化工原理(上册)复习总结知识点知识讲解
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化工原理〔上〕各章主要知识点三大守恒定律:质量守恒定律——物料衡算;能量守恒定律——能量衡算;动量守恒定律——动量衡算第一节 流体静止的根本方程一、密度1. 气体密度:RTpM V m ==ρ2. 液体均相混合物密度:nma a a ρρρρn22111+++=〔m ρ—混合液体的密度,a —各组分质量分数,n ρ—各组分密度〕3. 气体混合物密度:n n mρϕρϕρϕρ+++= 2211〔m ρ—混合气体的密度,ϕ—各组分体积分数〕4. 压力或温度改变时,密度随之改变很小的流体成为不可压缩流体〔液体〕;假设有显著的改变那么称为可压缩流体〔气体〕。
二、.压力表示方法1、常见压力单位及其换算关系:mmHg O mH MPa kPa Pa atm 76033.101013.03.10110130012=====2、压力的两种基准表示:绝压〔以绝对真空为基准〕、表压〔真空度〕〔以当地大气压为基准,由压力表或真空表测出〕 表压 = 绝压—当地大气压 真空度 = 当地大气压—绝压三、流体静力学方程1、静止流体内部任一点的压力,称为该点的经压力,其特点为: 〔1〕从各方向作用于某点上的静压力相等;〔2〕静压力的方向垂直于任一通过该点的作用平面;〔3〕在重力场中,同一水平面面上各点的静压力相等,高度不同的水平面的经压力岁位置的上下而变化。
2、流体静力学方程〔适用于重力场中静止的、连续的不可压缩流体〕)(2112z z g p p -+=ρ)(2121z z g pg p -+=ρρ p z gp=ρ〔容器内盛液体,上部与大气相通,g p ρ/—静压头,“头〞—液位高度,p z —位压头 或位头〕上式说明:静止流体内部某一水平面上的压力与其位置及流体密度有关,所在位置与低那么压力愈大。
四、流体静力学方程的应用 1、U 形管压差计指示液要与被测流体不互溶,且其密度比被测流体的大。
测量液体:)()(12021z z g gR p p -+-=-ρρρ测量气体:gR p p 021ρ=-2、双液体U 形管压差计 gR p p )(1221ρρ-=-第二节 流体流动的根本方程一、根本概念1、体积流量〔流量s V 〕:流体单位时间内流过管路任意流量截面〔管路横截面〕的体积。
化工原理上册复习化工原理是化学工程专业的一门重要的基础课程,本篇文档将重点介绍化工原理上册的复习内容。
1. 化学反应平衡化学反应平衡是化学反应过程中最基本的概念。
通过化学反应平衡,我们可以计算反应物和生成物的量,以及确定反应过程中的热量变化。
在复习时需要重点掌握Le Chatelier定理,即在影响反应平衡的外部条件改变时,反应系统会自我调节以保持平衡。
2. 热力学基础热力学是描述热量、能量和物质的转化和运动方式的一门学科。
在热力学中需要掌握一些基本的概念和公式,如内能、焓、熵、Gibbs自由能,以及它们之间的关系。
此外,需要掌握一些常见的热力学过程,如等容、等压、等温、绝热等等。
3. 流体力学基础流体力学是描述流体运动的一门学科。
在学习流体力学时,需要掌握流体的物理性质如密度、粘度,以及运动的基本概念如速度、加速度、流量等等。
此外,需要重点学习伯努利定理、连续方程式、组成方程式、纳维-斯托克斯方程等基本理论及其应用。
4. 燃烧学基础燃烧学是描述燃烧过程的一门学科。
在学习燃烧学时,需要掌握燃烧的基本概念如燃烧机制、燃烧反应速率等等。
此外,需要掌握燃烧的热力学和动力学基础,如生成热、燃烧反应热、燃烧热效率等。
5. 物理化学基础物理化学是决定化学反应过程的物理过程的一门学科。
需要掌握一些基本的概念,如化学动力学、溶解度、表面张力等等。
同时还需要学习一些物理方法,如阿伦尼乌斯方法、玻尔兹曼方程等等。
在复习化工原理上册时,需要重点掌握以上几个基础知识,同时还需要掌握其实际应用,如反应器性能、热力学计算、输送系统设计等等。
此外,还需要练习一些例题,加强对各个知识点的理解与掌握。
最后,建议在复习的过程中及时总结,并重点掌握重要的知识点和规律,这有助于更好地理解化工原理的相关内容。
