化工原理(蒋丽芬)复习资料

化工原理(蒋丽芬)复习资料 第一章 黏度 Viscosity，也写作粘度。粘度是指液体受外力作用移动时，分子间产生的内磨擦力的量度。 粘度是流体的一种属性，不同流体的粘度数值不同。同种流体的粘度显著地与温度有关，而与压强几乎无关。当压强影响可忽略时，气体的粘度随温度升高而增大，液体则减小。当压强变化较大时，一般气体的黏度是随压强升高而增大。 流体静压强是作用在单位面积上的流体静压力，简称压强。化工生产中，压强称为压力，流体静压力称为总压力(P9) 绝对压强永远为正值，而相对压强则可为正值可为负值 绝压就是绝对压力( 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学称谓，物理学称谓是绝对压强)绝压，指绝对压力:介质(液体、气体或蒸汽)所处空间的所有压力。绝对压力是相对零压力而言的压力。相对应的， 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 压力(相对压力):如果绝对压力和大气压的差值是一个正值，那么这个正值就是表压力，即表压力=绝对压力-大气压>0,如果是负值，就叫真空度。绝压PaA，表压PaG。 绝对压强=当地大气压+表压=当地大气压—真空度 伯努利方程是理想流体定常流动的动力学方程，意为流体在忽略粘性损失的流动中，流线上任意两点的压力势能、动能与位势能之和保持不变。 连续方程的应用:不可压缩流体流经管路各截面的质量流量相等，体积流量亦相等，任意两截面上的平均流速与其截面积成正比，截面积越小，流速越大，反之，截面积越大，流速越小。(P18) 层流:流体质点是沿着与管轴平行的方向做直线运动，这种流动状态叫层流(又称滞流)(流体质点很有秩序地分层地沿着轴线平行流动，不产生流体质点在垂直于流体方向上的运动) 湍流:流体质点在管中不仅有轴向运动，而且还有径向运动，各质点之间彼此相互碰撞且相互混合，质点的速度大小和方向随时发生改变，这种流动状态称为湍流(又称紊流)(流体质点沿管轴线方向流动的同时还有任意方向流动，空间上的任一点上的速度都是不稳定的，大小方向不断在改变) 判断流体流型是应用雷诺数的大小，Re?2000,为层流流动，Re?4000为湍流流动 第二章 离心泵的工作原理:离心泵一般由电动机带动，在启动泵前，泵体及吸入管路内充满液体。当叶轮高速旋转时，叶轮带动叶片间的液体一道旋转，由于离心力的作用，液体从叶轮中心被甩向叶轮外缘，动能也随之增加。当液体进入泵壳后，由于蜗壳形泵壳中的流道逐渐扩大，液体流速逐渐降低，一部分动能转变为静压能，于是液体以较高的压强沿排出口流出。与此同时，叶轮中心处由于液体被甩出而形成一定的真空，而液面处的压强Pa比叶轮中心 处要高，因此，吸入管路的液体在压差作用下进入泵内。叶轮不停旋转，液体也连续不断的被吸入和压出。由于离心泵之所以能够输送液体，主要靠离心力的作用，故称为离心泵。 离心泵由密封在壳体或泵体内的一组旋转叶片组成，这些叶片的作用是通过离心力把能量传递给液体。因此，除了所有细微的差别外，离心泵主要有两个主要部分:(1)包括叶轮和轴在内的旋转部件;(2)由壳体好轴承组成的静止部件。 离心泵的主要参数(1)叶轮转速n(2)流量(3)扬程(4)效率(5)轴功率 流量(q):离心泵的流量是指离心泵在单位时间内排入到管路系统内的液体体积 扬程(压头):离心泵向单位质量液体提供的机械能。 轴功率:离心泵的轴功率是指泵轴所需的功率。 当泵直接由电动机带动时，它即是电动机传给泵轴的功率，而每秒液体从泵所得到的功称为泵的有效功率。 