(完整word版)食品工程原理復習資料-重要公式總結

1、目錄第 1 章 流體流動與輸送設備第一節(jié)流體靜力學 第二節(jié)流體動力學 第三節(jié)管內流體流動現(xiàn)象 第四節(jié)流體流動阻力第五節(jié)管路計算第六節(jié)流速與流量的測量 第七節(jié)流體輸送設備 第 2 章 傳熱 第一節(jié) 概述第二節(jié) 熱傳導第三節(jié) 對流傳熱第四節(jié) 傳熱計算第五節(jié) 對流傳熱系數(shù)關聯(lián)式 第六節(jié) 輻射傳熱 第七節(jié)換熱器第 4 章 非均相物系分離 第一節(jié) 概述第二節(jié) 顆粒沉降第三節(jié) 過濾第四節(jié) 過程強化與展望 第 5 章干燥 第一節(jié) 概述第二節(jié) 濕空氣的性質及濕度圖 第三節(jié) 干燥過程的物料衡算與熱量衡算 第四節(jié)干燥速率和干燥時間 第五節(jié) 干燥器第六節(jié) 過程強化與展望 1第 1 章流體流動與輸送設備第一節(jié)流體靜力

2、學流體靜力學主要研究流體處于靜止時各種物理量的變化規(guī)律。1-1-1密度單位體積流體的質量，稱為流體的密度。f ( p, T)液體密度一般液體可視為不可壓縮性流體，其密度基本上不隨壓力變化，但隨溫度變化，變化關系可從手冊中查得。液體混合物的密度由下式計算：1a1a2anm12n式中， ai 為液體混合物中i 組分的質量分數(shù)；氣體密度氣體為可壓縮性流體，當壓力不太高、溫度不太低時，可按理想氣體狀態(tài)方程計算pMRT一般在手冊中查得的氣體密度都是在一定壓力與溫度下的數(shù)值，若條件不同，則此值需進行換算。氣體混合物的密度由下式計算：m1112nn式中，i 為氣體混合物中i 組分的體積分數(shù)?；騪M mmRT

3、其中M m M 1 y1 M 2 y2M n yn式中， yi 為氣體混合物中各組分的摩爾分率。對于理想氣體，其摩爾分率y 與體積分數(shù) 相同。1-1-2壓力流體垂直作用于單位面積上的力，稱為流體的靜壓強，又稱為壓力。在靜止流體中，作用于任意點不同方向上的壓力在數(shù)值上均相同。2壓力的單位（ 1） 按壓力的定義，其單位為 N/m 2，或 Pa；（ 2） 以流體柱高度表示，如用米水柱或毫米汞柱等。標準大氣壓的換算關系：1atm = 1.013 105Pa =760mmHg =10.33m H 2O壓力的表示方法表壓= 絕對壓力 大氣壓力真空度= 大氣壓力 絕對壓力1-1-3流體靜力學基本方程靜力學基

4、本方程：壓力形式p2p1g (z1 z2 )能量形式p1z1 gp2z2 g適用條件：在重力場中靜止、連續(xù)的同種不可壓縮流體。（ 1）在重力場中，靜止流體內部任一點的靜壓力與該點所在的垂直位置及流體的密度有關，而與該點所在的水平位置及容器的形狀無關。（ 2）在靜止的、連續(xù)的同種液體內，處于同一水平面上各點的壓力處處相等。液面上方壓力變化時，液體內部各點的壓力也將發(fā)生相應的變化。（ 3）物理意義：靜力學基本方程反映了靜止流體內部能量守恒與轉換的關系，在同一靜止流體中，處在不同位置的位能和靜壓能各不相同二者可以相互轉換，但兩項能量總和恒為常量。應用：1. 壓力及壓差的測量（1） U 形壓差計p1p

5、2(0)gR若被測流體是氣體，可簡化為p1p2Rg 0U 形壓差計也可測量流體的壓力，測量時將U 形管一端與被測點連接，另一端與大氣相通，此時測得的是流體的表壓或真空度。（ 2）倒 U 形壓差計3p1p2Rg(0 )Rg（3）雙液體U 管壓差計p1p2Rg(AC )2. 液位測量3. 液封高度的計算第二節(jié)流體動力學1-2-1流體的流量與流速一、流量體積流量 VS單位時間內流經管道任意截面的流體體積，m3 /s 或 m3/h。質量流量 mS單位時間內流經管道任意截面的流體質量，kg/s 或 kg/h 。二、流速平均流速 u 單位時間內流體在流動方向上所流經的距離，m/ s。質量流速 G 單位時間