201*化工原理上册复习知识点201*化工原理上册复习学问点第1章流体流淌常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度1.29kg/m31atm=101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=760mmHg(1)被测流体的压力>大气压表压=绝压-大气压(2)被测流体的压力4000;201*泵的有效功率Pe,kW,用下式表示。
Pe=ρgqvHe泵的效率η:泵轴通过叶轮传给液体能量过程中有能量损失。
泵的效率η为有效功率与轴功率之比,而轴功率Pa为电动机输入离心泵的功率。
影响离心泵的效率,主要是容积损失、水力损失和机械损失。
PegHeqVPaPa离心泵的特性曲线:扬程-流量曲线H~qv线、轴功率-流量曲线Pa~qv线、效率-流量曲线η~qv线,详细图形见图2-10。
*****离心泵牌铭上的额定功率、额定流量和扬程是指效率最高时的值。
HH1管路he~qvA泵H~qv泵~qvqvqPAzgO图2-10离心泵的工作v 调整流量方法有调整管路特性曲线(调整阀门流量)和泵特性曲线(转变泵的转速或叶轮直径)。
用阀门调整流量操作简便、敏捷,故应用很广。
H单>α无相变几乎全部的热阻集中在冷凝液膜中,这是冷凝给热的一个重要的特点。
冷凝液在壁面上流淌方式:膜状冷凝和滴状冷凝。
一般滴状冷凝比膜状冷凝的给热系数5~10倍。
但是,工业上很难实现滴状冷凝。
所以工业冷凝器的设计都按膜状冷凝考虑。
为了增加给热系数,应定期排放不凝性气体换热器,蒸汽进入口设在换热器的上部。
固体、液体穿透率为零,气体反射率为零黑体的辐射力量和汲取力量斯蒂芬-波尔兹曼定律:4TEbC0100实际物体的辐射力量E恒小于黑体的辐射力量Eb。
实际上不同物体在一样温度下的辐射能和按波长的分布规律也不同。
黑度:实际物体的辐射能与一样温度下黑体的辐射能的比值,称物体的黑度,用ε表示。
圆筒壁的总传热系数11 KK21A2A211d2d211A1Am21d1dm2外侧热阻比内侧热阻小得多,壁温接近于外侧温度。
化工原理上知识点总结一、化工原理的基本概念1. 化工原理的概念化工原理是研究化工生产过程中的物理、化学、工程等基本原理与规律的学科,是化工工程技术的理论基础。
化工原理的研究对象是化工生产中的物质和能量转化过程,包括化工流程、反应过程、传质过程、能量转换过程等。
化工原理的研究目的是为了揭示化工过程中的相互作用规律,为化工工程技术的设计、控制和优化提供理论支持。
2. 化工原理的基本内容化工原理主要包括物质平衡、能量平衡、动量平衡、传质与反应动力学、流体力学、热力学等内容。
其中,物质平衡研究物质在化工过程中的流动分布和转化规律,能量平衡研究热量在化工过程中的转移和转化规律,动量平衡研究流动介质在化工过程中的运动规律,传质与反应动力学研究物质传输和化学反应的速率规律,流体力学研究流体运动的基本规律,热力学研究能量转换的基本规律。
3. 化工原理的应用领域化工原理是化工技术的理论基础,广泛应用于化工工程技术的设计、计算、控制、优化和改进等方面。
在化工生产中,化工原理被应用于化工过程的优化设计、生产参数的确定、生产过程的控制和调整、产品质量的改进等方面,对化工生产的安全、经济、高效具有重要意义。
二、化工过程中的物质平衡1. 物质平衡的基本概念物质平衡是研究物质在化工过程中的流动分布和转化规律的基本原理。
物质平衡的基本概念包括输入、输出、积累和转化等概念。
输入是物质进入系统的过程,输出是物质离开系统的过程,积累是系统中物质的变化过程,转化是物质在系统内发生变化的过程。
2. 物质平衡的计算方法物质平衡的计算方法包括物质平衡方程的建立和求解。
物质平衡方程是通过对系统内各环节进行物质平衡计算,建立系统物质平衡方程,求解得到系统内各环节的物质平衡量。
物质平衡的求解方法包括代数求解、图解法、矩阵法、数值积分法等。
3. 物质平衡的应用案例物质平衡在化工生产中有着广泛的应用。
例如,化工生产过程中的原料投入和产品产出量的计算、化工设备的负荷计算、化工废水、废气治理的效果评估等都需要进行物质平衡计算,以确保化工生产过程的稳定和经济效益。
化工原理知识点总结pdf第一章:化工原理基础化工原理是化工学科的一门基础课程,主要研究化工过程的基本原理和基本规律。
本章将针对化工原理的基础知识进行总结。
