化工原理复习总结
流体：密度ρ 单位体积流体的质量 比容 单位质量流体具有的体积，是密度的倒数 V=V/m=1/ρ 混合物 n n m φρφρφρρ+++= 2211 静力学基本方程
g z p g z p 22
11
+=
+ρ
ρ
液封，确保设备安全：当设备内压力超过规定值时，
气体从液封管排出；防止气柜内气体泄漏 高度 h=P(表)/ g
ρ
体积流量V s
质量流量m s
m s=V s
ρ
流速u 质量流速G 流速选择 管径 u
V d s
π4=
定态流动,管路中流体无增加和损失
即不可压缩流体在管路中任意截面的流速与管内径的平方成反比 。
定态流动能量衡算:内能U,位能zg,动能1/2u 2 静压能Fl=PV 1kg P/ρ 热q e 外功We ρ
p
u zg U q W e e ?
+?+
?+?=+2
21
实际流体的机械能衡算
以单位质量：不可压缩无热交换温度不变 设1kg 流体损失的能量为ΣW f 单位 （J/kg ）
f e W p u
g z W p u g z ∑++
+
=++
+
ρ
ρ
2
2
221
2
112
121
以单位重量，同除g 单位是m 令g
W H e e =
g
W h f f ∑=
∑
f
e h g
p u g
z H g
p u g
z ∑++
+=++
+
ρρ2
2
221
2
112121
位压头动压头静压头外加压头压头损失
以单位体积 同乘以ρ
f
e W p u g z W p u g z ∑+++
=+++
ρρρρρρ22
2212
112
12
1
f p ?=f W ∑ρ 压力损失
理想衡算，流动中 没有摩擦阻力
ρ
ρ
2
2
221
2
112
121p u g z p u g z +
+
=+
+
g
p u g
z g
p u g
z ρρ2
2
221
2
112121+
+
=+
+
有效功率 Ne=ms We 轴功率 N=Ne/?
牛顿粘性定律 dy
u d A
F .μ= dy
u d .
μ
τ=
μ： Pa*s 内摩擦力 剪应力 法相速度梯度1/s 粘度：流体流动时在与流动方向垂直的方向上产生单位速度梯度所需的剪应力
液体T ↑ → μ ↓ 一般气体T ↑ → μ ↑
超高压气体p ↑ → μ ↑ 粘度cP(厘泊）1cP ＝10-3
Pa·s 动力粘度ρ
μν=
m 2
/s
雷诺数 μ
ρu
d =
Re Re 反映了流体流动中惯性力与粘性
力的对比关系，标志着流体流动的湍动程度 Re≤2000时，流动为层流（滞流），此区称为层流区
Re≥4000时，一般出现湍流（紊流），此区称为湍流区 2000< Re <4000 时，流动可能是层流，也可能是湍流，该区称为不稳定的过渡区
流体在圆形直管内层流流动时，其速度呈抛物线分布层流流动时的平均速度为管中心最大速度的1/2。 流动边界层：存在着较大速度梯度的流体层区域，即流速降为主体流速的99％以内的区域。
边界层厚度：边界层外缘与壁面间的垂直距离 边界层区考虑粘度和剪应力，主流区可视为理想流体 层流边界层：在平板的前段，边界层内的流型为层流 湍流边界层：离平板前沿一段距离后，边界层内的流型转为湍流
Re 越大，湍动程度越高，层流内层厚度越薄 层流内层为传递过程的主要阻力
边界层分离的必要条件：流体具有粘性； 流动过程中存在逆压梯度
边界层分离的后果： 产生大量旋涡； 造成较大的能量损失
直管阻力：流体流经一定直径的直管时由于内摩擦而 产生的阻力
局部阻力：流体流经管件、阀门等局部地方由于流速 大小及方向的改变而引起的阻力。
阻力的表现形式：流体的流动阻力表现为静压能的减少，水平安装时，流动阻力恰好等于两截面的静压能之差 皮托管测量流体的点速度，可测速度
孔板流量计的测量范围受U 形压差计量程决定。安装在
稳定流段，上游l >10d ，下游l >5d ； 结构简单，制造与安装方便 ； 能量损失较大
文丘里流量计属差压式流量计，能量损失小，造价高
转子流量计：永远垂直安装，且下进、上出，安装支路，以便于检修。 读数方便，流动阻力很小，测量范围宽，测量精度较高； （3）玻璃管不能经受高温和高压，在安装使用过程中玻璃容易破碎
直管定态流动：推动力=摩擦力 dl d p p τππ=-4
)
(2
21=A F τ=
损失的能量τρ
d l W f 4=
=
282
2
u
d l u ρτ
令2
8u
ρτ
λ=
，则2
2
u
d l W f λ
=（范宁公式）
压头损失g
u
d l h f 22
λ= 压力损失2
2
u d
l p f ρλ
=?
层流，Re
64=λ u W f ∝ 成正比。与d ε无关，只
与Re 有关 2
Re 64264322
2
2
u
d l u
d l u d d
lu
W f ?
