化工原理知識(shí)點(diǎn)總結(jié)復(fù)習(xí)重點(diǎn)

第一章、流體流動(dòng)流體靜力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)流體流動(dòng)現(xiàn)象流動(dòng)阻力、復(fù)雜管路、流量計(jì)一、流體靜力學(xué)：壓力的表征：靜止流體中，在某一點(diǎn)單位面積上所受的壓力，稱為靜壓力，簡(jiǎn)稱壓力，俗稱壓強(qiáng)。表壓強(qiáng)（力）＝絕對(duì)壓強(qiáng)（力）-大氣壓強(qiáng)（力）真空度＝大氣壓強(qiáng)-絕對(duì)壓大氣壓力、絕對(duì)壓力、表壓力（或真空度）之間的關(guān)系流體靜力學(xué)方程式及應(yīng)用：壓力形式備注：1)在靜止的、連續(xù)的同一液體內(nèi)，處于同一能量形式水平面上各點(diǎn)壓力都相等。此方程式只適用于靜止的連通著的同一種連續(xù)的流體。應(yīng)用：U型壓差計(jì)傾斜液柱壓差計(jì)微差壓差計(jì)二、流體動(dòng)力學(xué)流量π/4d2Gπ/4d2Gπ/4d2u體積流量m3質(zhì)量流速G2s(平均)流速uρ連續(xù)性方程及重要引論：一實(shí)際流體的柏努利方程及應(yīng)用（例題作業(yè)題）以單位質(zhì)量流體為基準(zhǔn)：以單位重量流體為基準(zhǔn)：輸送機(jī)械的有效功率：輸送機(jī)械的軸功率：（運(yùn)算效率進(jìn)行簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)變換）應(yīng)用解題要點(diǎn)：作圖及確定衡算范圍:指明流體流動(dòng)方向，定出上、下游界面；截面的選?。簝山孛婢鶓?yīng)及流動(dòng)方向垂直；基準(zhǔn)水平面的選?。喝我膺x取，必須及地面平行，用于確定流體位能的大??；兩截面上的壓力：?jiǎn)挝灰恢?、表示方法一致；單位必須一致：有關(guān)物理量的單位必須一致相匹配。三、流體流動(dòng)現(xiàn)象：流體流動(dòng)類型及雷諾準(zhǔn)數(shù)：（1）層流區(qū)<2000（2）過渡區(qū)2000<<4000（3）湍流區(qū)>4000本質(zhì)區(qū)別：（質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)及能量損失區(qū)別）層流及端流的區(qū)分不僅在于各有不同的值，更重要的是兩種流型的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方式有本質(zhì)區(qū)別。流體在管內(nèi)作層流流動(dòng)時(shí)，其質(zhì)點(diǎn)沿管軸作有規(guī)則的平行運(yùn)動(dòng)，各質(zhì)點(diǎn)互不碰撞，互不混合流體在管內(nèi)作湍流流動(dòng)時(shí)，其質(zhì)點(diǎn)作不規(guī)則的雜亂運(yùn)動(dòng)并相互碰撞，產(chǎn)生大大小小的旋渦。由于質(zhì)點(diǎn)碰撞而產(chǎn)生的附加阻力較自黏性所產(chǎn)生的阻力大得多，所以碰撞將使流體前進(jìn)阻力急劇加大。管截面速度大小分布：無論是層流或揣流，在管道任意截面上，流體質(zhì)點(diǎn)的速度均沿管徑而變化，管壁處速度為零，離開管壁以后速度漸增，到管中心處速度最大。層流：1、呈拋物線分布；2、管中心最大速度為平均速度的2倍。湍流：1、層流內(nèi)層；2、過渡區(qū)或緩沖區(qū)；3、湍流主體湍流時(shí)管壁處的速度也等于零，靠近管壁的流體仍作層流流動(dòng)，這－作層流流動(dòng)的流體薄層稱為層流內(nèi)層或?qū)恿鞯讓?。自層流?nèi)層往管中心推移，速度逐漸增大，出現(xiàn)了既非層流流動(dòng)亦非完全端流流動(dòng)的區(qū)域，這區(qū)域稱為緩沖層或過渡層，再往中心才是揣流主體。層流內(nèi)層的厚度隨值的增加而減小。層流時(shí)的速度分布湍流時(shí)的速度分布四、流動(dòng)阻力、復(fù)雜管路、流量計(jì)：計(jì)算管道阻力的通式：（伯努利方程損失能）范寧公式的幾種形式：圓直管道非圓直管道運(yùn)算時(shí)，關(guān)鍵是找出值，一般題目會(huì)告訴，僅用于期末考試，考研需擴(kuò)充非圓管當(dāng)量直徑：當(dāng)量直徑：=4（4倍水力半徑）水力半徑：=（流體在通道里的流通截面積A及潤(rùn)濕周邊長(zhǎng)Π之比）流量計(jì)概述：（節(jié)流原理）孔板流量計(jì)是利用流體流經(jīng)孔板前后產(chǎn)生的壓力差來實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量?？