体系⑤提高全民节能意识⑥完善节能法律法规体系。 怎样理解建筑节能的气候适应性原理：建筑节能的气候适应性起源于建筑的气候适应性，在一种气候条件下节能成功的建筑在另一种气候条件下不一定适应。①建筑起因于气候②建建筑设备的性能和能耗大小与气候紧密相关③筑热工性能与气候密不可分 第二章建筑节能气候学 建筑节能设计气候主要要素：太阳辐射、空气温度和湿度、风等。 太阳常数：在大气层上界的太阳辐射能，随太阳与地球之间的距离以及太阳的活动情况而变化，其范围为1.8~2.0卡/厘米2·分，平均值为1.97卡/（厘米2·分），此值称为太阳常数。 绝热降温和绝热升温：高度的变化也会使气温变化。当一起团上升的时候，气压陡高处下降，气团膨胀而变冷：反之，当气团下降时，则因压缩而升温，属于绝热降温和绝热升温过程。温度随高度的变化率约为1℃/hm。 温度直减率：在自由大气中，空气温度随高程增加而降低，直至同温层的高度。这种降低称为温度直减率。随着季节与昼夜时间而改变，平均值约为0.6℃/hm。 在同一地区内，风的分布与特性取决于若干全球性和地区性的因素。其主要的决定性因素是：气压的季节性的全球分布，地球的自转，陆，海加热和冷却的日变化，以及该地区的地形与其周围的环境。 热岛现象：由于城市地面覆盖物不同于自然原野，密集的城市人口的生活和生产中产生的大量热量，造成城市内的温度高于郊区温度，温度分布复杂。如果绘出等温曲线，就会看到与岛屿的等高线相似。人们把这种现象成为“热岛”。 气候分区：西方学者柯本剔除的全球气候分区法一起问和降水两个气候要素为基础，并参照自然植被的分布，把全球气候分为6个气候区：赤道潮湿性季候区（A），干燥型气候区（B），湿润性温和型气候区（C），温润性冷温型气候区（D）和极地气候区（E），其中ACDE为温润气候，B 为干旱气候。 根据柯本的理论和气候分区图，我国被分为C，D，B，H四个气候区，和我国的热工分区有部分是重叠一致的。 建筑热工设计分区：建筑热工设计分区是根据建筑热工设计的要求进行气候分区，所依据的气候要素是空气温度。建筑热工设计分类用累年最冷月（即一月）和最热月（即七月）平均温度作为分类主要指标，累年日平均温度≤5℃和≥25℃的天数作为辅助指标，将全国划分成五个区，即严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖和温和地区。 分区名称主要指标设计要求
化工原理知识点总结复习重点完美版
化工原理知识点总结复习重点完美版 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]
第一章、流体流动 一、 流体静力学 二、 流体动力学 三、 流体流动现象 四、 流动阻力、复杂管路、流量计 一、流体静力学： 压力的表征：静止流体中，在某一点单位面积上所受的压力，称为静压力，简称压力，俗称压强。 表压强（力）＝绝对压强（力）-大气压强（力） 真空度＝大气压强-绝对压 大气压力、绝对压力、表压力（或真空度）之间的关系 流体静力学方程式及应用： 压力形式 )(2112z z g p p -+=ρ 备注：1)在静止的、连续的同一液体内，处于同一 能量形式 g z p g z p 22 11 += +ρ ρ 水平面上各点压力都相等。 此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。 应用： U 型压差计 gR p p )(021ρρ-=- 倾斜液柱压差计 微差压差计 二、流体动力学 流量 质量流量 m S kg/s m S =V S ρ 体积流量 V S m 3/s 质量流速 G kg/m 2s (平均)流速 u m/s G=u ρ 连续性方程及重要引论： 一实际流体的柏努利方程及应用（例题作业题） 以单位质量流体为基准：f e W p u g z W p u g z ∑+++=+++ρ ρ2222121121 21 J/kg 以单位重量流体为基准：f e h g p u g z H g p u g z ∑+++=+++ ρρ222212112121 J/N=m 输送机械的有效功率： e s e W m N = 输送机械的轴功率： η e N N = （运算效率进行简单数学变换） m S =GA=π/4d 2 G V S =uA=π/4d 2 u
化工与画工
论化工与画工 李贽评《西厢》《琵琶》有“化工”“画工”之别,依据正是剧作者是否抒发了内心的情感,是否空言其道。通过对比《西厢》《琵琶》女主人公思想、感情、行为的不同,再结合作者的写作目的,了解这两部戏剧在塑造人物上的差别。 李贽曾经这样评价过《西厢记》和《琵琶记》:“《拜月》,《西厢》,化工也;《琵琶》,画工也。”何为“化工”,何为“画工”?李贽是这样解释的:“夫所谓画工者,以其能夺天地之化工,而其孰知天地之无工乎?今夫天之所生,地之所长,百卉具在,人见而爱之矣,至觅其工,了不可得。岂其智固不能得之欤?要知造化无工,虽有神圣亦不能识知化工之所在,而其谁能得之?”可见,“画工”是情意未到的雕琢之作,而“化工”,则是不平则鸣的宇宙自然的造化;真正可以引起读者和观众共鸣的,是《西厢记》一类的“化工”,而非语句华美工整的刻意而为的《琵琶记》一类的“画工”。 