化工原理下复习小结
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化工原理学习期末总结一、引言化工原理是化学工程专业的一门基础课程,通过学习该课程可以了解到化工工艺中的基本原理和计算方法。
经过一个学期的学习,我对化工原理有了更深入的认识和理解,也掌握了一些基本的计算方法和技巧。
以下是我对该课程的学习总结。
二、理论学习在学习化工原理的过程中,我主要学习了化学平衡、质量守恒原理、能量守恒原理和动力学等方面的知识。
1. 化学平衡化学平衡是化工过程中一个非常重要的概念,在学习中我了解到了平衡常数、反应速率和反应平衡常数之间的关系。
学习化学平衡的理论知识后,我进一步学习了如何进行化学平衡计算,例如利用平衡常数和化学反应方程进行计算等。
2. 质量守恒原理质量守恒原理是化工过程中一个基本的理论原则,在学习中我掌握了质量守恒原理的基本概念和应用方法。
通过学习,我了解到了如何进行质量守恒方程的推导和解答。
3. 能量守恒原理能量守恒原理是化工过程中另一个重要的理论原则,在学习中我掌握了能量守恒原理的基本概念和应用方法。
通过学习,我了解到了如何进行能量守恒方程的推导和解答。
4. 动力学动力学是化工过程中的一个重要环节,在学习中我了解到了化学反应速率和反应机理等概念。
通过学习,我学会了如何进行动力学方程的推导和解答。
通过这些理论的学习,我对化工过程中的基本原理有了更深入的认识。
此外,我还通过课堂上的练习和习题的解答来提高理论知识的掌握程度,进一步加深了对课程内容的理解。
三、实践学习在学习化工原理的过程中,实践学习对于理论知识的应用和巩固起着至关重要的作用。
在实践学习中,我主要学习了化工过程中的一些基本计算方法和技巧。
1. 物质平衡计算通过实践学习,我学会了如何进行物质平衡计算,例如利用质量守恒原理和平衡常数进行计算。
在实践中,我遇到了一些难题,但通过努力和老师的指导,我成功克服了这些困难,掌握了物质平衡计算的方法。
2. 能量平衡计算能量平衡计算是化工过程中另一个重要的计算方法,在实践学习中,我学会了如何进行能量平衡计算。
化工原理知识点总结复习重点(完美版) 嘿,伙计们!今天我们来聊聊化工原理这个话题,让大家对这个专业有个更深入的了解。
别着急,我会尽量用简单的语言和有趣的方式来讲解,让我们一起来复习一下化工原理的重点吧!我们来聊聊化工原理的基本概念。
化工原理是研究化学反应过程中物质变化规律的科学。
它主要包括传质、传热、流体力学等方面的知识。
在化工生产过程中,我们需要掌握这些基本原理,以便更好地控制反应过程,提高生产效率。
我们来看看化工原理中的一些重要概念。
第一个概念是摩尔质量。
摩尔质量是指一个物质的质量与一个摩尔该物质的物质的量之比。
这个概念很重要,因为它可以帮助我们计算出不同物质之间的质量关系。
比如说,如果我们知道两种物质的摩尔质量,就可以算出它们混合后的总质量。
第二个概念是浓度。
浓度是指单位体积或单位面积内所含物质的质量。
浓度可以用来表示溶液中溶质的质量分数。
在化工生产过程中,我们需要控制溶液的浓度,以保证产品质量和生产效率。
第三个概念是热力学第一定律。
热力学第一定律告诉我们,能量守恒,即能量不会凭空产生也不会凭空消失。
在化工生产过程中,我们需要利用这一定律来设计高效的反应过程,提高能源利用率。
第四个概念是传质速率。
传质速率是指单位时间内通过某一截面的物质质量。
传质速率受到多种因素的影响,如流体的性质、流速、管道形状等。
在化工过程中,我们需要控制传质速率,以保证产品的质量和生产效率。
现在我们来说说化工原理中的一些实际应用。
首先是石油加工。
石油加工是一个复杂的过程,涉及到多个步骤,如蒸馏、催化裂化、重整等。
在这个过程中,我们需要运用化工原理的知识,如传热、传质等原理,来设计合理的反应条件,提高石油的加工效率和产品质量。
其次是化肥生产。
化肥生产是一个重要的农业生产环节。
在这个过程中,我们需要利用化工原理的知识,如化学反应原理、浓度控制等原理,来生产高效、环保的化肥产品,满足农业生产的需求。
最后是废水处理。
随着工业化的发展,废水排放成为一个严重的环境问题。