6、內流經管道單位截面積的流體質量，kg/ （ m2 s）。相互關系：質量流量mSkg/sSSm =V體積流量VS m3/smS=GA= d2G/4S2V =uA= d u/4質量流速Gkg/（ m2s）(平均 )流速um/sG=u 1-2-2 定態(tài)流動與非定態(tài)流動流體流動系統(tǒng)中，若各截面上的溫度、壓力、流速等物理量僅隨位置變化，而不隨時間變化，這種流動稱之為定態(tài)流動；若流體在各截面上的有關物理量既隨位置變化，也隨時間變化，則稱為非定態(tài)流動。1-2-3 定態(tài)流動系統(tǒng)的質量守恒連續(xù)性方程mS1mS2常數(shù)u1 1 A1u 2 2 A2常數(shù)=常數(shù)（不可壓縮流體）VS1VS 2常數(shù)u1 A1u2 A2常數(shù)

7、4圓管1-2-4 定態(tài)流u2 d 22動系統(tǒng)的機械能守恒柏努利方程u1 d12常數(shù)一、實際流體的柏努利方程以單位質量流體為基準：z1 g12p1We z2 g12p2WfJ/kg2u12u2以單位重量流體為基準：z11u12p1H e z212p2hf2gg2gu2gJ/N=m適用條件：（ 1）兩截面間流體連續(xù)穩(wěn)定流動；（ 2）適于不可壓縮流體，如液體；對于氣體，當p1p 2 20% ，可用兩截面的平均密度m 計算。p1二、理想流體的柏努利方程理想流體是指沒有黏性（即流動中沒有摩擦阻力）的不可壓縮流體。z1 g12p1z2 g12p 22u12u2z11 u1 2p1z21 u2 2p 22g

8、g2gg表明理想流體在流動過程中任意截面上總機械能、總壓頭為常數(shù)，三、柏努利方程的討論（1）當系統(tǒng)中的流體處于靜止時，柏努利方程變?yōu)閜1p2z1 gz2 g上式即為流體靜力學基本方程式。（2）在柏努利方程式中，zg、 1 u2 、 p 分別表示單位質量流體在某截面上所具有的位2能、動能和靜壓能；而We、 Wf 是指單位質量流體在兩截面間獲得或消耗的能量。輸送機械的有效功率：PemsWe5輸送機械的軸功率：PeP四、柏努利方程的應用應用柏努利方程時需注意的問題：（ 1）截面的選取所選取的截面應與流體的流動方向相垂直，并且兩截面間流體應是定態(tài)連續(xù)流動。截面宜選在已知量多、計算方便處。截面的物理量均

9、取該截面上的平均值。（ 2）基準水平面的選取基準水平面可以任意選取，但必須與地面平行。為計算方便，宜于選取兩截面中位置較低的截面為基準水平面。若截面不是水平面，而是垂直于地面，則基準面應選管中心線的水平面。（3）計算中要注意各物理量的單位保持一致，對于壓力還應注意表示方法一致。第三節(jié)管內流體流動現(xiàn)象1-3-1 流體的黏度一、牛頓黏性定律牛頓黏性定律表明流體在流動中流體層間的內摩擦力或剪應力與法向速度梯度之間的關系，其表達式為.FA d u或d udydy牛頓黏性定律適用于層流。黏度是度量流體黏性大小的物理量，一般由實驗測定。物理意義：促使流體在與流動相垂直方向上產生單位速度梯度時的剪應力。單位

10、： Pas， cP1cP=10-3 Pa s影響因素：溫度與壓力液體： T， ；不考慮 p 的影響。氣體： T， ；一般在工程計算中也不考慮p 的影響。剪應力與速度梯度的關系符合牛頓黏性定律的流體，稱為牛頓型流體 ；不符合牛頓黏性定律的流體稱為非牛頓型流體。運動黏度 為黏度 與密度 的比值，單位為m2/s，也是流體的物理性質。1-3-2 流體的流動型態(tài)6一、流體流動類型層流（或 滯流） 流體質點僅沿著與管軸平行的方向作直線運動，流體分為若干層平行向前流動，質點之間互不混合；湍流（或 紊流） 流體質點除了沿管軸方向向前流動外，還有徑向脈動，各質點的速度在大小和方向上都隨時發(fā)生變化，質點互相碰撞和