1.1 化工过程基本概念化工过程是指将原材料通过化学反应、分离、精制等一系列工艺操作,转化成符合特定需求的产品的过程。
化工过程一般包括原料处理、反应、分离、精制和产品收率等环节。
1.2 热力学基础热力学是研究物质能量转化规律的科学,它主要包括热力学系统、热力学第一、二、三定律,熵增原理等内容。
在化工过程中,热力学原理对于理解和分析热力学系统的能量变化、效率提高和过程优化具有重要的意义。
1.3 物质平衡原理物质平衡是指在化工过程中,针对物质流量、组分和质量进行的平衡分析。
物质平衡原理是化工过程中不可或缺的理论基础,它体现了化工过程中原料转化成产品,各种物质在环境中传输和转化的基本规律。
1.4 动量平衡原理在流体力学和传递过程中,动量平衡原理是通过对流体流动、传输和转动的分析,确定系统内部及其与外界的动量交换关系。
动量平衡原理在化工过程中的应用十分广泛,对于管道流体、设备运转和动力传递等方面起着重要作用。
1.5 质量平衡原理质量平衡原理是指在化工过程中,对于物质的组分、浓度、流量等进行质量平衡的原理分析。
质量平衡原理是化工过程中最基本的原理之一,对于产品质量控制、环境保护和过程优化具有重要的指导意义。
1.6 界面传递原理界面传递原理是指在化工过程中,各种界面过程发生物质传递、热量传递、动量传递的基本规律。
界面传递原理的研究对于化工过程中的分离、精制、传质、传热等方面具有重要的意义。
第二章:化工反应原理化工反应原理是化工学科的重要分支之一,主要研究化工原料通过化学反应,转化成特定产品的原理和规律。
本章将总结化工反应原理的基本知识。
2.1 化学反应的基本概念化学反应是指化学物质在一定条件下,由原有的化学键断裂再组合成新的化学物质的过程。
化学反应包括各种离子反应、氧化还原反应、配位反应、配位反应、离子化合物的生成等。
《化工原理》基本概念、主要公式第一、二、三章(流体流动)基本概念:连续性假定质点拉格朗日法欧拉法稳态与非稳态流动轨线与流线系统与控制体粘性的物理本质质量守恒方程静力学方程总势能理想流体与实际流体的区别可压缩流体与不可压缩流体的区别牛顿流体与非牛顿流体的区别伯努利方程的物理意义动量守恒方程平均流速动能校正因子均匀分布均匀流段层流与湍流的本质区别边界层边界层分离现象因次雷诺数的物理意义泊谡叶方程因次分析实验研究方法的主要步骤摩擦系数完全湍流粗糙管局部阻力当量长度、阻力系数毕托管驻点压强孔板流量计转子流量计的特点非牛顿流体的特性(塑性、假塑性与涨塑性、触变性与震凝性、粘弹性)重要公式:)(0ρρ-=∆Rg P质量衡算:N-S 方程流体输送机械 基本概念:管路特性方程 输送机械的压头或扬程 离心泵主要构件 离心泵理论压头的影响因素 叶片后弯原因tmq q out m in m d d ,,=-g u u ρμρ+∇+-∇=2 D D p t气缚现象 离心泵特性曲线 离心泵工作点 离心泵的调节手段 汽蚀现象 汽蚀余量离心泵的选型(类型、型号) 正位移特性 往复泵的调节手段 离心泵与往复泵的比较(流量、压头) 通风机的全压、动风压 真空泵的主要性能参数 重要公式:泵的有效功率 泵效率 允许安装高度风机全压换算离心泵的串联并联 第六章 基本概念:搅拌目的 搅拌器按工作原理分类 混合效果 调匀度 分隔尺度 宏观混合 微观混合 搅拌器的两个功能H Lη⋅=N N e ==NN e ηN gH Q ρ201,10,1001012f f g p p p p u h H H H z z g g gνρρ----=-=--=-∆-∑∑允允2222112122T e uuH h p p ρρρ==-+-2H 2A-2BQ =串串2Q H A-B 2⎛⎫= ⎪⎝⎭并并旋浆式搅拌器、涡轮式搅拌器、大叶片低转速搅拌器特点及适用范围改善搅拌效果的工程措施(转速、挡板、偏心、导流筒) 搅拌器功率的影响因素搅拌功率的分配搅拌器的放大准则第四、五章(过滤)基本概念:非球形颗粒的当量直径形状系数分布函数频率函数颗粒群平均直径的基准床层比表面床层空隙率数学模型法的主要步骤架桥现象过滤速率基本方程过滤常数及影响因素洗涤速率过滤机的生产能力叶滤机板框压滤机回转真空过滤机加快过滤速率的途径重要公式:()spkK-∆=12第四、五章 (沉降)基本概念:曳力(表面曳力、形体曳力) 曳力系数 斯托克斯定律区 牛顿区 (自由)沉降速度 重力沉降室加隔板离心分离因数 