第一章、流体流动「一、流体静力学J二、流体动力学I三、流体流动现象、四、流动阻力、复杂管路、流量计一、流体静力学:•压力的表征:静止流体中,在某一点单位面积上所受的压力,称为静压力,简称压力,俗称压强。
表压强(力)=绝对压强(力)-大气压强(力)真空度=大气压强-绝对压«电解大气压皎大气压力、绝对压力、表压力(或真空度)之间的关系•流体静力学方程式及应用:戈力形式P2 = pλ + pg{zλ -z2)备注:1)在静止的、连续的同一液体内,处于同一Y能量形式-^ + z l g = -^ + z2g水平面上各点压力都相等。
P P此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。
应用:U 型压差计p1-p2 =(∕70-p)gR倾斜液柱压差计微差压差计二、流体动力学•流量质量流量ms kg/s i πis=VsP、体积流量v s m3∕sʃm s=GA= π∕4d i G质量流速G kg∕rn2s [ V s=uA= π∕4d u(平均)流速u m/s ʃ G=up•连续性方程及重要引论:•一实际流体的柏努利方程及应用(例题作业题)以单位质量流体为基准:Z i g+-u^λ +-^ + W e =z2g+-u^ +^ + ΣW f J/kg2 p 2 p以单位重量流体为基准:z1+ɪwɪ2+^ + H e =z2+ɪw/ +⅛ + ΣΛ, J∕N=m2g pg 2g - Pg输送机械的有效功率:N e = m s W eN输送机械的轴功率:N =。
(运算效率进行简单数学变换)应用解题要点:1、作图与确定衡算范围:指明流体流动方向,定出上、下游界面;2、截面的选取:两截面均应与流动方向垂直;3、基准水平面的选取:任意选取,必须与地面平行,用于确定流体位能的大小;4、两截面上的压力:单位一致、表示方法一致;5、单位必须一致:有关物理量的单位必须一致相匹配。
三、流体流动现象:•流体流动类型及雷诺准数:(1)层流区Re<2000(2)过渡区200(X Re<4000(3)湍流区Re>4000本质区别:(质点运动及能量损失区别)层流与端流的区分不仅在于各有不同的Re值,更重要的是两种流型的质点运动方式有本质区别。
化工原理期末总结一、引言化工原理是一门介绍化学反应工程的基本原理和理论的课程,旨在培养学生分析和解决化学反应过程中常见问题的能力。
通过学习该课程,我对化学反应工程的基本概念和原理有了更深入的了解,并能够运用这些理论知识解决一些实际问题。
本次期末总结将从三个方面进行介绍和总结:一、化学反应工程的基本原理;二、反应类型及其运动学;三、反应器的设计和运行。
二、化学反应工程的基本原理化学反应工程是研究化学反应过程中的物质转化、热平衡和质量平衡的一门学科。
在化学反应过程中,物质的形态、组成和热量等性质都会发生变化。
因此,理解物质和能量的平衡关系是化学反应工程的基本原理。
1. 物质平衡物质平衡是指在化学反应过程中,反应物和生成物的物质量守恒。
根据化学方程式和物质的计量关系,可以确定反应物质量与生成物质量之间的关系。
物质平衡不仅可以用于确定反应速率和反应平衡常数,还可以帮助我们预测反应产物的生成量和纯度。
2. 热平衡热平衡是指在化学反应过程中,反应体系的热量守恒。
化学反应过程中伴随着能量的转化,有放热反应和吸热反应之分。
热平衡的理解是非常重要的,可以帮助我们确定反应反应热和温度对反应速率和反应平衡常数的影响。
3. 质量平衡质量平衡是指在化学反应过程中,反应体系的质量守恒。
化学反应过程中,反应物和生成物不仅会发生物质转化,还可能发生质量转化。
质量平衡的分析可以帮助我们确定反应床的设计参数,如进料速率、流速等。
三、反应类型及其运动学化学反应工程中常见的反应类型有元素变化反应、化合反应、分解反应和双替反应等。
不同的反应类型有不同的反应速率表达式和运动学特征。
1. 元素变化反应元素变化反应是指反应中发生元素的转化,如氧化反应、还原反应等。
元素变化反应的反应速率通常与反应物的浓度成正比,反应速率表达式常用一级反应速率方程来表示。
2. 化合反应化合反应是指两个或多个反应物结合成为一个或多个生成物的反应,如酯化反应、酸碱中和反应等。