11、混合。二、流型判據(jù)雷諾準數(shù)Red u（ 1-28）Re 為無因次準數(shù)，是流體流動類型的判據(jù)。（ 1） 當 Re 2000 時，流動為層流，此區(qū)稱為層流區(qū)；（ 2） 當 Re 4000 時，一般出現(xiàn)湍流，此區(qū)稱為湍流區(qū)；（ 3） 當 2000 Re 4000 時，流動可能是層流， 也可能是湍流，該區(qū)稱為不穩(wěn)定的過渡區(qū)。根據(jù) Re 準數(shù)的大小將流動分為三個區(qū)域：層流區(qū)、過渡區(qū)、湍流區(qū)，但流動類型只有兩種：層流與湍流。雷諾準數(shù)物理意義：表示流體流動中慣性力與黏性力的對比關系，反映流體流動的湍動程度。1-3-3 流體在圓管內的速度分布一、層流時的速度分布由實驗和理論已證明，層流時的速度分布為拋物線形狀

12、，管中心處速度為最大，管壁處速度為零。管截面上的平均速度與中心最大流速之間的關系為1u 2 umax二、湍流時的速度分布湍流時速度分布由實驗測定，管中心區(qū)速度最大，管壁處速度為零。管截面上的平均速度與中心區(qū)最大流速之間的關系為u0.8umax三、層流內層的概念當流體在管內處于湍流流動時，由于流體具有黏性和壁面的約束作用，緊靠壁面處仍有一薄層流體作層流流動，該薄層稱為層流內層 （或層流底層 ），層流內層為傳遞過程的主要阻力。其厚度與流體的湍動程度有關，流體的湍動程度越高，7層流內層越薄。層流內層只能減薄，但不能消失。第四節(jié)流體流動阻力1-4-1 流體在直管中的流動阻力一、直管阻力的通式范寧公式的

13、幾種形式：lu 2能量損失Wf2dWfl u 2壓頭損失hfd 2ggpflu 2壓力損失Wf2d二、層流時的摩擦系數(shù)層流時摩擦系數(shù)是雷諾數(shù) Re 的函數(shù)64Re流體在直管內層流流動時能量損失的計算式為32luWf2d或32lu 哈根 -泊謖葉方程pf2d表明層流時阻力與速度的一次方成正比。三、湍流時的摩擦系數(shù)因次分析法 主要步驟（ 1）通過初步的實驗和較系統(tǒng)的分析，找出影響過程的主要因素；（ 2）通過無因次化處理， 將影響因素組合成幾個無因次數(shù)群，減少變量數(shù)和實驗工作量；（ 3）建立過程的無因次數(shù)群關聯(lián)式（通常采用冪函數(shù)形式） ，通過實驗確定出關聯(lián)式中各待定系數(shù)。因次分析法的 基礎 ：因次一

14、致性，即每一個物理方程式的兩邊不僅數(shù)值相等，而且每一項都應具有相同的因次。因次分析法的 基本定理 ：設影響某一物理現(xiàn)象的獨立變量數(shù)為n 個，這些變量的基本因次數(shù)為 m 個，則該物理現(xiàn)象可用N（nm）個獨立的無因次數(shù)群表示。8湍流時摩擦系數(shù)是 Re 和相對粗糙度的函數(shù)：d( Re,)d -Re- 圖：d（ 1）層流區(qū)Re2000=64/Re， 與無關Wf, hf u1d（ 2）過渡區(qū)2000 Re 4000=f（ Re，）Wf , hf u12d（ 4）完全湍流區(qū)Re Re c=f（）與 Re 無關Wf, hf u2d(阻力平方區(qū) )(虛線以上 )四、非圓形管內的流動阻力此時仍可用圓管內流動阻力