旋风分离器主要评价指标 总效率 粒级效率 分割直径 流化床的特点(混合、压降) 两种流化现象 聚式流化的两种极端情况 起始流化速度 带出速度 气力输送重要公式:)2223160m 6060ee V V Q KA n n n V V t n ϕ===+-∑第七章基本概念:传热过程的三种基本方式载热体三种传热机理的物理本质间壁换热传热过程的三个步骤傅里叶定律导热系数热阻推动力流动对传热的贡献牛顿冷却定律强制对流自然对流(加热、冷却面的位置) 关联式Nu=0.023Re0.8Pr n的定性尺寸、定性温度,n的取值努塞尔数、普朗特数的物理意义大容积自然对流的自动模化区液体沸腾的两个必要条件核状沸腾膜状沸腾临界点沸腾给热的强化蒸汽冷凝的两种形式膜状冷凝给热系数h 排放不凝性气体各种h 的相对大小斯蒂芬-波尔兹曼定律黑体黑度灰体克希霍夫定律角系数传热过程的控制步骤传热操作线K与A的对应对数平均推动力逆流并流冷、热流体流动通道的主要选择原则重要公式:圆筒壁稳定热传导多层传热无相变 只有相变()mA b T T k R L R L R R L R R T T k Q ⋅-⋅=-⋅--⋅=211212122122ln 2πππA A A A A m 1212ln -=)(21T T C W Q h h -=WrQ =()143241122332111ln ln ln l t t Q d d d k d k d k d π-=++。
化工原理Ⅰ主要考点及重点复习公式第一章 流体流动流体的连续性假设控制体和控制面压力和压强及单位;绝对压强、表压强和真空度。
流体静力学基本方程式推导及应用:)(2112z z g p p -+=ρ或 gh p p ρ+=0 注意应用条件 质量流量、体积流量、平均流速和质量流速的关系:GA uA V w S s ===ρρ 管径与流速:u d uA V S 24π== 稳态流动和非稳态流动连续性方程式:ρρρuA A u A u w s =⋅⋅⋅===222111,uA A u A u V s =⋅⋅⋅===2211 伯努利方程式及应用: 单位质量流体:f h u P gZ We u P gZ ∑+++=+++22222111ρρ [J/kg] 理想流体,无外功输入时,机械能守恒式:2222222111u P gZ u P gZ ++=++ρρ 单位重量流体: f e H gu g p Z H ∑+∆+∆+∆=22ρ [m] (压头) 位压头、静压头和动压头雷诺准数Re 及流型: μρdu R e = 流体在管内流动时的阻力损失:ρph h h f f f ∆=+=∑' [J/kg] 圆形直管阻力损失:ρλf f p u d l h ∆==22 范宁公式 圆形直管内层流的摩擦系数:Re 64=λ 局部阻力损失:①阻力系数法,22'u h f ζ=;②当量长度法,22'u d l h e f λ= 并联管路与分支管路的特点,计算应遵循的原则流速、流量的测量装置第二章 流体输送机械离心泵的基本原理及主要部件,不正常现象,开停机注意事项 离心泵的基本方程离心泵的主要性能参数及特性曲线有效功率 )(102KW HQ N HgQ N e ηρρ==轴功率 离心泵的性能的改变和性能换算: 比例定律:32⎪⎭⎫ ⎝⎛'='⎪⎭⎫ ⎝⎛'=''='n n N N n n H H nn Q Q 切割定律:32222222⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛'='⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛'=''='D D N N D D H H D D Q Q 管路特性方程式:2e e BQ K H +=离心泵工作点及调节其他类型液体输送机械第三章 非均相物系的分离和固体流态化 当量直径:3p e π6V d = 形状系数:p s S S φ=颗粒床层的特性自由沉降与实际沉降斯托克斯定律 沉降速度:ζρρρ3)(4-=s t gd u 沉降器生产能力:t s blu n V 1)(+≤降尘室与旋风分离器离心分离因数过滤的基本概念与基本原理过滤基本方程vV LA = 恒压过滤:v r k '=μ1 es V V p kA d dV +∆=-12θ s p k K -∆=12 )()(22e e