化工原理第一章 小结一、基本概念1. 流体:可压缩性流体,不可压缩性流体,理想流体,牛顿型流体,非牛顿型流体。
不可压缩性流体:流体的体积不随压力变化而变化,如液体 可压缩性流体:流体的体积随压力发生变化, 如气体。
牛顿型流体:剪应力与速度梯度的关系符合牛顿粘性定律的流体;非牛顿型流体:不符合牛顿粘性定律的流体。
2. 压力:大气压、表压、真空度、绝对压、压力单位换算 1 atm = 1.013×105Pa =760mmHg =10.33m H2O流体垂直作用于单位面积上的力,称为流体的静压强,习惯上又称为压力。
绝对压力 以绝对真空为基准测得的压力。
表压或真空度 以大气压为基准测得的压力。
表 压 = 绝对压力 - 大气压力真空度 = 大气压力 - 绝对压力流体压力与作用面垂直,并指向该作用面;任意界面两侧所受压力,大小相等、方向相反;作用于任意点不同方向上的压力在数值上均相同3. 流体的机械能:动能、静压能、位能、动压头、静压头、位压动,压头损失,能量损失。
zg ——单位质量流体所具有的位能,J/kg ρp——单位质量流体所具有的静压能,J/kg 。
4. 流体流动类型:层流、过度流、湍流,Re 与速度分布Re ≤2000时,流动为层流,此区称为层流区;Re ≥4000时,一般出现湍流,此区称为湍流区;2000< Re <4000 时,流动可能是层流,也可能是湍流,该区称为不稳定的过渡区。
5. U 型压差计: )(1A R m g p p ++=ρ gR gm p p 02A 'ρρ++=6. 解析边界层概念,举例说明边界层对传热、传质过和的影响。
7. 光滑管、水力光滑管、粗糙管,绝对粗糙度,相对粗糙度。
光滑管:玻璃管、铜管、铅管及塑料管等;粗糙管:钢管、铸铁管等。
绝对粗糙度 :管道壁面凸出部分的平均高度。
相对粗糙度 :绝对粗糙度与管内径的比值。
8. 当量直径。
η-Q曲线对应的最高效率点为设计点,对应的Q、H、N值称为最佳工况参数,铭牌所标出的参数就是此点的性能参数。
(会使用IS水泵特性曲线表,书P117)●离心泵的允许安装高度H g(低于此高度0.5-1m):关离心泵先关阀门,后关电机,开离心泵先关出口阀,再启动电机。
四、工作点及流量调节:●管路特性与离心泵的工作点:由两截面的伯努利方程所得全程化简。
联解既得工作点。
●离心泵的流量调节:1、改变阀门的开度(改变管路特性曲线);2、改变泵的转速(改变泵的特性曲线);减小叶轮直径也可以改变泵的特性曲线,但一般不用。
3、泵串联(压头大)或并联(流速大)●往复泵的流量调节:1、旁路调节;2、改变活塞冲程和往复次数。
为满足除尘要求,气体在降尘室内的停留时间至少等于颗粒的沉降时间,所以:性能指标:1、临界粒径d c:理论上在旋风分离器中能被完全分离下来的最小颗粒直径;2、分离效率:总效率η0;分效率ηp(粒级效率);3、分割粒径d50:d50是粒级效率恰为50%的颗粒直径;4、压力降△p:气体经过旋风分离器时,由于进气管和排气管及主体器壁所引起的摩擦阻力,流动时的局部阻力以及气体旋转运动所产生的动能损失等,造成气体的压力降。
(标准旋风)标准旋风N e=5,=8.0。
三、过滤:●过滤方式:1、饼层过滤:饼层过滤时,悬浮液置于过滤介质的一侧,固体物沉积于介质表面而形成滤饼层。
过滤介质中微细孔道的直径可能大于悬浮液中部分颗位的直径,因而,过滤之初会有一些细小颗粒穿过介质而使滤液浑浊,但是颗粒会在孔道中迅速地发生“架桥”现象(见图),使小子孔道直径的细小颗粒也能被截拦,故当滤饼开始形成,滤液即变清,此后过滤才能有效地进行。
可见,在饼层过滤中,真正发挥截拦颗粒作用的主要是滤饼层而不是过滤介质。
饼层过滤适用于处理固体含量较高的悬浮液。
深床过滤:在深床过滤中,固体颗粒并不形成滤饼,而是沉积于较厚的粒状过滤介质床层内部。
悬浮液中的颗粒尺寸小于床层孔道直径,当颗粒随流体在床层内的曲折孔道中流过时,便附在过滤介质上。
化工原理知识点总结化工原理是化学工程领域的基础理论,涉及了化学和物理的知识。
下面是化工原理的一些重要知识点总结:1.物料平衡:物料平衡是化工过程设计的基础,它涉及了质量平衡和能量平衡。
质量平衡是指在化工过程中所涉及的原料、中间产物和产品的物质输入和输出之间的平衡关系。
