化工原理上复习要点

第一章一重要公式1连续性方程2柏努力方程3阻力计算（与U型差压计相关）4阻力计算（范宁公式）二相关概念连续介质模型流体力学3、压强及 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示方法（表压、真空度）4、修正压强及应用条件5、牛顿粘性定律τ=±μdu/dy适用层流6、层流与湍流分类、本质本质区别：湍流有径向脉动7、粘度1Pa·s=10P(泊)=1000cP（厘泊）8、Re=ρud/μ9、平均速度u=umax/2（管中心，层流）10、边界层及分离11因次 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 法12、局部阻力Re<2000(层流)>4000(湍流)13、de=4rhrh=流道面积/润湿周边长14、管道突然扩大、缩小15、并联特点：∑hf相等16、测量—(1)点速度毕托管;(2)流量:孔板文丘里de=d2-d1转子a）特点：恒u，恒△Pm，变截面；b）标定：例题1常温的自来水从高位槽A经φ57mm×3.5mm钢管送入密闭的容器B内，容器B上方压强表读数为5.08×104Pa。高位槽和容器的液面恒定，两者间的垂直距离为15m，已知直管长度与全部当量长度之和为83m。试求该管路最大输水量为多少？取水的密度ρ＝1000kg/m3、粘度μ＝1cP、ε＝0.2mm。解：依题意画图，见后一页。以高位槽A的1－1与B容器的2－2间列B.E第二章一重要公式1有效功，效率2串，并联复合3比例，切割4安装高度二相关概念1、离心泵结构①泵壳②泵轴③叶轮④轴封2、工作原理旋转叶轮————————离心力————————局部负压————————中心吸入——————边缘压出3、欧拉方程HT=a－bVHe=a－bV24、泵的性能曲线三条:①扬程—V(He~V)②Na~V③η~V5、泵的效率分析:①容积②水力③机械6、离心泵叶片类型:①后弯β2<90o②径向β2=90o③前弯β2>90o7、工作点：泵、管路曲线交点；管路特性曲线方程：He’=H0+KV2或者He’=A+BV28、工作点调节方法：①切割D②比例n③阀门9、对泵特性影响：ρ对H无影响,对η无影响,但对Na~V有影响10、现象①气缚②气蚀11、泵选型 原则 组织架构调整原则组织架构设计原则组织架构设置原则财政预算编制原则问卷调查设计原则 ①据液体种类选泵类型；②据V、He选型号：(He、V)泵≥(He、V)计算③Na校核例题1.水流量为12m3/h，泵的出口处的压力表读数为1.9at(表)，泵的入口处的真空表读数为140mmHg，轴功率为1.2kW，电动机的转数为2900转/分，压力表和真空表的距离为0.7m，出口管和入口管直径相同，求泵的压头H和效率η？2-20离心泵、往复泵各一台并联操作输水。两泵“合成的”性能曲线方程为：He=72.5－0.00188(V22)2，V指总流量。阀全开时管路特性曲线方程为：He’=51+KV2,(两式中：He、He’--mH2O，V--L/s)。现停开往复泵，仅离心泵操作，阀全开时流量为53.8L/s。试求管路特性曲线方程中的K值。解：只开离心泵时He=72.50.00188V2V=53.8L/s时He=72.50.00188V2=72.5－0.0018853.82=67.06mHe’=51+KV2=51+K53.82∵He=He’K=0.00555m/(L/s)23.用离心油泵从贮槽抽液态异丁烷至反应器，贮槽液面恒定，液面上方压强为660kPa(绝压)，泵安装于贮槽液面以下1.8m处。吸入管路的压头损失为1.2m。输送条件下的异丁烷的密度为530kg/m3，饱和蒸汽压为645kPa，输送流量下的汽蚀余量为3.3m试分析该泵能否正常操作。