装辶髁坑?jì)的特點(diǎn)：恒截面、變壓差，為差壓式流量計(jì)。文丘里流量計(jì)的能量損失遠(yuǎn)小于孔板流量計(jì)。轉(zhuǎn)子流量計(jì)的特點(diǎn)：恒壓差、恒環(huán)隙流速而變流通面積，屬截面式流量計(jì)。復(fù)雜管路：（了解）并聯(lián)管路各支路的能量損失相等，主管的流量必等于各支管流量之及。第二章、流體輸送機(jī)械一、離心泵的結(jié)構(gòu)及工作原理二、特性參數(shù)及特性曲線三、氣蝕現(xiàn)象及安裝高度四、工作點(diǎn)及流量調(diào)節(jié)離心泵：電動(dòng)機(jī)一、離心泵的結(jié)構(gòu)及工作原理：離心泵的主要部件：離心泵的的啟動(dòng)流程：葉輪吸液（管泵，無自吸能力）泵殼液體的匯集及能量的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)能泵軸排放密封填料密封機(jī)械密封（高級(jí)）葉輪其作用為將原動(dòng)機(jī)的能量直接傳給液體，以提高液體的靜壓能及動(dòng)能（主要為靜壓能）。泵殼具有匯集液體及能量轉(zhuǎn)化雙重功能。軸封裝置其作用是防止泵殼內(nèi)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及機(jī)械密封兩種。氣縛現(xiàn)象：離心泵啟動(dòng)前泵殼及吸入管路中沒有充滿液體，則泵殼內(nèi)存有空氣，而空氣的密度又遠(yuǎn)小于液體的密度，故產(chǎn)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(nèi)液體吸入泵內(nèi)，此時(shí)雖啟動(dòng)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(dòng)前必須灌泵。汽蝕現(xiàn)象：汽蝕現(xiàn)象是指當(dāng)泵入口處壓力等于或小于同溫度下液體的飽及蒸汽壓時(shí)，液體發(fā)生汽化，氣泡在高壓作用下，迅速凝聚或破裂產(chǎn)生壓力極大、頻率極高的沖擊，泵體強(qiáng)烈振動(dòng)并發(fā)出噪音，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。二、特性參數(shù)及特性曲線：流量Q：離心泵在單位時(shí)間內(nèi)排送到管路系統(tǒng)的液體體積。壓頭（揚(yáng)程）H：離心泵對(duì)單位重量（1N）的液體所提供的有效能量。效率：總效率軸功率N：泵軸所需的功率曲線對(duì)應(yīng)的最高效率點(diǎn)為設(shè)計(jì)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的Q、H、N值稱為最佳工況參數(shù)，銘牌所標(biāo)出的參數(shù)就是此點(diǎn)的性能參數(shù)。（會(huì)使用水泵特性曲線表，書P117）三、氣蝕現(xiàn)象及安裝高度:氣蝕現(xiàn)象的危害：①離心泵的性能下降，泵的流量、壓頭及效率均降低。若生成大量的氣泡，則可能出現(xiàn)氣縛現(xiàn)象，且使離心泵停止工作。②產(chǎn)生噪聲及振動(dòng)，影響離心泵的正常運(yùn)行及工作環(huán)境。③泵殼及葉輪的材料遭受損壞，降低了泵的使用壽命。解決方案：為避免發(fā)生氣蝕，就應(yīng)設(shè)法使葉片入口附近的壓強(qiáng)高于輸送溫度下的液體飽及蒸氣壓。通常，根據(jù)泵的抗氣蝕性能，合理地確定泵的安裝高度，是防止發(fā)生氣蝕現(xiàn)象的有效措施。離心泵的汽蝕余量：為防止氣蝕現(xiàn)象發(fā)生，在離心泵人口處液體的靜壓頭（p1）及動(dòng)壓頭（u12/2g）之及必須大于操作溫度下液體的飽及蒸氣壓頭（）某一數(shù)值，此數(shù)值即為離心泵的氣蝕余量。必須汽蝕余量：()r離心泵的允許吸上真空度：離心泵的允許安裝高度（低于此高度0.5-1m）：關(guān)離心泵先關(guān)閥門，后關(guān)電機(jī)，開離心泵先關(guān)出口閥，再啟動(dòng)電機(jī)。四、工作點(diǎn)及流量調(diào)節(jié)：管路特性及離心泵的工作點(diǎn)：由兩截面的伯努利方程所得全程化簡(jiǎn)。聯(lián)解既得工作點(diǎn)。