这两部同是中国戏曲史上不可多得的精品《琵琶记》和《西厢记》, 又是在哪里分出了“画工”与“化工”之别的呢?我认为,不仅仅在语言上,同样,在剧情安排,人物塑造上,都可以看出作者创作时的用心,是“不平则鸣”,还是因为过多的雕琢词句、承载伦理而湮灭了作品本身的“真心”。 《琵琶记》讲述了这样一个故事: 东汉时候，陈留县的秀才蔡伯喈,告别父母和妻子赵五娘,进京赶考,得中状元。受到丞相器重,被强迫招赘为婿。就在此时,陈留县正遭受着连年的严重灾荒,他年老的父母因为饥贫交加而死去,贤良的妻子没法生活下去。她剪下头发来卖, 为翁姑料理殡葬以后,独自一人进京去找寻久无音信的丈夫。因为没有旅费,就身背琵琶, 在漫长的旅途中卖唱度日,受尽了千辛万苦,终于夫妻团聚。《西厢记》则描述了崔相国的女儿崔莺莺在和母亲送父亲的灵柩回乡的路上,与书生张珙在普救寺里相遇, 并一见钟情, 从而不顾母亲的阻挠, 不顾门第的不同, 在侍女红娘的帮助下, 私自结合。崔母被迫承认, 但要张生上京赶考, 于是崔张二人被迫分离, 最后张生中举归来, 终于和莺莺团圆。在这两个故事中, 女主人公的形象是完全不同的。 《琵琶记》中的赵五娘, 有着舍己为人、勤劳善良的传统妇女的特点, 她不愿丈夫上京考试,但却又不愿违背公公, 最终她的丈夫离开, 再没有音信, 而她也被迫独自挑起生活的重担来面对饥荒、贫困、恶吏。她的这个形象, 正是古代千千万万妻子的形象的集合。和她有着类似遭遇的:《秋胡戏妻》中秋胡的妻子罗梅英被一别十年再次见面的丈夫调戏,《莺莺传》中莺莺被中举的张生无情的抛弃, 这些悲剧有着共同的根源——那就是男尊女卑的社会中社会伦理道德的深深的束缚。但是剧作家高明并没有对这种社会现象进行控诉和批判, 反而对默默忍受这种束缚和压迫的赵五娘进行了高度的赞扬, 她是作者心目中的传统妇女的完美代表, 是古代封建社会下被歧视, 被不平等对待的女人们的行为楷模。高明作《琵琶记》是为了通过这个故事来表扬赞美孝子、贤妻, 以行教化、正风俗的。在《琵琶记》的“副末开场”中说: “少甚才子佳人。也有神仙幽怪,琐碎不堪观。正是: 不关风化, 纵好也徒然”。“休论插科打诨, 也不寻宫数调, 只看子先与妻孝。”带着这样的载道的目的刻意来塑造一个人物, 就会显得僵硬、不自然, 也许在初看时会给人留下深刻的印象, 但是却不能仔细琢磨, 越是琢磨的深了, 越是会发现这个人物的形象单薄, 没有血肉; 除去美丽的外衣, “赵五娘”的形象就只剩下道德伦理和说教了。 比如蔡伯喈父母和赵五娘在连年遭灾的情况下痛苦生活是塑造赵五娘形象必不可少的舞台和背景, 但是它有着明显的漏洞: 即使蔡伯喈被强招为婿不能回家看望父母, 他又为什么不能寄些信、捎些钱, 而只是一去无踪影, 任爹娘活活饿死呢?这又 １
化工原理期末复习要点
(环境工程原理)化工原理期末复习 第一章流体流动 各种压强之间的相互关系 各种流态下，摩擦系数λ的影响因素 牛顿粘性定律的表达式 柏努利方程式中各项含义及应用，涉及的相关公式。 局部阻力的计算方法 测量管路中流体的流量仪器 层流与湍流是如何定义的？ 层流流动时的速度分布 流体流动时所产生的阻力大小，在实际生产中有何意义？第二章流体输送设备 离心泵的主要特性曲线及其描述 离心泵在启动前为什么必须灌水排气 启动离心泵前及停泵前应做哪些工作? 能否在正常工作的离心泵进口管设置阀门，为什么？ 第三章非均相物系的分离 影响固体颗粒沉降速度的因素，
斯托克斯区沉降及计算 降尘室优点及降尘室相关计算 离心分离设备的分离因数 旋风分离器性能 旋风分离器中沉降计算 第四章传热 热传递的基本方式 各种传热系数的单位 物质导热系数的顺序 平壁传热计算 对流传热的类型 流体与固体壁面间对流传热的热阻分析 冷热流体的对数平均温差 牛顿冷却定律及热量衡算方程的应用 换热器的传热面积计算。 湍流强制对流传热，其准数关联式，定性温度和特性尺寸换热器设计中，流体流径的选择
在一套管换热器中，若两流体的进、出口温度不变，应选择并流换热还是逆流换热？为什么？ 流体与固体壁面间对流传热的热阻主要集中在何处？ 本套管传热实验中，为什么可将α≈K ？ 为蒸汽管道中为什么要装不凝性气体排出阀？ 如何强化传热？请结合本实验的实际情况进行分析。 第五章蒸馏(只对环境专业有要求) 蒸馏的概念，为什么能分离液相组成。 t-x-y图的各种含义及概念 回流比的上下限 画出平衡蒸馏示意图，与简单蒸馏比较来说明其分离效果。 画出简单蒸馏示意图，与平衡蒸馏比较来说明其分离效果。 若汽化率相同，简装蒸馏较平衡蒸馏可获得更好的分离效果(即馏出液的组成更高：若要求两种蒸馏保持相同的分离程度，则简单蒸馏的汽化率较平衡蒸馏时的大)。 识图要求 写出流体阻力实验装置流程图中各标号相应的附件。 写出套管传热实验装置流程图中各标号相应的附件。
化工单元操作--总复习
