《化工原理》重要公式
化工原理是化学工程学科的基础课程之一，通过学习化工原理，我们可以了解和掌握化学反应、物质转化和能量转化的基本原理和公式。以下是《化工原理》中的一些重要公式：
1.绝热物质平衡公式
在没有质量和能量交换的情况下，物质的质量平衡可以表示为：
Σ(m_in) = Σ(m_out)
其中，Σ(m_in)为进料物质的总质量流率，Σ(m_out)为出料物质的总质量流率。
2.等温物质平衡公式
在温度不变的条件下，物质的质量平衡可以表示为：
∑(miVi) = ∑(moVo)
其中，mi为进料的物质i的摩尔数，Vi为物质i的摩尔体积，mo为出料的物质i的摩尔数，Vo为物质i的摩尔体积。
3.能量平衡公式
能量平衡可以表示为：
Q+W=ΔU+ΔE_k+ΔE_p
其中，Q为进热量，W为对外做功，ΔU为系统内能的变化，ΔE_k为系统的动能变化，ΔE_p为系统的势能变化。
4.热力学公式
化学反应的热力学公式可以表示为：
ΔH=ΔU+PΔV
其中，ΔH为反应焓变，ΔU为反应的内能变化，P为系统的压力，
ΔV为反应体积的变化。
5.阿累尼乌斯公式
用于计算平均温度下各组分气体的混合物的摩尔体积：
V_m = (Σxi Vi) / (Σxi)
其中，V_m为混合物的摩尔体积，xi为各组分的摩尔分数，Vi为各
组分的摩尔体积。
6.里诺尔方程
用于计算在管道中的液体或气体流动的流量：
Q=(πd^4/128μ)ΔP/L
其中，Q为流量，d为管道的内径，μ为流体的动力黏度，ΔP为压
力差，L为流体在管道中的长度。
7.伯努利方程
用于描述在管道中流动的液体或气体的能量守恒：
P1 + 0.5ρV1^2 + ρgh1 = P2 + 0.5ρV2^2 + ρgh2
其中，P为压力，ρ为密度，V为速度，g为重力加速度，h为高度。
这些是《化工原理》中的一些重要公式，通过理解和应用这些公式，
我们可以更好地理解和分析化学反应和物质转化的过程。当然，除了这些
公式之外，还有更多的公式和方程式在化工原理中扮演着重要的角色。通过深入学习和实践，我们可以进一步掌握和应用这些公式，提高化工领域的研究和实践能力。
第一章流 1. 2. 3. 流体静力学基本方程：p2= p0?「gh 双液位u型压差计的指示：p1 - p2 =Rg(「- J)) 1 2 p 2 u2 1 2 p1 伯努力方程：吧?产1 = ^z2g 4. 实际流体机械能衡算方程：z1 g 1 2 -u1 2 p 1 yg P 2a P2W 5. 雷诺数：R^^^^64 6. 范宁公式：Wf「: u2_32Tu 2 一廿 ? ：Pf -p~ 7. 哈根-泊谡叶方程：厶P f 32血d2 8. 局部阻力计算：流道突然扩大: 2 A1 ——流产突然缩小: A2 -=0.5 1 A1 一I A2 XvA XvB __ +___ + 「 9.混合液体密度的计算： Kg/m 3,x--液体混合物中各组分的质量分数。 10。表压强=绝对压强-大气压强 X wn + '冷 P液体混合物中个组分得密度, 真空度=大气压强-绝对压强 11.体积流量和质量流量的关系: 整个管横截面上的平均流速: 3 W s=v s P m /s kg/s .1 =Vs A A--与流动方向垂直管道的横截面积, 流量与流速的关系： W s G - 质量流量：A 2 的单位为：kg/(m .s) 12. 一般圆形管道内径: ' 4 v s 13.管 )2A2‘2 二....-A =常数 表示在定态流动系统中，流体流经各截面的质量流量不变，而流速 密度p而变化。 u随管道截面积A及流体的
..一.du 14. 牛顿黏性定律表达式：.一 jy 卩为液体的黏度 1Pa.s=1000cP 15平板上边界层的厚度可用下式进行评估： 19.r H 水力半径的定义是流体在管道里的流通截面 形管子d=4r H 20对于流体流经直径不变的管路时，如果把局部阻力都按照当量长度的概念来表示，则管路的 _ 2 ~hf _ ■ l 丄 l e U 总能量损失为：—h f d 2 h f 的单位J/kg ,A1 -、'2A 2=...=.4 = 常数 体积流量一定时流速与管径的平方成反比： 鳥 2 对于滞留边界层 4.64 0.5 Re x d_ 湍流边界层 x 式中Re x 为以距平板前缘距离 x 作为几何尺寸的雷诺数，即 0.376 0.2 Re x Da _usxp 16对于滞留流动，稳定段长度 x 。与圆管直径d 及雷诺数 式中 Re 二蛰,u 为管截面的平均流速。 Re 的关系: ZE 17.流体在光滑管中做湍流流动，滞留内层厚度可用下式估算，即: 二 b d' 61.5 式中系数在不同的文献中会有所不同，主要是因公式推导过程中, 中心最大流速U m ax 的比值不同而引起的。