[与P75例2－5类似]4.用离心泵将20℃水由贮槽送出，泵的前后各装有真空表和压力表。已知泵的吸入管路总阻力和速度头之和为2mH2O柱。允许吸上真空高度为5m，大气压强为1atm，贮槽液面低于泵的吸入口距离2m。试求：（1）真空表读数为多少mmHg？（2）当水温由20℃变为60℃时发现真空表与压力表读数骤然下降，此时出现什么故障？原因何在？怎样排除？（要求定量说明）第三章一重要公式1过滤速率基本方程恒压恒速2过滤常数K3洗涤时间洗涤速率（板框）4生产能力G（板框）5曳力公式6Stokes公式二相关概念1．颗粒的当量直径：dev2．筛分分析：①频率函数②分布函数曲线3．柯士尼公式：4．滤液流速dV/dτ,过滤速率dV/(A.dτ)5．单位面积上的滤液量：q=V/A6．过滤操作过程：①过滤τF；②洗涤τw；③清理和组装τR7．最大生产能力的条件：τF＋τw＝τR8.当qe≈0,板框：叶滤：9.助滤剂:(SiO2)硅藻土，珍珠岩，石棉粉，炭粉。10.自由沉降:11.重力沉降室：τ沉≤τ停12.分离效率：η13.分离因素：K=(uT2/R)/g14.流态化:聚式(G-S)、散式(L-S)流化压降～速度图△p＝L(1－ε)(ρs－ρ)g例题1.某板框压滤机，过滤面积0.1m2，在规定压差下恒压过滤某悬浮液，得出下列方程式：(q＋10)2=250(τ＋0.4)式中单位：q－－L/m2，τ――min(1)求过滤249.6min所获得的滤液量为多少？(2)若先恒速过滤5min，使压差达到规定值后便恒压过滤，试问：当总过滤时间仍为249.6min，总共可得多少滤液？(3)如果操作压差增大一倍，设滤饼不可压缩，过滤时间仍为249.6min，总共可得多少滤液？解:(1)(q＋10)2=250(τ＋0.4)qe＝10(q＋10)2=250(249.6＋0.4)q=240L/m2V=Aq=240×0.1＝24L:(2)恒速过滤τ1＝5min得滤液量q1：q12＋q1qe＝(1/2)Kτ1q12＋10q1＝(1/2)×250×5q1=20.5L/m2恒压：(q2－q12)＋2qe(q－q1)＝K(τ－τ1)(q2-20.52)＋2×10×(q-20.5)＝K(249.6－5)q=239.2L/m2V=Aq=239.2×0.1＝23.9L(3)操作压差增大1倍，过滤常数增大1倍K’＝500(q＋10)2=500(249.6＋0.4)q=343.5L/m2V=Aq=343.5×0.1＝34.35L2.用某板框压滤机在恒压下过滤某悬浮液，要求经过2小时得滤液4m3,不计滤布阻力,若已知过滤常数K＝1.634×10-3m2/h，试求:(1)若框的尺寸为1000mm×1000mm×35mm，则需要滤框和滤板各多少块？(2)过滤终了用水进行洗涤，洗涤水的粘度和滤液相同，洗涤压力和过滤压力相同，若洗涤水用量为0.4m3，试求洗涤时间？(3)若辅助时间为0.4h，求该压滤机的生产能力？解:(1)过滤面积A=2×1×1×n＝2n不计滤布阻力，恒压过滤方程为V2=KA2所以A＝V/(K)0.5＝4/(1.634×10-3×2)0.5=70m2则框数n＝70/2＝35（个）板数n＋1＝36块(2)洗涤时间为W＝8J=8×\u65288X0.4/4）×2＝1.6h(3)压滤机的生产能力为：G＝V/(+W+R)=4/(2+1.6+0.4)=1m3(滤液)/h第四章一重要公式1传热速率方程2热量衡算3K4圆直管湍流二相关概念1．传热的三种方式：①热传导，②对流，③辐射。2．热交换方式：①直接②间接。3．热传导速率①Fourier：②4牛顿冷却定律（1）流体被冷却时，T=T－TW;（2）流体被加热时，T=TW－T5．