KA V V θθ+=+ )()(2e e K q q θθ+=+ 滤饼的洗涤:W W W d dV V )/(θθ=,板框过滤机: )(8412e E W V V KA d dV d dV +=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛θθ 过滤机的生产能力:D W T θθθ++= D W V T V Q θθθ++==36003600 转筒真空过滤机:nT ψψθ60== 板框过滤机与转筒真空过滤机的基本结构与原理固体流态化的基本原理、流化床的主要特征第四章 传热热传导、热对流和热辐射三种基本传热方式的基本原理与特点 典型的间壁式换热器载热体热传导基本概念及傅里叶定律、导热系数 平壁的稳定热传导:∑∑∑∆=-==+Rt S b t t Q n i i i n 111λ 圆筒壁的稳定热传导:∑=+-=n i mi i i n S b t t Q 111λ 或 ∑++-=i i in r r t t L Q 111ln 1)(2λπ 对流传热的基本概念、牛顿冷却定律、对流传热系数、热边界层概念 传热过程计算:热量衡算关系:)()(1221t t c W T T c W Q pc c ph h -=-=,)(12t t c W r W Q pc c h -== 平均温度差法和总传热速率方程:m t KS Q ∆=,)/ln(2121t t t t t m ∆∆∆-∆=∆,o m o i i o o d bd d d K αλα11++= 管壳式换热器换热面积:dL n S π=传热单元数法、传热效率、热容量流率、最小值流体对流传热系数的准数关联式蒸气冷凝方式、液体沸腾及沸腾曲线辐射传热的基本概念,黑体、镜体、透热体、灰体普朗克定律、斯蒂芬-玻耳兹曼定律、克希霍夫定律4040100⎪⎭⎫ ⎝⎛==T C T E b σ 4100⎪⎭⎫ ⎝⎛=T C E 两灰体间辐射传热:⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=--42412121100100T T S C Q ϕ 换热设备:管壳式换热器的型式及特点、热补偿方法同学们注意:以上内容仅供参考,要有好成绩必须进行全面复习! 此资料严禁带入考场,一经发现将以不及格论处!。
第一章流体流动一、流体静力学:压强,密度,静力学方程二、流体基本方程:流速流量,连续性方程,伯努利方程三、流体流动现象:牛顿粘性定律,雷诺数,速度分布四、摩擦阻力损失:直管,局部,总阻力,当量直径五、流量的测定:测速管,孔板流量计,文丘里流量计六、离心泵:概述,特性曲线,气蚀现象和安装高度8■绝对压力:以绝对真空为基准测得的压力。
■表压/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1.1流体静力学1.流体压力/压强表示方法绝对压力绝对压力绝对真空表压真空度1p 2p 大气压标准大气压:1atm = 1.013×105Pa =760mmHg =10.33m H 2O112.流体的密度Vm =ρ①单组分密度),(T p f =ρ■液体:密度仅随温度变化(极高压力除外),其变化关系可从手册中查得。
■气体:当压力不太高、温度不太低时,可按理想气体状态方程计算注意:手册中查得的气体密度均为一定压力与温度下之值,若条件不同,则需进行换算。
②混合物的密度■ 混合气体:各组分在混合前后质量不变,则有nn 2111m φρφρφρρ+++= RTpM m m=ρnn 2211m y M y M y M M +++= ■混合液体:假设各组分在混合前后体积不变,则有nmn12121w w w ρρρρ=+++①表达式—重力场中对液柱进行受力分析:液柱处于静止时,上述三力的合力为零:■下端面所受总压力 A p P 22=方向向上■上端面所受总压力 A p P 11=方向向下■液柱的重力)(21z z gA G -=ρ方向向下p 0p 2p 1z 1z 2G3.流体静力学基本方程式g z p g z p 2211+=+ρρ能量形式)(2112z z g p p -+=ρ压力形式②讨论:■适用范围:适用于重力场中静止、连续的同种不可压缩性流体;■物理意义:在同一静止流体中,处在不同位置流体的位能和静压能各不相同,但二者可以转换,其总和保持不变。
