化工原理

化工原理公式总结
化工原理公式总结如下：
1. 质量平衡公式：
输入质量 = 输出质量 + 累积质量
2. 物质平衡公式：
输入组分质量流率 = 输出组分质量流率 + 生成/消耗组分质量流率 + 储存组分质量流率
3. 能量平衡公式：
输入能量 = 输出能量 + 生成/消耗能量 + 储存能量
4. 平均温度计算公式：
平均温度= ∫(T*dA) / ∫dA，其中 T 为温度，dA 为面积微元
5. 理想气体状态方程：
PV = nRT，其中 P 为压力，V 为容积，n 为物质的摩尔数，R 为气体常数，T 为温度
6. 液体体积膨胀公式：
V2 = V1 * (1 + β * ΔT)，其中 V1 为初始体积，V2 为最终体积，β 为膨胀系数，ΔT 为温度变化
7. 理想混合气体摩尔分数公式：
Xi = ni / n，其中 Xi 表示组分 i 的摩尔分数，ni 表示组分 i 的摩尔数，n 表示总摩尔数
8. 溶液浓度计算公式：
质量分数 = 溶质质量 / 总溶液质量
摩尔分数 = 溶质摩尔数 / 总溶液摩尔数
体积分数 = 溶质体积 / 总溶液体积
9. 反应速率公式：
反应速率 = k * [A]^m * [B]^n，其中 k 为速率常数，[A] 和[B] 表示反应物 A 和 B 的浓度，m 和 n 为反应级数
10. 溶解度公式（亨利定律）：
P = K * C，其中 P 为气体的分压，K 为溶解度常数，C 为溶质的浓度。

第一章 流体流动一、压强1、单位之间的换算关系：221101.3310330/10.33760atm kPa kgf m mH O mmHg ====2、压力的表示（1）绝压：以绝对真空为基准的压力实际数值称为绝对压强（简称绝压），是流体的真实压强。

（2）表压：从压力表上测得的压力，反映表内压力比表外大气压高出的值。

表压=绝压-大气压（3）真空度：从真空表上测得的压力，反映表内压力比表外大气压低多少真空度=大气压-绝压3、流体静力学方程式0p p gh ρ=+二、牛顿粘性定律F du A dyτμ== τ为剪应力；du dy 为速度梯度；μ为流体的粘度； 粘度是流体的运动属性，单位为Pa ·s ；物理单位制单位为g/(cm·s)，称为P （泊），其百分之一为厘泊cp111Pa s P cP ==液体的粘度随温度升高而减小，气体粘度随温度升高而增大。

三、连续性方程若无质量积累，通过截面1的质量流量与通过截面2的质量流量相等。

111222u A u A ρρ=对不可压缩流体1122u A u A = 即体积流量为常数。

四、柏努利方程式单位质量流体的柏努利方程式：22u p g z We hf ρ∆∆∆++=-∑ 22u p gz E ρ++=称为流体的机械能 单位重量流体的能量衡算方程：Hf He gp g u z -=∆+∆+∆ρ22z ：位压头（位头）；22u g ：动压头（速度头） ；p gρ：静压头（压力头） 有效功率：Ne WeWs = 轴功率：Ne N η=五、流动类型 雷诺数：Re du ρμ=Re 是一无因次的纯数，反映了流体流动中惯性力与粘性力的对比关系。

（1）层流：Re 2000≤：层流（滞流），流体质点间不发生互混，流体成层的向前流动。

圆管内层流时的速度分布方程：2max 2(1)r r u u R=- 层流时速度分布侧型为抛物线型 （2）湍流Re 4000≥：湍流（紊流），流体质点间发生互混，特点为存在横向脉动。

