06級作業(yè)-化工原理課程要點整理

1、緒論一,本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容和任務(wù)二,單元操作的名稱與分類三,基本概念與方法物料衡算學(xué)習(xí)單元操作時，為了弄清始末和過程之中各股物料的數(shù)量、組成之間的關(guān)系，必須做質(zhì)量衡算，質(zhì)量衡算常稱為物料衡算1,物料衡算 m原=m產(chǎn)+m損2,能量衡算 Q入=Q出+Q損3,平衡關(guān)系4,過程速率 過程速率=推動力/阻力四,單位制和單位換算基本量和倒出量單位制和單位換算基本量 國際單位制的7個基本量基本量單位名稱單位代號中文國際長度米米m質(zhì)量千克（公斤）千克（公斤）kg時間秒秒s電流安培安A熱力學(xué)溫度開爾文開K物質(zhì)的量摩爾摩mol光強度坎德拉坎cd單位制（1）物理單位制（2）工程單位制（3）國際單位制3單位換算4單位的

2、正確運用 第一章流體流動流體流動第一節(jié) 概述流體的輸送壓力，流速和流量的測量為強化設(shè)備提供適宜的流動條件第二節(jié) 流體靜力學(xué) 流體的壓縮性（定義；可壓縮性流體；理想氣體方程pV=nRT）流體的主要物理量密度、相對密度和比體積(1)密度（氣體密度、液體密度）氣體密度=pM/RT液體密度(2)相對密度(3)比體積壓強（1）壓強定義（2）壓強單位及換算（3）壓強的表達公式： 流體靜力學(xué)基本方程式第三節(jié) 流體動力學(xué)流量方程式穩(wěn)定流動與不穩(wěn)定流動流體穩(wěn)定流動時的物料衡算-連續(xù)性方程流體穩(wěn)定流動時的能量衡算-伯努力方程伯努力方程的應(yīng)用第四節(jié) 流體阻力一,流體的黏度二,流體流動的類型三,圓管內(nèi)流體的速度分布四

3、,流體阻力的計算一,流體的黏度流體阻力的表現(xiàn)和來源流體阻力的觀察,如圖: 流體的黏度(1)物理單位制 黏度的單位-泊,用P表示 1泊=100厘泊 (1P=100cP) SI單位制 黏度的單位-Ns/m2 或Pas 1Pas=10P=1000cP=1000m Pas 或者1cp=1m Pas流體黏度隨溫度變化而變化(溫度越高,黏度越低)氣體黏度隨溫度變化而變化(溫度越高,黏度越高)(2)混合液體的黏度(3)低壓下的混合氣體二,流體流動的類型1,雷諾實驗2,流動類型及判定(流體流動類型為 當(dāng)Re2000層流; Re4000湍流;2000Re4000過度區(qū))3,當(dāng)量直徑三,圓管內(nèi)流體的速度分布四,流

4、體阻力的計算流體阻力直管阻力局部阻力h,l,d,u,入(1)當(dāng)量長度法(2)阻力系數(shù)法管路總阻力的計算第五節(jié) 流量的測量與調(diào)節(jié)孔板流量計文氏管流量計轉(zhuǎn)子流量計 第六節(jié) 管路一,管子 二,管件 三,閥件 四,管路的連接 五,管路的熱補償 六,管路的保溫和涂色第二章 液體輸送機械第一節(jié) 概述第二節(jié) 離心泵第三節(jié) 其他類型泵第一節(jié) 概述一,液體輸送機械的作用二,液體輸送機械的分類分類離心式回轉(zhuǎn)式往復(fù)式液體作用式液體輸送機械離心泵旋渦泵軸流泵齒輪泵螺桿泵柱塞泵計量泵噴射泵酸蛋 真空輸送第二節(jié) 離心泵一 ,離心泵的工作原理與構(gòu)造1.離心泵的工作原理2.離心泵的主要部件葉輪泵殼軸封裝置二 ,離心泵的性能參