化工原理复习总结考点化工原理是化学工程专业的一门重要基础课程,主要介绍化学工程的基本原理和应用。
它涵盖了化学反应工程、流体力学、传热传质、化工过程控制等内容。
下面是对化工原理复习的总结和重点考点的介绍。
一、化学反应工程1.化学反应动力学:理解反应速率、反应动力学方程、活化能、指前因子等概念,并能利用反应动力学方程进行计算;2.化学平衡:掌握平衡常数的概念与计算方法,理解平衡常数与温度的关系,并能应用到化学反应平衡的计算;3.反应器的设计与操作:了解不同类型的反应器,如连续流动反应器、批式反应器等,掌握反应器设计和操作的基本原理。
二、流体力学1.流体静力学:熟悉流体静力学的基本概念,包括流体的压力、密度、体积等,并能应用到液柱压强、浮力等问题的计算;2.流体动力学:理解流体的运动规律,包括连续性方程、动量方程和能量方程,并能应用到流体流动和传动的计算;3.流态转换:了解流体流动的各种流态,如层流与紊流、临界流速等,并能应用到实际问题的分析。
三、传热传质1.热传导:了解热传导的基本原理和计算方法,掌握导热系数、热阻、热传导方程等概念;2.对流传热:熟悉对流传热的基本原理和换热系数的计算方法,理解纳塞数和普朗特数的概念;3.辐射传热:了解辐射传热的基本原理和计算方法,并理解黑体辐射和灰体辐射的特性;4.传质过程:了解传质的基本原理和计算方法,掌握质量传递系数、浓度梯度等概念,并能应用到传质过程的计算。
四、化工过程控制1.控制系统基础:理解控制系统的基本概念,包括反馈控制、前馈控制、比例、积分和微分控制等,并能应用到控制系统的分析;2.过程变量与控制策略:了解过程变量的基本概念,包括流量、浓度、温度等,并掌握常见的控制策略,如比例控制、比例积分控制、比例积分微分控制等;3.控制器与控制回路:熟悉PID控制器的构造和调节方法,理解控制回路的稳定性和动态响应,并能应用到控制回路的设计与优化。
综上所述,化工原理的复习重点包括化学反应工程、流体力学、传热传质和化工过程控制等内容。
化工原理知识点总结复习重点完美版为了更好地进行化工原理的复习和理解,以下是一份完整的知识点总结,帮助你复习和复盘学到的重要内容。
一、化学平衡1.化学反应方程式的写法2.反应物和生成物的摩尔比例3.平衡常数的定义和计算4.浓度和活度的关系5.反应速率和速率常数的定义及计算6.动态平衡和平衡移动原理7.影响平衡的因素:温度、压力、浓度二、质量平衡1.质量守恒定律2.原料消耗和产物生成的计算3.原料和产物的流量计算4.反应含量和反应度的计算5.塔的进料和出料物质的计算三、能量平衡1.能量守恒定律2.热平衡方程及其计算3.基础能量平衡方程的应用4.燃料燃烧的能量平衡计算5.固体、液体和气体的热容和焓变计算6.直接、间接测定燃烧热的方法及其原理7.燃料的完全燃烧和不完全燃烧四、流体流动1.流体的基本性质:密度、粘度、黏度、温度、压力2.流体的流动模式:层流和湍流3.流量和速度的计算4.伯努利方程及其应用5.流体在管道中的阻力和压降6.伽利略与雷诺数的关系7.流体静力学公式的应用五、气体平衡1.理想气体状态方程的计算2.弗拉索的原理及其应用3.气体的混合物和饱和汽4.气体的传递和扩散5.气体流动和气体固体反应的应用6.气体和液体的溶解度计算六、固体粒度和颗粒分离1.颗粒的基本性质:颗粒大小、形状和密度2.颗粒分布函数和粒度分析3.颗粒分离的基本过程和方法4.难磨性颗粒的碾磨过程5.颗粒的流动性和堆积性6.各种固体分离设备的工作原理和应用领域七、非均相反应工程1.反应器的分类和基本概念2.反应速率方程的推导和计算3.反应的平均摩尔体积变化和速率方程的确定方法4.反应动力学和机理的研究方法5.混合反应和连续反应的计算6.活性物质的拟合反应速率方程7.补偿反应的控制和模拟以上是化工原理的主要知识点总结,希望能够帮助你更好地进行复习和理解。
祝你取得好成绩!。
(完整版)化工原理各章节知识点总结第一章流体流动质点含有大量分子的流体微团,其尺寸远小于设备尺寸,但比起分子自由程却要大得多。
连续性假定假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。
拉格朗日法选定一个流体质点,对其跟踪观察,描述其运动参数(如位移、速度等)与时间的关系。