離心泵的流量調(diào)節(jié)：改變閥門的開度（改變管路特性曲線）；改變泵的轉(zhuǎn)速（改變泵的特性曲線）；減小葉輪直徑也可以改變泵的特性曲線，但一般不用。泵串聯(lián)（壓頭大）或并聯(lián)（流速大）往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)：旁路調(diào)節(jié)；改變活塞沖程及往復(fù)次數(shù)。第三章、非均相物系的分離（密度不同）一、重力沉降二、離心沉降三、過濾一、重力沉降：沉降過程：先加速（短），后勻速（長(zhǎng)）沉降過程。流型及沉降速度計(jì)算：（參考作業(yè)及例題）層流區(qū)（滯流區(qū)）或斯托克斯定律區(qū)：（10-4<<1）（K<2.62）過渡區(qū)或艾倫定律區(qū)：（1<<103）(2.62<K<69.1)湍流區(qū)或牛頓定律區(qū)：（103<<2105）(K>69.1)相應(yīng)沉降速度計(jì)算式：（公式不用記，掌握運(yùn)算方法）計(jì)算方法：試差法：即先假設(shè)沉降屬于某一流型（譬如層流區(qū)），則可直接選用及該流型相應(yīng)的沉降速度公式計(jì)算，然后按檢驗(yàn)值是否在原設(shè)的流型范圍內(nèi)。如果及原設(shè)一致，則求得的有效。否則，按算出的值另選流型，并改用相應(yīng)的公式求。摩擦數(shù)群法：書p149K值法：書p150沉降設(shè)備：為滿足除塵要求，氣體在降塵室內(nèi)的停留時(shí)間至少等于顆粒的沉降時(shí)間，所以：?jiǎn)螌咏祲m室生產(chǎn)能力：（及高度H無關(guān)，注意判斷選擇填空題）多層降塵室：（1為隔板數(shù)，n層水平隔板，能力為單層的（1）倍）二、離心沉降：離心加速度：（慣性離心力場(chǎng)強(qiáng)度）；重力加速度：g離心沉降速度：；重力沉降速度：離心分離因數(shù)：（離心沉降速度及重力沉降速度的比值，表征離心沉降是重力沉降的多少倍）離心沉降設(shè)備：旋風(fēng)分離器：利用慣性離心力的作用從氣流中分離出塵粒的設(shè)備性能指標(biāo)：臨界粒徑：理論上在旋風(fēng)分離器中能被完全分離下來的最小顆粒直徑；分離效率：總效率η0；分效率ηp（粒級(jí)效率）；分割粒徑d50：d50是粒級(jí)效率恰為50%的顆粒直徑；壓力降△p：氣體經(jīng)過旋風(fēng)分離器時(shí)，由于進(jìn)氣管及排氣管及主體器壁所引起的摩擦阻力，流動(dòng)時(shí)的局部阻力以及氣體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能損失等，造成氣體的壓力降。（標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)）標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)5，=8.0。三、過濾：過濾方式：餅層過濾：餅層過濾時(shí)，懸浮液置于過濾介質(zhì)的一側(cè)，固體物沉積于介質(zhì)表面而形成濾餅層。過濾介質(zhì)中微細(xì)孔道的直徑可能大于懸浮液中部分顆位的直徑，因而，過濾之初會(huì)有一些細(xì)小顆粒穿過介質(zhì)而使濾液渾濁，但是顆粒會(huì)在孔道中迅速地發(fā)生“架橋”現(xiàn)象（見圖），使小子孔道直徑的細(xì)小顆粒也能被截?cái)r，故當(dāng)濾餅開始形成，濾液即變清，此后過濾才能有效地進(jìn)行?？梢?，在餅層過濾中，真正發(fā)揮截?cái)r顆粒作用的主要是濾餅層而不是過濾介質(zhì)。餅層過濾適用于處理固體含量較高的懸浮液。深床過濾：在深床過濾中，固體顆粒并不形成濾餅，而是沉積于較厚的粒狀過濾介質(zhì)床層內(nèi)部。懸浮液中的顆粒尺寸小于床層孔道直徑，當(dāng)顆粒隨流體在床層內(nèi)的曲折孔道中流過時(shí)，便附在過濾介質(zhì)上。這種過濾適用于生產(chǎn)能力大而懸浮液中顆粒小、含量甚微的場(chǎng)合。自來水廠飲水的凈化及從合成纖維紡絲液中除去極細(xì)固體物質(zhì)等均采用這種過濾方法。助濾劑的使用及注意：為了減少可壓縮濾餅的流動(dòng)阻力，有時(shí)將某種質(zhì)地堅(jiān)硬而能形成疏松餅層的另一種固體顆?；烊霊腋∫夯蝾A(yù)涂于過濾介質(zhì)上，以形成疏松餅層，使濾液得以暢流。這種預(yù)混或預(yù)涂的粒狀物質(zhì)稱為助濾劑。