四个准数(1)Nu＝L/λ，努塞尔特准数(Nusselt)，表示对流传热系数的准数；(2)Re＝ρLd/μ，雷诺准数(Reynolds),表示流动状态影响的准数；(3)Pr＝Cpμ/λ，普兰特准数(Prandtl),表示物性影响的准数；(4)Gr=L3ρ2βgt/μ2，格拉斯霍夫准数(Grashof),表示自然对流影响的准数6．=7.蒸汽冷凝：(1)竖管(壁)层流：(2)水平管外（因：d小，总处于－层流）8．大容积饱和沸腾曲线：自然对流、泡(核)状沸腾、膜状沸腾9．自动模化区:与设备尺寸无关10．强化手段：例题1.在研究污垢对传热的影响时，采用φ28×1mm之铜管,水在管内流动，水蒸气在管外冷凝。传热系数K在很宽的水的流速范围内,对清洁管和污垢管可用如下方程表示:1/K=0.00020+1/(500u0.8)清洁管1/K=0.00070+1/(500u0.8)污垢管式中:K--传热系数,kcaL/(m2·h·℃)u--水的流速,m/s=1/(500u0.8)--水的对流给热热阻，(m·h·℃)/kcal试求污垢热阻和蒸汽冷凝给热系数。已知:铜的导热率λ=330kcal/(m·h·℃)解:因铜管管壁很薄,内外管径比近似为1,则传热系数K的表达式:1/K=1/1+/λ+Rs+1/2因题给条件,清洁管经验式中的数值0.00020应是管壁及蒸汽冷凝给热热阻,故两方程相减得污垢热阻Rs=0.00050[(m·h·℃)/kcal]铜的导热率λ=330[kcal/(m·h·℃)]管壁热阻/λ=0.001/330=0.000003[(m2·h·℃)/kcal]可以略去不计，故:1/1=0.00020所以蒸汽冷凝给热系数1=1/0.00020=5000[kcaL/(m22.有一列管式换热器,装有φ25×2.5mm钢管300根,管长为2m。要求将质量流量为8000kg/h的常压空气于管程由20℃加热到85℃,选用108℃饱和蒸汽于壳程冷凝加热之。若水蒸气的冷凝给热系数为ao=104W/(m2·K),管壁及两侧污垢的热阻均忽略不计,而且不计热损失。已知空气在平均温度下的物性常数为cpc=1kJ/(kg·K),λ=2.85×10-2W/(m·K),μ=1.98×10-5(Pa·s),Pr=0.7。试求:(1)空气在管内的对流给热系数;(2)求换热器的总传热系数(以管子外表面为基准);(3)通过计算说明该换器能否满足需要?(4)计算说明管壁温度接近于哪一侧的流体温度。2.解:(1)di=25-2.5×2＝20cm＝0.02m，G=W/AG=8000/(3600×0.785×0.022×300)=23.59kg/(s.m2)Re=diuρ/μ=diG/μ=0.02×23.59/(1.98×10-5)=2.38×104>104Pr=0.7L/di=2/0.025=80∴i=0.023(λ/di)Re0.8Pr0.4=0.023×(2.85×10-2/0.02)×(2.38×104)0.8×0.70.4=90.1W/(m2·℃)(2)管壁及两侧污垢的热阻均忽略不计1/Ko=1/ao+do/(ai·di)=1/104+25/(90.1×20)=0.01397(m2·℃)/W∴Ko=71.6W/(m2·℃)·h·℃)](3)Q=Wccpc(t2-t1)=(8000/3600)×103×(85-20)=1.44×105WΔtm=(Δt1-Δt2)/ln(Δt1/Δt2)=[(108-20)-(108-85)]/Ln[(108-20)/(108-85)]=48.4℃提供Ao=nπdoL=300×3.14×0.025×2=47.1m2Q=KoAo/Δtm需要Ao’=Q/KoΔtm=1.44×105/(71.6×48.4)=41.6m2Ao’