15、的計算式，但需用非圓形管道的當量直徑代替圓管直徑。d e流通截面積A當量直徑44潤濕周邊1-4-2 局部阻力一、阻力系數(shù)法將局部阻力表示為動能的某一倍數(shù)，u 2u 2Wf或hf22g式中， 稱為 局部阻力系數(shù) ，一般由實驗測定。注意，計算突然擴大與突然縮小局部阻力時，u 為小管中的大速度。進口阻力系數(shù)進口0.5 ，出口阻力系數(shù)出口1。二、當量長度法將流體流過管件或閥門的局部阻力，折合成直徑相同、長度為l e 的直管所產生的阻力即l e u 2或l e u 2Wfhfd 2gd 2式中 l e 稱為管件或閥門的當量長度， 也是由實驗測定。1-4-3 流體在管路中的總阻力當管路直徑相同時，總阻力：

16、9WfWflu2Wfd2或WfWfll e u 2Wfd2注意：計算局部阻力時，可用局部阻力系數(shù)法，亦可用當量長度法，但不能用兩種方法重復計算。第五節(jié)管路計算1-5-1 簡單管路在定態(tài)流動時 , 其基本特點為：（ 1）流體通過各管段的質量流量不變，對于不可壓縮流體，則體積流量也不變，即VS1VS2VS3(2)整個管路的總能量損失等于各段能量損失之和，即WfWf 1Wf 2Wf 3計算可分為兩類：設計型和操作型。計算中注意試差法的應用。1-5-2 復雜管路一、并聯(lián)管路特點：（ 1）主管中的流量為并聯(lián)的各支管流量之和，對于不可壓縮性流體，則有VSVS1 VS2 VS3（ 2）并聯(lián)管路中各支管的能量

17、損失均相等，即Wf 1Wf 2Wf 3WfAB注意：計算并聯(lián)管路阻力時，可任選一根支管計算，而絕不能將各支管阻力加和在一起作為并聯(lián)管路的阻力。二、分支管路與匯合管路特點：（ 1）總管流量等于各支管流量之和，對于不可壓縮性流體，有VSVS1 VS2（ 2）雖然各支管的流量不等，但在分支處O 點的總機械能為一定值，表明流體在各支管10流動終了時的總機械能與能量損失之和必相等。pBzB g12WfOBpCzC g1 2WfOC2u BuC2第六節(jié)流速與流量的測量1-6-1 測速管測速管測得的是流體在管截面某點處的速度，點速度與壓力差的關系為：.2 pu用 U 形壓差計測量壓差時.2Rg(0)u注意測

18、速管安裝時的若干問題。1-6-2 孔板流量計孔板流量計是利用流體流經孔板前后產生的壓力差來實現(xiàn)流量測量。孔速2Rg( 0)u0 C0體積流量VSu0 A02Rg(0)C0 A0質量流量mSC0 A02Rg ( 0)式中 C0 為流量系數(shù) 或孔流系數(shù)， C0f (Re, A0)， 常用值為 C0 0.6 0.7。A1孔板流量計的特點：恒截面、變壓差，為差壓式流量計。1-6-3 文丘里（ Venturi ）流量計文丘里流量計也屬差壓式流量計，其流量方程也與孔板流量計相似，即2Rg( 0)VSCV A0式中 CV 為文丘里流量計的流量系數(shù)（約為0.98 0.99）。文丘里流量計的能量損失遠小于孔板流

19、量計。1-6-4 轉子流量計11轉子流量計是通過轉子懸浮位置處環(huán)隙面積不同來反映流量的大小。環(huán)隙流速u0CR2( f)Vf gAf體積流量Vs2( f)Vf gCR ARAf式中 CR 為流量系數(shù)， AR 為轉子上端面處環(huán)隙面積。轉子流量計的特點：恒壓差、恒環(huán)隙流速而變流通面積，屬截面式流量計。轉子流量計的刻度，是用20的水（密度為1000kg/m3）或 20和 101.3kPa 下的空氣（密度為1.2kg/m 3）進行標定。當被測流體與上述條件不符時，應進行刻度換算。在同一刻度下，兩種流體的流量為VS 21 (f2 )VS12 (f1 )式中下標1 表示標定流體的參數(shù)，下標2 表示實際被測流