?=??==
ρμ
ρμ 湍流，λ与Re 无关，只与d ε有关 2
u W f ∝ 湍流光管25
.0Re
3164.0=
λ Re ＝5×103～105
绝对粗糙度 ε：管道壁面凸出部分的平均高度 相对粗糙度ε/d ：绝对粗糙度与管内径的比值 局部阻力：阻力系数法ζ——局部阻力系数 2
2
'u
W
f
ζ
=，J/kg g
u
h f
22
'ζ
=，J/N=m
1、突然扩大：1
0)
1(2
2
1—=-=ζζ
A A
小管中的大速度
—12
1
'u 2
u W
f
ζ
= 2、突然缩小：5
.00)1(2
2-=-=ζζA A 小管中的大速度
-=22
2'2
u u W
f
ζ
3、管进出口：ζ进口 = 0.5 进口阻力系数
ζ出口 = 1 出口阻力系数
4、管件与阀门
当量长度法，将流体流过管件或阀门的局部阻力，折合成直径相同、长度为L e 的直管所产生的阻力 g
u
d l h u
d l w
e
f e f 22
2
'
2
'
λ
λ
==或
L e —— 管件或阀门的当量长度，m 总阻力，2
)
(2
2
2
u
d
l u d
l l W e f ζλ
λ
∑+=∑+=∑
减少流动阻力的途径：管路尽可能短，尽量走直线，少拐弯；尽量不安装不必要的管件和阀门等；
管径适当大些
简单管路（1）流体通过各管段的质量流量不变，对于
不可压缩流体，则体积流量也不变 (2) 整个管路的总能量损失等于各段能量损失之和
u
d V s 2
4
π
=
2
)
(2
22
11
u
d
l g z p W g z p e ζλ
ρ
ρ
∑+++=
++
设计型计算：设计要求：规定输液量Vs ，确定一经济的管径及供液点提供的位能z 1(或静压能p 1)。 给定条件：（1）供液与需液点的距离，即管长l ； （2）管道材料与管件的配置，即ε及Σξ; (3)需液点的位置z 2及压力p 2；(4)输送机械 W e 。 选择适宜流速，确定经济管径
操作型计算，已知：管子d 、ε、l ，管件和阀门ζ∑，
供液点z 1、p 1，需液点的z 2、p 2，输送机械 We ； 求：流体的流速u 及供液量V S
已知：管子d 、 ε l 、管件和阀门ζ∑、流量V s 等， 求：供液点的位置z 1 ； 或供液点的压力p 1；
或输送机械有效功W e
阀关小，阀门局部阻力系数ζ↑ → W f,A-B ↑ →流速u ↓ →即流量↓；
复杂管路：
并联，主管中的流量为并联的各支路流量之和
并联管路中各支路的能量损失均相等
计算并联管路阻力时，仅取其中一支路即可，不能重复计算
支管越长、管径越小、阻力系数越大——流量越小
分支汇合，主管中的流量为各支路流量之和
流体在各支管流动终了时的总机械能与能量损失之和相等
fOB
B B B
fOA A A A
W u g z p W u g z p ∑++
+=
∑++
+2
2
2
12
1ρ
ρ
汽蚀现象：液相中生成大量小气泡且随液体流经叶轮而压强急剧升高而迅速消失。消失时，四周的液体涌向原气泡空间而相互撞击，可发生几百大气压的局部压强，平率高达每秒数千次。水击作用在叶片表面，使金属疲
劳，金属晶粒剥落而腐蚀。原因，安装高度太高，被输送流体的温度太高，液体蒸汽压过高；吸入管路阻力或
压头损失太高
流体输送机械按结构和运行方式分：离心式，旋转式，往复式，流体作用式
离心泵：叶轮 叶片 泵壳 汲水管 压水管 调节阀 叶轮：敞式 半蔽式 蔽式（有前后盖板）
叶轮内液体的修正压强随旋转半径的增大而增大 泵壳引水道截面沿叶轮转向组建扩大，因为该通道要接纳从叶轮外边缘处射流出的液体，要满足流量增大但流速不增大的最低要求，并且要求液体流速进一步降低，使动能转变为静压能，以提高泵出口处液体的静压强 吸上原理与气缚现象，叶轮中心低压的形成—液体高速离开，?p ∝ρ ，泵内有气， 则ρ↓ 泵入口压力↑ 液体不能吸上——气缚启动前灌泵
平衡孔可以消除轴向推力，导轮可以减少能量损失 离心泵性能曲线分析
有效功率 g HQ N e ρ= Q 体积流量V
效率?小于1，有容积损失，水力损失，机械损失 离心泵的实际压头要比理论压头小，流体流经离心泵的泵体时，会有环流损失，摩擦损失，冲击损失
1、H~Q 曲线，Q ↑，H ↓。 Q 很小时可能例外
2、N~Q 曲线： Q ↑，N ↑ 大流量→大电机 关闭出口阀启动泵，启动电流最小
3、η~Q 曲线 ：小Q ↑，η ↑；大Q ↑，η ↓、→ ηmax 影响因素:1流体的性质,（H ，Q ，η）与ρ无关 ρ ↑, (N 、N e ) ↑ μ ↑，（H ，Q ，η）↓ N ↑ 2转速-比例定律 n ±20%以内
1
21
2n n Q Q =
21212???? ??=n n H H 3
1212???
?
??=n n N N 3叶轮直径-切割定律 D -5%以内
1
21
2D D Q Q =
21212???
? ??=D D H H 3
1212???? ??=D D N N 流量调节：关小出口阀→ ∑l e ↑ → 管特线变陡 → 工作点左上移→ H ↑ ，Q ↓ ，开大时相反 n ↑→泵H~Q 曲线上移→工作点右上移， H ↑ ，Q ↑ 离心式风机的结构特点：1叶轮直径较大 —适应大风量 2叶片数较多，3叶片有平直、前弯、后弯，不求高效率时——前弯4机壳内逐渐扩大的通道及出口截面常为
为矩形
离心泵的安装高度：液面到泵入口处的垂直距离H g f
g H
g
u g p H g p ∑+++
=22
1
1
ρρ P1入口处 P0 液面
H g ↑，则p 1↓ 当p 1< p v ，会发生气蚀。现象有：泵体振动并发出噪音， H, Q ↓ ↓, 严重时不送液 时间长久，水锤冲击和化学腐蚀，损坏叶片 确定气蚀余量
e g
p g p v
+≥ρρ1
Pv 是液体的饱和蒸汽压
安全余量e=0.3
有效汽蚀余量3.0+?=?>?r a h h h 有效 允许 必须 由Δh 计算允许安装高度H gmax max
2
1
102
1
10
22g f
v
f
v
a f
v v f
g
H H
g
p h g p H g p h g p H g
p g p g u g p g p H g u g p g p H =∑--
?-<
∑--?-=∑--???? ??-+-=∑-???
?
?