当 7 Re 8 所假设截面平均流速 u 与管 = 0.81时，系数为61.5. max 18.湍流时，在不同的 Re 值 范围内，对不同的管材， 入的表达式不相同： 光滑管： A :柏拉修斯公式: '=0.3164 适用范围 Re=3000~100000 Re B:顾毓珍等公式: ■ =0.0056 - °.500 适用范围 Re=3000~1*10A 6 Re . 粗糙管 A:柯尔不鲁克公式: d d 1 - -2lg d 1.14—2lg(1 9.35 — )上式适用于 ’：：°.°0 5 Re 「 Re 「 B :尼库拉则与卡门公式: —L =2lg d - 1.14 上式适用于 0.005 ￡ Re J 扎 A 与润湿边长n 之比，即；宀 A I 丨对于圆 对于不可压缩流体的连续性方程:
化工原理公式总结 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
第一章 流体流动与输送机械 1. 流体静力学基本方程：gh p p ρ+=02 2. 双液位U 型压差计的指示:)21(21ρρ-=-Rg p p ) 3. 伯努力方程：ρ ρ2 22212112121p u g z p u g z + +=++ 4. 实际流体机械能衡算方程：f W p u g z p u g z ∑+++=++ρ ρ2 22 212112121+ 5. 雷诺数：λ μ ρ64 Re = =du 6. 范宁公式：ρρμλf p d lu u d l Wf ?==??=2 2322 7. 哈根-泊谡叶方程：2 32d lu p f μ=? 8. 局部阻力计算：流道突然扩大：2211??? ??-=A A ξ流产突然缩小：??? ? ? -=2115.0A A ξ 9. 混合液体密度的计算：n wn B wB A wA m x x x ρρρρ+ ++=....1ρ液体混合物中个组分得密度， 10. Kg/m 3,x--液体混合物中各组分的质量分数。 10。表压强=绝对压强-大气压强真空度=大气压强-绝对压强 11. 体积流量和质量流量的关系：w s =v s ρm 3/skg/s 整个管横截面上的平均流速： A Vs = μA--与流动方向垂直管道的横截面积，m 2 流量与流速的关系： 质量流量：μρ ===A v A w G s s G 的单位为：kg/ 12. 一般圆形管道内径：πμs v d 4= 13. 管内定态流动的连续性方程： 常数 =====ρμρμρμA A A s w (222111) 表示在定态流动系统中，流体流经各截面的质量流量不变，而流速u 随管道截面积A 及流体的密度ρ而变化。 对于不可压缩流体的连续性方程： 常数=====A A A s v μμμ (2211) 体积流量一定时流速与管径的平方成反比：() 2 2 121d d = μμ 14.牛顿黏性定律表达式：dy du μ τ=μ为液体的黏度=1000cP 15平板上边界层的厚度可用下式进行评估：
第一章 流体流动与输送机械 1. 流体静力学基本方程：gh p p ρ+=02 2. 双液位U 型压差计的指示：)21(21ρρ-=-Rg p p ) 3. 伯努力方程:ρ ρ2 22212112121p u g z p u g z + +=++ 4. 实际流体机械能衡算方程：f W p u g z p u g z ∑+++=++ρ ρ222212112121+ 5. 雷诺数：μ ρ du =Re 6. 范宁公式：ρρμλf p d lu u d l Wf ∆==⋅⋅=2 2322 7. 哈根—泊谡叶方程：2 32d lu p f μ=∆ 8. 局部阻力计算：流道突然扩大：2 211⎪⎭ ⎫ ⎝⎛ -=A A ξ流产突然缩小：⎪⎭⎫ ⎝⎛- =2115.0A A ξ 第二章 非均相物系分离 1. 恒压过滤方程：t KA V V V e 2 22=+ 令A V q /=，A Ve q e /=则此方程为：kt q q q e =+22 第三章 传热 1. 傅立叶定律：n t dA dQ ϑϑλ-=，dx dt A Q λ-= 2. 热导率与温度的线性关系：)1(0t αλλ+= 3. 单层壁的定态热导率：b t t A Q 21-=λ,或m A b t Q λ∆= 4. 单层圆筒壁的定态热传导方程: )ln 1(21 2 21r r t t l Q λπ-=或m A b t t Q λ21-= 5. 单层圆筒壁内的温度分布方程：C r l Q t +- =ln 2λ π（由公式4推导） 6. 三层圆筒壁定态热传导方程：3 4 12321214 1ln 1ln 1ln 1(2r r r r r r t t l Q λλλπ++-= 7. 牛顿冷却定律：)(t t A Q w -=α，)(T T A Q w -=α 8. 努塞尔数λαl Nu =普朗克数λμ Cp =Pr 格拉晓夫数2 23μ ρβtl g Gr ∆= 9. 流体在圆形管内做强制对流： 10000Re >，1600Pr 6.0<<，50/>d l k Nu Pr Re 023.08.0=，或k Cp du d ⎪⎭⎫ ⎝ ⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=λμμρλα8 .0023.0，其中当加热时，k=0.4，冷却时k=0。3