5、數(shù)與特性曲線三,離心泵的工作點與流量調(diào)節(jié)四，離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度五，離心泵的組合，安裝及運轉(zhuǎn)六，離心泵的類型與選用第三節(jié) 其他類型泵一，往復(fù)泵二，旋轉(zhuǎn)泵三，旋渦泵四，流體作用泵第三章 氣體的壓縮與輸送第一節(jié) 概述第二節(jié) 往復(fù)式壓縮機第三節(jié) 離心式氣體輸送機械第四節(jié) 旋轉(zhuǎn)式氣體輸送機械第五節(jié) 真空泵第一節(jié) 概述氣體輸送機械的基本結(jié)構(gòu)和工作原理與液體輸送機械大同小異，它們的作用都是對流體做功以提高其機械能。氣體輸送機械主要用于氣體輸送、產(chǎn)生高壓氣體和產(chǎn)生真空三個方面第二節(jié) 往復(fù)式壓縮機一、往復(fù)式壓縮機的主要構(gòu)造和工作原理 1，往復(fù)式壓縮機主要構(gòu)造（主要工作部件為氣缸、活塞、吸收閥和排出閥。）

6、 2，往復(fù)式壓縮機工作原理（活塞每往復(fù)一次，氣缸內(nèi)具有膨脹、吸氣、壓縮和排氣4個過程組成一個工作循環(huán)。）二、往復(fù)式壓縮機的生產(chǎn)能力 1，理論生產(chǎn)能力 qv=Asn 2，實際生產(chǎn)能力qv=入qv三、壓縮比與多級壓縮四、往復(fù)式壓縮機的運轉(zhuǎn)和維護 1，往復(fù)式壓縮機操作、運轉(zhuǎn)的注意事項 2，往復(fù)式壓縮機排氣量的調(diào)節(jié) 第三節(jié) 離心式氣體輸送機械一、離心式通風(fēng)機二、離心式鼓風(fēng)機和壓縮機（離心式鼓風(fēng)機又稱透平鼓風(fēng)機；離心式壓縮機又稱透平壓縮機第四節(jié) 旋轉(zhuǎn)式氣體輸送機械 一、羅茨鼓風(fēng)機 二、液環(huán)壓縮機第五節(jié) 真空泵 一、往復(fù)真空泵 二、旋轉(zhuǎn)式真空泵 三、噴射泵第四章 非均相物系的分離第一節(jié) 概述第二節(jié) 過濾第

7、三節(jié) 沉降第四節(jié) 離心分離第一節(jié) 概述混合物按相數(shù)分為均相混合物和非均相混合物。一、非均相混合物的分離在工業(yè)中的應(yīng)用1，回收有用的分散相2，凈化連續(xù)相3，環(huán)境保護和安全生產(chǎn)二、非均相混合物的分離方法1，過濾2，沉降第二節(jié) 過濾一、過濾的基本概念1，過濾及過濾推動力2，過濾方式3，過濾介質(zhì)4，濾餅的壓縮性和助濾劑5，濾餅的洗滌6，過濾速率及影響因素二、過濾設(shè)備（按操作分為間歇過濾機和連續(xù)過濾機；按濾推動力產(chǎn)生方式分為壓濾機、真空過濾機和離心過濾機）1，板框壓濾機2，轉(zhuǎn)鼓真空過濾機（為連續(xù)式真空過濾設(shè)備）第三節(jié) 沉降一、重力沉降1，自由沉降和沉降速率2，重力沉降設(shè)備及其生產(chǎn)能力二、離心沉降1，離心