气缚表示离心泵无自吸能力,所以必须在启动前向壳内灌满液体. 气蚀又称穴蚀。流体在高速流动和压力变化条件下，与流体接触的金属表面上发生洞穴状腐蚀破坏的现象。常发生在如离心泵叶片叶端的高速减压区，在此形成空穴，空穴在高压区被压破并产生冲击压力，破坏金属表面上的保护膜，而使腐蚀速度加快。气蚀的特征是先在金属表面形成许多细小的麻点，然后逐渐扩大成洞穴。 离心泵的开停车操作 (1)开车前的准备工作 ?要详细了解被输送物料的物理化学性质，有无腐蚀性、有无悬浮物、粘度大小、凝固点、汽化温度及饱和蒸气压等。 ?详细了解被输送物料的工况:输送温度、压力、流量、输送高度、吸入高度、负荷变动范围等。 ?综合上述两方面的因素，参阅离心泵的特性曲线，从而选出最适合生产实际使用的离心泵。 ?对一些要求较高的离心泵，应在设计中考虑在进口管安装过滤器，在出口阀后安装止逆阀，同时应在操作室及现场设置两套监控装置，以应付突发事故的发生。 ?安装完毕后要进行试运转，在试运转中各项性能指标均符合要求的泵，才能投入生产。 (2)开车程序 ?开泵前应先打开泵的入口阀及密封液阀，检查泵体内是否已充满液体。 ?在确认泵体内已充满液体且密封液流动正常时，通知接料岗位，启动离心泵。 ?慢慢打开泵的出门阀，通过流量及压力指示，将出口阀调节至需要流量。 (3)停车程序 ?与接料岗位取得联系后，慢慢关离心泵的出口阀。 ?按电动机按钮，停止电机运转。 ?关闭离心泵进口阀及密封液阀。 (4)两泵切换 在生产过程中经常遇到两台泵切换的操作，应先起动备用泵，慢慢打开其出口阀，然后缓慢关闭原运行泵的出口阀，在这过程中要保持与中央控制室的联系，维持离心泵输出流量的稳定，避免因流量波动造成系统停车。 往复泵工作原理: 往复泵的结构如图所示，主要部件包括:泵缸;活塞;活塞杆;吸入阀、排出阀。其中吸入阀和排出阀均为单向阀。 ?活塞由电动的曲柄连杆机构带动，把曲柄的旋转运动变为活塞的往复运动;或直接由 蒸汽机驱动，使活塞做往复运动; ?当活塞从右向左运动时，泵缸内形成低压，排出阀受排出管内液体的压力而关闭;吸入阀受缸内低压的作用而打开，储罐内液体被吸入缸内; ?当活塞从左向右运动时，由于缸内液体压力增加，吸入阀关闭，排出阀打开向外排液。 由此可见，往复泵是依靠活塞的往复运动直接以压力能的形式向液体提供能量的。 齿轮泵的工作原理 当齿轮泵主动齿轮转动，吸油腔齿轮脱开啮合，齿轮的轮齿退出齿间，使密封容积增大，形成局部真空，油箱中的油液在外界大气压的作用下，经吸油管路、吸油腔进入齿间。随着齿轮转动，吸入齿间的油液被带到另一侧，进入压油腔。这是齿轮进入啮合，使密封性逐渐减小，齿轮间部分的油液被挤出，形成了齿轮的压油过程。齿轮啮合时齿向接触线把吸油腔和压油腔分开，起配油作用。当齿轮泵的主动齿轮有电机带动不断转动时，齿轮脱开啮合一侧，由于密封容积变大，则不断从油箱中吸油，轮齿进入啮合的一侧，由于密封容积减小则不断地排油，形成一个不断循环的过程 罗茨风机工作原理: 茨风机为容积式风机，输送的风量与转数成比例，三叶型叶轮每转动一次由2个叶轮进行3次吸、排气，与二叶型相比，气体脉动变少，负荷变化小，机械强度高，噪声低，振动也小。在2根平相行的轴上设有2个三叶型叶轮，轮与椭圆形机箱内孔面及各叶轮三者之间始终保持微小的间隙，由于叶轮互为反方向匀速旋转，使箱体和叶轮所包围着的一定量的气体由吸入的一侧输送到排出的一侧。各支叶轮始终由同步齿轮保持正确的相位，不会出现互相碰触现象，因而可以高速化，不需要内部润滑，而且结构简单，运转平稳，性能稳定，适应多种用途，已运用于广泛的领域。 