化工原理上冊(cè)復(fù)習(xí)提綱

第一章流體流動(dòng)

二、流體流動(dòng)中的作用力

牛頓粘性定律－粘性系數(shù)（粘度）N?s/m2或pa·s－法向速度梯度1/s氣體粘度＜＜液體粘度T↑氣體粘度↑（分子引力減小，運(yùn)動(dòng)加劇，運(yùn)動(dòng)力是主要的）T↑液體粘度↓（分子引力減小是主要的，運(yùn)動(dòng)力是次要的）

第二節(jié)流體靜力學(xué)P－為虛擬壓強(qiáng)，具有與壓強(qiáng)相同的因次①連續(xù)假定②靜止流體③重力場中④密度ρ為常數(shù)靜力學(xué)方程壓強(qiáng)大氣壓絕對(duì)壓強(qiáng)絕對(duì)壓強(qiáng)表壓真空度圖絕對(duì)壓力、表壓與真空度的關(guān)系U型管壓差計(jì)

12H

U型管壓差計(jì)所測讀數(shù)R并不是真正的壓差ΔP，而是A、B兩點(diǎn)虛擬壓強(qiáng)差△

第三節(jié)流體流動(dòng)中的守恒原理

1、質(zhì)量守恒2、連續(xù)性方程伯努利方程體現(xiàn)了位能、壓強(qiáng)能和動(dòng)能三種機(jī)械能的守恒及轉(zhuǎn)換

3、伯努利方程適用條件：不可壓縮的理想流體作定態(tài)流動(dòng)

第四節(jié)流體流動(dòng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一、流動(dòng)的型態(tài)2、流型的判斷—雷諾數(shù)Re

Re<2000層流區(qū)

Re>4000湍流區(qū)

2000<Re<4000過渡區(qū)，并非一種流型湍流

層流

1、兩種流型3、層流、湍流的基本特性三、邊界層及邊界脫體1、

邊界層的形成及原因管流的邊界層2、湍流時(shí)的層流內(nèi)層3、邊界層分離層流邊界層湍流邊界層層流內(nèi)層邊界層界限u0u0u0xy倒流

分離點(diǎn)u0

DAC’CBx四、直管及管件阻力產(chǎn)生的原因（1）

流體具有粘性，流動(dòng)時(shí)存在內(nèi)摩擦力，層流及湍流狀態(tài)均有層流內(nèi)層存在，是管流沿線阻力產(chǎn)生的根源。（2）流道擴(kuò)大時(shí)必造成逆壓強(qiáng)梯度從而形成邊界層分離，造成大量旋渦，大大增加機(jī)械能消耗。這是管件局部阻力產(chǎn)生的原因。

第五節(jié)阻力損失

hf直管阻力（沿程阻力）—內(nèi)摩擦力（流體粘性）hf’局部阻力—管件外部條件引起—邊界層分離直管阻力損失的計(jì)算λ的求算圖p29湍流層流Re層流：湍流：λ與Re無關(guān)一次方定律阻力平方定律層流：λ與相對(duì)粗糙度無關(guān)湍流：λ與Re和ε/d的關(guān)系圖p29非圓形管的當(dāng)量直徑

局部阻力損失

計(jì)算中要注意：突然擴(kuò)大ζ=1，突然縮小ζ=0.5第六節(jié)管路計(jì)算

①②③二、管路計(jì)算1、簡單管路

分支管路312213匯合管路

2、分支與匯合管路的計(jì)算3、并聯(lián)管路計(jì)算

各支管兩端點(diǎn)A，B間勢能差相等，各支管阻力損失相等第七節(jié)流速和流量的測定

一、畢托管1、測速原理—為指示液密度二、孔板流量計(jì)三、轉(zhuǎn)子流量計(jì)

轉(zhuǎn)子流量計(jì)的特點(diǎn)：恒流速、恒壓差、阻力損失恒定

孔板流量計(jì)特點(diǎn)工作原理第二章流體輸送機(jī)械

第一節(jié)概述一、應(yīng)用1、由低能位向高能位輸送流體，提高流體勢能2、由高能位向低能位輸送流體，克服阻力損失三、對(duì)輸送機(jī)械的要求