?+-=ρρρρρρρρρρ
H gmax 大小~Q 。 Q ↑，则H gmax ↓，保险↑
安装泵时为保险， H g 比H gmax 还要小0.5至1米
离心泵的类型：清水泵，耐腐蚀泵，油泵，杂质泵 单双吸泵 单多级泵
离心泵的选用1根据液体的性质确定类型2，确定管路流量和所需外加压头。 Q ←生产任务，H ←管路的特性方程3根据所需Q 和H 确定泵的型号， 离心泵的安装：安装高度应小于允许安装高度 2尽量减少吸入管路阻力，短、直、粗、管件少；调节阀应装于出口管路 操作：启动前应灌泵，并排气。应在出口阀关闭的情况下启动泵 。停泵前先关闭出口阀，以免损坏叶轮。经常检查轴封情况
颗粒沉降 受力 重力
g d s ρπ
3
6
离心力
r
u
d a d t
s
r s 23
3
6
6
ρπρπ=
重力沉降速度u 0 重力-浮力-阻力=颗粒质量×加速度 u ↑，阻力↑ ，加速度↓
加速度=0时，u=u 0——沉降速度 -
g d s ρπ
3
6
-g d ρπ
3
6
04
2
2
20
=d u πρζ
()ρζ
ρρ340g
d u s -=
离心沉降速度()r
u d u t
s r ρζρρ342
-=
实际速度的径向分量 轨迹为逐渐扩大的螺旋线 层流区：不发生边界层分离，表皮阻力占主导地位 0
Re
24=
ζ ()μ
ρρ182
0g
d
u s -=
3.0Re 0<
过渡区：500Re 20<< 开始边界层分离
6.00
Re
5.18=ζ ()ρ
ρρ6
.00
Re 269
.0-s gd
湍流区 200000Re 5000<< 形体阻力占主导地位
44.0=ζ ()
ρ
ρρ-=s gd u 74
.10
阻力∝u 2 阻力系数与Re 0无关 降尘室工作原理：气体入室→减速 颗粒的沉降运动&随气体运动
沉降运动时间<气体停留时间→分离 d ↑，容易除去 气量V ↓，容易除去 最大处理量00u A V s ≤
V max ~ (100%去除的) d, A 0，与H 无关
过滤原理
固液混合 外力驱动 多孔介质 颗粒截留 液体通过 洗涤——回收滤饼中残存的滤液或除去其杂质 介质：织物介质 堆积介质 多孔固体介质 多孔膜 板框式压滤机
滤浆由总管入框→框内形成滤饼→滤液穿过饼和布 →经每板上旋塞排出(明流)
→从板流出的滤液汇集于某总管排出(暗流)
横贯洗涤
洗涤液由总管入板→滤布→滤饼→滤布→非洗涤板→排出 洗涤面=(1/2)过滤面积
置换洗涤 洗涤液行程与滤液相同。洗涤面=过滤面 恒压过滤方程式 θ222KA VV V e =+ '
'22c r p
rc p
K μμ?=?=
——过滤常数（m 2/s ）
θK qq q e =+22
（ A V q e e /= A V q /=）
过滤操作周期总时间R W F C θθθθ++=
F θ过滤时间 W θ洗涤时间 R θ卸渣清理装合
生产能力：一个操作周期中，单位时间内得到的滤液或滤饼体积
传热过程在化工过程中可以加热或冷却，换热，保温。 三种基本方式：热传导，对流，热辐射 热传导，没有物质宏观位移
气体 分子做不规则热运动时相互碰撞的结果 固体 导电体：自由电子在晶格间的运动
非导电体：通过晶格结构的振动来实现的 液体 机理复杂
对流：流体内部质点发生相对位移的热量传递过程 自然对流 强制对流
热辐射，物体因热的原因发出辐射能的过程称为热辐射 能量转移、能量形式的转化 不需要任何物质作媒介
冷热流体热交换形式：间壁式换热（套管式，列管式换热器）混合式换热 蓄热式换热（结构简单，耐高温，设备体积大，有一定程度混合）
热负荷Q’：工艺要求，同种流体需要温升或温降时，吸收或放出的热量，单位 J/s 或W 。
传热速率Q ：热流量，单位时间内通过换热器的整个传热面传递的热量，单位 J/s 或W 。
热流密度q ：热通量，单位时间内通过单位传热面积传递的热量，单位 J/(s. m 2
)或W/m
2
A
Q q =
温度场：某时刻，物体或空间各点的温度分布 等温面：同一时刻，温度场中温度相同的点组成的面 不同温度的等温面不相交
温度梯度是一个点的概念是一个向量，方向垂直于该点所在等温面，以温度增的方向为正 一维稳定热传导dx dt /
傅立叶定律 n
t
A Q ??λd d -= 热传导速率 w 或J/s
dA ── 导热面积，m 2 ?t/?n ── 温度梯度，℃/m 或K/m λ ──导热系数W/(m·℃)或W/(m·K)越大则导热性能越好 负号表示传热方向与温度梯度方向相反
用热通量表示 n t
A Q q ??λ-==d d 导热系数n
t q
??λ/-
= 单位温度梯度下的热通量 λ金属固体 > λ非金属固体 > λ液体 > λ气体 纯金属>合金 温度系数a < 0 ，t ↑ λ↓
非金属 与密度成正关系a > 0 ， t ↑ λ ↑
液体 金属液体λ较高，非金属液体λ低，水的λ最大 一般来说，纯液体的大于溶液 t ↑ λ↓（除水和甘油） 气体 t ↑ λ↑ 气体不利用导热，但可用来保温或隔热 平壁单壁A
b
t t t t A b
Q λλ
2
121)(-=
-=
=
热阻
推动力=
?R
t
b 平壁厚度
圆壁传热1
2211
221ln
1
)(2ln )
(2r r t t l r r t t l Q λ
πλπ-?=
-??=
1内2外
对流传热速率——牛顿冷却定律 )(w T T A Q -=α α ── 对流传热系数，W/(m 2·℃) T w ── 壁温 T ── 流体平均温度 A ──传热面积 影响对流传热系数α的因素 α强 > α自
1引起流动的原因,自然对流：由于流体内部密度差引起流体的流动。强制对流：由于外力和压差引起的流动 2流体的物性ρ，μ，λ，c p 3 湍流大于层流 4传热面的形状，大小和位置 5是否发生相变 蒸汽冷凝、液体沸腾 相变大于不相变 圆直管强制湍流k Nu Pr Re 023.08.0= λ
αl Nu =
k
p c du d )(
)
(
023
.08
.0λ
μ
μ
ρλα= 2
2
1t t t m +=
流体被加热时，k ＝0.4；被冷却时，k ＝0.3 圆形管内强制层流:
1）物性特别是粘度受管内温度不
均匀性影响，导致速度分布受热流方向影响。2）层流的对流传热系数受自然对流影响严重使得对流传热系数提高。3）层流要求的进口段长度长，实际进口段小时，对流传热系数提高
有相变时:
蒸汽冷凝 冷凝方式：滴状冷凝 > 膜状冷凝
冷凝过程的热阻：液膜的厚度δ 水平管束 竖壁或竖管 冷凝传热的影响因素和强化措施
1) 流体物性 冷凝液ρ↑μ↓ δ↓, α↑ ；冷凝液λ↑,α↑；潜热r ↑ δ↓, α↑ 2) 温差 液膜层流流动时，?t=t s －t W ↑，δ↑,α↓ 3) 不凝气体 不凝气体存在，导致α↓ ↓，定期排放。4）蒸汽流速与流向 （u>10m/s ） 同向时，δ↓α↑ ；反向时， δ ↑α ↓ ； u ↑ ↑ α↑ 5) 蒸汽过热 包括冷却和冷凝两个过程。6) 冷凝面的形状和位置 目的：减少冷凝液膜的厚度 垂直板或管：开纵向沟槽；水平管束：可采用错列