一概念类1.流体的密度：单位体积流体具有的质量。

p=△m/△V2.静压强：单位面积上所受的压力。

3.绝对压强：以绝对零压作起点计算的压强。

4.相对压强：表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值。

5.真空度：表示被测流体的绝对压强低于大气压强的数值。

6.等压面：在流场中，压力相等的各点所组成的面。

7.粘性：在流体运动状态下，抗拒内在向前运动趋势的特性。

8.黏度：单位速度梯度的剪切应力。

U=t/(du/dy)9.稳态流动：在流体各截面的流速、压强、密度等有关物理量仅随位置而变化，不随时间变化的流动。

10.非稳态流动：在流体各截面的流速、压强、密度等有关物理量既随位置而变化，又随时间变化的流动。

11.质量流量：单位时间内流过管道任一截面的流体质量。

12.体积流量：单位时间内流过管道任一截面的流体体积。

13.平均流速：单位时间内流体在流动方向流过管道单位截面积的流量。

U=V/t14.质量流速：单位时间内流体在流动方向流过管道单位截面积的质量。

G=ws /A15.理想流体：无摩擦、无粘性、不可压缩的在流动时不产生流动阻力的流体16流动边界层：在壁面附近的存在的具有较大速度梯度的流动层。

17.沿程阻力：流体流经具有一定管径的直管时，由于流体内摩擦而产生的阻力。

18.局部阻力：由于流体流经管路中的管件、阀门及管截面的突然扩大或缩小等局部地方所引起的阻力。

19.形体阻力：由于固体表面形状而造成边界层分离所引起的能量消耗。

20.扬程（压头）：离心泵对单位重量的液体所能提供的有效能量。

21.轴功率：泵轴所需的功率。

N=QHp/(102n)22.有效功率：液体从叶轮中获得功率。

有效功率必小于轴功率。

23.容积损失：泵内液体泄露所造成的损失。

24.机械损失：泵轴与轴承之间、泵轴与填料函之间产生摩擦而引起的能量损失。

25.水力损失：粘性液体流经叶轮和蜗壳时产生的摩擦阻力以及在泵局部处产生的局部阻力。

26.总效率：容积效率、机械效率、水力效率三种效率的乘积。

化工原理的理论基础
化工原理的理论基础包括物质平衡、能量平衡、动量平衡和化工过程的基本原理等。

1. 物质平衡：物质平衡是指在化工过程中物质的输入和输出之间的平衡关系。

它基于质量守恒定律，要求在化工过程中所涉及的各种物质的输入和输出量必须保持平衡，以确保化工过程的效率和稳定性。

2. 能量平衡：能量平衡是指在化工过程中能量的输入和输出之间的平衡关系。

它基于能量守恒定律，要求在化工过程中所涉及的各种能量的输入和输出量必须保持平衡，以确保化工过程的热力学效率和能源利用率。

3. 动量平衡：动量平衡是指在化工过程中流体的流动和传递过程中动量的输入和输出之间的平衡关系。

它基于动量守恒定律，要求在化工过程中流体的输入和输出的动量必须保持平衡，以确保化工过程的流体力学效率和流体传递性能。

4. 化工过程基本原理：化工过程基本原理是指化工过程中涉及的各种化学反应、物理变化和物质传递等基本原理。

这些原理包括质量守恒定律、能量守恒定律、动量守恒定律、物质传递和反应动力学等。

通过理解和应用这些基本原理，可以设计和控制化工过程，实现所需的物质转化和产品制备。

总之，化工原理的理论基础涵盖了物质平衡、能量平衡、动量平衡和化工过程的
基本原理，这些基础理论对于化工过程的设计、控制和优化都起着重要的指导作用。

1. 吸收操作所用的液体称为吸收剂或溶剂；混合气中，被溶解的组分称为溶质或吸收质；不被溶解的组分称为惰性气体或载体；所得到的溶液称为吸收液，其成分是溶剂与溶质；排出的气体称为吸收尾气。

如果吸收剂的挥发度很小，则其主要成分为惰性气体以及残留的溶质。

2. 吸收的依据：溶质在溶剂中的溶解度。

3. 亨利定律：*A P Ex =。

在一定的气相平衡分压下，E 值小，液相中溶质的摩尔分数大，即溶质的溶解度打。

易溶气体的E 值小，难溶气体的E 值大。

对一定的物系，温度升高，E 值增大4. *A A C P H= H 值越大，则液相的平衡浓度越大，溶解度大。

H 值随温度升高而减小。

5. *y mx = 在一定的气相平衡摩尔分数下，m 值小，液相中溶质的摩尔分数大，即溶质溶解度大。

易溶气体的m 值小，难溶气体的m 值大。

m 值随温度升高而增大。

6. 用气相组成y 表示传质方向与推动力 由相平衡关系求出与液相组成x 相平衡的气相组成y*当y>y*时，溶质从气相向液相传递，为吸收过程。

其传质推动力为（y-y*）当y<y*时，溶质从液相向气相传递，为解析过程，其传质推动力为（y*-y ）用液相组成x 表示传质方向与推动力 由相平衡关系求出与气象组成y 相平衡的液相组成x*当x*>x 时，溶质从气相向液相传递，为吸收过程，其传质推动力为（x*-x ）当x*<x 时，溶质从液相向气相传递，为解析过程，其传质推动力为（x-x*）7. 气膜控制与液膜控制 当溶质的溶解度很大，即其相平衡常数m 很小时，液膜传质阻力x m k 比气膜传质阻力1yk 小很多，则相间传质总阻力=气膜阻力，传质阻力集中于气膜中，称为气膜阻力控制或气膜控制（Hcl 溶解于水或稀盐酸中，氨溶解于水或稀氨水中）。

当溶解度很小，即m 很大时，气膜阻力1ymk 比液膜阻力1x k 小很多，则相间传质总阻力=液膜阻力，传质阻力集中于液膜中，称为液膜阻力控制或液膜控制（用水吸收氧或氢）。