总复习 流体流动 重点：柏努利方程 ∑+++=+++f e E P u gz W P u gz ρρ22 22121122 Kg J / ∑+++=+++f e h g P g u z h g P g u z ρρ22 2212 1122 m N J =/ 压强降)(2222 2212 11f f e p E P u gz W P u gz ?+++ =+++ ∑ρρρρρρ Pa m J =3 / 一、位能z/gz/ρgz z 是相对值，是相对于所取水平面的垂直高度。 二、动能（两个知识点：连续性方程，流量计） 1、连续性方程 定态流动与非定态流动 定态流动时对所有流体有：常数====n n n A u A u A u ρρρ 322111 对不可压缩流体有：常数====n n A u A u A u 2211 对圆管有：2 12 2212 21 22 14 4d d d d A A u u == =ππ 2、流量计 孔板、文丘里、转子三种，利用V=uA 来测量。 孔板、文丘里：A 一定，Δu 与ΔP 根据柏努利方程成一定关系，而ΔP 由压差计测得。故该两种流量计由孔板或文氏管与压差计相连组成。 V S 增大，Δu 增大，ΔP 增大，A 不变。 转子：f f f f A gV gV P ρρ-= ? V S 增大，转子上移，A 增大，Δu 不变，ΔP 不变。 三、静压能（两个知识点：静力学基本方程，密度ρ） 1、静力学基本方程 ①压强单位及换算： O mH mmHg at Pa atm 2533.10760033.110013.11===?= ②压强表示法 表压强=绝对压强-大气压强 真空度=大气压强-绝对压强 真空度= -表压强 ③表达式：gh P P ρ+=0或)(2112z z g P P -+=ρ ④等压面：等高、静止、连通、同一流体（分液器）
工业节能原理与技术A复习资料
工业节能原理与技术A复习资料 一、选择题 1-5：CBBAC 6-10:CACCC 二、名词解释题（每题4分，共20分） 1、节能: 2、能源：可以直接或通过转换为人类生产与生活提供能量和动力的物质资源。 3、技术节能: 又称间接节能，指通过合理调整，优化经济结构、产业结构和产品结构提高产品质量，节约使用各种物资等途径而达到的节约效果。 4、结构节能:又称直接节能，它指能源系统流程各环节中，由于加强企业经济管理和节能科学管理，减少跑、冒、滴、漏；改革低效率的生产工艺，采用新工艺、新设备、新技术和综合利用等方法，提高能源有效利用率从而降低单位产品能源消耗所实现的节能。 5、完全热力学平衡:同时满足热平衡、力平衡和化学平衡。 三、简答题（共6题，共50分） 1. 简述我国的能源资源状况及其特点。（8分） 经济发展速度快，人均水平低；能源消费总量大，人均能耗低；能源消费结构以煤为主，脱离世界能源消费的主流； 能源消费引起的污染物排放，已使环境不堪重负；能源资源相对贫乏，长期能源供应面临严重的短缺； 能源利用效率低，存在巨大节能潜力；能源问题是保证中国未来经济、环境可持续发展的一个重要问题。 2. 能源按来源分可分为哪几类？试简述之。（8分） 3. 能源按使用状况可分为哪几类？试简述之。（8分） （1）常规能源:开发技术较成熟、生产成本较低、大规模规生产和广泛利用的能源。如煤炭、水力、石油、天然气等 （2）新能源:目前尚未得到广泛使用，有待科学技目前尚未得到广泛使用，有待科学技术的发展，以便将来更经济有效开发的能源效的。如太阳能、地热能、潮汐能等。 4. 能源按转换和利用层次可分为哪几类？试简述之。（9分） 按能源的转换和利用层次分: 一次能源、二次能源、终端能源（1）一次能源：自然界自然存在的未经加工自然界自然存在的未经加工或转换的能源。如石油、天然气、风能等。又分为可再生能源(如风能、生物质能、水能、太阳能等）和非再如风能、生物质能、水能、太阳能等）（2）二次能源：为满足生产工艺或生活上的需要，为满足生产工艺或生活上的需要，由一次能源加工转换形成的能源产品。如电、煤气等。（3）终端能源：通过用能设备供消费者使用的能源。 5. 能源按对环境的污染程度可分为哪几类？试简述之。（8分） (1) 清洁能源：无污染或污染小的能源。如太阳能、风能、水力、海洋能、氢能、气体燃料等。风能、水力、海洋能、氢能、气体燃料等。（2）非清洁能源：污染大的能源。如煤炭、石油等。 6. 简述化工节能减排的意义（9分） 1
化工原理复习题要点
名词解释 1.单元操作：在各种化工生产过程中，除化学反应外的其余物理操作。如流体的流动与输送，沉降，过滤，传热，蒸发，结晶等。 2.真空度：当被测流体的绝对压强小于外界大气压强时，真空表的数值。 它表示所测压力的实际值比大气压力低多少，即 真空度＝大气压强－绝对压强= －表压强 3.牛顿流体：符合牛顿黏性定律的液体称之为牛顿流体。 所有气体和大多数低相对分子质量液体均属于牛顿流体，如水、空气等 4.层流流动：是流体两种基本流动形态之一，当管内流动的 Re<2000时，流体质点在管 内呈平行直线流动，无不规则运动和相互碰撞及混杂。 5.理想流体：粘度为零的流体。实际自然中并不存在，引入理想流体的概念，对研究实际流体起重要作用。 6.泵的特性曲线：泵在一定的转速下，压头、功率、效率与流量之间的关系曲线。 7.流体边界层：当流体流经固体壁面时，由于流体具有黏度，在垂直于流体流动的方向上流速逐渐减弱，受壁面影响而存在速度梯度的流体层。 8.泵的工作点：泵的特性曲线和管路特性曲线的交点。 9.泵的安装高度：泵的吸入口轴线与贮液槽液面间的垂直距离（ Zs, m ）。泵的安装高度直接影响到泵的吸液性能。)(22m H g u g p p z fs s s a s g u s 22 ，Hfs 变化不大，P a 一定，P s 越小，安装高度越大。10.泵的压头：也称泵的扬程，是泵给予单位重量 (1N)液体的有效能量，其单位为m 。f H g u g p z H 22, （m ） 11.边界层分离：当流体沿曲面流动或流动中遇障碍物时，不论是层流或湍流，会发生边界层脱离壁面的现象。dy du