能量平衡是指化工过程中热量的输入和输出之间的平衡关系。
2.热力学:热力学是研究物质和能量之间转化关系的科学,它在化工原理中的应用非常广泛。
热力学中的重要概念包括热力学系统、热力学性质、状态方程、热力学平衡、热力学循环等。
3.流体力学:流体力学是研究流体力学行为的学科,它在化工过程中的应用非常重要。
流体力学中的重要知识点包括流体的流动类型、雷诺数、流速分布、摩擦阻力、黏度、流体静力学等。
4.传热学:传热学是研究热量传递的学科,对化工过程的设计和操作起到了至关重要的作用。
传热学中的重要知识点包括传热方式(导热、对流热传递和辐射热传递)、传热系数、传热方程、传热器件设计等。
5.反应工程学:反应工程学是研究化学反应过程的学科,在化工原理中起到了至关重要的作用。
反应工程学中的重要知识点包括反应速率、反应机理、反应平衡、反应动力学、反应器的设计和操作等。
6.单元操作:单元操作是化工过程中进行的基本操作,包括物料的混合、分离、干燥等。
单元操作中的重要知识点包括混合过程的三个基本原理(质量守恒、能量守恒和物料守恒)、分离方法(蒸馏、萃取、吸附等)、干燥方法等。
7.控制工程:控制工程在化工原理中的应用非常广泛,主要是为了实现过程的稳定和优化。
控制工程中的重要知识点包括控制系统的基本结构、反馈控制和前馈控制、PID控制器的设计和调节等。
8.安全工程:安全工程是确保化工过程安全的学科,它涉及了化工过程中的各种安全措施和应急措施。
安全工程中的重要知识点包括危险源识别和评估、安全设备的设计和选择、事故的原因和调查等。
以上是化工原理的一些重要知识点总结,化工原理非常广泛且复杂,还有很多其他的知识点需要深入学习。
第一章、流体流动一、 流体静力学 二、 流体动力学 三、 流体流动现象四、流动阻力、复杂管路、流量计一、流体静力学:● 压力的表征:静止流体中,在某一点单位面积上所受的压力,称为静压力,简称压力,俗称压强。
表压强(力)=绝对压强(力)-大气压强(力) 真空度=大气压强-绝对压大气压力、绝对压力、表压力(或真空度)之间的关系 ● 流体静力学方程式及应用:压力形式 )(2112z z g p p -+=ρ 备注:1)在静止的、连续的同一液体内,处于同一 能量形式g z p g z p 2211+=+ρρ水平面上各点压力都相等。
此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。
应用:U 型压差计 gR p p )(021ρρ-=- 倾斜液柱压差计微差压差计二、流体动力学● 流量质量流量 m S kg/sm S =V S ρ体积流量 V S m 3/s质量流速 G kg/m 2s(平均)流速 u m/s G=u ρ ● 连续性方程及重要引论:22112)(d d u u = ● 一实际流体的柏努利方程及应用(例题作业题) 以单位质量流体为基准:f e W pu g z W p u g z ∑+++=+++ρρ222212112121 J/kg 以单位重量流体为基准:f e h gp u g z H g p u g z ∑+++=+++ρρ222212112121 J/N=m 输送机械的有效功率: e s e W m N = 输送机械的轴功率: ηeN N =(运算效率进行简单数学变换)应用解题要点:1、 作图与确定衡算范围:指明流体流动方向,定出上、下游界面;2、 截面的选取:两截面均应与流动方向垂直;3、 基准水平面的选取:任意选取,必须与地面平行,用于确定流体位能的大小;4、 两截面上的压力:单位一致、表示方法一致;5、 单位必须一致:有关物理量的单位必须一致相匹配。
三、流体流动现象:流体流动类型及雷诺准数:(1)层流区 Re<2000 (2)过渡区 2000< Re<4000 (3)湍流区 Re>4000本质区别:(质点运动及能量损失区别)层流与端流的区分不仅在于各有不同的Re 值,更重要的是两种流型的质点运动方式有本质区别。
化工原理知识点总结【化工原理知识点总结】化工原理是化学工程中最基础的学科之一,它研究化学工程中各种化工过程的基本原理和规律。
以下是对化工原理一些重要知识点的总结。
一、物理与化学性质1. 物质的组成与性质:物质根据其组成和性质可分为元素和化合物;元素是由相同类型的原子组成,而化合物是由不同类型的原子通过化学键结合而成。