20、體的參數(shù)。注意：轉子流量計必須垂直安裝；為便于檢修，轉子流量計應安裝支路。第七節(jié)流體輸送設備1-7-1 離心泵一、離心泵的工作原理與構造1.工作原理離心泵啟動前，應先將泵殼和吸入管路充滿被輸送液體。啟動后，泵軸帶動葉輪高速旋轉，在離心力的作用下，液體從葉輪中心甩向外緣。流體在此過程中獲得能量，使靜壓能和動能均有所提高。液體離開葉輪進入泵殼后，由于泵殼中流道逐漸加寬，液體流速逐漸降低，又將一部分動能轉變?yōu)殪o壓能，使泵出口處液體的靜壓能進一步提高，最后以高壓沿切線方向排出。液體從葉輪中心流向外緣時，在葉輪中心形成低壓，在貯槽液面和泵吸入口之間壓力差的作用下，將液體吸入葉輪?？梢姡灰~輪不停地轉動

21、，液體便會連續(xù)不斷地吸入和排出，達到輸送的目的。氣縛現(xiàn)象： 離心泵啟動前泵殼和吸入管路中沒有充滿液體，則泵殼內存有空氣，而空氣的密度又遠小于液體的密度，故產生的離心力很小，因而葉輪中心處所形成的低壓不足以將貯槽內液體吸入泵內，此時雖啟動離心泵，也不能輸送液體，此種現(xiàn)象稱為 氣縛現(xiàn)象 ，表明離心泵無自吸能力。因此，離心泵在啟動前必須灌泵。2.離心泵的主要部件葉輪其作用為將原動機的能量直接傳給液體，以提高液體的靜壓能與動能（主要為靜壓12能）。泵殼具有匯集液體和能量轉化雙重功能。軸封裝置其作用是防止泵殼內高壓液體沿軸漏出或外界空氣吸入泵的低壓區(qū)。常用的軸封裝置有填料密封和機械密封兩種。二、離心泵的

22、性能參數(shù)與特性曲線1. 性能參數(shù)流量 Q離心泵單位時間內輸送到管路系統(tǒng)的液體體積，m3/s 或 m3/h。壓頭（揚程）H單位重量的液體經離心泵后所獲得的有效能量，J /N 或 m 液柱。效率 反映泵內能量損失，主要有容積損失、水力損失、機械損失。軸功率 P離心泵的軸功率是指由電機輸入離心泵泵軸的功率，W 或 kW 。離心泵的有效功率Pe 是指液體實際上從離心泵所獲得的功率。Pe100%PPe QH gQH泵的有效功率：或Pe102泵的軸功率為PQH g或QHP1022. 特性曲線離心泵特性曲線是在一定轉速下，用20水測定，由H -Q、 P-Q、 -Q 三條曲線組成。（ 1） H-Q 曲線：離心

23、泵的壓頭在較大流量范圍內隨流量的增大而減小。不同型號的離心泵， H-Q 曲線的形狀有所不同。（ 2） P-Q 曲線：離心泵的軸功率隨流量的增大而增大，當流量Q 0 時，泵軸消耗的功率最小。因此離心泵啟動時應關閉出口閥門，使啟Wk動功率最小，以保護電機。P/P（ 3） -Q 曲線：開始泵的效率隨流量的增大而增大， 達到一最大值后， 又隨流量的增加而下降。這說明離心泵在一定轉速下有一最高效率點，該點稱為離心泵的設計點 。一般離心泵出廠時銘牌上標注的性能參數(shù)均為最高效率點下之值。高效率區(qū)通常為最高效率的92左右的區(qū)域。3. 影響離心泵性能的主要因素13密度： Q 不變， H 不變， 基本不變， P；

24、黏度： Q， H， ， P；轉速：比例定律Q1n1; H 1( n1)2; P1( n1) 3Q2n 2H 2n2P2n2葉輪直徑：切割定律Q1D1;H 1( D1)2; P1( D1)3Q2D2H 2D 2P2D2三、離心泵的工作點與流量調節(jié)1. 管路特性曲線管路特性曲線表示在特定的管路系統(tǒng)中，輸液量與所需壓頭的關系，反映了被輸送液體對輸送機械的能量要求。管路特性方程H eABQ 2H管路 特性曲線p， B8ll eH Q其中Az2g d5MgHMHe Q泵 特性曲線管路特性曲線僅與管路的布局及操作條件有關，而與泵的性能無關。曲線的截距A 與兩貯槽間液位差z 及操作壓QMQ力差p 有關，曲線

