华东理工大学化工原理第七章 蒸发
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化工原理蒸发
蒸发是一种常见的物质转化过程,是液体变为气体的过程。
在化工生产中,蒸发常用于从溶液中分离出溶质,或者将溶剂从溶液中回收的操作。
蒸发的原理是利用液体分子的热运动引起部分分子逃逸出液体表面,从而形成气体。
当液体处于开放容器中,溶剂分子会不断地从液体表面逸出并溶入空气中,使得溶液中的溶质浓度逐渐升高。
而当液体处于封闭容器中时,液体表面的溶质分子逸出后会与气体相平衡,形成溶解度平衡。
蒸发的速率受到多种因素的影响。
首先是液体的性质,液体的分子间作用力越小,蒸发速率越快。
其次是温度,温度越高,液体的分子热运动越剧烈,蒸发速率越快。
此外,湿度也会影响蒸发速率,湿度越低(即空气中水蒸气含量越低),蒸发速率越快。
在化工生产中,常用的蒸发设备有蒸发罐、蒸发器和蒸发冷凝器等。
蒸发罐是将液体加热使其蒸发,将蒸发的气体与溶质分离,获得溶质的设备。
蒸发器则是利用热量传导或传热介质将溶液加热使其蒸发的设备。
蒸发冷凝器则是用于将蒸发后的气体冷凝为液体,以便于回收溶质或溶剂。
蒸发技术在化工生产中具有广泛的应用。
例如,在制造盐的过程中,可以通过蒸发从盐水中分离出盐。
在制糖工业中,可以通过蒸发从甜汁中分离出糖。
此外,蒸发技术还可以用于回收有机溶剂,降低生产成本,并减少对环境的污染。
总结起来,蒸发是一种常见的物质转化过程,在化工生产中被广泛应用。
通过调控液体的性质、温度和湿度,以及使用适当的蒸发设备,可以实现溶质的分离和溶剂的回收,提高生产效率,降低生产成本。
化工原理学–蒸发讲义一、引言蒸发是化工过程中常见的分离技术之一,广泛应用于化工工业中。
本文档将介绍蒸发的基本原理、工艺分类以及蒸发过程中的关键参数和操作要点。
二、蒸发原理蒸发是利用物质从液态到气态的相变过程进行分离的方法。
常见的蒸发原理有以下几种:1.热量传递:通过向被蒸发物提供热量,使其温度提高,使得分子动能增加,从而从液态转变为气态。
2.汽化:分子在液面上获得足够的动能,克服表面张力,从液面进入气相。
3.质量传递:蒸发过程中,溶质向蒸汽传输,实现溶质的分离。
三、蒸发工艺分类蒸发可以按照不同的工艺特点进行分类,常见的工艺分类有以下几种:1.单效蒸发:只有一个蒸发器,需要连续供热。
2.多效蒸发:多个蒸发器串联,利用蒸发过程中的余热进行供热,节约能源。
3.MVR蒸发:机械蒸发再生(MVR)是一种通过压缩蒸发蒸汽回收系统中高温低压蒸汽能量的蒸发技术,能够显著提高能源利用率。
4.蒸发结晶:通过调节蒸发条件,使得被蒸发物溶解度降低,产生结晶。
四、蒸发过程关键参数在进行蒸发过程时,需要关注以下几个关键参数:1.温度:蒸发过程中,溶质溶解度随温度变化而变化,对温度的控制非常关键。
2.压力:蒸发器内的压力可以影响蒸发速率和温度,需要根据不同的溶质选择合适的压力。
3.流量:蒸发器的进料流量和蒸汽流量需要合理控制,以确保蒸发过程的稳定性和效率。
4.浓度:蒸发过程中溶质的浓度变化对产物的质量和分离效果有重要影响,需要进行精确控制。
五、蒸发操作要点在进行蒸发操作时,需要注意以下几个要点:1.选用合适的蒸发器:根据被蒸发物的特性选择合适的蒸发器,如单效蒸发器、多效蒸发器或MVR蒸发器等。
2.控制进料浓度:进料浓度的控制可以影响蒸发效果和产物质量,需要根据具体情况进行调整。
3.控制供热温度:供热温度对蒸发速率和产物质量有重要影响,需要根据被蒸发物的特性选择合适的供热温度。
4.控制蒸汽压力:蒸汽压力的控制可以影响蒸发速率和蒸发温度,需要根据具体情况进行调整。
化工原理实验报告-华东理工-华理引言化工原理实验是化工专业学生的必修课程之一,通过实际操作和观察,加深对化工原理的理解。
本文是一个化工原理实验的实验报告,实验地点为华东理工大学华理实验室。