沸腾传热的影响因素及强化措施 1）液体的性质 ↑↓?↓↓↑ασμρλ,,,强化措施：加表面活性剂（乙
醇、丙酮等2）温差 在核状沸腾阶段温差提高，α↑ 3）操作压强 ↑
↓?↓↑?↑?ασμs t p
4）加热面 新的、洁净的、粗糙的加热面，α大 强化措施：将表面腐蚀，烧结金属粒
总传热速率方程 K d A
t T t T K d A dQ 1)()(-=
-=
m t KA Q ?= K 在数值上等于 单位传热面积、单位热、
冷流体温差下的传热速率，反映传热过程的强度 热量衡算
()()()()
12221112222111h h G H H G Q t t c G T T c G Q p p -=-=-=-=
J/s ；
G 1,G 2──热冷流体的质量流量，kg/s ； c p1,c p2 ──热冷流体的比热容， J/(s. ℃) ； h 1,h 2 ──冷流体的进出口焓，
J/kg ； H 1,H 2 ──热流体的进出口焓， J/kg R1， R2 传热面两侧的污垢热阻m 2·K/W
2
1
22
12
1
11111d d d d R d d b R K m αλα+++
+=
辐射传热
总能量Q ；被物体吸收Q A ；被反射Q R ；穿过物体Q D 固体、液体： D=0 R+A=1 气体：R=0 A+D=1
物体的黑度ε：物体的种类、表面温度、表面状况、波长。是物体辐射能力接近黑体辐射能力的程度 克希霍夫定律
任何物体的发射能力与吸收率的比值均相同，且等于同温度下绝对黑体的发射能力。物体的发射能力越强，其吸收率越大。（2）A=ε 即同温度下，物体的吸收率与黑度在数值上相等。 3 Ａ＜１，Ｅ＜Ｅ０，即在任何温度下，各种物体中以绝对黑体的发射能力为最大
影响辐射传热的因素1. 温度的影响 Ｑ∝ ?T 4 ，
低温时可忽略，高温时可能成为主要方式2. 几何位置的影响
3. 表面黑度的影响Ｑ∝ ε，可通过改变黑度的大小强化或减小辐射传热。
4. 辐射表面间介质的影响 减小辐射散热，在两换热面加遮热板（黑度较小的热屏） 换热器按用途分类：加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器 按冷热流体热量交换方式分类
混合式、蓄热式和间壁式
间壁式：管式，板式，翅片式
管式：沉浸式 可减少关外空间，容器内加搅拌器
喷淋式 便于检修，传热效果好，喷淋不易均匀 套管式 构造简单，内管耐高压，管件接头过多，
且街头处易泄漏 高压低流量低传热面 列管式 单位体积传热面大，结构紧凑坚固 传热效果好，适用性强 操作弹性大 板式：夹套式，螺旋板式，平板式
传热系数高，结构紧凑，具有可拆结构 压强温度不能太高 ，处理量小
选用换热器中的有关问题：
原则：传热效果好，结构简单，清洗方便 u ↑→α↑K ↑，在同Q 、?t m 下A ↓，节省设备费 u ↑→H f ↑ ↑ ，操作费用增加
管子的规格：Φ19×2mm 和Φ25×2.5mm 管长：1.5m 、2.0m 、3.0m 、6.0m
排列方式：正三角 正方形直列，正方形错列 传热过程的强化途径
为了增强传热效率，可采取?t m ↑、A/V ↑、K ↑ 1两侧变温情况下，尽量采用逆流流动 提高加热剂T 1的温度或降低冷却剂t 1的温度
2直接接触传热，可增大A 和湍动程度，使Q ↑ 改进传热面结构入手来增大A 和湍动程度，使Q ↑ 3尽可能利用有相变的热载体（α大） ，用λ大的热载体，如液体金属Na 等 ，减小金属壁、污垢及两侧流体热阻中较大者的热阻 ，提高α较小一侧有效 提高α的方法(无相变)： 增大流速，管内加扰流元件 改变传热面形状和增加粗糙度
化工原理下复习小结
蒸 馏––––基本概念和基本原理 利用各组分挥发度不同将液体混合物部分汽化而使混合物得到分离的单元操作称为蒸馏。这种分离操作是通过液相和气相之间的质量传递过程来实现的。 对于均相物系，必须造成一个两相物系才能将均相混合物分离。蒸馏操作采用改变状态参数的办法（如加热和冷却）使混合物系内部产生出第二个物相（气相）；吸收操作中则采用从外界引入另一相物质（吸收剂）的办法形成两相系统。 一、两组分溶液的气液平衡 1． 拉乌尔定律 理想溶液的气液平衡关系遵循拉乌尔定律： p A =p A 0x A p B =p B 0x B =p B 0（1-x A ） 根据道尔顿分压定律：p A =Py A 而P =p A +p B 则两组分理想物系的气液相平衡关系： B A A B P p x p p -= -———泡点方程 0A A A p x y P = ———露点方程 对于任一理想溶液，利用一定温度下纯组分饱和蒸汽压数据可求得平衡的气液相组成；反之，已知一相组成，可求得与之平衡的另一相组成和温度（试差法）。 2． 用相对挥发度表示气液平衡关系 溶液中各组分的挥发度v 可用它在蒸汽中的分压和与之平衡的液相中的摩尔分率来表示，即 B A B B =A A p p x x υυ= 溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥发度之比为相对挥发度。其表达式有： A A B A B A B B B A y x p p x x y x υαυ= == 对于理想溶液： 0 A B p p α= 气液平衡方程：1(1)x y x αα= +- α值的大小可用来判断蒸馏分离的难易程度。α愈大，挥发度差异愈大，分离愈易；α=1时不能用普通精馏方法分离。 3． 气液平衡相图 （1）温度—组成（t -x -y ）图 该图由饱和蒸汽线（露点线）、饱和液体线（泡点线）组成，饱和液体线以下区域为液相区，饱和蒸汽线上方区域为过热蒸汽区，两曲线之间区域为气液共存区。 气液两相呈平衡状态时，气液两相温度相同，但气相组成大于液相组成；若气液两相组成相同，则气相露点温度大于液相泡点温度。 （2）x -y 图 x -y 图表示液相组成x 与之平衡的气相组成y 之间的关系曲线图，平衡线位于对角线的上方。平衡线偏
化工原理终极总结
第一章流体与输送机械 1、基本研究方法：实验研究法、数学模型法 2、牛顿粘性定理： 应用条件： 3、阻力平方区：管内阻力与流速平方成正比的流动区域； 原因：流体质点与粗糙管壁上凸出的地方直接接触碰撞产生的惯性阻力在压倒地位。 4、流动边界层：紧贴壁面非常薄的一区域，该薄层内流体速度梯度非常大。 流动边界层分离的弊端：增加流动阻力。 优点：增加湍动程度。 5、流体黏性是造成管内流动机械能损失的原因。 6、压差计： 文丘里 孔板 转子 7、离心泵工作原理： 离心泵工作时，液体在离心力的作用下从叶轮中心被抛向外缘并获得能