對(duì)助濾劑的基本要求如下：①應(yīng)是能形成多孔餅層的剛性顆粒，使濾餅有良好的滲透性、較高的空隙率及較低的流動(dòng)阻力；②應(yīng)具有化學(xué)穩(wěn)定性，不及懸浮液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也不溶于液相中。應(yīng)予注意，－般以獲得清凈濾液為目的時(shí)，采用助濾劑才是適宜的。恒壓過濾方程式：（理解，書P175）對(duì)于一定的懸濁液，若令，k——表征過濾物料特性的常數(shù)，；恒壓過濾時(shí)，壓力差△p不變，k、A、s都是常數(shù)再令過濾常數(shù)的測(cè)定：書P179,包括壓縮因子板框壓力機(jī)：過濾時(shí)，懸浮液在指定的壓強(qiáng)下經(jīng)濾漿通道自濾框角端的暗孔進(jìn)入框內(nèi)，濾液分別穿過兩側(cè)濾布，再經(jīng)鄰板板面流至濾液出口排走，固體則被截留于框內(nèi)，如圖所示，待濾餅充滿濾框后，即停止過濾。若濾餅需要洗滌，可將洗水壓人洗水通道，經(jīng)洗滌板角端的暗孔進(jìn)入板面及濾布之間。第四章傳熱一、熱傳導(dǎo)、對(duì)流傳熱二、總傳熱三、換熱器及強(qiáng)化傳熱途徑一、熱傳導(dǎo)、對(duì)流傳熱：傳熱基本方式：1、熱傳導(dǎo)（宏觀無位移）：若物體各部分之間不發(fā)生相對(duì)位移，僅借分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)而引起的熱量傳遞稱為熱傳導(dǎo)（又稱導(dǎo)熱）。熱傳導(dǎo)的條件是系統(tǒng)兩部分之間存在溫度差，此時(shí)熱量將從高溫部分傳向低溫部分，或從高溫物體傳向及它接觸的低溫物體，直至整個(gè)物體的各部分溫度相等為止。2、熱對(duì)流（宏觀有位移）：流體各部分之間發(fā)生相對(duì)位移所引起的熱傳遞過程稱為熱對(duì)流（簡(jiǎn)稱對(duì)流）。熱對(duì)流僅發(fā)生在流體中。在流體中產(chǎn)生對(duì)流的原因有二：一是因流體中各處的溫度不同而引起密度的差別，使輕者上浮，重者下沉，流體質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生相對(duì)位移，這種對(duì)流稱為自然對(duì)流；二是因泵（風(fēng)機(jī)）或攪拌等外力所致的質(zhì)點(diǎn)強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)，這種對(duì)流稱為強(qiáng)制對(duì)流。3、熱輻射（不需要介質(zhì)）：因熱的原因而產(chǎn)生的電磁波在空間的傳遞，稱為熱輻射。所有物體（包括固體、液體及氣體）都能將熱能以電磁波形式發(fā)射出去，而不需要任何介質(zhì)，也就是說它可以在真空中傳播。4、對(duì)流傳熱：流體流過固體壁面（流體溫度及壁面溫度不同）時(shí)的傳熱過程稱為對(duì)流傳熱。1）流體無相變的對(duì)流傳熱流體在傳熱過程中不發(fā)生相變化，依據(jù)流體流動(dòng)原因不同，可分為兩種情況。①?gòu)?qiáng)制對(duì)流傳熱，流體因外力作用而引起的流動(dòng)；②自然對(duì)流傳熱，僅因溫度差而產(chǎn)生流體內(nèi)部密度差引起的流體對(duì)..流動(dòng)。2）流體有相變的對(duì)流傳熱流體在傳熱過程中發(fā)生相變化，它分為兩種情況。①蒸氣冷凝，氣體在傳熱過程中全部或部分冷凝為液體；②液體沸騰，液體在傳熱過程中沸騰汽化，部分液體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w對(duì)流傳熱的溫度分布情況對(duì)流傳熱是集熱對(duì)流及熱傳導(dǎo)于一體的綜合現(xiàn)象。對(duì)流傳熱的熱阻主要集中在層流內(nèi)層，因此，減薄層流內(nèi)層的厚度是強(qiáng)化對(duì)流傳熱的主要途徑。傳熱過程中熱、冷流體（接觸）熱交換方式：（書p211）直接接觸式換熱及混合式換熱器；蓄熱式換熱及蓄熱器；典型的間壁式換熱器：（列管換熱器，區(qū)分殼程、管程、單/多殼程、單/多管程）特定的管殼式換熱器傳熱面積：S——傳熱面積；n——管數(shù)；d——管徑，m；L——管長(zhǎng)，m。傳熱速率及熱通量：傳熱速率Q（又稱熱流量）指單位時(shí)間內(nèi)通過傳熱面積的熱量；傳熱速率=；R——整個(gè)傳熱面的熱阻，熱通量q（又稱傳熱速度）指單位面機(jī)的傳熱速率。