实验目的本次实验的主要目的是通过对不同物质的混合溶液进行分离和纯化,学会化工实验中基本的分离技术,并掌握相关实验仪器的使用方法。
实验原理化工实验中常用的分离技术包括蒸馏、结晶、萃取、吸附等。
本次实验主要采用蒸馏法和结晶法进行分离和纯化。
蒸馏法蒸馏法是根据液体不同的沸点来进行分离的一种方法。
实验中,将混合溶液加热,在不同的沸点处收集蒸馏液,通过冷凝转化为液体。
较低沸点的组分首先蒸发,较高沸点的组分后蒸发,从而实现对混合溶液的分离。
结晶法结晶法是通过溶解度的差异使混合的溶质分离。
实验中,在适当的温度下,在溶液中添加稳定剂,使其溶解度降低,然后通过冷却或加热使其结晶沉淀。
通过过滤和洗涤,可以分离出纯净的溶质。
实验步骤1.准备实验所需的仪器和试剂。
2.将混合溶液加入蒸馏仪中,并搭建好蒸馏装置。
3.开始加热混合溶液,收集蒸馏液。
4.观察收集到的蒸馏液的性质并记录。
5.将蒸馏液通过冷凝管冷却并转化为液体,收集在容器中。
6.开始结晶实验,将蒸馏液加热至适当温度。
7.添加稳定剂,使溶液开始结晶。
8.冷却溶液,观察结晶沉淀的过程。
9.过滤结晶沉淀,将纯净的溶质收集。
实验结果经过蒸馏和结晶两次分离和纯化实验,成功得到了纯净的溶质。
通过观察和检测,确认了溶质的纯度和物理性质符合实验预期。
分析与讨论本次实验中采用了蒸馏和结晶两种常见的分离技术,通过实际操作,可以更加直观地了解分离原理,并学习到实验仪器的使用方法。
同时,通过对实验结果的分析,可以进一步加深对化工原理实验的理解。
结论化工原理实验是化工专业学生的重要课程之一,通过实验操作可以加深对化工原理的理解。
本次实验通过蒸馏法和结晶法的操作,成功实现了对混合溶液的分离和纯化。
从实验结果来看,得到的纯净溶质符合实验预期,说明实验操作和分离技术的正确使用是非常重要的。
(完整版)华东理工大学化工原理简答题真题汇总第一章流体流动1.何谓轨线?何谓流线?为什么流线互不相交?99答:轨线是同一流体质点在不同时刻所占空间位置的连线;流线是采用欧拉法考察的结果,流线上各点的切线表示该点的速度方向;因为同一点只有一个速度,由此可知,流线互不相交。
2.动能校正系数α为什么总是大于、等于1的?试说明理由?003.简述数学模型法规划实验的主要步骤。
00、03、06、10答:数学模型实验研究方法立足于对所研究过程的深刻理解,按以下主要步骤进行工作:①将复杂的真实过程本身化简成易于用数学方程式描述的物理模型;②将所得到的物理模型进行数学描述即建立数学模型;③通过实验对数学模型的合理性进行检验并测定模型参数。
4.流体流动过程中,稳定性是指什么?定态性是指什么?015.简述因次论指导下的实验研究方法的主要步骤。
01、04答:因次分析法的具体步骤:①找出影响过程的独立变量;②确定独立变量所涉及的基本因次;③构造因变量和自变量的函数式,通常以指数方程的形式表示;④用基本因次表示所有独立变量的因次,并出各独立变量的因次式;⑤依据物理方程的因次一致性原则和π定理得到准数方程;⑥通过实验归纳总结准数方程的具体函数式。
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当流体在管内层流时,只有轴向速度而无径向速度,牛顿型流体服从牛顿粘性定律;然而在湍流时,流体质点沿管道流动的同时还出现了径向的随机脉动,这种脉动加速了径向的动量、热量和质量的传质,动量的传递不仅起因于分子运动,而来源于流体质点的横向脉动速度。
7.非牛顿流体中,塑性流体的特点是什么?02、05、06、10答:含固体量较多的悬浮体常表现出塑性的力学特征,即只有当施加的剪应力大于某一临界值(屈服应力)之后才开始流动,流动发生后,通常具有剪切稀化性质,也可能在某一剪切率范围内有剪切增稠现象。
8.什么是流体流动的边界层?边界层分离的条件是什么?03答:由于流体粘性的作用,靠近壁面的流体将相继受阻而降速,随着流体沿壁面前流动,流体受影响的区域逐渐扩大,而流速降为未受边壁影响流速的99%以内的区域即为边界层。