8、沉降速率和離心分離因數(shù)2，旋風(fēng)分離器3，旋液分離器三、其他氣體凈制設(shè)備 1，過濾凈制2，濕法凈制3，氣體的電凈制第四節(jié) 離心分離一、離心分離的概念（利用離心分離液態(tài)非均相物系中2種不同物質(zhì)的操作稱為離心分離。適于離心分離液態(tài)非均相物系包括液-固混合物系和液-液混合物系）二、離心機離心機三足式離心機刮刀卸料離心機活塞往復(fù)式卸料離心機管式高速離心機碟片式高速離心機第五章 傳熱第一節(jié) 概述第二節(jié) 傳熱計算第三節(jié) 熱傳熱第四節(jié) 對流傳熱第五節(jié) 傳熱系數(shù)第六節(jié) 換熱器第一節(jié) 概述一、傳熱在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用二、傳熱的基本方式（熱傳導(dǎo)；熱對流；熱輻射）三、工業(yè)生產(chǎn)上的換熱方式 1，直接接觸式換熱 2，蓄熱式

9、換熱 3，間壁式換熱四、間壁式換熱器（套管式、列管式）五、穩(wěn)定傳熱與不穩(wěn)定傳熱穩(wěn)定傳熱在傳熱系統(tǒng)中溫度分布不隨時間而改變的傳熱過程。不穩(wěn)定傳熱在傳熱系統(tǒng)中溫度分布隨時間而改變的傳熱過程。第二節(jié) 傳熱計算一、傳熱速率方程 Q=KAt 熱阻 R=1/K二、熱負荷和載熱體用量的計算（下1個投影）三、平均溫度差（下2個投影）四、傳熱系數(shù)的測定和經(jīng)驗值（來源：1現(xiàn)場實測；2采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)；3計算法）二、熱負荷和載熱體用量的計算1，熱負荷的計算熱量衡算式：Q熱=Q冷=Q 一個能滿足生產(chǎn)換熱要求的換熱器，必須使其傳熱速率熱負荷。 計算熱負荷可確定換熱器的傳熱速率 熱負荷由工藝條件決定的，傳熱速率是換熱本身的換

10、熱能力熱負荷的計算有（1）焓差法 Q=qm 熱（H1-H2）（2）濕熱法 Q=qm熱 c 熱（T1-T2）（3）潛熱法 Q=qm熱 r 熱2，載熱體消耗量 3，載熱體的選用 參考6個原則 最廣泛的載熱體是飽和水蒸氣和水三、平均溫度差Q=KAt均1，恒溫傳熱時的平均溫度差t均=T-t2，變溫傳熱時的平均溫度差（1）單側(cè)變溫是的平均溫度差 t均=（ t1- t2）/ln （t1/ t2）工程計算中，當(dāng)（t1/ t2）2時， t均=（ t1+ t2）/2（2）雙側(cè)變溫是的平均溫度差 并流和逆流時的平均溫度差 錯流和折流時的平均溫度差四、傳熱系數(shù)的測定和經(jīng)驗值 來源： 1， 第三節(jié) 熱傳熱一、導(dǎo)熱基本

11、方程和熱導(dǎo)率1，熱傳導(dǎo)方程（1）固體的熱導(dǎo)率（2）液體的熱導(dǎo)率（3）氣體的熱導(dǎo)率二、通過平壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)1，單層平壁的熱傳導(dǎo)2，多層平壁的熱傳導(dǎo)三、通過圓筒壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)1，單層圓筒壁的熱傳導(dǎo)2，多層圓筒壁的熱傳導(dǎo)第四節(jié) 對流傳熱一、對流傳熱方程 1，對流傳熱分析 對流傳熱的概念 層流內(nèi)層的導(dǎo)熱 對流傳熱 湍流主體對流傳熱 2，對流傳熱方程 Q=aA（t壁-t）（a為對流傳熱系數(shù)）二、對流傳熱系數(shù) 1，影響對流傳熱系數(shù)的因素 2，對流傳熱系數(shù) （1）流體在圓形直管內(nèi)強制湍流無相變發(fā)生時 適用于氣體或低黏度液體 （2）流體有相變化時的對流傳熱系數(shù) 蒸氣的冷凝液體的沸騰三、設(shè)備熱損失計算 設(shè)備熱損