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第一章、流体流动 一、 流体静力学 二、 流体动力学 三、 流体流动现象 四、 流动阻力、复杂管路、流量计 一、流体静力学： ● 压力的表征：静止流体中，在某一点单位面积上所受的压力，称为静压力，简称压力，俗称 压强。 表压强（力）＝绝对压强（力）-大气压强（力） 真空度＝大气压强-绝对压 大气压力、绝对压力、表压力（或真空度）之间的关系 ● 流体静力学方程式及应用： 压力形式 )(2112z z g p p -+=ρ 备注：1)在静止的、连续的同一液体内，处于同一 能量形式 g z p g z p 22 11 += +ρ ρ 水平面上各点压力都相等。 此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。 应用： U 型压差计 gR p p )(021ρρ-=- 倾斜液柱压差计 微差压差计 二、流体动力学 ● 流量 质量流量 m S kg/s m S =V S ρ 体积流量 V S m 3/s 质量流速 G kg/m 2s (平均)流速 u m/s G=u ρ ● 连续性方程及重要引论： ● 一实际流体的柏努利方程及应用（例题作业题） 以单位质量流体为基准：f e W p u g z W p u g z ∑+++=+++ ρ ρ222212112121 J/kg 以单位重量流体为基准：f e h g p u g z H g p u g z ∑+++=+++ ρρ222212112121 J/N=m 输送机械的有效功率： e s e W m N = 输送机械的轴功率： η e N N = （运算效率进行简单数学变换） 应用解题要点：
1、 作图与确定衡算范围:指明流体流动方向，定出上、下游界面； 2、 截面的选取：两截面均应与流动方向垂直； 3、 基准水平面的选取：任意选取，必须与地面平行，用于确定流体位能的大小； 4、 两截面上的压力：单位一致、表示方法一致； 5、 单位必须一致：有关物理量的单位必须一致相匹配。 三、流体流动现象： ● 流体流动类型及雷诺准数： （1）层流区 Re<2000 （2）过渡区 2000< Re<4000 （3）湍流区 Re>4000 本质区别：（质点运动及能量损失区别）层流与端流的区分不仅在于各有不同的Re 值，更重要的是两种流型的质点运动方式有本质区别。 流体在管内作层流流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动，各质点互不碰撞，互不混合 流体在管内作湍流流动时，其质点作不规则的杂乱运动并相互碰撞，产生大大小小的旋涡。由于质点碰撞而产生的附加阻力较自黏性所产生的阻力大得多，所以碰撞将使流体前进阻力急剧加大。 管截面速度大小分布： 无论是层流或揣流，在管道任意截面上，流体质点的速度均沿管径而变化，管壁处速度为零，离开管壁以后速度渐增，到管中心处速度最大。 层流：1、呈抛物线分布；2、管中心最大速度为平均速度的2倍。 湍流：1、层流内层；2、过渡区或缓冲区；3、湍流主体 湍流时管壁处的速度也等于零，靠近管壁的流体仍作层流流动，这－作层流流动的流体薄层称为层流内层或层流底层。自层流内层往管中心推移，速度逐渐增大，出现了既非层流流动亦非完全端流流动的区域，这区域称为缓冲层或过渡层，再往中心才是揣流主体。层流内层的厚度随 Re 值的增加而减小。 层流时的速度分布 max 2 1 u u = 湍流时的速度分布 max 8.0u u ≈ 四、流动阻力、复杂管路、流量计： ● 计算管道阻力的通式：（伯努利方程损失能） 范宁公式的几种形式： 圆直管道 2 2u d l h f λ= 非圆直管道 22 u d l W p f f ρλρ==? 运算时，关键是找出λ值，一般题目会告诉，仅用于期末考试，考研需扩充 ● 非圆管当量直径： 当量直径：e d e d =4H r （4倍水力半径） 水力半径：H r = Π A
【化工原理】期末考试总复习题
一、填空或选择题 1、雷诺数的表达式如何？如何判别流体的流型？Re=dup/v 答：雷诺数Re＜2000为层流状态，Re＞4000为紊流状态，Re＝2000～4000为过渡状态 2、如何理解和计算非圆形管道的当量直径d e？ 答：把水力半径相等的圆管直径定义为非圆管的当量直径 3、流体在管中作层流流动时，摩擦阻力损失如何计算？P33 4、球形粒子在介质中自由沉降时，达到匀速沉降的条件是什麽？层流沉降时，其阻力系数ζ为多少？ 5、一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，对其保温效果有何影响？其原因是什麽？ 6、SI制中压力、密度、黏度、温度的单位？ 7、流体在圆形直管内层流流动时速度分布曲线的形状，管中心处点速度与管内平均速度的关系？ 8、离心泵用出口阀门调节流量实质上是改变什麽曲线，用改变转速调节流量实质上是改变什麽曲线？ 