量，使叶轮外缘的液体静压强提高。液体离开叶轮进入泵壳后，部分动能转变成为静压能。当液体从叶轮中心被抛向外缘时，在中心处形成低压区，在外界与泵吸入口的压差作用下，致使液体被吸进叶轮中心。 8、汽蚀现象：离心泵安装过高，泵进口处的压力降低至同温度下液体的饱和蒸汽压，使液体气化，产生气泡。气泡随液体进入高压区后立即凝结消失，形成真空导致巨大的水力冲击，对泵造成损害。 9、气缚现象：离心泵启动时，若泵内存在空气，由于空气密度大大低于输送流体的密度，经离心力的作用产生的真空度小，没有足够的压差使液体进入泵内，从而吸不上液体。 10、泵壳作用：收集液体和能量转化（将流体部分动能转化为静压能） 11、离心泵在设计流量下工作效率最高，是因为：此时水力损失小。 12、大型泵的效率通常高于小型泵是由于：容积效率大。 13、叶轮后弯的优缺点 优点：叶片后弯使液体势能提高大于动能提高，动能在蜗壳中转化为势能的损失小，泵的效率高。 缺点：产生同样的理论压头所需泵的体积大。 14、正位移泵（往复泵）的特点：a流量与管路状况、流体温度、黏度无关； b 压头仅取决于管路特性。（耐压强度） c 不能在关死点运转。 d 很好的自吸
化工原理主要知识点
化工原理（上）各章主要知识点 绪论「 三个传递：动量传递、热量传递和质量传递 三大守恒定律：质量守恒定律——物料衡算；能量守恒定律——能量衡算；动量守恒定律——动量衡算 第一节流体静止的基本方程 、密度 1. 气体密度： m pM V RT 2. 液体均相混合物密度: 1 a 1 a 2 a n -（m —混合液体的密度， a —各组分质量分数， n — 各组 分密度） m 1 2 n 3. 气体混合物密度： m 1 1 2 2 n n （ m —混合气体的密度， —各组分体积分数） 4. 压力或温度改变时， 密度随之改变很小的流体成为不可压缩流体 （液体）；若有显著的改变则称为可压缩流体 （气体）。 、.压力表示方法 1、常见压力单位及其换算关系： 1atm 101300 Pa 101.3kPa 0.1013MPa 10.33mH 2O 760mmHg 2 、压力的两种基准表示：绝压（以绝对真空为基准） 、表压（真空度）（以当地大气压为基准，由压力表或真空表测岀） 表压=绝压一当地大气厂 真空度=当地大气 三、流体静力学方程 1、静止流体内部任一点的压力，称为该点的经压力，其特点为： （1） 从各方向作用于某点上的静压力相等； （2） 静压力的方向垂直于任一通过该点的作用平面； （3） 在重力场中，同一水平面面上各点的静压力相等，高度不同的水平面的经压力岁位置的高低而变化。 2 、流体静力学方程（适用于重力场中静止的、连续的不可压缩流体） P 1 g （z 1 Z 2） d （Z 1 Z 2） g z p （容器内盛液体，上部与大气相通， p/ g —静压头，"头"一液位高度，z p —位压头 或位头） 上式表明：静止流体内部某一水平面上的压力与其位置及流体密度有关，所在位置与低则压力愈大。 四、流体静力学方程的应用 1 、 U 形管压差计 指示液要与被测流体不互溶，且其密度比被测流体的大。 测量液体：P 1 p 2 （ 0 ）gR g （z 2乙） 测量气体：p 1 p 2 0gR 2、双液体U 形管压差计 p 1 p 2 （ 2 第二节流体流动的基本方程 一、基本概念 3 1 1 、体积流量（流量 V s ）:流体单位时间内流过管路任意流量截面（管路横截面）的体积。单位为 m s 2 、质量流量（ m s ）：单位时间内流过任意流通截面积的质量。单位为 kg s 1 m s V s P 2 P 1 g p g 1 )gR
化工原理知识点总结复习重点完美版
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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 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
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第八章课堂练习： 1、吸收操作的基本依据是什么？答：混合气体各组分溶解度不同 2、吸收溶剂的选择性指的是什么：对被分离组分溶解度高，对其它组分溶解度低 3、若某气体在水中的亨利系数 E 值很大，说明该气体为难溶气体。 4、易溶气体溶液上方的分压低，难溶气体溶液上方的分压高。 5、解吸时溶质由液相向气相传递；压力低，温度高，将有利于解吸的进行。 6、接近常压的低浓度气液平衡系统，当总压增加时，亨利常数 E 不变， H 不变，相平衡常数 m 减小 1、①实验室用水吸收空气中的O2 ，过程属于（ B ） A 、气膜控制B、液膜控制C、两相扩散控制 ② 其气膜阻力（C）液膜阻力 A 、大于B、等于C、小于 ２、溶解度很大的气体，属于气膜控制 ３、当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m 的直线时，则 1/Ky=1/ky+ m /kx 4、若某气体在水中的亨利常数 E 值很大，则说明该气体为难溶气体 5 、总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+1/HkG ，当(气膜阻力 1/HkG) 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。 1、低含量气体吸收的特点是L 、 G 、Ky 、 Kx 、T 可按常量处理 2、传质单元高度HOG 分离任表征设备效能高低特性，传质单元数NOG 表征了（分离任务的难易）特性。 3、吸收因子 A 的定义式为 L/ （ Gm ），它的几何意义表示操作线斜率与平衡线斜率之比 4、当 A<1 时，塔高 H= ∞，则气液两相将于塔底达到平衡 5、增加吸收剂用量，操作线的斜率增大，吸收推动力增大，则操作线向（远离）平衡线的方向偏移。 6、液气比低于（L/G ） min 时，吸收操作能否进行？能 此时将会出现吸收效果达不到要求现象。 7、在逆流操作的吸收塔中，若其他操作条件不变而系统温度增加，则塔的气相总传质单元 高度 HOG 将↑，总传质单元数NOG将↓，操作线斜率（L/G ）将不变。 8、若吸收剂入塔浓度 x2 降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率↑，出口气体浓度↓。 x2 增大，其它条件不变，则 9、在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组 成气相总传质单元高度将（ A ）。 A. 不变 B.不确定 C.减小 D. 增大 吸收小结： 1、亨利定律、费克定律表达式 及温度而异，单位与压强的 2、亨利系数与温度、压力的关系； E 值随物系的特性单 位一致； m 与物系特性、温度、压力有关（无因次） 3、 E 、 H 、 m 之间的换算关系 4、吸收塔在最小液气比以下能否正常工作。 5、操作线方程（并、逆流时）及在y~x 图上的画法 6、出塔气体有一最小值，出塔液体有一最大值，及各自的计算式 7、气膜控制、液膜控制的特点 8、最小液气比(L/G)min 、适宜液气比的计算 9、加压和降温溶解度高，有利于吸收 减压和升温溶解度低，有利于解吸
化工原理知识点总结