25、的陡度B 與管路的阻力狀況有關。高阻力管路系統(tǒng)的特性曲線較陡峭，低阻力管路系統(tǒng)的特性曲線較平坦。2. 工作點泵安裝在特定的管路中，其特性曲線H -Q 與管路特性曲線H e- Q 的交點稱為離心泵的工作點。若該點所對應的效率在離心泵的高效率區(qū)，則該工作點是適宜的。工作點所對應的流量與壓頭，可利用圖解法求取，也可由管路特性方程：H ef (Q)泵特性方程：H(Q)聯(lián)立求解。3. 流量調節(jié)（ 1）改變管路特性曲線最簡單的調節(jié)方法是在離心泵排出管線上安裝調節(jié)閥。改變閥門的開度，就是改變管路的阻力狀況，從而使管路特性曲線發(fā)生變化。14這種改變出口閥門開度調節(jié)流量的方法，操作簡便、靈活，流量可以連續(xù)變化，

26、故應用較廣，尤其適用于調節(jié)幅度不大，而經常需要改變流量的場合。但當閥門關小時，不僅增加了管路的阻力，使增大的壓頭用于消耗閥門的附加阻力上，且使泵在低效率下工作，經濟上不合理。（ 2）改變泵特性曲線通過改變泵的轉速或直徑改變泵的性能。由于切削葉輪為一次性調節(jié)，因而通常采用改變泵的轉速來實現(xiàn)流量調節(jié)。這種調節(jié)方法，不額外增加阻力，且在一定范圍內可保持泵在高效率下工作，能量利用率高。4. 離心泵的組合操作（ 1）并聯(lián)操作兩泵并聯(lián)后，流量與壓頭均有所提高，但由于受管路特性曲線制約，管路阻力增大，兩臺泵并聯(lián)的總輸送量小于原單泵輸送量的兩倍。（ 2）串聯(lián)操作兩泵串聯(lián)后，壓頭與流量也會提高，但兩臺泵串聯(lián)的總

27、壓頭仍小于原單泵壓頭的兩倍。（ 3）組合方式的選擇如果單臺泵所提供的最大壓頭小于管路兩端( zp ) ，則只能采用串聯(lián)操作。g對于低阻輸送管路，并聯(lián)組合優(yōu)于串聯(lián)；而對于高阻輸送管路，串聯(lián)組合優(yōu)于并聯(lián)。四、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度1. 汽蝕現(xiàn)象汽蝕現(xiàn)象是指當泵入口處壓力等于或小于同溫度下液體的飽和蒸氣壓時，液體發(fā)生汽化，氣泡在高壓作用下，迅速凝聚或破裂產生壓力極大、頻率極高的沖擊，泵體強烈振動并發(fā)出噪聲，液體流量、壓頭（出口壓力）及效率明顯下降。這種現(xiàn)象稱為離心泵的汽蝕 。2. 汽蝕余量實際汽蝕余量p1u12pVNPSH2ggg允許汽蝕余量(NPSH )允p1允u12pVg2gg( NPSH

28、) 允 一般由泵制造廠通過汽蝕實驗測定。泵正常操作時，實際汽蝕余量NPSH 必15須大于允許汽蝕余量( NPSH )允，標準中規(guī)定應大于0.5m 以上。3. 離心泵的允許安裝高度離心泵的允許安裝高度是指貯槽液面與泵的吸入口之間所允許的垂直距離。p0 p1允u12H g允hf 0 1g2gH g允p0 pV （ NPSH）允hf 0 1g根據(jù)離心泵樣本中提供的允許汽蝕余量(NPSH )允 ，即可確定離心泵的允許安裝高度。實際安裝時，為安全計，應再降低0.5 1m。判斷安裝是否合適：若H g實 低于 H g允 ，則說明安裝合適，不會發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，否則，需調整安裝高度。欲提高泵的允許安裝高度，必須設

29、法減小吸入管路的阻力。泵在安裝時，應選用較大的吸入管路，管路盡可能地短，減少吸入管路的彎頭、閥門等管件，而將調節(jié)閥安裝在排出管線上。五、離心泵的類型與選用1.離心泵的類型按輸送液體性質和使用條件，離心泵可分為以下幾種類型：（ 1）清水泵：適用于輸送各種工業(yè)用水以及物理、化學性質類似于水的其它液體。（ 2）耐腐蝕泵：用于輸送酸、堿、濃氨水等腐蝕性液體。（ 3）油泵：用于輸送石油產品。（ 4）液下泵：通常安裝在液體貯槽內，可用于輸送化工過程中各種腐蝕性液體。（ 5）屏蔽泵：用于輸送易燃易爆或劇毒的液體。2. 離心泵的選用基本步驟：（1）確定輸送系統(tǒng)的流量和壓頭一般液體的輸送量由生產任務決定。如果流