欧拉法在固定空间位置上观察流体质点的运动情况,如空间各点的速度、压强、密度等,即直接描述各有关运动参数在空间各点的分布情况和随时间的变化。
定态流动流场中各点流体的速度u 、压强p 不随时间而变化。
轨线与流线轨线是同一流体质点在不同时间的位置连线,是拉格朗日法考察的结果。
流线是同一瞬间不同质点在速度方向上的连线,是欧拉法考察的结果。
系统与控制体系统是采用拉格朗日法考察流体的。
控制体是采用欧拉法考察流体的。
理想流体与实际流体的区别理想流体粘度为零,而实际流体粘度不为零。
粘性的物理本质分子间的引力和分子的热运动。
通常液体的粘度随温度增加而减小,因为液体分子间距离较小,以分子间的引力为主。
气体的粘度随温度上升而增大,因为气体分子间距离较大,以分子的热运动为主。
总势能流体的压强能与位能之和。
可压缩流体与不可压缩流体的区别流体的密度是否与压强有关。
有关的称为可压缩流体,无关的称为不可压缩流体。
伯努利方程的物理意义流体流动中的位能、压强能、动能之和保持不变。
平均流速流体的平均流速是以体积流量相同为原则的。
动能校正因子实际动能之平均值与平均速度之动能的比值。
均匀分布同一横截面上流体速度相同。
均匀流段各流线都是平行的直线并与截面垂直,在定态流动条件下该截面上的流体没有加速度, 故沿该截面势能分布应服从静力学原理。
层流与湍流的本质区别是否存在流体速度u、压强p的脉动性,即是否存在流体质点的脉动性。
稳定性与定态性稳定性是指系统对外界扰动的反应。
定态性是指有关运动参数随时间的变化情况。
边界层流动流体受固体壁面阻滞而造成速度梯度的区域。
化工原理上册总复习化工原理是化学工程专业的一门基础课程,它为学生打下了化学工程学习的基础。
本文将对化工原理上册进行总复习,包括化学平衡、热力学、流体力学、传质以及反应工程等内容。
一、化学平衡化学平衡是化学反应中反应物和生成物浓度之间的动态平衡。
平衡常数是描述平衡状态的重要参数,它与反应物浓度的关系可以通过平衡常数表达式来表示。
根据平衡常数表达式,可以推导出浓度-时间关系式,从而预测反应过程中物质浓度的变化。
二、热力学热力学是研究能量转化和能量传递的科学。
热力学系统可以分为开放系统、封闭系统和孤立系统。
热力学第一定律是能量守恒定律,它表明能量可以转化形式,但总能量量不变。
热力学第二定律是描述能量转化方向的定律,它将自然界的过程分为可逆过程和不可逆过程。
熵是描述系统无序程度的物理量,它是判断过程可逆性的重要指标。
三、流体力学流体力学是研究流体静力学和流体动力学的学科。
流体静力学研究静止流体的性质和行为,包括压力、密度、流速等。
流体动力学研究流体的运动行为,包括流体的流动方式、速度分布、流量等。
流体的流动可以通过流体的动量守恒和质量守恒来描述。
四、传质传质是指物质在空间内由高浓度区向低浓度区的传递过程。
传质过程可以通过扩散、对流和反应来实现。
扩散是指物质由高浓度区向低浓度区的自发传递。
对流是指物质由外力作用下的流动引起的传递过程。
反应是指物质在不同相之间发生化学反应的传递过程。
传质过程可以通过质量守恒和动量守恒来描述。
五、反应工程反应工程是研究化学反应的工程化过程。
反应速率是描述反应快慢的重要参数,它可以通过反应速率方程来表示。
反应速率方程可以通过实验数据拟合得到。
反应器是进行化学反应的装置,常见的反应器有批式反应器、连续流动反应器和半连续流动反应器。
反应器的设计需要考虑反应物的浓度、反应温度、反应压力等因素。
综上所述,化工原理上册包括了化学平衡、热力学、流体力学、传质以及反应工程等内容。
通过对这些内容的总复习,我们可以更好地理解和应用化学工程的基础知识,在日后的学习和工作中能够更加熟练地运用化工原理。
化工原理(上)总结第一章 连续介质假定理:质点一个紧挨着一个,质点间无空隙,即可认为流体充满其占据的空间。
气体和液体具有易变形的特征,表现出流动性。
气体和液体统称为流体。
液体可视为不可压缩性流体;气体可视为可压缩性流体。
流体的物理性质(1)流体的密度:Vm =ρ kg/m 3;气体的密度:当压力不太高、温度不太低时,ρ可按理想气体考虑,即:RT PM V m ==ρ 或000ρρρT P T = ;4.220M =ρ式中:ρ0 标准状态(P 0=101.3kPa ,T 0=273K )下气体的密度,kg/ m 3。