；；R’——單位傳熱面積的熱阻，熱傳導(dǎo)基本規(guī)律：傅里葉定律：傅立葉定律為熱傳導(dǎo)的基本定律，表示通過等溫表面的導(dǎo)熱速率及溫度梯度及傳熱面積成正比，即：通過平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)：?jiǎn)螌悠奖诘臒醾鲗?dǎo)：b——平壁厚度，m；△t——溫度差，導(dǎo)熱推動(dòng)力，；——導(dǎo)熱熱阻，；——導(dǎo)熱熱阻，多層平壁的熱傳導(dǎo)：在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí)，通過各層的導(dǎo)熱速率必相等，即123;熱通量也相等：123（三層）（n層）通過圓筒壁的熱傳導(dǎo)：?jiǎn)螌訄A筒壁的熱傳導(dǎo)：多層圓筒壁的熱傳導(dǎo)：Q123（注意判斷選擇填空）q1>q2>q3>（n層）保溫層的臨界直徑：通常，熱損失隨保溫層厚度的增加而減少。但是在小直徑圓管外包扎性能不良的保溫材料，隨保淚層厚度增加，可能反而使熱損失增大。（散熱區(qū)、保溫區(qū)，d0大于B點(diǎn)保溫才有意義）二、總傳熱：（參考習(xí)題及例題）熱量衡算：總傳熱速率方程：（△t2需大于△t1）總傳熱系數(shù)K、總熱阻總熱阻=熱阻之及三、換熱器及強(qiáng)化傳熱途徑：間壁式換熱器的類型：（掌握原理書p277）管式換熱器：蛇管式換熱器（沉浸式蛇管換熱器、噴淋式蛇管換熱器）套管式換熱器管殼式換熱器（固定管板式換熱器、U形管換熱器）板式換熱器：夾套式換熱器板式換熱器螺旋板式換熱器（I、、形）、翅片式換熱器：翅片管式換熱器版翅片式換熱器熱管換熱器間壁式換熱器強(qiáng)化傳熱途徑：增大平均溫度差△增大傳熱面積S翅化面；2）異形表面；3）多孔物質(zhì)結(jié)構(gòu)；4）采用小直徑傳熱管。增大總傳熱系數(shù)K提高流體的流速；2）增強(qiáng)流體的擾動(dòng)；3）在流體中加固體顆粒；4）采用短管換熱器；5）防止垢層形成及及時(shí)清除垢層。第五章、蒸發(fā)（不揮發(fā)溶質(zhì)）一、概述及蒸發(fā)器二、溶液沸點(diǎn)升高及溫度差損失三、多效蒸發(fā)及流程一、概述及蒸發(fā)器：?jiǎn)涡д舭l(fā)及多效蒸發(fā)：?jiǎn)涡д舭l(fā)及多效蒸發(fā)在操作中一般用冷凝方法將二次燕汽不斷地移出，否則蒸汽及沸騰溶液趨于平衡，使蒸發(fā)過程無法進(jìn)行。若將二次蒸汽直接冷凝，而不利用其冷凝熱的操作稱為單效蒸發(fā)。若將二次蒸汽引到下一蒸發(fā)器作為加熱蒸汽，以利用其冷凝熱，這種串聯(lián)蒸發(fā)操作稱為多效燕發(fā)。常見蒸發(fā)器類型及原理（書P302）循環(huán)形（非膜式）蒸發(fā)器：中央循環(huán)管式（或標(biāo)準(zhǔn)式）蒸發(fā)器懸筐式蒸發(fā)器外熱式蒸發(fā)器強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器（單程型）膜式蒸發(fā)器：升膜蒸發(fā)器降膜蒸發(fā)器升-降膜蒸發(fā)器刮板攪拌薄膜蒸發(fā)器直接加熱蒸發(fā)器二、溶液沸點(diǎn)升高及溫度差損失：溶液的沸點(diǎn)：溶液中含有不揮發(fā)的溶質(zhì)，在相同條件下，其蒸氣壓比純水的低，所以溶液的沸點(diǎn)就比純水的要高，兩者之差稱為因溶液蒸氣壓下降而引起的沸點(diǎn)升高。例如，常壓下20%（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）水溶液的沸點(diǎn)為108.5℃，而水的沸點(diǎn)為100℃，此時(shí)溶液沸點(diǎn)升高8.5度。由于有沸點(diǎn)升高現(xiàn)象，使同條件下蒸發(fā)溶液時(shí)的有效溫度差下降8.5℃，正好及溶液沸點(diǎn)升高值相等，故沸點(diǎn)升高又稱為溫度差損失。溫度差損失：（書P310）溫度差損失不僅僅是因?yàn)槿芤褐泻辛瞬粨]發(fā)性溶質(zhì)引起的，蒸發(fā)器內(nèi)的操作壓力高于冷凝囂以克服二次蒸汽從蒸發(fā)器流到冷凝器的阻力損失、蒸發(fā)器的操作需維持一定的液面等因素都會(huì)造成溫度差損失。因溶液蒸氣壓下降而引起的溫度差損失△’因加熱管內(nèi)液柱靜壓力而引起的溫度差損失△’’由于管路流動(dòng)阻力而引起的溫度差損失△’’’三、多效蒸發(fā)及流程:（書P322，搞清楚前后黏度、壓強(qiáng)、溫度）P1>P2>P3T1>T2>T3溶液的沸點(diǎn)必純?nèi)軇┑母撸淠旱姆悬c(diǎn)高于二次蒸汽。