2. 物质的相变:物质在不同条件下,如温度、压力的变化下,可能发生固态、液态和气态之间的相互转变,这种转变称为相变。
3. 化学平衡:在化学反应中,当反应速度达到动态平衡时,反应物和生成物的浓度保持稳定,这种状态被称为化学平衡。
二、物质的转化与反应1. 反应速率:指单位时间内反应物消耗或生成物的产生量,它受【温度】、【浓度】、【压力】、【催化剂】等因素的影响。
2. 热力学:热力学是研究物质在不同温度和压力下的能量变化和热效应的学科,它通过热力学参数(如焓、熵、自由能)来描述化学反应的可行性。
3. 反应平衡:化学反应在特定条件下,反应物和生成物之间的比例保持不变的状态称为反应平衡,反应平衡通常用平衡常数来描述。
4. 反应动力学:反应动力学研究化学反应速率及其与因素的关系,包括反应速率方程、活化能、反应级数等。
三、质量守恒与能量守恒1. 质量守恒定律:在封闭系统中,物质的总质量保持不变,即反应前后物质的质量之和相等。
2. 能量守恒定律:在化学过程中,能量不会被创造或消失,只能从一种形式转化为另一种形式。
四、传递过程1. 质量传递:指物质从高浓度向低浓度的传递过程,如扩散、传导等。
2. 热传递:热量从高温区传递到低温区的过程,常常涉及传热方式,如传导、对流、辐射等。
3. 动量传递:指物质运动时动量的传递,如气体或液体流体的流动过程中的压力传递、阻力等。
五、化工工艺1. 分离技术:用于将混合物中的不同成分分离并得到纯净物质的技术,常见的分离方法包括蒸馏、萃取、结晶、吸附等。
2. 反应器:反应器是化学反应进行的装置,常见的反应器有批式反应器、连续流动反应器等。
化工原理学习总结【篇一:化工原理学习感想】体会与感想在此次的创新设计项目中,虽然仅仅是这几天的时间让我们来将我们所学的知识运用到实际生活中,但从这里我们对知识的运用得意了解。
这也体现出一个团队的努力是无穷的。
首先想说的是,在这次的创新设计中,一个团队集体来做一项课题,觉得效率以及想法都是非常有效的,开始的时候我们团队四个人集体坐下来讨论说要做的课题,大家在确定课题的同时涉及到了如何来做这个课题,这个课题中出现的问题我们应该怎样去解决,这个课题说需要的资料应该如何去搜索,课题的规模我们应该怎样去设计等等,这些我们用了半天的时间来讨论以及确定,其次我们每个人展开一项任务,大家分工来搜索资料整理模板,每个人都非常在用心的去完成这项课题,在我们的共同努力之下,最终完成了对《桑迪亚散热器》工作原理进行了创新。
在学习这门课程的时候,我们收获到在学习的这些知识中,用这些知识可以解释生活生产中说用的各种器械,现象,还有处理方法等等。
在流体输送机,换热器,蒸馏塔方面,我们懂得了这些器械的运用以及工作原理,懂得对对这些机械减小由于各种原因造成的损失,从而使效率最大化的方法。
在流体的流动力学、密度、摩擦等各种因素中,热传导方面,蒸馏,干燥这些知识点,我们学到用这些知识来解决问题。
材料工程原理,对于我们在高分子材料这个专业上,我们说学的,可以对我们以后不管是在材料的研究,以及材料的运用方面,都可以很好的去理解器械或者是材料成型的原理以及构造,而不是处于陌生的态度去面对这些,这也就是我们所学的要在实际中的用途。
虽然接触这门课的时候还是有些困难,但是每一个所学的知识点还是挺清晰明确的,初次接触,难免有些内容还是理解的不是很好,在一些公式以及原理的运用上不能很好的去联想到实际中,但是我们相信,所学的总会用到的,通过我们的复习以及设计,我们又进一步的对这门课的知识理解了更多。
【篇二:化工原理学习心得】化工原理学习感想在本次的化工原理学习中,虽然是短短的半个学期,却让我了解了到了许多平时会接触到,但又不明白为什么的生产原理及仪器构造原理。
化工原理知识点总结
《化工原理知识点总结》
嘿,咱今天就来说说化工原理那些事儿哈。
就拿上次我在化工厂实习的时候来说吧。
那时候我跟着师傅在车间里,看到各种管道啊、罐子啊,都觉得特别新奇。
有一次,师傅在给我讲解精馏塔的原理,说这玩意儿就像个超级大的分离器。
我就好奇地凑过去看,那精馏塔高高的,上面还有好多的仪表和阀门。
师傅就跟我说,这其中的学问可大了去了。