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?v：考虑流量泄漏所造成的能量损失；水力效率?H：考虑流动阻力所造成的能量损失；机械效率?m：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。 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(上)主要知识点
化工原理（上）各章主要知识点 三大守恒定律：质量守恒定律——物料衡算；能量守恒定律——能量衡算；动量守恒定律——动量衡算 第一节 流体静止的基本方程 一、密度 1. 气体密度：RT pM V m = = ρ 2. 液体均相混合物密度： n m a a a ρρρρn 22111+++=Λ （m ρ—混合液体的密度，a —各组分质量分数，n ρ—各组 分密度） 3. 气体混合物密度：n n m ρ?ρ?ρ?ρ+++=Λ2211（m ρ—混合气体的密度，?—各组分体积分数） 4. 压力或温度改变时，密度随之改变很小的流体成为不可压缩流体（液体）；若有显著的改变则称为可压缩流体（气体）。 二、.压力表示方法 1、常见压力单位及其换算关系： mmHg O mH MPa kPa Pa atm 76033.101013.03.10110130012===== 2、压力的两种基准表示：绝压（以绝对真空为基准）、表压（真空度）（以当地大气压为基准，由压力表或真空表测出） 表压 = 绝压—当地大气压 真空度 = 当地大气压—绝压 三、流体静力学方程 1、静止流体内部任一点的压力，称为该点的经压力，其特点为： （1）从各方向作用于某点上的静压力相等； （2）静压力的方向垂直于任一通过该点的作用平面； （3）在重力场中，同一水平面面上各点的静压力相等，高度不同的水平面的经压力岁位置的高低而变化。 2、流体静力学方程（适用于重力场中静止的、连续的不可压缩流体） )(2112z z g p p -+=ρ )(2121z z g p g p -+=ρρ p z g p =ρ（容器内盛液体，上部与大气相通，g p ρ/—静压头，“头”—液位高度，p z —位压头 或位头） 上式表明：静止流体内部某一水平面上的压力与其位置及流体密度有关，所在位置与低则压力愈大。 四、流体静力学方程的应用 1、U 形管压差计 指示液要与被测流体不互溶，且其密度比被测流体的大。 测量液体：)()(12021z z g gR p p -+-=-ρρρ 测量气体： gR p p 021ρ=- 2、双液体U 形管压差计 gR p p )(1221ρρ-=- 第二节 流体流动的基本方程 一、基本概念 1、体积流量（流量s V ）：流体单位时间内流过管路任意流量截面（管路横截面）的体积。单位为13 -?s m 2、质量流量（s m ）：单位时间内流过任意流通截面积的质量。单位为1 -?s kg s s V m ρ=
化工原理各章节知识点总结
第一章流体流动 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。定态流动流场中各点流体的速度u 、压强p不随时间而变化。 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。 稳定性与定态性稳定性是指系统对外界扰动的反应。定态性是指有关运动参数随时间的变化情况。 边界层流动流体受固体壁面阻滞而造成速度梯度的区域。 边界层分离现象在逆压强梯度下，因外层流体的动量来不及传给边界层，而形成边界层脱体的现象。 雷诺数的物理意义雷诺数是惯性力与粘性力之比。 量纲分析实验研究方法的主要步骤: ①经初步实验列出影响过程的主要因素； ②无量纲化减少变量数并规划实验； ③通过实验数据回归确定参数及变量适用围，确定函数形式。 摩擦系数 层流区,λ与Re成反比，λ与相对粗糙度无关； 一般湍流区，λ随Re增加而递减，同时λ随相对粗糙度增大而增大； 充分湍流区，λ与Re无关,λ随相对粗糙度增大而增大。 完全湍流粗糙管当壁面凸出物低于层流层厚度，体现不出粗糙度过对阻力 损失的影响时，称为水力光滑管。Re很大，λ与Re无关的区域，称为完全湍流粗糙管。同一根实际管子在不同的Re下，既可以是水力光滑管，又可以是完全湍流粗糙管。 局部阻力当量长度把局部阻力损失看作相当于某个长度的直管，该长度即为局部阻力当量长度。 毕托管特点毕托管测量的是流速，通过换算才能获得流量。 驻点压强在驻点处，动能转化成压强(称为动压强)，所以驻点压强是静压强与动压强之和。 孔板流量计的特点恒截面，变压差。结构简单，使用方便，阻力损失较大。转子流量计的特点恒流速，恒压差，变截面。 非牛顿流体的特性 塑性：只有当施加的剪应力大于屈服应力之后流体才开始流动。
《化工原理》公式总结
第一章 流体流动与输送机械 1. 流体静力学基本方程：gh p p ρ+=02 2. 双液位U 型压差计的指示: )21(21ρρ-=-Rg p p ) 3. 伯努力方程：ρ ρ222212112121p u g z p u g z ++=++ 4. 实际流体机械能衡算方程：f W p u g z p u g z ∑+++=++ ρρ222212112121+ 5. 雷诺数：μρ du =Re 6. 范宁公式：ρρμλf p d lu u d l Wf ?==??=2 2322 7. 哈根-泊谡叶方程：2 32d lu p f μ=? 8. 局部阻力计算：流道突然扩大：2211?? ? ??-=A A ξ流产突然缩小：??? ??-=2115.0A A ξ 第二章 非均相物系分离 1. 恒压过滤方程：t KA V V V e 222=+ 令A V q /=，A Ve q e /=则此方程为：kt q q q e =+22 第三章 传热 1. 傅立叶定律：n t dA dQ ??λ-=，dx dt A Q λ-= 2. 热导率与温度的线性关系：)1(0t αλλ+= 3. 单层壁的定态热导率：b t t A Q 21-=λ，或m A b t Q λ?= 4. 单层圆筒壁的定态热传导方程： )ln 1(21 221r r t t l Q λπ-=或m A b t t Q λ21-= 5. 单层圆筒壁内的温度分布方程：C r l Q t +- =ln 2λπ（由公式4推导）