《化工原理》重要公式 化工原理是化学工程学科的基础课程之一，通过学习化工原理，我们可以了解和掌握化学反应、物质转化和能量转化的基本原理和公式。以下是《化工原理》中的一些重要公式： 1.绝热物质平衡公式 在没有质量和能量交换的情况下，物质的质量平衡可以表示为： Σ(m_in) = Σ(m_out) 其中，Σ(m_in)为进料物质的总质量流率，Σ(m_out)为出料物质的总质量流率。 2.等温物质平衡公式 在温度不变的条件下，物质的质量平衡可以表示为： ∑(miVi) = ∑(moVo) 其中，mi为进料的物质i的摩尔数，Vi为物质i的摩尔体积，mo为出料的物质i的摩尔数，Vo为物质i的摩尔体积。 3.能量平衡公式 能量平衡可以表示为： Q+W=ΔU+ΔE_k+ΔE_p 其中，Q为进热量，W为对外做功，ΔU为系统内能的变化，ΔE_k为系统的动能变化，ΔE_p为系统的势能变化。 4.热力学公式
化学反应的热力学公式可以表示为： ΔH=ΔU+PΔV 其中，ΔH为反应焓变，ΔU为反应的内能变化，P为系统的压力， ΔV为反应体积的变化。 5.阿累尼乌斯公式 用于计算平均温度下各组分气体的混合物的摩尔体积： V_m = (Σxi Vi) / (Σxi) 其中，V_m为混合物的摩尔体积，xi为各组分的摩尔分数，Vi为各 组分的摩尔体积。 6.里诺尔方程 用于计算在管道中的液体或气体流动的流量： Q=(πd^4/128μ)ΔP/L 其中，Q为流量，d为管道的内径，μ为流体的动力黏度，ΔP为压 力差，L为流体在管道中的长度。 7.伯努利方程 用于描述在管道中流动的液体或气体的能量守恒： P1 + 0.5ρV1^2 + ρgh1 = P2 + 0.5ρV2^2 + ρgh2 其中，P为压力，ρ为密度，V为速度，g为重力加速度，h为高度。 这些是《化工原理》中的一些重要公式，通过理解和应用这些公式， 我们可以更好地理解和分析化学反应和物质转化的过程。当然，除了这些
《化工原理》公式总结 化工原理公式总结 化工原理是化学工程的基础学科，掌握化工原理对于研究和解决化学 工程问题至关重要。在化工原理中，有许多重要的公式和方程式被广泛应 用于工程实践中。下面是一些常见的化工原理公式总结： 1.质量守恒方程 化工过程中，质量守恒是一个基本原理。根据质量守恒方程，输入质 量=输出质量+积累质量。其数学表达式为： dM/dt = Σmi + ∑mo + macc 其中，dM/dt表示体系质量变化速率，mi表示输入组分i的质量流量，mo表示输出组分i的质量流量，macc表示组分i的积累质量流量。 2.动量守恒方程 化工过程中，动量守恒是一个重要的原理。根据动量守恒方程，输入 动量=输出动量+积累动量。其数学表达式为： dm/dt = ΣFi + ∑Fo + Facc 其中，dm/dt表示体系动量变化速率，Fi表示输入组分i的动量流量，Fo表示输出组分i的动量流量，Facc表示组分i的积累动量流量。 3.能量守恒方程 在化学工程中，能量守恒是一个基本原理。根据能量守恒方程，输入 能量=输出能量+积累能量。其数学表达式为：
dH/dt = ΣQi + ∑Qo + Qacc 其中，dH/dt表示体系能量变化速率，Qi表示输入组分i的能量流量，Qo表示输出组分i的能量流量，Qacc表示组分i的积累能量流量。 4.化学反应速率方程 在化学工程中，化学反应速率是一个重要的参数。化学反应速率方程 可用于描述反应物浓度与反应速率之间的关系。常见的化学反应速率方程 包括： -零级反应速率方程：r=k -一级反应速率方程：r=k[A] - 二级反应速率方程：r = k[A]² or r = k[A][B] 5.平均粒径计算公式 在颗粒物的粉碎、磨擦和分级过程中，平均粒径是一个重要的参数。 平均粒径计算公式根据粒径分布来计算平均粒径，常见的公式包括：-体积平均粒径(D[4,3])：D[4,3]=∫(D³N(D))dD/∫(D²N(D))dD -数量平均粒径(D[3,2])：D[3,2]=∫(DN(D))dD/∫(N(D))dD 6.流体力学公式 在化学工程中，流体力学是一个重要的领域。常见的流体力学公式包括： -阿基米德原理：F=ρVg - 伯努利方程：P + 1/2ρv² + ρgh = 常数