1、管路特性曲線方程

該式表明了管路中流體的流量與需補(bǔ)加能量的關(guān)系第二節(jié)離心泵

一、離心泵結(jié)構(gòu)及工作原理葉輪：向流體做功泵殼：使動(dòng)能→勢能是能量轉(zhuǎn)化過程二、離心泵理論壓頭HT及其影響因素（1）流量HT的影響因素（2）葉輪形狀（3）液體密度為什么采用后彎葉片？離心泵HT-Q圖三、功率與效率

離心泵特性曲線的影響因素（1）液體粘度的影響—常溫清水進(jìn)行測定特性曲線（2）轉(zhuǎn)速的影響揚(yáng)程之比：軸功率之比：流量之比黏度增大，離心泵的流量調(diào)節(jié)

管路特性方程泵的特性方程聯(lián)立求解（1）離心泵的工作點(diǎn)（即操作點(diǎn)）He=H（2）流量調(diào)節(jié)：◎改變管路特性曲線◎改變泵的特性曲線OqV1qVHeH1離心泵的工作點(diǎn)泵～qVA四、組合操作

兩臺(tái)并聯(lián)泵的合成特性曲線在同一壓頭下，兩臺(tái)并聯(lián)泵的流量等于單臺(tái)泵的兩倍兩臺(tái)串聯(lián)泵的合成特性曲線在同一流量下，兩臺(tái)串聯(lián)泵的壓頭為單臺(tái)泵的兩倍qVHaCbqV并qV1H并ABH單MM’qV串H串HqVOqV單五、泵的安裝

汽蝕—部分液體汽化引起—與泵的安裝高度有關(guān)

—可以輸液，損壞泵氣縛—由于泵的密封不良漏氣造成

—與泵的本身質(zhì)量有關(guān)—不能輸液1、汽蝕與氣縛比較：2、最大允許安裝高度Hg

Hgp0K1離心泵的安裝高度0影響Hg的因素壓差要大—p0↑，

pV↓；要p1＞PV，否則會(huì)發(fā)生汽蝕↑Hg動(dòng)能要小—即uK、u1↓，一般d吸＞d出，以減小u1摩擦損失要小—∑Hf0-1↓，盡量少用管件閥門Hgp0K10流量大時(shí)，（NPSH）r較大。第三節(jié)往復(fù)泵一、往復(fù)泵正位移特性二、往復(fù)泵的調(diào)節(jié)手段，往復(fù)泵與離心泵的比較（流量壓頭）第五節(jié)氣體輸送機(jī)械

通風(fēng)機(jī)的全壓、動(dòng)風(fēng)壓靜風(fēng)壓+動(dòng)風(fēng)壓換算：

風(fēng)壓的校正三、混合效果的度量●攪拌效果的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則調(diào)勻度—均相物系分隔尺度—非均相物系●宏觀混合與微觀混合四、攪拌器的兩個(gè)功能（1）總體流動(dòng)———促進(jìn)宏觀均勻，大尺度的均勻混合。（2）強(qiáng)烈湍動(dòng)———促進(jìn)微觀均勻，小尺度的均勻很合。第三章液體的攪拌

五、攪拌功率1、攪拌器的混合效果與功率消耗足夠大的流量形成強(qiáng)大的總體流動(dòng)

——大尺度均勻足夠大的壓頭產(chǎn)生高度湍動(dòng)

——較小微團(tuán)分散快速均布—攪拌能量用于增大輸送量即加大總體流動(dòng)高度破碎—攪拌輸入能量主要用于增大湍動(dòng)改善攪拌效果的措施①提高攪拌器的轉(zhuǎn)速：壓頭H與n2

成正比。②阻止液體的圓周運(yùn)動(dòng)

◆內(nèi)裝擋板

◆破壞循環(huán)回路的對(duì)稱性（偏心、傾斜安裝）

◆安裝導(dǎo)流筒

擋板起到阻力作用，在擋板后面產(chǎn)生大量旋渦。非對(duì)稱(偏心攪拌)—阻止液體的圓周運(yùn)動(dòng)原因（3）攪拌功率的分配加大直徑或降低轉(zhuǎn)速，流量qV變大，實(shí)現(xiàn)大尺度調(diào)勻加大轉(zhuǎn)速或減小直徑，壓頭H變大，湍動(dòng)加劇，微觀混合結(jié)論：第四章過濾