30、量在一定范圍內變化，應根據(jù)最大流量選泵，并根據(jù)情況，計算最大流量下的管路所需的壓頭。（ 2）選擇離心泵的類型與型號根據(jù)被輸送液體的性質及操作條件，確定泵的類型；再按已確定的流量和壓頭從泵樣本中選出合適的型號。若沒有完全合適的型號，則應選擇壓頭和流量都稍大的型號；若同時有16幾個型號的泵均能滿足要求，則應選擇其中效率最高的泵。（ 3）核算泵的軸功率若輸送液體的密度大于水的密度，則要核算泵的軸功率，以選擇合適的電機。1-7-2其它類型化工用泵一、往復式泵1. 往復泵（ 1） 往復泵的構造及工作原理主要部件：泵缸、活塞、活塞桿、吸入閥和排出閥。工作原理：依靠活塞的往復運動，吸入并排出液體。（ 2）往

31、復泵的流量與壓頭單動泵流量QTASn當活塞直徑、沖程及往復次數(shù)一定時，往復泵的理論流量為一定值。往復泵的壓頭與泵的幾何尺寸無關，與流量也無關。往復泵具有 正位移特性 ，即流量僅與泵特性有關，而提供的壓頭只取決于管路狀況。（ 3）往復泵的流量調節(jié)多采用旁路調節(jié)或改變活塞沖程或往復次數(shù)。往復泵適用于輸送小流量、高壓頭、高黏度的液體，但不適于輸送腐蝕性液體及有固體顆粒的懸浮液。2計量泵計量泵也為往復式泵，適用于要求輸送量十分準確的液體或幾種液體按比例輸送的場合。3隔膜泵為輸送腐蝕性液體或懸浮液的往復式泵。二、旋轉泵旋轉泵包括齒輪泵和螺桿泵，其工作原理是依靠泵內一個或多個轉子的旋轉來吸液和排出液體。旋

32、轉泵與往復泵一樣，也具有正位移特性，因此也采用旁路調節(jié)或改變旋轉泵的轉速，以達調節(jié)流量的目的。1-7-3氣體輸送設備一、離心式通風機1. 工作原理與結構17離心式通風機的結構和單級離心泵相似，工作原理也與離心泵完全相同，藉蝸殼中葉輪旋轉所產生的離心力將氣體壓力提高而排出。2. 性能參數(shù)與特性曲線流量（風量） Q是指單位時間內通風機輸送的氣體體積，以通風機進口處氣體的狀態(tài)計，m3/s 或 m3/h。風壓 pT 是指單位體積的氣體流經通風機后獲得的能量，J/m3 或 Pa。pT( p2 p1 )2u22靜風壓ps ( p2p1 )動風壓pk u222全風壓pTpspk軸功率與效率pTQP1000特

33、性曲線一定型號的離心式通風機的特性曲線以20、 101.3kPa 的空氣作為工作介質進行測定，包括全風壓與流量 pT-Q 靜風壓與流量sP-Q 和效率與流量- Q 四條線。p -Q 軸功率與流量3.離心式通風機的選用離心式通風機的選用與離心泵相仿，即根據(jù)輸送氣體的風量與風壓，由通風機的產品樣本來選擇合適的型號。但應注意，通風機的風壓與密度成正比，當使用條件與通風機標定條件（ 20、 101.3kPa，空氣的密度0 1.2kg/m 3）不符時，需將使用條件下的風壓換算為標定條件下的風壓，才能選擇風機。換算關系為pT0pT0pT 1.2二、往復式壓縮機1. 往復壓縮機的工作過程壓縮機的一個工作過程