他说物料从下面进去,然后通过层层的分离,轻的成分就往上跑,重的成分就往下沉。
我当时就想,这不是跟我们挑豆子似的嘛,好的豆子就飘在上面,坏的就沉下去了。
师傅听了我的比喻哈哈大笑,说还真有点像呢。
然后他又给我讲了传热的原理,说就像我们冬天烤火,热量从火传到我们身上。
我看着那些换热器,想象着热量在里面跑来跑去的样子,觉得特别有意思。
还有流体输送,就好像是给流体开通了一条高速公路,让它们能快速地流动起来。
我记得有一次看到那些泵在呼呼地工作,把液体打得老远,我都担心会不会喷到我身上呢。
总之啊,化工原理里面的知识点可多了,每一个都和我们的实际生活有着千丝万缕的联系。
就像在化工厂里的那些设备和工艺,都是化工原理的生动体现。
虽然有时候会觉得有点复杂,但只要用心去理解,就会发现其中的乐趣。
现在我每次看到那些化工厂的设备,都会想起师傅给我讲解的场景,真的是很有意思呢!这就是我对化工原理知识点的一些小小总结啦,嘿嘿。
化工原理总结绪论1.单元操作基本过程为动量传递过程、热量传递过程、质量传递过程。
第一章总结1.密度的定义: V m =ρ2.比体积的定义式:ρυ1==m V3.纯组分流体的密度——气体的密度: Vm =ρ=RTpM4.混合物的密度(1) 液体混合物的密度:∑+=ni i iw 1ml1ρρ(i=1,2.....n)其中∑=n1i i w =1(2) 气体混合物的密度: mg ρ=RTpMm5.流体粘度μ的单位换算,1厘泊(cP )=210- 泊(P )=310-s P a ∙ 6.表压强=绝度压强-(外界)大气压强7.真空度=(外界)大气压强-绝对压强 8.流体静力学基本方程:gh p p ρ+=09.表压强或压强差的测定(1)普通U形管压差计:21p p -=(B A ρρ-)gR21p p -≈A ρgR普通U形管压差计对指示液的要求:A 与B 不发生化学反应,互不相容,且B A ρρ>,常用的指示液有水,四氯化碳,水银等。
(2)倾斜U形管压差计:αsin R R ='21p p -=(B A ρρ-)gαsin R(3)倒U形管压差计:21p p -=(B A ρρ-)gR21p p -=B ρgR(4)(4)双液注微差计:21p p -=(C A ρρ-)gR(B C A ρρρ>>) 10.质量流量:ρs s V W ==u Aρ 11.流速(1)平均流速:u =AV s =2s 785.0dV (d 是内径)(2)质量流速:G=AV AW s s ρ==μρ12.流体定长流动的连续性方程:1s W =2s W222111ρρA u A u = s W =u Aρ=常数s V =u A=常数(不可压缩流体,且ρ=常数)21221221dd A A u u ==13.伯努利方程:理想流体: 1gz +2121u +ρ1p =2gz +2221u +ρ2p实际流体:1gz +2121u +ρ1p +e W =2gz +2221u +ρ2p +f h ∑ρ(1)以单位体积流体为衡算基准:1gz ρ+221u ρ+1p +e W ρ=2gz ρ+222u ρ+2p +f h ∑ρ(2)以单位质量流体(重力)为衡算基准:1z +g221u +gp ρ1+gW e =2z +gu 222+gp ρ2+f H14.雷诺数:μρdu R =e15.流体的流动类型:层流(e R <2000)和湍流(e R >4000) 16.直管阻力计算通式: (范宁公式) f h ∑=22m u d l ⨯λ阻力压降:f h ∑ρ=22m u d l ρλ⨯压头损失:=fHgu dl m 22⨯λ17.层流时的摩擦系数:e64R =λ18.光滑管的值的柏拉修斯公式:25.0e3146.0R =λ19.形体阻力的定义:流体在流动中由于流速的大小和方向发生改变而引起的阻力。
蒸 馏––––基本概念和基本原理 利用各组分挥发度不同将液体混合物部分汽化而使混合物得到分离的单元操作称为蒸馏。这种分离操作是通过液相和气相之间的质量传递过程来实现的。 对于均相物系,必须造成一个两相物系才能将均相混合物分离。蒸馏操作采用改变状态参数的办法(如加热和冷却)使混合物系内部产生出第二个物相(气相);吸收操作中则采用从外界引入另一相物质(吸收剂)的办法形成两相系统。 一、两组分溶液的气液平衡 1. 拉乌尔定律 理想溶液的气液平衡关系遵循拉乌尔定律: pA=pA0xA pB=pB0xB=pB0(1-xA) 根据道尔顿分压定律:pA=PyA 而P=pA+pB 则两组分理想物系的气液相平衡关系: 000BA