答：改变管路特性曲线; 改变离心泵特性曲线 9、由多层等厚平壁构成的保温层中，某层材料的热导率与该层的热阻和两侧的温度差之间的关系？ 10、在对流传热系数的无量纲特征数关联式中，__雷诺数____________代表了流动类型和湍流程度对对流 传热的影响；___普朗特数______________代表了流体的物性对对流传热的影响。 11、计算突然扩大或突然缩小的局部阻力损失时，应采用小管还是大管的流速计算？ 12、套管冷凝器的管间走饱和水蒸汽压力一定，管内空气进口温度一定，当空气流量增加时，传热系数K 如何变化？ 13、在间壁式换热器的热交换过程中，热阻较小而常可予以忽略不计的热阻是什麽？ 14、某吸收过程，已知气膜吸收系数k y=2 kmol/(m2·h)，液膜吸收系数k x=4 kmol/(m2·h)，由此可判断该过程 为什麽控制？ 15、斯蒂芬—波尔兹曼定律表明黑体的辐射能力与温度成何关系？ 16、常压、25℃低浓度的氨水溶液，若氨水上方总压增加，则亨利系数E如何变化？相平衡常数m 如何 变化？ 17、在吸收塔设计中，传质单元高度和传质单元数对吸收塔设备效能的高低和吸收过程的难易程度有何影 响？ 18、精馏操作的依据是什麽？精馏操作得以实现的必要条件是什麽？ 19、当增大操作压强时，精馏过程中物系的相对挥发度如何变化？塔顶温度如何变化？塔釜温度如何变 化？
(完整版)化工原理知识点总结整理
一、流体力学及其输送 1.单元操作：物理化学变化的单个操作过程，如过滤、蒸馏、萃取。 2.四个基本概念：物料衡算、能量衡算、平衡关系、过程速率。 3.牛顿粘性定律：F=±τA=±μAdu/dy ，(F ：剪应力；A ：面积；μ：粘度；du/dy ：速度梯度)。 4.两种流动形态：层流和湍流。流动形态的判据雷诺数Re=duρ/μ；层流—2000—过渡—4000—湍流。当流体层流时，其平均速度是最大流速的1/2。 5.连续性方程：A1u1=A2u2；伯努力方程：gz+p/ρ+1/2u2=C 。 6.流体阻力=沿程阻力+局部阻力；范宁公式：沿程压降：Δpf=λlρu2/2d ，沿程阻力：Hf=Δpf/ρg=λl u2/2dg(λ：摩擦系数)；层流时λ=64/Re ，湍流时λ=F(Re ，ε/d)，(ε：管壁粗糙度)；局部阻力hf=ξu2/2g ，(ξ：局部阻力系数，情况不同计算方法不同) 7.流量计：变压头流量计(测速管、孔板流量计、文丘里流量计)；变截面流量计。孔板流量计的特点；结构简单，制造容易，安装方便，得到广泛的使用。其不足之处在于局部阻力较大，孔口边缘容易被流体腐蚀或磨损，因此要定期进行校正，同时流量较小时难以测定。 转子流量计的特点——恒压差、变截面。 8.离心泵主要参数：流量、压头、效率（容积效率ηv ：考虑流量泄漏所造成的能量损失；水力效率ηH ：考虑流动阻力所造成的能量损失；机械效率ηm ：考虑轴承、密封填料和轮盘的摩擦损失。）、轴功率；工作点(提供与所需水头一致)；安装高度(气蚀现象，气蚀余量)；泵的型号(泵口直径和扬程)；气体输送机械：通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。 9. 常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度1.29 kg/m3 1atm =101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=760mmHg （1）被测流体的压力 > 大气压 表压 = 绝压－大气压 （2）被测流体的压力 < 大气压 真空度 = 大气压－绝压= －表压 10. 管路总阻力损失的计算 11. 离心泵的构件: 叶轮、泵壳（蜗壳形）和 轴封装置 离心泵的叶轮闭式效率最高，适用于输送洁净的液体。半闭式和开式效率较低，常用于输送浆料或悬浮液。 气缚现象：贮槽内的液体没有吸入泵内。汽蚀现象：泵的安装位置太高，叶轮中各处压强高于被输送液体的饱和蒸汽压。原因（①安装高度太高②被输送流体的温度太高，液体蒸汽压过高；③吸入管路阻力或压头损失太高）各种泵：耐腐蚀泵:输送酸、碱及浓氨水等腐蚀性液体 12. 往复泵的流量调节 ? （1）正位移泵 ? 流量只与泵的几何尺寸和转速有关，与管路特性无关，压头与流量无关，受管路的承压能力所限制，这种特 性称为正位移性，这种泵称为正位移泵。 ? 往复泵是正位移泵之一。正位移泵不能采用出口阀门来调节流量，否则流量急剧上升，导致示损坏。 ? （2）往复泵的流量调节 ? 第一，旁路调节，如图2-28所示，采用旁路阀调节主管流量，但泵的流量是不变的。 第二，改变曲柄转速和活塞行程。使用变速电机或变速装置改变曲柄转速，达到调节流量，使用蒸汽机则更为 方便。改变活塞行程则不方便。 13.流体输送机械分类 222'2e 2e 2u d l l u d l l u d l h h h f f f ??? ? ??++=???? ??+=??? ??+=+=∑ ∑∑∑∑∑ζλλζλ
化工原理复习总结重点