12、失的熱量=對流傳熱+輻射傳熱 總的熱量損失 Q損為： Q損=a總A（t壁-t） a總-聯(lián)合膜系數(shù)第五節(jié) 傳熱系數(shù)一、傳熱系數(shù)的計算1，傳熱面為平面2，傳熱面為圓筒壁二、污垢熱阻第六節(jié) 換熱器一、間壁式換熱器的類型間壁式換熱器的類型管式換熱器板式換熱器特殊形式的換熱器蛇管式換熱器套管式換熱器沉浸式換熱器噴淋式換熱器夾套式換熱器螺旋式換熱器翅片管式換熱器熱管換熱器列管式換熱器固定板式換熱器U形管式換熱器浮頭式換熱器翅片管式換熱器板翅式換熱器二、傳熱過程的強化途徑1，增大傳熱面積 A2，增大平均溫度差 t均3，增大傳熱系數(shù) K三、列管式換熱器設(shè)計或選用時應(yīng)考慮的問題1，流體流經(jīng)管程或殼程的選用原則2

13、，流體流速的選擇3，流體進、出口溫度的確定4，提高管內(nèi)膜系數(shù)的方法-多程5，提高管外膜系數(shù)的方法-裝置擋板 （縱向、橫向）6，管子的規(guī)格和管間距第六章 蒸發(fā)第一節(jié) 概述蒸發(fā)的概念；二次蒸發(fā)；多效蒸發(fā)；蒸發(fā)過程的特殊性第二節(jié) 單效蒸發(fā)（見下1投影）第三節(jié) 多效蒸發(fā)一、多效蒸發(fā)的操作原理二、多效蒸發(fā)的流程三、多效蒸發(fā)數(shù)的限定第四節(jié) 蒸發(fā)器一、蒸發(fā)器的基本結(jié)構(gòu)二、蒸發(fā)器的主要類型三、蒸發(fā)器的輔助裝置第二節(jié) 單效蒸發(fā)一，單效蒸發(fā)流程常見的單效蒸發(fā)為減壓單效蒸發(fā)及減壓單效蒸發(fā)的特點二，單效蒸發(fā)的計算1，水分蒸發(fā)量W的計算Fwo=（F-W）w1或W=F（1-w1/w2）2，加熱蒸汽消耗量D Q=Dr=Fc

14、po（t1-to）+Wr+Q損 P129三，溶液的沸點和溫度差損失1，溶液的沸點2，溫度差損失第七章 蒸餾第一節(jié) 概述第二節(jié) 兩組分溶液的汽液相平衡關(guān)系第三節(jié) 簡單蒸餾和精餾第四節(jié) 雙組分連續(xù)精餾過程的物料蘅算第五節(jié) 塔板數(shù)和回流比的餓確定第六節(jié) 連續(xù)精餾裝置的熱量衡算第七節(jié) 板式塔第一節(jié) 概述一、蒸餾及其在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用 蒸餾 精餾 間歇蒸餾和連續(xù)蒸餾二、汽液傳液設(shè)備的的分類第二節(jié) 兩組分溶液的汽液相平衡關(guān)系一，理想溶液的汽液相平衡關(guān)系拉烏爾定律二、雙組分理想溶液的汽液平衡相圖三、相對揮發(fā)度第四節(jié) 雙組分連續(xù)精餾過程的物料蘅算一、理論板的概念及恒摩爾流假定1，理論板的概念2，恒摩爾流假定二