34、是由膨脹、吸氣、壓縮和排出四個階段組成的。余隙系數(shù)：余隙體積VA 與一個行程活塞掃過的體積（VC VA ）之比VAVCVA18容積系數(shù) 0：在一個壓縮循環(huán)中，氣體吸入的體積（VC VB）與活塞掃過的體積（VCVA ）之比0VCVBVCVA對于多變壓縮過程，二者關系1p2k011p1容積系數(shù) 0 與壓縮機的余隙系數(shù)及壓縮比（p2p1 ）有關。余隙系數(shù)一定時，壓縮比越大，容積系數(shù)越小；壓縮比一定時，余隙系數(shù)越大，容積系數(shù)越小。2多級壓縮壓縮比大于8 時，宜采用多級壓縮多級壓縮，每級適宜壓縮比為3 5。三、真空泵真空泵用于從設備內或系統(tǒng)中抽出氣體，使其處于低于大氣壓下的狀態(tài)。第2章傳熱第一節(jié)概 述1

35、 1 傳熱的基本方式熱傳遞三種基本方式：傳導、對流和輻射。傳導是物體中溫度較高部分分子，通過碰撞或振動將熱能以動能形式傳給相鄰溫度較低部分的分子，這種物體內分子不發(fā)生宏觀位移的傳熱方式。對流是流體之間的宏觀相對位移所產生的對流運動，將熱量由空間中一處傳到他處的現(xiàn)象。輻射是一種以電磁波傳遞熱量的方式。工業(yè)的換熱方法：間壁式換熱、混合式換熱和蓄熱式換熱。1 2 穩(wěn)定傳熱與不穩(wěn)定傳熱穩(wěn)定傳熱若傳熱系統(tǒng)中各點的溫度僅隨位置變而不隨時間變，則此傳熱過程為穩(wěn)定傳熱。不穩(wěn)定傳熱若傳熱系統(tǒng)中各點的溫度既隨位置變又隨時間而變，則此傳熱過程為不穩(wěn)19定傳熱。第二節(jié)熱傳導2 1 熱傳導的基本概念和付立葉定律付立葉定

36、律 dQdStn式中負號表示熱流體方向與溫度梯度方向相反，即熱量從高溫傳向低溫。22 導熱系數(shù)付立葉定律中的比例系數(shù)d，其值等于溫度梯度下的熱通量。因此，值表示dStn了物質導熱能力的大小，是表征物質導熱性能的參數(shù)，稱為導熱系數(shù)。23平壁的熱傳導1僅限于討論以下條件的熱傳導穩(wěn)定導熱；平壁面積與平壁厚度相比很大，熱量只沿垂直壁面的方向作一維傳導；單層或多層平壁中每層都為均質材料，各層導熱系數(shù)均為不隨溫度而變化的常數(shù)。2通過單層平壁的導熱速率方程式為：t1t 2tQb RS導熱通量表達式為：QttqSbR3通過多層平壁的導熱速度方程，根據(jù)串聯(lián)過程的概念，利用速率與推動力和阻力之間的關系可以表示為：

37、Qt1t n 1tnbiRSi 1i導熱通量可表示為：2024圓筒壁的導熱1討論僅限于如下條件：穩(wěn)定導熱、熱量只沿徑向傳遞的一維導熱、無內熱源、導熱系數(shù)為常數(shù)。2單層圓筒壁的導熱速率方程：QSm(t1t2 )r2r1圓筒內外壁面的平均值Sm2L (r2r1 )ln r22rm Lr1r 2r1r2 2時，可取 rmr2 r1S2 S1其中 rmr2對于工程計算，當2或 Smlnr12r13多層圓筒壁導熱速率方程Qt1t n 1nbii 1i Smi應該注意，對于多層圓筒壁傳導，通過各層的導熱速率都相同，但熱通量則由于各層平均傳熱面積不等而各不相同。4導熱速率與導熱溫差及熱阻的關系導熱溫度差t導熱速率導熱阻力R對于定態(tài)傳熱過程，通過各層的導熱速率均相等。第三節(jié)對流傳熱1.對流傳熱速率方程流體與壁面間的對流傳熱速率由牛頓冷卻定律表達式：TTw(T Tw )dSdQ1dS對流傳熱系數(shù)和傳熱面積以及溫度差相對應。Q(TTw ) SiQ(t wt) S0212. 對流傳熱系數(shù)的物理意義稱為對流傳熱系數(shù)，表示流體與壁面間溫差為時，單位時間通過單位面積以對流傳熱方式傳遞的熱量。表示了對流傳熱的強度。第四節(jié)傳熱計算4 1 熱負荷 的確定根據(jù)能量