化工原理 绪论Ｐ7 1,2 1. 从基本单位换算入手,将下列物理量的单位换算为ＳＩ单位。 (1)水的黏度μ＝0.００856 ｇ/(c ｍ·s) （２)密度ρ=１３８．6 kgf ?ｓ2/ｍ4 (3）某物质的比热容C Ｐ=0.24 BT Ｕ/(ｌb·℉) (４)传质系数ＫG =３4.2 kmol/（m 2?h?ａtm) （5）表面张力σ＝74 ｄy ｎ/cm (6)导热系数λ=1 ｋｃal/（ｍ?h?℃） 解：本题为物理量的单位换算。 （1)水的黏度 基本物理量的换算关系为1 kg ＝１00０ g ，１ ｍ=１00 ｃm 则 ()s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.04 4??=??=??? ?? ??????????????=--μ （2）密度 基本物理量的换算关系为１ ｋｇf=9.81 N ，1 N=１ kg?ｍ/s ２ 则 3242m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=?? ?? ????????????????=ρ （3)从附录二查出有关基本物理量的换算关系为 1 ＢTU=１.055 kJ ，l b=0.4５36 kg 则 ()C kg kJ 005.1C 95F 10.4536kg 1lb 1BTU kJ 055.1F lb BTU 24.0??=?? ? ????????????????????????=p c (４）传质系数 基本物理量的换算关系为1 h=36００ s,1 a ｔｍ=１01.33 kPa 则 )kPa s m kmol 10378.9101.33kPa 1atm 3600s h 1atm h m kmol 2.342 52G ???=?? ??????????????????=-K (5）表面张力 基本物理量的换算关系为 １ dy ｎ=1×1０–5 N 1 m ＝1００ cm o o 51F C 9 =
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第一章、流体流动 一、流体静力学 二、流体动力学 三、流体流动现象 四、流动阻力、复杂管路、流量计 一、流体静力学： 压力的表征：静止流体中，在某一点单位面积上所受的压力，称为静压力，简称压力，俗称压强。 表压强（力）＝绝对压强（力）- 大气压强（力）真空度＝大气压强- 绝对压 大气压力、绝对压力、表压力（或真空度）之间的关系 流体静力学方程式及应用： 压力形式p2 p1 g( z1 z2 ) 备注： 1) 在静止的、连续的同一液体内，处于同一 能量形式p1 z1 g p2 z2 g 水平面上各点压力都相等。 此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。应用： U型压差计p1p2( 0) gR 倾斜液柱压差计 微差压差计 二、流体动力学 流量 m kg/s m=Vρ 质量流量 S SS 体积流量S 3 m S=GA= π /4d2G V m /s V S=uA= π /4d2u 质量流速G kg/m 2s (平均)流速u m/s G=uρ 连续性方程及重要引论： u2( d1) 2 u1d2 一实际流体的柏努利方程及应用（例题作业题）
以单位质量流体为基准： 1 2 p1 1 2 p2 J/kg z1 g 2 u1 W e z2 g 2 u2 W f 以单位重量流体为基准： 1 2 p1 1 2 p2 J/N=m z1 2g u1 g H e z2 2g u2 g h f 输送机械的有效功率：N e m s W e 输送机械的轴功率：N N e （运算效率进行简单数学变换） 应用解题要点： 1、作图与确定衡算范围: 指明流体流动方向，定出上、下游界面； 2、截面的选取：两截面均应与流动方向垂直； 3、基准水平面的选取：任意选取，必须与地面平行，用于确定流体位能的大小； 4、两截面上的压力：单位一致、表示方法一致； 5、单位必须一致：有关物理量的单位必须一致相匹配。 三、流体流动现象： 流体流动类型及雷诺准数： （ 1）层流区Re<2000 （2）过渡区2000< Re<4000 （ 3）湍流区Re>4000 本质区别：（质点运动及能量损失区别）层流与端流的区分不仅在于各有不同的Re 值，更重要的是两种流型的质点运动方式有本质区别。 流体在管内作层流流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动，各质点互不碰撞，互不混合流体在管内作湍流流动时，其质点作不规则的杂乱运动并相互碰撞，产生大大小小的旋涡。 由于质点碰撞而产生的附加阻力较自黏性所产生的阻力大得多，所以碰撞将使流体前进阻力急剧 加大。 管截面速度大小分布： 无论是层流或揣流，在管道任意截面上，流体质点的速度均沿管径而变化，管壁处速度为零，离开管壁以后速度渐增，到管中心处速度最大。 层流： 1、呈抛物线分布；2、管中心最大速度为平均速度的2倍。 湍流： 1、层流内层； 2、过渡区或缓冲区；3、湍流主体 湍流时管壁处的速度也等于零，靠近管壁的流体仍作层流流动，这－作层流流动的流体薄层称为 层流内层或层流底层。自层流内层往管中心推移，速度逐渐增大，出现了既非层流流动亦非 完全端流流动的区域，这区域称为缓冲层或过渡层，再往中心才是揣流主体。层流内层的厚度随 Re 值的增加而减小。 层流时的速度分布 u 1 u max 2 湍流时的速度分布u 0.8u max 四、流动阻力、复杂管路、流量计： 计算管道阻力的通式：（伯努利方程损失能）