第六章 蒸餾（液體混合物揮發(fā)度不同）一、平衡關(guān)系二、精餾原理及流程三、精餾過程計(jì)算一：平衡關(guān)系：用飽及蒸氣壓及相平衡常數(shù)表示的氣液平衡關(guān)系：由拉烏爾定律得出，溶液上方組分平衡分壓，。p’-在溶液溫度下純組分的飽及蒸氣壓，。溶液中組分的摩爾數(shù)。下標(biāo)A表示易揮發(fā)組分，B表示難揮發(fā)組分。(1)泡點(diǎn)方程式露點(diǎn)方程式道爾頓分壓定律得出。揮發(fā)度對(duì)于理想溶液。同理表示相對(duì)揮發(fā)度：易揮發(fā)組分的揮發(fā)度及難揮發(fā)組分的揮發(fā)度之比相圖：（圖）（圖）3、相平衡方程式：4、簡(jiǎn)單蒸餾流程特點(diǎn)：簡(jiǎn)單蒸餾是將原料液一次加入蒸餾釜中，在恒壓下加熱使之部分汽化，產(chǎn)生的蒸氣進(jìn)入冷凝器中冷凝，隨著過程的進(jìn)行，釜液中易揮發(fā)組分含量不斷降低，當(dāng)釜液組成達(dá)到規(guī)定值時(shí)，即停止蒸餾操作，釜液一次排出。二、精餾原理及流程：原理：液體混合物經(jīng)多次部分汽化及冷凝后，便可得到幾乎完全的分離。流程：原料液經(jīng)預(yù)熱器加熱到指定溫度后．送入精餾塔的進(jìn)料板，在進(jìn)料板上及自塔上部下降的回流液體匯合后，逐板溢流，最后流人塔底再沸器中。在每層板上，回流液體及上升蒸氣互相接觸，進(jìn)行傳熱傳質(zhì)過程。操作時(shí)，連續(xù)地從再沸器取出部分液體作為地底產(chǎn)品（釜?dú)堃矗?，部分液體汽化，產(chǎn)生上升蒸氣，依次通過各層塔板。塔頂蒸氣進(jìn)人冷凝器中被全部冷凝，并將部分冷凝液用泵送回塔頂作為回流液體，其余部分經(jīng)冷卻器后被送出作為塔頂產(chǎn)品（餾出液）。通常，將原料液進(jìn)入的那層板稱為加料板，加料板以上的塔段稱為精餾段加料板以下的塔段（包括加料板）稱為提餾段。三、精餾過程計(jì)算：總物料衡算易揮發(fā)組分衡算塔頂易揮發(fā)組分的回收率塔釜難揮發(fā)組分的回收率回流比:最小回流比(1.1~2.0)操作線遠(yuǎn)離平衡線，RL進(jìn)料熱狀況的影響及q線方程并由此得到L，及V'(q－1)F進(jìn)料熱狀況對(duì)q值及q線的影響：q線方程必過點(diǎn)e（,）操作線方程：精餾段操作線方程：總物料衡算易揮發(fā)組分衡算1操作線方程必過點(diǎn)a（,）提餾段操作線方程：總物料衡算L‘’易揮發(fā)組分衡算L，，，1，操作線方程必過點(diǎn)C（,）或平衡線方程：圖形關(guān)系（記住）。1,斜率為，圖像為特殊泡點(diǎn)進(jìn)料露點(diǎn)0,斜率為0，圖像為1、逐板計(jì)算法理論版層數(shù)計(jì)算：2、圖解法逐板計(jì)算法：說明第n層是加料板（1層）。提餾段：同理（1層）。全塔效率及單板效率E＝或塔板上氣液兩相的非理想流動(dòng)1.返混現(xiàn)象液沫夾帶塔板上部分液體產(chǎn)生及液體主體流動(dòng)方向相反的流動(dòng)為液沫夾帶（又稱霧沫夾帶）。即液滴被上升的氣體夾帶到上一層塔板上。氣泡夾帶塔板上部分氣體產(chǎn)生及氣體主體方向相反的流動(dòng)為氣泡夾帶。即氣泡被下降的液體卷入下一層塔板上。2.氣體及液體的不均勻分布?xì)怏w沿塔板的不均勻分布由于液面落差Δ的存在，氣體通過塔板時(shí)阻力大小不等，導(dǎo)致塔板上氣量分布不均。液體沿塔板的不均勻分布由于液體橫向流過塔板時(shí)路徑長(zhǎng)短不一，使塔板的物質(zhì)傳遞量減少。不正確操作液泛在操作過程中，塔板上液體下降受阻并逐漸在塔板上積累，這種現(xiàn)象稱為液泛（也稱淹塔）。根據(jù)引起液泛的原因不同，可以分為：（1）降液管液泛液體流量過大降液管內(nèi)液體不能及時(shí)排出或氣體流量過大使降液管液面升高，均會(huì)引起降液管液泛。（2）夾帶液泛氣速過大導(dǎo)致液沫夾帶量過大，板上液層增厚并各板液層相連造成液泛。嚴(yán)重漏液當(dāng)氣體通過篩孔的速度較小或氣體分布不均勻時(shí)，從孔道流下的液體量占液體流量的10％以上稱為嚴(yán)重漏液。第七章吸收（溶解度差異）一、概述及平衡關(guān)系二、傳質(zhì)理論三、吸收塔計(jì)算一、概述及平衡關(guān)系：1、吸收依據(jù)：混合物各組分在某種溶劑中溶解度差異1）分離混合氣體以回收所需的組分；吸收2）除去有害組分以凈化氣體；目的3）制備某種氣體的溶液；4）工業(yè)廢氣的治理。2、吸收及解吸流程：吸收過程進(jìn)行的方向及限度取決于溶質(zhì)在氣液兩相中的平衡關(guān)系。