6. 三层圆筒壁定态热传导方程：3 4123212141ln 1ln 1ln 1(2r r r r r r t t l Q λλλπ++-= 7. 牛顿冷却定律：)(t t A Q w -=α，)(T T A Q w -=α 8. 努塞尔数λαl Nu =普朗克数λμCp =Pr 格拉晓夫数22 3μ ρβtl g Gr ?= 9. 流体在圆形管内做强制对流： 10000Re >，1600Pr 6.0<<，50/>d l k Nu Pr Re 023.08.0=，或k Cp du d ??? ? ????? ??=λμμρλα8.0023.0，其中当加热时，k=0.4，冷却时k=0.3 10. 热平衡方程：)()]([1222211t t c q T T c r q Q p m s p m -=-+= 无相变时：)()(12222111t t c q T T c q Q p m p m -=-=，若为饱和蒸气冷凝：)(12221t t c q r q Q p m m -== 11. 总传热系数：2 1211111d d d d b K m ?+?+=αλα 12. 考虑热阻的总传热系数方程： 212121211111d d R R d d d d b K s s m ?++?+?+=αλα 13. 总传热速率方程：t KA Q ?= 14. 两流体在换热器中逆流不发生相变的计算方程：???? ??-=--2 2111112211ln p m p m p m c q c q c q KA t T t T 15. 两流体在换热器中并流不发生相变的计算方程：???? ??+=--2 2111122111ln p m p m p m c q c q c q KA t T t T 16. 两流体在换热器中以饱和蒸气加热冷流体的计算方程：2 221ln p m c q KA t T t T =-- 第四章 蒸发 1. 蒸发水量的计算：110)(Lx x W F Fx =-= 2. 水的蒸发量：)1(1 0x x F W -= 3. 完成时的溶液浓度：W F F x -= 0 4. 单位蒸气消耗量：r r D W '=，此时原料液由预热器加热至沸点后进料，且不计热损失，r 为加热时的蒸气汽化潜热r ’为二次蒸气的汽化潜热
(完整版)化工原理基本知识点
第一章 流体流动 一、压强 1、单位之间的换算关系： 221101.3310330/10.33760atm kPa kgf m mH O mmHg ==== 2、压力的表示 （1）绝压：以绝对真空为基准的压力实际数值称为绝对压强（简称绝压），是流体的真实压强。 （2）表压：从压力表上测得的压力，反映表内压力比表外大气压高出的值。 表压=绝压-大气压 （3）真空度：从真空表上测得的压力，反映表内压力比表外大气压低多少 真空度=大气压-绝压 3、流体静力学方程式 0p p gh ρ=+ 二、牛顿粘性定律 F du A dy τμ= = τ为剪应力； du dy 为速度梯度；μ为流体的粘度； 粘度是流体的运动属性，单位为Pa ·s ；物理单位制单位为g/(cm·s)，称为P （泊），其百分之一为厘泊cp 111Pa s P cP ==g 液体的粘度随温度升高而减小，气体粘度随温度升高而增大。 三、连续性方程 若无质量积累，通过截面1的质量流量与通过截面2的质量流量相等。 111222u A u A ρρ= 对不可压缩流体 1122u A u A = 即体积流量为常数。 四、柏努利方程式 单位质量流体的柏努利方程式： 22u p g z We hf ρ???++=-∑ 22u p gz E ρ ++=称为流体的机械能 单位重量流体的能量衡算方程： Hf He g p g u z -=?+?+?ρ22
z ：位压头（位头）；22u g ：动压头（速度头） ；p g ρ：静压头（压力头） 有效功率：Ne WeWs = 轴功率：Ne N η = 五、流动类型 雷诺数：Re du ρ μ = Re 是一无因次的纯数，反映了流体流动中惯性力与粘性力的对比关系。 （1）层流： Re 2000≤：层流（滞流） ，流体质点间不发生互混，流体成层的向前流动。圆管内层流时的速度分布方程： 2 max 2(1)r r u u R =- 层流时速度分布侧型为抛物线型 （2）湍流 Re 4000≥：湍流（紊流） ，流体质点间发生互混，特点为存在横向脉动。 即，由几个物理量组成的这种数称为准数。 六、流动阻力 1、直管阻力——范宁公式 2 2 f l u h d λ= f f f p h H g g ρ?== （1）层流时的磨擦系数：64 Re λ=，层流时阻力损失与速度的一次方成正比，层流区又称为阻力一次方区。 （2）湍流时的摩擦系数 ①(Re,)f d ελ=（莫狄图虚线以下）:给定Re ，λ随d ε增大而增大；给定d ε ，λ 随Re 增大而减小。（2f p u λ?∝,虽然u 增大时, Re 增大, λ减小，但总的f p ?是增大的） ②()f d ελ=（莫狄图虚线以上），λ仅与d ε 有关，2f p u ?∝,这一区域称为阻力 平方区或完全湍流区。 2、局部阻力 （1）阻力系数法
化工原理知识点总结整理
化工原理知识点总结整 理 内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
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v：考虑流量泄漏所造成的能量损失；水力效率H：考虑流动阻力所造成的能量损失；机械效率m：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。
化工原理少学时知识点定稿版
化工原理少学时知识点精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
1、吸收分离的依据是什么如何分类 答：依据是组分在溶剂中的溶解度差异。 （1）按过程有无化学反应：分为物理吸收、化学吸收 （2）按被吸收组分数：分为单组分吸收、多组分吸收 （3）按过程有无温度变化：分为等温吸收、非等温吸收 （4）按溶质组成高低：分为低组成吸收、高组成吸收 2、吸收操作在化工生产中有何应用？ 答：吸收是分离气体混合物的重要方法，它在化工生产中有以下应用。 ①分离混合气体以回收所需组分，如用洗油处理焦炉气以回收其中的芳烃等。 ②净化或精制气体，如用水或碱液脱除合成氨原料气中的二氧化碳等。 ③制备液相产品，如用水吸收氯化氢以制备盐酸等。 ④工业废气的治理，如工业生产中排放废气中含有NO SO等有毒气体，则需用吸收方法 除去，以保护大气环境。 3、吸收与蒸馏操作有何区别？
答：吸收和蒸馏都是分离均相物系的气—液传质操作，但是，两者有以下主要差别。 ①蒸馏是通过加热或冷却的办法，使混合物系产生第二个物相；吸收则是从外界引入另 一相物质（吸收剂）形成两相系统。因此，通过蒸馏操作可以获得较纯的组分，而在吸收操作中因溶质进入溶剂，故不能得到纯净组分。 ②传质机理不同，蒸馏液相部分气化和其相部分冷凝同时发生，即易挥发组分和难挥发 组分同时向着彼此相反方向传递。吸收进行的是单向扩散过程，也就是说只有溶质组分由气相进入液相的单向传递。 ③依据不同。 4、实现吸收分离气相混合物必须解决的问题？ 答：（1）选择合适的溶剂 （2）选择适当的传质设备 （3）溶剂的再生 5、简述吸收操作线方程的推导、物理意义、应用条件和操作线的图示方法。 答：对塔顶或塔底与塔中任意截面间列溶质的物料衡算，可整理得 上式皆为逆流吸收塔的操作线方程。该式表示塔内任一截面上的气液相组成之间的关系。式中L/V为液气比，其值反映单位气体处理量的吸收剂用量，是吸收塔重要的操作参数。
广东工业大学化工原理下册总结