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第一章、流体流动 一、 流体静力学 二、 流体动力学 三、 流体流动现象 四、 流动阻力、复杂管路、流量计 一、流体静力学： ● 压力的表征：静止流体中，在某一点单位面积上所受的压力，称为静压力，简称压力， 俗称压强。 表压强（力）＝绝对压强（力）-大气压强（力） 真空度＝大气压强-绝对压 大气压力、绝对压力、表压力（或真空度）之间的关系 ● 流体静力学方程式及应用： 压力形式 )(2112z z g p p -+=ρ 备注：1)在静止的、连续的同一液体内，处于同一 能量形式 g z p g z p 22 11 +=+ρρ 水平面上各点压力都相等。 此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。 应用： U 型压差计 gR p p )(021ρρ-=- 倾斜液柱压差计 微差压差计 二、流体动力学 ● 流量 质量流量 m S kg/s
m S =V S ρ 体积流量 V S m 3/s 质量流速 G kg/m 2s (平均)流速 u m/s G=u ρ ● 连续性方程及重要引论： ● 一实际流体的柏努利方程及应用（例题作业题） 以单位质量流体为基准：f e W p u g z W p u g z ∑+++=+++ρ ρ222212112121 J/kg 以单位重量流体为基准：f e h g p u g z H g p u g z ∑+++=+++ρρ222212112121 J/N=m 输送机械的有效功率： e s e W m N = 输送机械的轴功率： ηe N N = （运算效率进行简单数学变换） 应用解题要点： 1、 作图与确定衡算范围:指明流体流动方向，定出上、下游界面； 2、 截面的选取：两截面均应与流动方向垂直； 3、 基准水平面的选取：任意选取，必须与地面平行，用于确定流体位能的大小； 4、 两截面上的压力：单位一致、表示方法一致； 5、 单位必须一致：有关物理量的单位必须一致相匹配。 三、流体流动现象： ● 流体流动类型及雷诺准数： （1）层流区 Re<2000 （2）过渡区 2000< Re<4000 （3）湍流区 Re>4000
最新化工原理期末考试填空题及答案资料
1.当分离要求和回流比一定时，进料的q值最小，此时分离所需的理论 板数。 2.处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是、、。 流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用流量计测 量。 3.离心泵的特性曲线通常包括曲线、和曲线，这些曲线表示 在一定下，输送某种特定的液体时泵的性能。 4.板框过滤机的横穿洗涤速率为最终过滤速率的。 5.进出口温度分别为85℃和40℃的热流体对进口温度为20℃的冷流体进行加 热，规定冷流体出口温度不超过40℃，则必须采用操作。 6.吸收操作一般用于分离混合物，其原理是利用气体中各组分在吸收剂中 的差异来达到分离的目的。 7.实际流体与理想流体的主要区别在于，实际流体柏努利方程与理想 流体柏努利方程的主要区别在于。 8.传热的基本方式有、和三种。热传导的基本定律 是。 1、过热蒸汽；最多。 2、静止的、连通着的、同一种连续的液体、皮托 3、H-Q、η-Q、N-Q、转速 4、1/4 5、并流 6、气体、溶解度 7、实际流体具有黏性实际流体柏努利方程中有阻力损失项 8、传导、对流、辐射傅立叶定律 1. 当20℃的甘油(ρ=1261kg.m-3,μ=1499厘泊)在内径为100mm的管内流动时, 若流速为 2.0m.s-1时,其雷诺准数Re为__________,其摩擦阻力系数λ为 ________。 2. 流体在圆形直管中作层流流动，如果流量等不变，只是将管径增大一倍，则 阻力损失为原来的________。 3. 相对挥发度α值的大小是用来判断某混合液是否能用方法分离以及 分离的程度。 4. 当量直径的定义是d e＝，边长为a正方形风管,当 量直径d e＝。 5. 孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒______，变_____；后 者是恒_________，变_________。 6. 在确定列管换热器冷热流体的流径时，一般来说，蒸汽走管______；易结垢
化工节能原理与技术复习