AB
Ppxpp
———泡点方程
0AAA
pxyP———露点方程
对于任一理想溶液,利用一定温度下纯组分饱和蒸汽压数据可求得平衡的气液相组成;反之,已知一相组成,可求得与之平衡的另一相组成和温度(试差法)。 2. 用相对挥发度表示气液平衡关系 溶液中各组分的挥发度v可用它在蒸汽中的分压和与之平衡的液相中的摩尔分率来表示,即
BABB =AA
pp
xx
溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥发度之比为相对挥发度。其表达式有: AABAB
ABBBA
yxpp
xxyx
对于理想溶液: 00ABpp 气液平衡方程:1(1)xyx α值的大小可用来判断蒸馏分离的难易程度。α愈大,挥发度差异愈大,分离愈易;α=1时不能用普通精馏方法分离。 3. 气液平衡相图 (1)温度—组成(t-x-y)图 该图由饱和蒸汽线(露点线)、饱和液体线(泡点线)组成,饱和液体线以下区域为液相区,饱和蒸汽线上方区域为过热蒸汽区,两曲线之间区域为气液共存区。 气液两相呈平衡状态时,气液两相温度相同,但气相组成大于液相组成;若气液两相组成相同,则气相露点温度大于液相泡点温度。 (2)x-y图 x-y图表示液相组成x与之平衡的气相组成y之间的关系曲线图,平衡线位于对角线的上方。平衡线偏离对角线愈远,表示该溶液愈易分离。总压对平衡曲线影响不大。 二、精馏原理 精馏过程是利用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理进行的,精馏操作的依据是混合物中各组分挥发度的差异,实现精馏操作的必要条件包括塔顶液相回流和塔底产生上升蒸汽。精馏塔中各级易挥发组分浓度由上至下逐级降低;精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度,原因之一是:塔顶易挥发组分浓度高于塔底,相应沸点较低;原因之二是:存在压降使塔底压力高于塔顶,塔底沸点较高。 当塔板中离开的气相与液相之间达到相平衡时,该塔板称为理论板。 精馏过程中,再沸器的作用是提供一定量的上升蒸汽流,冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证由适宜的液相回流。 三、两组分连续精馏的计算 1.全塔物料衡算
总物料衡算:FDW 易挥发组分: FDWFxDxWx 塔顶易挥发组分回收率: DDFDxFx 塔底难挥发组分回收率:WWF(1)(1)WxFx 精馏段物料衡算和操作线方程 总物料衡算: VLD
易挥发组分: n+1nDVyLxDx 操作线方程: Dn+1n11xRyxRR 其中:R=L/D——回流比 上式表示在一定操作条件下,精馏段内自任意第n层板下降的液相组成xn与其相邻的下一层板(第n+1层板)上升蒸汽相组成yn+1之间的关系。在x—y坐标上为直线,斜率为R/R+1,截距为xD/R+1。 2.提馏段物料衡算和操作线方程 总物料衡算: LVW
易挥发组分: mm+1WLxVyWx W
操作线方程: m+1mWLWyxxVV 上式表示在一定操作条件下,提馏段内自任意第m层板下降的液相组成x′m与其相邻的下一层板(第m+1层板)上升蒸汽相组成y′m+1之间的关系。L′除与L有关外,还受进料量和进料热状况的影响。 四、进料热状况参数 实际操作中,加入精馏塔的原料液可能有五种热状况:(1)温度低于泡点的冷液体;(2)泡点下的饱和液体;(3)温度介于泡点和露点的气液混合物;(4)露点下的饱和蒸汽;(5)温度高于露点的过热蒸汽。
热原料液的千摩尔汽化潜的热量进料变为饱和蒸汽所需将kmolIIIIqLVFV1