雷诺 层流 孔板流量AP = Rg 一 ZH J ^-[ (NPS H)r +0. 《化工原理》重要公式 第一章流体流动 牛顿粘性定律V 静力学方程 — + Z i g = — + Z 2g p P 机械能守恒式 — + Zig + — + h e =— + z 2g + — + h J p 2 p 2 动量守恒=%(%-%) 第二章流体输送机械 管路特性 Ap 8(巧+ G H 严乂+ & + Y —気— ql pg 龙 〃 g 泵的有效功率 泵效率 p e =叭孔 n 丄 Pa 最大允许安装髙度［比］=空-空 PS P8 风机全压换算p\ = p r — p 第四章流体通过颗粒层的流动 当量直径 q 、
物料衡算：三个去向：滤液V,滤饼中固体"饼(1-£),滤饼中液体#饼£ 过滤速率基本方程—=—纟二， 其中 K=竺工 dT 2(V+V e ) r 神 p 恒速过滤 V 2+VV e =—T 2 恒压过滤 V 2 + 2VV e =KA 2t 生产能力 e=— Sr 回转真空过滤 g*K 詈+ g ； 板框压滤机洗涤时间S=o, s = o) 第五章颗粒的沉降和流态化 斯托克斯沉降公式 陷=仇_心, 叫＜2 ]8〃 重力降尘室生产能力 q v = A^u, 除尘效率 J 进 流化床压降 ni z △R= 4 （Pp P ）g AP P 第六章传热 傅立叶定律 3 dt q = an 牛顿冷却定律q = a(T-T w ) 努塞尔数 N Z 2 普朗特数 Pr/“ 2 圆管内强制湍流 a = 0.023-Re°Pr /, 受热b 二0. 4,冷却b 二0. 3 传热系数 汀'切严+叱2 传热基本方程式Q = KA 叽 A/ 少2
第一章 流体静力学基本方程： )(2112z z g p p -+=ρ或gh p p ρ+=0 双液位U 型压差计的指示:：)21(21ρρ-=-Rg p p ) R 高度差 液封高度：h=p ／ρg 质量流量qm=ρqv ；流速：u=qv ／A ；质量流速：ω= qm ／A=ρu ；管路直径：d= 连续性方程：常数=uA 理想流体的伯努力方程：ρ ρ2 22212112121p u g z p u g z + +=++ 实际流体机械能衡算方程：f e h p u g z W p u g z ∑+++=+++ρ ρ2 22 212112121不可压缩流体定态流动的柏努利方程式：––––能量衡算式 牛顿粘性定律：dy du μτ= 雷诺数：μ ρ du = Re 哈根-泊谡叶方程：2 32d lu p f μ= ? 范宁公式：ρρμλf p d lu u d l Wf ?==??=2 2322 摩擦阻力损失22u d l h f λ= 层流 Re 64 =λ 非圆管当量直径 ∏ = A d e 4 局部阻力：2'2'2 2u h u d l h f e f ?=??=ξλ或；流道突然扩大：2 211??? ? ?-=A A ξ；突 然缩小：2 2115.0?? ? ?? -=A A ξ 孔板流量计 ρ P ?=200A C q V ， g R i )(ρρ-=?P 第二章 扬程 泵的有效功率 e V e H gq P ρ=
泵效率 a e P P = η 流体输送机械的效率：N N e =η 管路特性曲线： ∑+=Hf H H e ，其中g p z H ρ?+ ?=，g u d l l H e f 2))((2ξλ∑++∑=∑ 离心泵的汽蚀余量：g p g u g p NPSH v ρρ-+=2211 离心泵的允许安装高度： 10,0)(----=f r v g H NPSH g p p H ρ，10,212'---=f s g H g u H H 最大允许安装高度 100][-∑--= f V g H g p g p H ρρ]5.0)[(+-r NPSH 第三章 层流区重力沉降速度：()μ ρρ182g d u s t -= 斯托克斯沉降公式 μ ρρ18)(2g d u p p t -= ， 2Re
化工原理化工计算所有公式总结 化工原理是化工工程的基础课程之一，主要讲解化工过程中的原理和计算方法。在化工原理中，有许多重要的公式用于描述和计算各种物质在化学反应和物质转化过程中的性质和行为。以下是一些常见的化工原理公式总结。 1.物质的组成和结构： -相对分子质量（M）=相对原子质量之和 -摩尔质量（Mm）=相对分子质量/摩尔质量单位中的质量 -摩尔质量（Mm）=密度（ρ）/摩尔体积（Vm） -摩尔体积（Vm）=分子体积（V）/物质的摩尔数（n） 2.物质的平衡和转化： -反应的反应物摩尔数（ν）=反应的生成物摩尔数（ν） -反应的摩尔质量平衡：νAMA+νBMB=νCMC+νDMD -反应过程中的物质的转化率：X=(nA0-nA)/nA0 3.物质的热力学性质： -焓变（ΔH）=H2-H1 -反应的热力学平衡常数：Kp=(pC)^νC(pD)^νD/(pA)^νA(pB)^νB -熵变（ΔS）=S2-S1 4.流体流动：