第二節(jié)顆粒床層的特性

一、單顆粒特性

比表面積2、非球形顆粒

比表面當(dāng)量直徑

3、的物理意義稱為形狀系數(shù)三、床層特性1、床層的空隙率2、床層的比表面積床層內(nèi)表面積二、顆粒群的特性（1）分布函數(shù)

(2)頻率函數(shù)（分布密度函數(shù)）第三節(jié)流體通過固定床的壓降（1）康采尼方程三、影響床層壓降的變量（粘性力）床層特性：操作變量：u流體物性：影響最大的因素為空隙率第四節(jié)過濾原理及設(shè)備一、過濾原理、方式、介質(zhì)過程速率：二、過濾設(shè)備1、葉濾機(jī)2、板框壓濾機(jī)3、回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)第五節(jié)過濾過程的計(jì)算1、懸浮液中含固量的表示方法質(zhì)量分?jǐn)?shù)wkg固體/kg懸浮液體積分?jǐn)?shù)φm3固體/m3懸浮液2、物料衡算式總量衡算固體物量衡算3、過濾速率方程4.過濾過程計(jì)算一般解題步驟：5.濾餅的洗滌葉濾機(jī)的洗滌時(shí)間：板框壓濾機(jī)的洗滌時(shí)間：6.過濾機(jī)的生產(chǎn)能力

每周期總生產(chǎn)時(shí)間生產(chǎn)能力回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)的生產(chǎn)能力忽略介質(zhì)阻力7、加快過濾速率的途徑第五章顆粒沉降與流態(tài)化第二節(jié)顆粒的沉降運(yùn)動(dòng)曳力FD：流體對(duì)顆粒的作用力FD

Fg

Fb

總曳力=形體曳力+表面曳力曳力系數(shù)概念及意義：三、沉降速度的討論與應(yīng)用1、沉降速度計(jì)算公式（重力場中）（1）顆粒直徑小，處于斯托克斯定律區(qū)（2）顆粒直徑較大，處于牛頓定律區(qū)解題時(shí)可以先假定處在斯托克斯區(qū)，按小顆粒公式計(jì)算，再驗(yàn)Re值，是否在stokes區(qū)范圍；否則用牛頓區(qū)公式求解，再驗(yàn)Re值。氣體液體先冷卻后除塵先除塵后冷卻⑵對(duì)的討論：

dp大，小氣體無影響，總是小量；液體要考慮影響10倍左右影響最大，是平方關(guān)系注意：ut是顆粒與流體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。顆粒沉降時(shí)間氣流停留時(shí)間降塵室的處理能力只取決于其底面積而與高度無關(guān)計(jì)算公式：

1、降塵室

多層降塵室的計(jì)算。2、離心沉降設(shè)備：旋風(fēng)分離器a、總效率離心分離因數(shù)：分割粒徑進(jìn)口氣速不變，旋風(fēng)分離器直徑越大，效果越差。離心機(jī)則相反。第四節(jié)固體流態(tài)化技術(shù)一、流化床的基本概念1、單顆粒運(yùn)動(dòng)—流態(tài)化的理論根據(jù)2、大量顆粒群居

—流化床存在的基礎(chǔ)u為流體空塔速度（表觀速度）u1為顆?？障吨辛黧w實(shí)際流速兩者關(guān)系為u=u1ε3、流態(tài)化機(jī)理通過調(diào)節(jié)氣速，改變床層的空隙率，使床層處于流態(tài)化。固定床階段→流化床階段→顆粒輸送階段三、流化床的主要特性3、恒定的壓降流化床的重要優(yōu)點(diǎn)流化床床層壓降=（重量-浮力）/單位床截面積4、流化床特點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)比較固定床

流化床

帶出開始

C

B

A

￠

起始流化速度

D（帶出速度）表觀速度

logΔPlogu四、起始流化速度與操作范圍起始流化速度

umf：顆粒帶出速度：流化床操作范圍上限流化床操作范圍下限流化數(shù)=流化床實(shí)際操作速度/起始流化速度五、提高流化質(zhì)量第六章傳熱第一節(jié)概述一、傳熱過程中冷熱流體的接觸方式（三種）傳熱與給熱三、傳熱過程1、傳熱速率四、傳熱機(jī)理（了解）