不同进料热状况下的q值 进料热状况 冷液体 饱和液体 气液混合物 饱和蒸汽 过热蒸汽 q值 >1 1 0~1 0 <0 对于饱和液体、气液混合物和饱和蒸汽进料而言,q值等于进料中的液相分率。 LLqF (1)VVqF q线方程(进料方程)为:11Fxqyxqq 上式表示两操作线交点的轨迹方程。 塔底再沸器相当于一层理论板(气液两相平衡),塔顶采用分凝器时,分凝器相当于一层理论板。由于冷液进料时提馏段内循环量增大,分离程度提高,冷液进料较气液混合物进料所需理论板数为少。 五、回流比及其选择 (1)全回流 R=L/D=∞,操作线与对角线重合,操作线方程yn=xn-1,达到给定分离程度所需理论板层数最少为Nmin。 (2)最小回流比 当回流比逐渐减小时,精馏段操作线截距随之逐渐增大,两操作线位置将向平衡线靠近,为达到相同分离程度所需理论板层数亦逐渐增多。达到恒浓区(夹紧区)回流比最小,所需理论板无穷多。 I. 正常平衡线
minmin1DqDq
xyRRxx
饱和液体进料时:xq=xF 饱和蒸汽进料时:yq=yF II. 不正常平衡线 由a(xD,yD)或c(xW,xW)点向平衡线作切线,由切线斜率或截距求Rmin。 (3)适宜回流比 R=(1.1~2)Rmin 精馏设计中,当回流比增大时所需理论板数减少,同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量增加,塔顶冷凝器中冷却介质消耗量增加,操作费用相应增加,所需塔径增大。 精馏操作时,若F、D、xF、q、R、加料板位置都不变,将塔顶泡点回流改为冷回流,则塔顶产品组成xD变大。 精馏设计中,回流比愈大,操作能耗愈大,随着回流比逐渐增大,操作费和设备费的总和将呈现先减小后增大的过程。 六、板效率和实际塔板数 1.单板效率(默弗里效率)
nn+1mV*
nn+1
yyEyy
n-1n
mL*
n-1n
xxExx
2.全塔效率
TP
NEN
精馏塔中第n-1,n,n+1块理论板,yn+1xn-1。 精馏塔中第n-1,n,n+1块实际板,xn*yn。 如板式塔设计不合理或操作不当,可能产生液泛、漏液、及雾沫夹带等不正常现象,使塔无法正常工作。 负荷性能图有五条线,分别是雾沫夹带、液泛、漏液、液相负荷上限和液相负荷下限。 吸 收––––基本概念和基本原理 利用各组分溶解度不同而分离气体混合物的单元操作称为吸收。混合气体中能够溶解的组分称为吸收质或溶质(A);不被吸收的组分称为惰性组分或载体(B);吸收操作所用的溶剂称为吸收剂(S);吸收所得溶液为吸收液(S+A);吸收塔排出的气体为吸收尾气。 当气相中溶质的的实际分压高于与液相成平衡的溶质分压时,溶质从气相向液相转移,发生吸收过程;反之当气相中溶质的的实际分压低于与液相成平衡的溶质分压时,溶质从液相向气相转移,发生脱吸(解吸)过程。 一、气–液相平衡–––––––传质方向与传质极限 平衡状态下气相中溶质分压称为平衡分压或饱和分压,液相中的溶质浓度称为平衡浓度或饱和浓度––––––溶解度。 对于同一种溶质,溶解度随温度的升高而减小,加压和降温对吸收操作有利,升温和减压有利于脱吸操作。 亨利定律: p*=Ex––––E为亨利系数,单位为压强单位,随温度升高而增大,难溶气体
(稀溶液) E很大,易溶气体E很小。对理想溶液E为吸收质的饱和蒸气压。 p*=c/H––H为溶解度系数,单位:kmol/(kN·m),H=ρ/(EMs),随温度升高
而减小,难溶气体H很小,易溶气体H很大。 y*=mx––––m相平衡常数,无因次,m=E/P,m值愈大,气体溶解度愈小;
m随温度升高而增加,随压力增加而减小。 Y*=mX–––当溶液浓度很低时大多采用该式计算。
X=x/(1-x); Y=y/(1-y); x, y––––摩尔分率, X,Y––––摩尔比浓度 二、传质理论––––传质速率 分子扩散–––凭借流体分子无规则热运动传递物质的现象。推动力为浓度差,由菲克定律描述:
AAAB
ddCJDZ
JA––扩散通量,kmol/(m2·s) DAB––扩散系数 涡流扩散–––凭借流体质点的湍动和旋涡传递物质的现象。
等分子反向扩散传质速率:气相内 A1A2A()DppNRTZ液相内 A1A2A()DCcNZ 单相扩散传质速率: 气相内 AAAAAiGAAiBm()()NcDPNJppkppCRTZp
液相内 AAiALAiAsm()()DCNcckccZc 其中 P/pBm >1为漂流因数,反映总体流动对传质速率的影响。