當(dāng)氣相中溶質(zhì)的實(shí)際分壓高于及液相成平衡的溶質(zhì)分應(yīng)時(shí)，溶質(zhì)便由氣相向液相轉(zhuǎn)移，即發(fā)生吸收過程。反之．如果氣相中溶質(zhì)的實(shí)際分壓低于及液相成平衡的溶質(zhì)分壓時(shí)，溶質(zhì)便由液相向氣相轉(zhuǎn)移，即發(fā)生吸收的逆過程，這種過程稱為脫收（或解吸）溫度及壓強(qiáng)的影響：溫度有利于吸收，反之即為解吸壓強(qiáng)有利于吸收，反之即為解吸3、平衡關(guān)系:摩爾比：亨利定律:4、吸收劑的選擇：1）溶解度高（對(duì)溶質(zhì)組分）2）選擇性高3）揮發(fā)度小4）黏性小5）其他（無毒、無腐蝕、經(jīng)濟(jì)、合理等）5、相平衡關(guān)系在吸收中的應(yīng)用：1）判斷傳質(zhì)方向：若氣液相平衡關(guān)系為或，如果氣相中溶質(zhì)的實(shí)際組成大于及液相溶質(zhì)組成相平衡的氣相溶質(zhì)組成，即>（或液相的實(shí)際組成小于及氣相組成相平衡的液相組成，即<，說明溶液還沒有達(dá)到飽及狀態(tài)，此時(shí)氣相中的溶質(zhì)必然要繼續(xù)溶解，傳質(zhì)的方向由氣相到液相，即進(jìn)行吸收；反之，傳質(zhì)方向則由液相到氣相．即發(fā)生解吸（或脫吸）。2）確定傳質(zhì)推動(dòng)力：傳質(zhì)過程的推動(dòng)力通常用一相的實(shí)際組成及其平衡組成的偏離程度表示。如圖，在吸收塔內(nèi)某截面處，溶質(zhì)在氣、液兩相中的組成分別為、，若在操作條件下氣液平衡關(guān)系為，則在-坐標(biāo)上可標(biāo)繪出平衡線及截面上的操作點(diǎn)A，如國(guó)所示。從圖中可看出，以氣相組成差表示的動(dòng)力為，以液相組成差表示的推動(dòng)力為（只能以一相來表征）同理，若氣、液組成分別以表示，并且相平衡方程為或以氣相分壓差表示的推動(dòng)力為，以液相組成表示的推動(dòng)力為a吸收塔內(nèi)兩相量及組成的變化b吸收過程推動(dòng)力3）指明傳質(zhì)過程進(jìn)行的極限：二、傳質(zhì)理論：擴(kuò)分子擴(kuò)散：流體分子無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)散渦流擴(kuò)散：流體質(zhì)點(diǎn)的湍動(dòng)菲克定律：當(dāng)物質(zhì)A在介質(zhì)B中發(fā)生擴(kuò)散時(shí)，任一點(diǎn)處物質(zhì)A的擴(kuò)散通量及該位置上A的濃度梯度成正比：（及傅里葉定律及牛頓黏性定律有相似處）等分子單向擴(kuò)散（了解，下冊(cè)書p90）雙膜理論：雙膜理論把兩流體間的對(duì)流傳質(zhì)過程描述成如圖所示的模式。它包含以下幾點(diǎn)基本假設(shè)：相互接觸的氣、液兩相流體間存在著穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)各有一個(gè)很薄的停滯膜，吸收質(zhì)以分子擴(kuò)散方式通過此二膜層由氣相主體進(jìn)入液相主體；在相界面處，氣、液兩相達(dá)到平衡；在兩個(gè)停滯膜以外的氣、液兩相主體中，由于流體充分湍動(dòng)，物質(zhì)組成均勻。吸收速率方程式：（理解及應(yīng)用條件，書下冊(cè)P104）吸收速率，指單位相際傳質(zhì)面積上單位時(shí)間內(nèi)吸收的溶質(zhì)量，，推動(dòng)力指組成差，吸收阻力倒數(shù)為吸收系數(shù)，所以“速率=吸收系數(shù)”方程式：，=常數(shù)（一定情況下）三、吸收塔計(jì)算：1、摩爾分率、摩爾比相關(guān)關(guān)系：氣相：（氣體總體積=惰性體積）液相：質(zhì)量分?jǐn)?shù)及摩爾分率的關(guān)系為：＝摩爾比摩爾分率及摩爾比的關(guān)系為摩爾濃度及分壓之間的關(guān)系為2．吸收操作線方程及操作線液氣比，最小液氣比的計(jì)算：B點(diǎn)移至水平線1及平衡線的交點(diǎn)B*時(shí)，X11*,此點(diǎn)對(duì)應(yīng)有最小液氣比。這是理論上吸收液所能達(dá)到的最高組成，但此時(shí)過程的推動(dòng)力已變?yōu)?，因而需要無限大的相際傳質(zhì)面積，實(shí)際上辦不到?；蛘弋?dāng)解吸平衡線為非下凹線時(shí)，操作線的極限位置為及平衡線相交，此時(shí)，對(duì)應(yīng)的氣液比為最小氣液比。以表示。對(duì)應(yīng)的氣體用量為最小用量，記作。