-流体的流速（v）=流体的体积流量（Q）/流经的横截面积（A） -流体的质量流速（W）=流体的质量流量（m）/流经的横截面积（A）-流体的雷诺数（Re）=(流体的密度（ρ）*流速（v）*相对粘度（μ）)/动力粘度（ν） 5.化学反应速率： - 化学反应速率（r）=dC/dt = -1/νA * d[A]/dt = 1/νB * d[B]/dt = 1/νC * d[C]/dt = 1/νD * d[D]/dt -化学反应速率常数（k）=r/C 6.热传导： -热传导的传热速率（Q）=热传导系数（k）*温度梯度（ΔT）*传热面积（A） -热传导系数（k）=导热系数（λ）/导热物质的厚度（Δx） 以上只是一部分化工原理中的公式总结，化工原理涉及的内容非常广泛，包括物质的传质、传热、物相平衡、反应工程、流体力学等方面。通过掌握这些公式，可以更好地理解和分析化工过程中的各种物质行为和性质，并进行相应的计算和设计。
《化工原理》重要公式 第一章 流体流动 牛顿粘性定律 dy du μτ= 静力学方程 g z p g z p 22 11 += +ρρ 机械能守恒式 f e h u g z p h u g z p ++ += +++2 2 2 222 2 111 ρ ρ 动量守恒 )(12X X m X u u q F -=∑ 雷诺数 μ μ ρ dG du = = Re 阻力损失 2 2 u d l h f λ= ? ?? ?d q d u h V f ∞ ∞ 层流 Re 64= λ 或 2 32d ul h f ρμ= 局部阻力 22 u h f ζ = 当量直径 ∏ =A d e 4 孔板流量计 ρ P ?=200A C q V ， g R i )(ρρ-=?P 第二章 流体输送机械 管路特性 2 4 2 ) (8V e q g d d l z g p H πζλ ρ+∑ +?+?= 泵的有效功率 e V e H gq P ρ= 泵效率 a e P P = η 最大允许安装高度 1 00 ][-∑--=f V g H g p g p H ρρ]5.0)[(+-r NPSH 风机全压换算 ρ ρ''T T p p = 第四章 流体通过颗粒层的流动 物料衡算： 三个去向： 滤液V ，滤饼中固体）（饼 ε-1V ，滤饼中液体ε饼V 过滤速率基本方程 ) (22 e V V KA d dV += τ ， 其中 φμ 012r K S -?= P 恒速过滤 τ2 2 2 KA VV V e =+ 恒压过滤 τ2 2 2KA VV V e =+
生产能力 τ∑=V Q 回转真空过滤 e e q q n K q -+= 2 ? 板框压滤机洗涤时间(0=e q ,0=S ) τμμτV V W W W W 8P P ??= 第五章 颗粒的沉降和流态化 斯托克斯沉降公式 μ ρρ 18)(2 g d u p p t -= ， 2Re
1atm=1.013x10^5=760mmHg=10.33mH2O=1.033at=1.033kgf/cm2 1at=1kgf/cm2=10mH2O=735.6mmHg=9.81x10^4pa 液体黏度μ：1NS/m2=10P=1000cP 体积流量 V m3/s 点流速 v m/s 平均流速 u m/s u=V/A ε管壁粗糙度 ξ局部阻力系数 质量流量 W kg/s W=ρV 质量流速 G Kg/(s.m2) G=W/A=ρu 海根 ∑= ?p ρ ?f = 32uμl ρd 2 ∑∝u ?f 层流 Re=du ρ/μ=4vρ/πdμ=dG/μ 摩擦阻力λ=64/Re 湍流 光滑管λ=0.3164 Re 0.25 ∑∝u 1.75?f ∑=（λl d ?f +∑ξ )u 2 2 范宁公式 适用湍流和层流（也适用湍流，λ定值）∑=?f λ?l d ?u 2 2 泵 扬程He 有效功率Ne=ρVgHe=ρVWs 管路特性: H e ′= (z 2-z 1) + (p 2-p 1)/(ρg ) + ΣH f ，（ΣH f =8λLV 2 π2gd 5） 轴功率Na η=Ne/Na 转速改变 V ′ V = n ′ n He ′He =(n ′n )2 Na ′Na =(n ′ n )3 过滤 恒速过程 q 12 ＋q e q 1=(K/2)τ1 恒压过程 (q 2 －q 12 )＋2q e (q －q 1)=K(τ－τ1) dq dτ =K 2(q+q e ) 过滤常数K= 2(?p)1?s μr 0φ q=V/A q 2+2qq e =Kτ V 2+2VV e =KA 2 τ τF =V F 2KA 2 τW =2J V F 2 KA 2 生产力G=V F τ F (1+2J)+τR τF +τW=τR 时 效率最高 换热 多层圆筒壁导热Q 1λln r 2r +1λln r 3r …… 热导率λ 努塞尔特准数Nu=αl λ 普兰特Pr = c p μλ ，传热系数α=λ d i Nu Cp 比热容 无相变时，流体在管内作强制对流 湍流1) Re 〉10000，0.7〈Pr 〈120，L/Di 〉50 μ小于同温2倍水 Nu=0.023Re 0.8 Pr n α=λ d i Nu 流体被加热时n=0.1,反之n=0.3 2) Re 〉10000，0.7〈Pr 〈1670，L/Di 〉50 流体为高黏度时 Nu=0.027Re 0.8Pr 1 3 (μμw )0.14 α=λ d i Nu μw ：壁温时的 层流Re 〈2300，0.6〈Pr 〈6700，L/Di 〉10 Nu=1.86Re 1 3Pr 1 3 (di )1 3(μ)0.14 α=λ d i Nu 过渡流2300〈Re 〈10000 去?=1? 6×105Re 1.8 α=?λ d i Nu 套管 12000
化工原理化工计算所有公式总结第一章流体流动与输送机械 1.流体静力学基本方程：p2p0gh 2.双液位 U 型压差计的指示 :p1p2Rg(12) ) 3. 12p1 z2 g 12p2伯努力方程： z1 g u1u2 22 4.实际流体机械能衡算方程：z1 g 12p112p2 W f+ u1z2 g u2 22 5. du 雷诺数： Re 6. l u 232 lu p f 范宁公式： Wf 2 d 2 d 7.哈根 -泊谡叶方程：p f 32lu d2 2 A1 8.局部阻力计算：流道突然扩大：1A1 流产突然缩小：0.5 1 A2A2 第二章非均相物系分离 1.恒压过滤方程：V22V e V KA 2 t 令 q V / A ， q e Ve / A 则此方程为：q 22q e q kt 第三章传热 1.傅立叶定律： dQ dA t dt ， Q A n dx 2.热导率与温度的线性关系：0 (1t) 3.单层壁的定态热导率：Q t1 t 2t A，或 Q b b A m 4.单层圆筒壁的定态热传导方程： 5.单层圆筒壁内的温度分布方程： Q 2 l (t1 t 2 ) 或 Q t 1 t2 1r2b ln r 1A m t Q ln r C （由公式4推导） 2 l
6. 三层圆筒壁定态热传导方程： Q 2 l (t 1 t 4 1 ln r 3 1 ln r 4 1 ln r 2 1 r 1 2 r 2 1 r 3 7. 牛顿冷却定律： Q A(t w t ) ， Q A(T w T) l Cp 格拉晓夫数 Gr g tl 3 2 8. 努塞尔数 Nu 普朗克数 Pr 2 9. 流体在圆形管内做强制对流： Re 10000 ， 0.6 Pr 1600 ， l / d 50 0.8 k Nu 0.023Re 0.8 Pr k ，或 0.023 du Cp ，其中当加热时， k=0.4 ，冷却时 k=0.3 d 10. 热平衡方程： Q q m1 [ r c p1 (T s T 2 )] q m2 c p 2 (t 2 t 1 ) 无相变时： Q q m1 c p 1 (T 1 T 2 ) q m2 c p 2 (t 2 t 1 ) ，若为饱和蒸气冷凝： Q q m1r q m2c p 2 (t 2 t 1 ) 11. 1 1 b d 1 1 d 1 总传热系数： d m d 2 K 1 2 12. 考虑热阻的总传热系数方程： 1 1 b d 1 1 d 1 R s1 R s2 d 1 K 1 d m 2 d 2 d 2 13. 总传热速率方程： Q KA t 14. ln T 1 t 2 KA q m1 c p1 两流体在换热器中 逆流 不发生相变的计算方程： 1 T 2 t 1 q m1 c p 1 q m2 c p 2 T t 1 KA q m1 c p1 15. 两流体在换热器中 并流 不发生相变的计算方程： ln 1 1 T 2 t 2 q m1 c p1 q m2 c p2 16. 两流体在换热器中 T t 1 KA 以饱和蒸气加热冷流体 的计算方程： ln t 2 q m2 c p 2 T 第四章 蒸发 1. 蒸发水量的计算： Fx 0 (F W )x 1 Lx 1 2. 水的蒸发量： W F (1 x 0 ) x 1 3. 完成时的溶液浓度： x F 0 F W 4. 单位蒸气消耗量： W r ' r 为加热时的蒸气汽化潜热 D ，此时原料液由预热器加热至沸点后进料，且不计热损失， r r ’为二次蒸气的汽化潜热