第三章 降尘室原理:重力沉降室是通过重力使尘粒从气流中分离的，含尘气流进入重力沉降室后，流速迅速下降，在层流或接近层流的状态下运动，其中的尘粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降 降尘室的生产能力:降尘室生产能力(用气体体积流量表示)与底面积、沉降速度有关，而与降尘室高度无关，所以降尘室一般采用扁平的几何形状，或在室内加多层隔板，形成多层降尘室 旋风分离器的工作原理:由于作用于固体颗粒的离心力比同体积气体的大，因此固体粒子被甩向旋风分离器的气壁，达到气固分离的目的。 板框压滤机(间歇操作): 板框压滤机由交替排列的滤板和滤框构成一组滤室。滤板的表面有沟槽，其凸出部位用以支撑滤布。滤框和滤板的边角上有通孔，组装后构成完整的通道，能通入 悬浮液、洗涤水和引出滤液。板、框两侧各有把手支托在横梁上，由压紧装置压紧板、框。板、框之间的滤布起密封垫片的作用。由供料泵将悬浮液压入滤室，在滤 布上形成滤渣，直至充满滤室。滤液穿过滤布并沿滤板沟槽流至板框边角通道，集中排出。过滤完毕，可通入清洗涤水洗涤滤渣。洗涤后，有时还通入压缩空气，除 去剩余的洗涤液。随后打开压滤机卸除滤渣，清洗滤布，重新压紧板、框，开始下一工作循环 转鼓真空过滤机:分配阀的动盘固定在转鼓轴颈上，与转鼓同步旋转。动盘端面有一圈孔。每个孔与转鼓上对应的一个滤室相连。阀座不转动，其内侧端面上开有几条弧形槽，分别与外侧的接管连通。阀座与动盘贴合，各弧形槽顺序与动盘上的孔相通，旋转的滤室即可与固定的真空或压缩空气系统顺序联接，使过滤操作循环进行 相系分为两大类: a( 均相物系:在连续相和分散相之间没有相界面。分离较难，如水-乙醇 b. 非均相物系:在连续相和分散相之间存在着明显的相界面，机械分离过程，如油和水 第四章 传热的三种基本方式(1)热传导(2)对流传热(3)辐射传热 热传导:分子的运动 对流传热:流体质点发生相对位移 辐射传热:热能以电磁波方式传递的现象 傅里叶定律:傅里叶定律的文字表述:在导热现象中，单位时间内通过给定截面的热量，正比例于垂直于该界面方向上的温度变化率和截面面积，而热量传递的方向则与温度升高的方向相反。(例 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 详见P127-129) 物质导热系数的判断:λ金属固体,λ非金属固体,λ液体,λ气体 多层屏蔽的传热过程中导热系数和温差之间的关系(P130结论的应用) 第五章 蒸发设备:是通过加热使溶液浓缩或从溶液中析出晶粒的设备，浓缩溶液的单元操作。 单效蒸发是指溶液在蒸发器内蒸发时所产生的二次蒸汽不再利用. 多次蒸发就是多次利用二次蒸汽进行蒸发,通常称为多效蒸发. 多效蒸发器简单讲就是多个单效蒸发器的串联，不过串联方式又分为并流、逆流、平 流三种形式(详见P194-195)。 第六章 双膜理论:(1)吸收过程中，不论两相主体湍动如何剧烈，气液两相之间总是存在一个稳定的相界面，界面两侧分别有一层稳定的作层流流动的气膜和液膜，膜厚取决于流体的流动状况，溶质以分子扩散的方式先后通过气膜和液膜而进入液相。 (2)在膜外的气液两相主体中，由于流体的湍动，溶质的浓度是均匀的，即两相主体中都不存在浓度差，浓度变化都集中于两膜层中，则阻力亦集中于两膜层中。 3)无论两相主体中溶质的浓度是否达到平衡，相界面处两相浓度总是互成平衡的。 ( 吸收:是用来分离气体混合物的单元操作，是根据气体混合物中各组分 在液体溶剂中的溶解度的不同而实现分离的过程。 