期末考试题型： 1.名词解释：4*5分； 2.问答题：9*7分； 3.计算题：17分。 复习： 绪论 1.我国能源利用现状？ ①经济发展速度快，经济发展水平低； ②能源消费总量大，人均能耗低； ③能源消费结构以煤为主，脱离世界能源消费的主流； ④能源消费引起的污染物排放，已使环境不堪重负； ⑤能源资源相对匮乏，长期能源供应面临严重的短缺，需要大量进口，引发能源安全问题； ⑥能源利用效率低，能源浪费严重，存在巨大节能潜力。 2.何谓节能？ 加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理、以及环境和社会可以承受的措施减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费，更加有效合理的利用能源。 第一章 1.1 能源与能源的分类 能源（3）地球和其他天体相互作用的能量：可以直接或通过转换为人类生产与生活提供能量和动力的物质资源。 四种分类方法： 1按来源分类 能源按来源可分成三类： 来自地球以外天体的能量生物质能煤炭、石油、天然气、水能、风能、海洋能；主体：太阳辐射能，目前所用能源的绝大多数。 （2）地球本身蕴藏的能量 地热能、核能 （3）地球和其他天体相互作用的能量 潮汐能 2按能源的转换和利用层次分 一次能源、二次能源、终端能源 （1）一次能源：自然界自然存在的未经加工或转换的能源。如石油、天然气、风能等。又分为可再生能源(如风能、生物质能、水能、太阳能等）和非再生能源（石油、天然气、煤炭等化石燃料及核燃料） （2）二次能源：为满足生产工艺或生活上的需要，由一次能源加工转换形成的能源产品。如电、煤气等。 （3）终端能源：通过用能设备供消费者使用的能源。1.1.2 能源的分类终端能源有5类：固体燃料（煤、焦炭、型煤等）、液体燃料、气体燃料（天然气、液化气、煤制气等）、电力、热力。 3.按使用状况来分 （1）常规能源:开发技术较成熟、生产成本较低、大规模生产和广泛利用的能源。如煤炭、水力、石油、天然气等。
江南大学《化工原理》的期末复习资料
1. 传热过程有哪三种基本方式? 直接接触式、间壁式、蓄热式。 2. 传热按机理分为哪几种? 传导、对流、热辐射。 3. 物体的导热系数与哪些主要因素有关? 与物态、温度有关。 14. 若串联传热过程中存在某个控制步骤, 其含义是什么? 该步骤阻力远大于其他各步骤的阻力之和，传热速率由该步骤所决定。 15. 传热基本方程中, 推导得出对数平均推动力的前提条件有哪些? K、q m1Cp1、q m2Cp2沿程不变；管、壳程均为单程。 16. 一列管换热器，油走管程并达到充分湍流。用133℃的饱和蒸汽可将油从40℃加热至80℃。若现欲增加50%的油处理量，有人建议采用并联或串联同样一台换热器的方法，以保持油的出口温度不低于80℃，这个方案是否可行？答案：[可行。] 17. 为什么一般情况下, 逆流总是优于并流? 并流适用于哪些情况? 逆流推动力Δtm大，载热体用量少。热敏物料加热，控制壁温以免过高。 1. 吸收的目的和基本依据是什么? 吸收的主要操作费用花费在哪? 吸收的目的是分离气体混合物。 基本依据是气体混合物中各组份在溶剂中的溶解度不同。 操作费用主要花费在溶剂再生，溶剂损失。 2. 选择吸收溶剂的主要依据是什么? 什么是溶剂的选择性? 主要依据是溶解度大，选择性高，再生方便，蒸汽压低损失小。 溶剂的选择性溶剂对溶质溶解度大，对其他组份溶解度小。 3. E, m, H 三者各自与温度、总压有何关系? m=E/P=HC M/P，m、E、H均随温度上升而增大，E、H基本上与总压无关，m反比于总压。10. 传质过程中，什么时侯气相阻力控制? 什么时侯液相阻力控制? mky<
建筑节能原理与技术
重庆某办公楼能耗模拟分析报告 学院：机械工程学院 年级：2015级 课程名称：建筑节能原理与技术 任课老师： 姓名： 学号：
目录 目录 1 软件介绍及能耗模拟的意义 (1) 2 建筑概况 (1) 3 建筑模型的建立 (3) 3.1 模型效果图 (3) 3.2计算参数的确定 (5) 4. 模拟结果及能耗分析 (6) 5 结论 (9)
重庆某办公楼能耗模拟分析报告 1 软件介绍及能耗模拟的意义 从20世纪70年代开始，信息技术的迅速发展，为建筑能耗分析提供了强有力的工具。建筑环境是由室外气候条件、室内各种热源的发热状况以及室内外通风状况所决定的。建筑环境控制系统的运行状况也必须随着建筑环境状况的变化不断的进行相应的调节，以满足舒适性及其他要求的建筑环境。由于建筑环境变化是由众多因素所决定的一个复杂过程，因此只有通过计算机模拟计算的方法才能有效的预测建筑环境在没有环境控制系统时和存在环境控制系统所需要的能耗。例如室内温湿度随时间的变化、采暖空调系统的逐时能耗，以及建筑物全年环境控制所需的能耗。建筑能耗模拟方法是研究建筑能耗特性和评价建筑设计的有力工具。它可以解决很多复杂的设计问题，并将能耗进行量化。人们可以在长周期的时间尺度上对整栋建筑进行负荷模拟，以改变某些设计来优化建筑的能源特性。 建筑模拟主要在以下两个方面得到广泛的应用：建筑能耗分析与优化和空调系统性能分析和优化。 EnergyPlus是基于不稳定传热原理，使用反应系数法来计算建筑的动态负荷。模拟计算的核心是所计算区域的空气热平衡方程式。 EnergyPlus具备其他软件没有的很多优点和功能，可对建筑冷热电系统进行全面的能耗分析和经济分析。它采用CFT来计算墙体传热，采用热平衡法计算负荷，采用模块化的系统模拟方法，时间步长可变，在系统模拟中软件会自动设定更短的步长以便于更快收敛。 2 建筑概况 本文以EnergyPlus为模拟工具，以重庆市某办公建筑为基础，建立建筑模型，模拟分析了该办公建筑全年能耗情况，找出该办公建筑的节能潜力。 重庆位于北半球副热带内陆地区，其气候特征表现为：春早气温不稳定，夏长酷热多伏旱，秋凉绵绵阴雨天，冬暖少雪云雾多。重庆年平均气温为18℃。1月份气温最低，月平均气温为7℃，最低极限气温为零下3.8℃。7月至8月份气