一、填空与选择题试题范围（30分） 1、蒸馏定义及概念，实现精馏的理论依据（国庆+李军PPT ） 定义：利用液体混合物中各组分挥发性的差异来分离液体混合物的传质过程。 概念：是质量传递过程（传质过程），即由浓度差引起的物质转移过程 精馏的理论依据（13~14）：即多次蒸馏。液体混合物经过多次部分汽化和多次部分冷凝后，几乎被完全分离。 2、进料热状况的种类，q 值大小与进料状况的关系；q 线的物理意义，不同进料状况下 q 线的变化（国庆+李军PPT ） 进料的汽化潜热 需的热量 进料汽化为饱和蒸汽所饱和液体焓饱和蒸汽焓原料焓饱和蒸汽焓=--=--=-= L V F V I I I I F L L q ' 对于饱和液体、气液混合物以及饱和蒸汽而言，q 值就等于进料的液相分率。 进料焓值(温度)增加，q 值减小， 则 q 线与精馏操作线的交点(相应加料热状态下两操作线的交点)沿着精馏操作线朝 x 、y 减小的方向移动。从塔设备的角度，这意味着加料板位置下移。 3、精馏塔计算时，塔内上升蒸汽量与R 的关系 回流比D L R = L ——精馏段下降液体的摩尔流量，kmol/h ；D ——馏出液摩尔流量，kmol/h 4、相对挥发度与饱和蒸气压的关系（国庆PPT ） 00B A p p =α 0 0,B A p p —分别为组分A 、B 的液体蒸汽压，Pa ，即纯液体的饱和蒸汽压； 5、在y －x 相图上，相对挥发度α大小与平衡线、对角线、组分的分离难易程度等之间的关系（李军PPT ） y y x x x y )1(, )1(1--= ?-+?= αααα 1=α时，x y = ； 对于大多数溶液，两相平衡时，y 总是大于 x ，故平衡线位于对角线上方。平衡线偏离对角线越远，表示该溶液越易分离。恒沸点时，x-y 线与对角线相交，该点处汽液相组成相等。 α越大，组分在汽、液两相中的摩尔分数相差越大，分离也越容易 6、精馏塔实际板数计算（李军PPT ） 全塔板效率 ET （总板效率）为完成一定分离任务所需的理论塔板数 N 和实际塔板数 NT 之比
化工原理知识点总结复习重点完美版
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
化工原理少学时知识点整理
1吸收分离的依据是什么？如何分类？ 答：依据是组分在溶剂中的溶解度差异。 （1 ）按过程有无化学反应：分为物理吸收、化学吸收 （2）按被吸收组分数：分为单组分吸收、多组分吸收 （3 ）按过程有无温度变化：分为等温吸收、非等温吸收 （4）按溶质组成高低：分为低组成吸收、高组成吸收 2、吸收操作在化工生产中有何应用？ 答：吸收是分离气体混合物的重要方法，它在化工生产中有以下应用。 ①分离混合气体以回收所需组分，如用洗油处理焦炉气以回收其中的芳烃等。 ②净化或精制气体，如用水或碱液脱除合成氨原料气中的二氧化碳等。 ③制备液相产品，如用水吸收氯化氢以制备盐酸等。 ④工业废气的治理，如工业生产中排放废气中含有NOSO等有毒气体，则需用吸收方法 除去，以保护大气环境。 3、吸收与蒸馏操作有何区别？ 答：吸收和蒸馏都是分离均相物系的气一液传质操作，但是，两者有以下主要差别。 ①蒸馏是通过加热或冷却的办法，使混合物系产生第二个物相；吸收则是从外界引入另一相物质（吸收 剂）形成两相系统。因此，通过蒸馏操作可以获得较纯的组分，而在吸收操作中因溶质进入溶剂，故不能得到纯净组分。 ②传质机理不同，蒸馏液相部分气化和其相部分冷凝同时发生，即易挥发组分和难挥发组分同时向着彼此 相反方向传递。吸收进行的是单向扩散过程，也就是说只有溶质组分由气相进入液相的单向传递。 ③依据不同。 4、实现吸收分离气相混合物必须解决的问题？ 答：（1 ）选择合适的溶剂 （2）选择适当的传质设备 （3）溶剂的再生 5、简述吸收操作线方程的推导、物理意义、应用条件和操作线的图示方法。 答：对塔顶或塔底与塔中任意截面间列溶质的物料衡算，可整理得 L X亿存2）或丫V X M V X i) 上式皆为逆流吸收塔的操作线方程。该式表示塔内任一截面上的气液相组成之间的关系。式中L/V为液气比，其值反映单位气体处理量的吸收剂用量，是吸收塔重要的操作参数。 上述讨论的操作线方程和操作线，仅适用于气液逆流操作，在并流操作时，可用相似方 法求得操作线方程和操作线。 应予指出，无论是逆流还是并流操作，其操作线方程和操作线都是通过物料衡算得到的，它们与物系的平衡关系、操作温度与压强及塔的结构等因素无关。 6、亨利定律有哪些表达式？应用条件是什么？答：亨利定律表达气液平衡时两相组成间的关系。由于相组成由多种有多种表示方法，因此亨利定律有多种表达式，可据使用情况予以选择。 ①气相组成用分压，液相组成用摩尔分数表示时，亨利定律表达式为 P Ex
化工原理重要公式总结
《化工原理》重要公式 第一章 流体流动 牛顿粘性定律 dy du μτ= 静力学方程 g z p g z p 22 11 += +ρ ρ 机械能守恒式 f e h u g z p h u g z p +++=++ +2 222 222111 ρρ 动量守恒 )(12X X m X u u q F -=∑ 雷诺数 μ μρdG du ==Re 阻力损失 22 u d l h f λ= ?? ??d q d u h V f ∞∞ 层流 Re 64 =λ 或 232d ul h f ρμ= 局部阻力 22 u h f ζ= 当量直径 ∏ =A d e 4 孔板流量计 ρ P ?=20 0A C q V ， g R i )(ρρ-=?P 第二章 流体输送机械 管路特性 242) (8V e q g d d l z g p H πζλ ρ+∑+?+?= 泵的有效功率 e V e H gq P ρ= 泵效率 a e P P = η 最大允许安装高度 100][-∑--=f V g H g p g p H ρρ]5.0)[(+-r NPSH 风机全压换算 ρ ρ''T T p p = 第四章 流体通过颗粒层的流动 物料衡算： 三个去向： 滤液V ，滤饼中固体）（饼ε-1V ，滤饼中液体ε饼V 过滤速率基本方程 )(22 e V V KA d dV += τ ， 其中 φμ 012r K S -?=P 恒速过滤 τ2 2 2 KA VV V e =+
恒压过滤 τ222KA VV V e =+ 生产能力 τ ∑= V Q 回转真空过滤 e e q q n K q -+=2? 板框压滤机洗涤时间(0=e q ,0=S ) τμμτV V W W W W 8P P ??= 第五章 颗粒的沉降和流态化 斯托克斯沉降公式 μ ρρ18)(2g d u p p t -=， 2Re
化工原理知识点总结整理
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；层流过渡湍流。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hv：考虑流量泄漏所造成的能量损失；水力效率hH：考虑流动阻力所造成的能量损失；机械效率hm：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/m31atm =Pa=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1 1、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