选择吸收剂的问题:(1)溶解度(2)选择性(3)溶解度随操作条件的变化(4)挥发性(5)黏性(6)安全及稳定性 解吸:即是使溶解了的溶质由吸收液中释放出来的操作。 气膜控制是传质阻力主要集中于气相的吸收过程。根据双膜理论，吸收过程的传质阻力系数由气膜吸收阻力和液膜吸收阻力两者所组成。当吸收质为较大的气体时，溶解度系数的值变得很大，吸收阻力主要由气膜吸收阻力组成，即吸收速率受气膜一方的吸收阻力所控制。如以水吸收NH3、HCl，传质阻力几乎全集中于气相。易溶气体与难溶气体相比，不仅溶解度大很多，溶解速率一般也大很多。因此，在选择溶剂时，应优先考虑对溶质气体的溶解度要大。 液膜控制是指传质阻力主要集中于液相的吸收物。根据双膜理论，吸收过程的传质阻力系由气膜吸收阻力和液膜吸收阻力两者所组成，即 式中:KG为根据气相总推动力的传质吸收;kG和kL分别为气相和液相传质分系数;H为溶解度系数;当吸收质为难溶气体时，H的数值变得很小，吸收阻力 主要由液膜吸收阻力 组成，即吸收速率主要受液膜一方的吸收阻力所控制。如以水吸收O2、CO2，传质阻力几乎全部集中在液相。从传质阻力的绝对数值来看，气相阻力 的范围不是很大，液膜控制时的气相阻力与气膜控制差别不大，所以，液膜控制时总阻力要比气膜控制大很多倍。 吸收塔的计算P225 第七章 精馏:是利用混合液中的各组分间挥发度有差异的特性，通过回流的工程手段实现连 续高纯度的操作。 第八章 萃取是向液体混合物中加入某种适当溶剂，利用组分溶解度的差异使溶质A由原溶转移到萃取剂的过程 多级逆流萃取:将若干个单级萃取器分别串联起来，料液和萃取剂分别从两端加入，使料液和萃取液逆向流动，充分接触，即构成多级逆流萃取操作。(流程图P328，P339) 多级错流萃取实际上就是多个单级萃取的组合(流程图P328，337) A:溶质 B:溶剂 S:萃取剂 R:萃余相 E:萃取相 温度对相平衡的关系:温度的影响敏感。一般情况下温度升高，溶解度增大，两相区减小，不利于萃取操作。 第九章 湿度:表示大气干燥程度的物理量 相对湿度:指空气中水汽压与饱和水汽压的百分比。湿空气的绝对湿度与相同温度下可能达到的最大绝对湿度之比。也可表示为湿空气中水蒸气分压力与相同温度下水的饱和压力之比。 干球温度(t)用普通温度计测出的湿空气的温度称为干球温度，它是湿空气的真实温度。 湿球温度(tw):将普通温度计的感温球用湿纱布包裹，并将湿纱布的下部浸与水中，使之湿润，即成为湿球温度计。湿球温度计在空气中达到温定是的温度，称为湿球温度。 厢式干燥器:空气由入口进入干燥器与废气混合后进入风扇，由风扇出来的混合气一部分由废气出口放空，大部分经加热后沿挡板尽量均匀地掠过各层湿物料表面，增湿降温后的废气再循环进入风扇，浅盘的湿物料经干燥一定时间达到产品质量要求后由器中取出。 气流式干燥器:利用高速热气流，使粒状或块状物料悬浮于气流中，一边随气流并流输送，一边进行干燥。 喷雾式干燥器:利用喷雾式器将溶液、悬浮液、浆状液或熔融液等喷成细小的 雾滴而分散于热气流中，使水分迅速汽化而达到干燥的目的。 沸腾床干燥器:在沸腾床干燥器中，颗粒在热气流中上下翻动，彼此碰撞混合，气固间进行传热和传质，以达到干燥目的。 冷冻干燥器:将湿物料冷冻至冰点以下，然后将其置于高真空中加热，使其水分由固态冰直接升华为气态水而除去，从而达到干燥的目的。 红外干燥器:利用红外辐射器发出的红外线被湿物料所吸收，引起分子激烈共振并迅速转为热能，从而使物料中的水分汽化而达到干燥的目的。 微波干燥器:微波干燥器是一种介电加热干燥器，水分汽化所需的热能并不依靠物料本身的热传导，而是依靠微波深入到物料内部，并在物料内部转化为热能，因此微波干燥的速度很快。