15、、物料衡算和操作線方程1，全塔料衡算2，操作線方程三、進料熱狀況的影響第五節(jié) 塔板數(shù)和比流比的確定一、理論塔板數(shù)的求法二、塔板效率和實際塔板數(shù)三、回流比的影響及其選擇四、精餾塔操作分析五、精餾塔的產(chǎn)品質(zhì)量控制和調(diào)節(jié)第六節(jié) 連續(xù)精餾裝置的熱量衡算一、冷凝器的熱量衡算二、再沸騰的熱量衡算第七節(jié) 板式塔一、精餾操作對塔設(shè)備的要求二、常用板式類型1，泡罩塔板2，篩板塔板3，浮閥塔板三、浮閥塔板設(shè)計1，塔高的計算2，塔徑的計算3，溢流裝置的設(shè)計第八章 吸收第一節(jié) 概述一、吸收操作及其在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用二、吸收劑的選擇1，溶解度 2選擇性 3揮發(fā)度 4腐蝕性5黏性6其他第二節(jié) 吸收過程的相平衡關(guān)系第三節(jié)

16、吸收過程的計算一、吸收塔的物料衡算和操作線方程二、吸收劑消耗量三、填料塔直徑的計算四、填料層高度的計算第四節(jié) 填料塔一、填料塔的構(gòu)造二、填料及其特征三、填料塔的附屬設(shè)備四、填料塔內(nèi)的流體力學(xué)特征五、吸收過程的強化途徑第二節(jié) 吸收過程的相平衡關(guān)系一、吸收中常用的相組成表示法二、氣液相平衡關(guān)系三、吸收機理第九章 萃取第一節(jié) 液-液萃取的基本原理第二節(jié) 萃取操作過程與萃取過程的計算第三節(jié) 液-液萃取設(shè)備第一節(jié) 液-液萃取的基本原理一、基本概念二、萃取在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用三、液-液平衡關(guān)系四、萃取過程在三角形相圖上的表示五、影響萃取操作的主要因素第二節(jié) 萃取操作流程與萃取過程的計算一、單級接觸萃取流程與

17、計算二、多級萃取流程第三節(jié) 液-液萃取設(shè)備一、基本概念二、萃取設(shè)備簡介1，混合-澄清槽2，塔式萃取設(shè)備3，離心式萃取器第十章 干燥第一節(jié) 概述第二節(jié) 濕空氣的性質(zhì)和濕度圖第三節(jié) 干燥過程的物料衡算和熱量衡算第四節(jié) 干燥速率第五節(jié) 干燥器第一節(jié) 概述一、去濕方法和干燥方式1、機械去濕法2、化學(xué)去濕法3、加熱去濕法（1）熱傳導(dǎo)干燥法（2）對流傳熱干燥法（3）輻射干燥法（4）微波加熱干燥法（5）冷凍干燥法二、空氣干燥器的操作原理第二節(jié) 濕空氣的性質(zhì)和濕度圖一、濕空氣的性質(zhì)1，濕空氣中水汽的分壓p水2，濕度H3，相對溫度4，濕空氣的比體積5，濕空氣的比熱容6，濕空氣的比焓7，干球溫度8，濕球溫度9，絕熱飽和溫度10，露點溫度二、濕空氣的焓濕圖及其應(yīng)用1，I-H圖的構(gòu)成2，I-H圖的應(yīng)用第三節(jié) 干燥過程的物料衡算和熱量衡算一、濕物料中含水量的表示方法二、物料衡算三、熱量衡算四、理想干燥過程第四節(jié) 干燥速率一、物料中所含水分的性質(zhì)1。平衡水分和自由水分（1）平衡水分（2）自由水分2。結(jié)合水分和非結(jié)合水分（1）結(jié)合水分（2）非結(jié)合水分二、干燥速率和干燥速率曲線三、影響干燥速率的因素1，影響恒速干燥速率的因素2，影響降速干燥速率的因素第五節(jié) 干燥器一、干燥器的分類1對流干燥器2傳導(dǎo)干燥器3輻射或介電加熱干燥器二、廂式干燥器三、洞道式干燥器四、滾筒式干燥