即塔高計(jì)算基本關(guān)系式（掌握方法，不用記公式X1的計(jì)算為重點(diǎn)，參考作業(yè)）稱為氣相總傳質(zhì)單元高度（填料層高度）=稱為氣相總傳質(zhì)單元數(shù)傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算式中為解吸因數(shù)（脫吸因數(shù)）。值的大小反映了溶質(zhì)A吸收率的高低。式中稱為吸收因數(shù)。吸收塔塔徑的計(jì)算第八章、塔設(shè)備一、概述二、板式塔及流體力學(xué)性質(zhì)三、填料塔一、概述（了解）：作用：使氣、液兩相充分接觸，適當(dāng)湍動(dòng)，以提供盡可能大的傳質(zhì)面積及傳質(zhì)系數(shù)，接觸后兩相又能及時(shí)完善分離；在塔內(nèi)使氣、液兩相最大限度的接近逆流，以提供最大的傳質(zhì)推動(dòng)力。性能評(píng)估指標(biāo)：通量——單位塔截面的生產(chǎn)能力，表征塔設(shè)備的處理能力及允許空塔氣速；分離效率——單位壓降塔的分離效果，對(duì)板式塔以板效率表示，對(duì)填料塔以等板高度表示；適應(yīng)能力——操作彈性，表現(xiàn)為對(duì)物料的適應(yīng)性及對(duì)負(fù)荷波動(dòng)的適應(yīng)性；塔設(shè)備在兼顧通量大、效率高、適應(yīng)性強(qiáng)的前提下，還應(yīng)盡量滿足流動(dòng)阻力小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、金屬耗量少、造價(jià)低、易于操作控制等要求。二、板式塔及流體力學(xué)性質(zhì)（了解）：板式泡罩塔板塔的篩板了解它們工作原理種類浮閥塔板噴射形塔板塔板上鼓泡狀（優(yōu)良工作狀態(tài)）氣液兩蜂窩狀相的接泡沫狀（為了減少霧沫夾帶，大都控制在此狀態(tài)）觸狀態(tài)：噴射狀（優(yōu)良工作狀態(tài)）板上壓降：霧沫夾帶：上升氣流穿過塔板上液層時(shí)，將板上液體帶入上層塔板的現(xiàn)象稱為霧沫夾帶漏液：錯(cuò)流型的塔板在正常操作時(shí)，液體應(yīng)沿塔板流動(dòng)，在板上及垂直向上流動(dòng)的氣體進(jìn)行錯(cuò)流接觸后由降液管流下。當(dāng)上升氣體流速減小，氣體通過升氣孔道的動(dòng)壓不足以阻止板上液體經(jīng)孔道流下時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)漏液現(xiàn)象。液泛：塔內(nèi)若氣、液兩相中之一的流量增大，使降液管內(nèi)液體不能順利下流，管內(nèi)液體必然積累，當(dāng)管內(nèi)液體增高到越過溢流堰頂部，于是兩板間液體相連，該層塔板產(chǎn)生積液，井依次上升，這種現(xiàn)象稱為液泛，亦稱淹塔。液面落差：當(dāng)液體橫向流過板面時(shí)，為克服板面的摩擦阻力及極上部件（如泡罩、浮閥等）的局部阻力，需要一定液位差，則在板面上形成液面落差，以表示。負(fù)荷性能圖：（掌握，書下冊(cè)p158）三、填料塔：（了解）填料種類：規(guī)整格柵填料填料波紋填料脈沖填料散裝拉西環(huán)鮑爾環(huán)階梯環(huán)弧鞍及矩鞍金屬環(huán)矩鞍填料球形填料流體流動(dòng)性質(zhì)（了解，書P184）第七章、干燥（相對(duì)濕度差異）干燥概述空氣性質(zhì)及圖干燥過程物料衡算及熱量衡算干燥動(dòng)力學(xué)干燥概述：干燥操作的必要條件是物料表面的水汽壓力必須大于干燥介質(zhì)中水汽的分壓，兩者差別越大，干燥操作進(jìn)行得越快。所以干燥介質(zhì)應(yīng)及時(shí)將汽化的水汽帶走，以維持一定的擴(kuò)散推動(dòng)力。若干燥介質(zhì)為水汽所飽及，則推動(dòng)力為零，這時(shí)干燥操作即停止進(jìn)行。對(duì)流干燥特點(diǎn)：在對(duì)流于燥過程中，熱空氣將熱量傳給濕物料，物料表面水分即行汽化．并通過表面外的氣膜向氣流主體擴(kuò)散。及此同時(shí)，由于物料表面水分的汽化，物料內(nèi)部及表面間存在水分濃度的差別，內(nèi)部水分向表面擴(kuò)散，汽化的水汽由空氣帶走，所以干燥介質(zhì)既是載熱體又是載濕體，它將熱量傳給物斜的同時(shí)把由物料中汽化出來的水分帶走。因此，干燥是傳熱及傳質(zhì)相結(jié)合的操作．干燥速率由傳熱速率及傳質(zhì)速率共同控制?？諝庑再|(zhì)及圖：空氣性質(zhì)各參數(shù)濕度H水汽絕干氣飽及濕度相對(duì)濕度φ濕比容m3濕氣干氣濕比熱干氣℃焓