《化工原理》重要公式 第一章 流体流动 牛顿粘性定律 du dy 静力学方程 p 1 z 1 g p 2 z 2 g 机械能守恒式 p 1 z 1 g u 12 p 2 z 2 g u 22 2 h e h f 2 动量守恒 F X q m (u 2 X u 1 X ) 雷诺数 Re du dG 阻力损失 h f l u 2 u ? q V ? d 2 h f ? d ? d 层流 64 或 h f 32 ul Re d 2 局部阻力 h f u 2 2 当量直径 d e 4A 孔板流量计 q V C 0 A 0 2 P ， P R( i ) g 第二章 流体输送机械 p 8( l ) d 管路特性 H e z 2 g 2 d 4 g q V 泵的有效功率 P e gq V H e 泵效率 P e P a 最大允许安装高度 [ H g ] p 0 p V H f 0 1 [( NPSH )r 0.5] g g 风机全压换算 p'T p T ' 第四章 流体通过颗粒层的流动 物料衡算： 三个去向： 滤液 V ，滤饼中固体 （ 1 ） V 饼 V 饼 ，滤饼中液体 过滤速率基本方程 dV KA 2 其中 2 P 1S d 2(V ， K V e ) r 0 恒速过滤 V 2 VV e KA 2 2 恒压过滤 V 2 2VV e KA 2 生产能力 Q V
回转真空过滤 q K q e 2 q e n 板框压滤机洗涤时间 ( q e 0 , S 0 ) P W 8V W W V P W 第五章 颗粒的沉降和流态化 u t d p 2 ( p ) g 2 斯托克斯沉降公式 18 ， Re p 重力降尘室生产能力 q V A 底 u t 除尘效率 C 进 C 出 C 进 m ) g 流化床压降 P ( p A p 第六章 传热 傅立叶定律 q dt dn 牛顿冷却定律 q (T T W ) 努塞尔数 Nu l 普朗特数 圆管内强制湍流 Pr C p 0.023 Re 0.8 Pr b 受热 b=0.4, 冷却 b=0.3 d 传热系数 K 1 1 1 d 1 d 1 R 2 R 1 d m 2 d 2 1 传热基本方程式 Q KA t m 热量衡算式 Q q m1 C p1 (T 1 T 2 ) q m 2 C p 2 ( t 1 t 2 ) 或 Q q m1 r 第七章 蒸发 蒸发水量 W F (1 w 0 ) w 热量衡算 Q Dr 0 FC 0 (t t 0 ) Wr Q 损 传热速率 Q KA (T t ) 溶液沸点 t t 0 第八章 气体吸收 亨利定律 p e Ex ， p e HC ； 相平衡 y e mx 费克定律 J A D AB dC A dz 传递速率 N A J A Nx A ； N A D C M (C A1 C A2) C Bm 对流传质 N A k g ( p p i ) k L (C i C ) k y ( y y i ) k x ( x i x )
化工原理三大支柱公式 化工原理是研究化学工程与化学过程的基本原理和方法的学科，其包括物质平衡、能量平衡和动量平衡三个重要支柱。这三大支柱公式是化工原理的核心内容，用于描述和解决化工过程中的各种物理现象和问题。以下将详细介绍这三大支柱公式。 一、物质平衡公式 物质平衡公式是描述化学过程中物质的输入、输出和转化关系的基本公式。它通过对物质流动和转化进行分析，得出物质的质量守恒方程。一般情况下，物质平衡公式可以用以下形式表示： 输入物质=输出物质+积累物质 其中，“输入物质”是指物质进入系统的量，“输出物质”是指物质离开系统的量，“积累物质”是指物质在系统中的积累量。 物质平衡公式可以应用于各种化工过程中，例如化学反应、分离和传递过程等。通过对这些过程中的物质流动进行分析，可以确定出关键的物质输入和输出，从而评估系统的物质转化效率和产品品质。 二、能量平衡公式 能量平衡公式是描述化学过程中能量变化和转化关系的基本公式。它通过对能量的输入、输出和转化进行分析，得出能量的守恒方程。一般情况下，能量平衡公式可以用以下形式表示： 输入能量=输出能量+能量转化 其中，“输入能量”是指能量进入系统的量，“输出能量”是指能量离开系统的量，“能量转化”是指能量在系统中的转化量。