1、熱傳導(dǎo)（主要研究固體熱傳導(dǎo)）2、對(duì)流給熱

3、熱輻射第二節(jié)熱傳導(dǎo)一、傅立葉定律（Fourierrule）和導(dǎo)熱系數(shù)1、（傅立葉定律）2、影響物體導(dǎo)熱系數(shù)的因素（1）材料組成、結(jié)構(gòu)（2）溫度（3）壓強(qiáng)對(duì)一般無明顯影響二、熱傳導(dǎo)計(jì)算1、單層、多層平面壁的熱傳導(dǎo)過程分析：通過各層平壁的熱流量Q和q均相等，原因：各層傳熱面積相等均相等。2、單層、多層圓筒壁的熱傳導(dǎo)過程分析：通過各層壁的熱流量Q相等，但熱流密度q（熱通量）不等原因：各層的內(nèi)、外表面積均不相等。

第三節(jié)對(duì)流給熱

一、對(duì)流過程分析不論層流還是湍流，流體對(duì)壁面的熱流密度q都因流動(dòng)而增大。

2、

強(qiáng)制對(duì)流與自然對(duì)流二、過程數(shù)學(xué)描述

1、牛頓冷卻定律流體被加熱流體被冷卻2、有效膜厚度（概念理解）1、無因次數(shù)群及其物理意義

，普朗特?cái)?shù)—反映物性對(duì)給熱過程的影響——格拉斯霍夫數(shù)—雷諾數(shù)變形，自然對(duì)流的流動(dòng)狀態(tài)三、對(duì)流給熱過程的影響因素

2、定性溫度與特征尺度圓管：管徑d；非圓形管：當(dāng)量直徑四、對(duì)流給熱系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式1、圓形直管內(nèi)強(qiáng)制湍流的給熱系數(shù)

公式使用條件：Re>104；0.7<Pr<160；μ<2μ水；b=0.4（流體被加熱）或b=0.3（流體被冷卻）α∝u0.8

（u升高則α升高，對(duì)強(qiáng)化傳熱有利）（說明管徑對(duì)影響不大）。討論第四節(jié)沸騰給熱與冷凝給熱

一、沸騰給熱（1）氣泡的生成和過熱度;（2）汽化核心討論：暴沸現(xiàn)象的產(chǎn)生和防止1、飽和沸騰曲線△再度升高重要作用，時(shí)，穩(wěn)定氣膜，輻射起下降時(shí)，轉(zhuǎn)為膜狀沸騰，急劇上升上升，時(shí)，核狀沸騰時(shí)，不是沸騰，為表面汽化aaat2、沸騰給熱的強(qiáng)化措施Δt表面汽化核狀沸騰膜狀沸騰

二、蒸汽冷凝給熱●冷凝給熱過程的熱阻●

膜狀冷凝與滴狀冷凝因?yàn)棣苏羝?lt;λ冷凝液，所以α過熱蒸汽<α飽和蒸汽冷凝

α滴狀冷凝=(5~10)α膜狀冷凝工業(yè)冷凝器設(shè)計(jì)都按膜狀冷凝考慮3、影響冷凝給熱的因素（1）

不凝性氣體（2）過熱蒸汽（3）蒸汽流速4、強(qiáng)化冷凝給熱的措施

二、絕對(duì)黑體、黑度1、黑體——吸收率等于1的物體2、黑體輻射能力——斯蒂芬—波爾茲曼定律（四次方定律）

3、黑度——實(shí)際物體的輻射能力與同溫度黑體的輻射能力之比值

三、灰體克希荷夫定律——同一灰體的吸收率與其黑度在數(shù)值上相等ε=α第五節(jié)熱輻射1、兩黑體間的輻射傳熱2、兩灰體間的輻射傳熱四、影響熱輻射因素：溫度、幾何位置、表面黑度、介質(zhì)a、增大溫差：T14—T24b、增大黑度：↑ε1

、↑ε2

c、d、遮熱板系統(tǒng)黑度εs↑第六節(jié)傳熱過程的計(jì)算一、傳熱過程基本方程式壁溫計(jì)算：

2、操作線與推動(dòng)力（理解）2.1時(shí)，操作線與對(duì)角線平行，此時(shí)推動(dòng)力處處相等。2.2蒸汽冷凝給熱：無逆流、并流之分，因?yàn)檎羝鸗不變。2.3并流操作的推動(dòng)力逆流操作線推動(dòng)力大小的比較三、傳熱過程的計(jì)算（一）換熱器的設(shè)計(jì)