能量平衡公式可以应用于各种化工过程中，例如加热、蒸发、冷凝和 反应等。通过对这些过程中的能量变化进行分析，可以确定出关键的能量 输入和输出，从而评估系统的能量效率和能源利用率。 三、动量平衡公式 动量平衡公式是描述化学过程中流体运动和力学变化关系的基本公式。它通过对流体的加速、减速和分配进行分析，得出动量的守恒方程。 输入动量=输出动量+动量转移+外力 其中，“输入动量”是指流体进入系统的动量，“输出动量”是指流 体离开系统的动量，“动量转移”是指流体在系统中的传递量，“外力” 是指作用在流体上的外部力。 动量平衡公式可以应用于各种化工过程中，例如流体输送、混合和分 离等。通过对这些过程中流体运动和力学变化进行分析，可以确定出关键 的动量输入和输出，从而评估系统的流体动力学性能和传输效率。 总结起来，物质平衡、能量平衡和动量平衡是化工原理中的三大支柱 公式，它们共同构成了化工过程的基本原理和方法。通过对这三个方面的 分析和计算，可以揭示和解决化工过程中的各种物理现象和问题，为实际 工程应用提供理论依据和技术支持。
第一章流体流动与输送机械 1•流体静力学基本方程：P 2 2•双液位U 型压差计的指示 3•伯努力方程：Z 1g 丄®2 - 2 P l 4•实际流体机械能衡算方程: 5•雷诺数：Re 巴 6•范宁公式：Wf d 7•哈根-泊谡叶方程: P f P 0 P i gh P 2 Rg( 1 2)) 1 2 P 2 z 2g u 2 2 1 2 P 1 zg u 1 2 32 iu 有 32 iu P f 8•局部阻力计算：流道突然扩大: A1 A2 z 2g ^u ；卫2 W f + 2 流产突然缩小: 0.5 A1 1 - A2 第二章非均相物系分离 1•恒压过滤方程： 令 q V/A ，q e 第三章传热 2 V 2 2V e V KA t Ve/A 则此方程为： 2q e q kt dQ dA-^ n 2•热导率与温度的线性关系： 1•傅立叶定律: 3•单层壁的定态热导率：Q A dt A dx 0(1 t) 上，或Q b 4•单层圆筒壁的定态热传导方程: ~b~ A m 如)或Q r 2 5•单层圆筒壁内的温度分布方程: 2 i(t 1 1 . -2 in □ Q in r C 2 i t 1 t 2 b A m （由公式4推导） 6.三层圆筒壁定态热传导方程: 7•牛顿冷却定律：Q A （t w 8•努塞尔数Nu -普朗克数 t)， 1 . D in 1 A A(T w 2 i (h t 4 1 , r 3 1 , r 4 in in 2 「2 1 「3 T) Pr Cp 格拉晓夫数Gr 3 2 g ti 2 9•流体在圆形管内做强制对流： Re 10000，0.6 Pr 1600，l /d 50 0.8 du Nu 0.023 Re 。8 Pr k ，或 0.023- d 10・热平衡方程：Q q m1[r C p1( T s T 2)] 无相变时： Q q m1C p1 仃 1 T 2 ) q m2C p2 (t 2 k 乩，其中当加热时，k=0.4，冷却时k=0.3 q m2C p2（t 2 tj t 1），若为饱和蒸气冷凝: Q q mi r q m2C p2(t 2 t i )
1 第八章 气体吸收 亨利定律 Ex p e =，HC p e =； 相平衡 mx y e = 费克定律 dz dC D J A AB A -= 传递速率 A A A Nx J N +=； )(21A A Bm M A C C C C D N -=δ 1 2 1 2ln B B B B Bm C C C C C -= 对流传质 )()()()(x x k y y k C C k p p k N i x i y i L i g A -=-=-=-= 总传质系数 x y y k m k K + =11 传质速率方程式 )()(x x K y y K N e x e y A -=-= 吸收过程基本方程式 m y y y e y OG OG y y y a K G y y dy a K G N H H ∆-= -==⎰2 112 对数平均推动力 2 21 12211ln ) ()(mx y mx y mx y mx y y m -----= ∆ 吸收因数法 ])1ln[(112221L mG mx y mx y L mG L mG N OG +----= 最小液气比 2 12 1 min )(x x y y G L e --= 物料衡算式 )()(2121x x L y y G -=- 第九章 液体精馏 相平衡常数 A A A x y K = 相平衡方程 x x y )1(1-+=αα 物料衡算 W D F += W D f Wx Dx Fx += 轻组分回收率 f D A Fx Dx =η 默弗里板效率 1 1 *++--=n n n n mV y y y y E q 线方程 11---=q x x q q y f 塔内气液流率 qF RD qF L L +=+=