气体混合物:以1m 3混合气体为基准∑=⋅=ni iv i m x 1,ρρ式中:x v,i 混合物中i 组分的体积分率。
理想气体混合物: RTPM m m =ρ,其中M m 为平均分子量:)(∑⋅=i i m y M M 式中:y i 混合物中 i 组分的摩尔分率,在低压下,y i = x v,i 。
液体的密度:液体混合物,以1kg 混合液体为基准∑==n i ii w m x 1,1ρρ式中:x w,I 混合物中i 组分的质量分率。
流体的重度和比重:重度:单位体积的流体所具有的重量,单位为N/m 3,kgf/m 3。
g Vmg V G ργ===比重:液体的比重通常指其密度与水在4℃时的密度之比,即1000444ργγρρ≈==w w d (无因次)流体的比体积(比容)v :ρν1==m V 流体的黏度:牛顿黏性定律dy du μτ= ;τ剪应力,单位面积上的内摩擦力,N/m 2;du/dy 速度梯度,与流动方向垂直的方向(径向)上的速度变化率,1/s ;μ比例系数,即动力黏度,绝对黏度,简称黏度。
1Pa ·s=1 N ·s /m 2=10P=1000cP (厘泊)1P (泊)=1dyn ·s/cm 2黏度的影响因素:温度对流体黏度的影响很大,气体的黏度远小于液体的黏度。
f e h u p gz h u p gz +++=+++222221112121ρρ第1章流体流淌常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度1.29 kg/m3 1atm =101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=760mmHg (1)被测流体的压力 > 大气压表压 = 绝压-大气压(2)被测流体的压力 < 大气压真空度 = 大气压-绝压= -表压 静压强的计算 柏努利方程应用层流区(Laminar Flow ):Re < 2000;湍流区(Turbulent Flow ):Re > 4000;2000 <Re < 4000时,有时出现层流,有时出现湍流,或者是二者交替出现,为外界条件确定,称为过渡区。
流型只有两种:层流和湍流。
当流体层流时,其平均速度是最大流速的1/2。
边界层:u<0.99u 0阻力损失:直管阻力损失和局部阻力损失 当量直径d e管路总阻力损失的计算fe H g u z g p H g u z gp +++=+++2222222111ρρ222'2e 2e 2u d l l u d l l u d lh h h f f f ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=∑∑∑∑∑∑ζλλζλ突然缩小局部阻力系数ζ= 0.5,突然扩大局部阻力系数ζ= 1。
流体输送管路的计算:定性分析(1.6ppt),定量计算通常,管路中水的流速为1~3m/s。
并联管路,各支管的阻力损失相等。
毕托管测量流速测量流量:孔板流量计,文丘里流量计,转子流量计。
孔板流量计的特点;结构简单,制造简单,安装便利,得到广泛的运用。
其不足之处在于局部阻力较大,孔口边缘简单被流体腐蚀或磨损,因此要定期进行校正,同时流量较小时难以测定。
转子流量计的特点——恒压差, 变截面。
第2章流体流淌机械压头和流量是流体输送机械主要技术指标离心泵的构件: 叶轮, 泵壳(蜗壳形)和轴封装置离心泵的叶轮闭式效率最高,适用于输送干净的液体。
三个传递:动量传递、热量传递和质量传递三大守恒定律:质量守恒定律——物料衡算;能量守恒定律——能量衡算;动量守恒定律——动量衡算第一节 流体静止的基本方程一、密度1. 气体密度:RTpM V m ==ρ2. 液体均相混合物密度:nma a a ρρρρn22111+++=(m ρ—混合液体的密度,a —各组分质量分数,n ρ—各组分密度)3. 气体混合物密度:n n mρϕρϕρϕρ+++= 2211(m ρ—混合气体的密度,ϕ—各组分体积分数)4. 压力或温度改变时,密度随之改变很小的流体成为不可压缩流体(液体);若有显著的改变则称为可压缩流体(气体)。
二、.压力表示方法1、常见压力单位及其换算关系:mmHgO mH MPa kPa Pa atm 76033.101013.03.10110130012=====2、压力的两种基准表示:绝压(以绝对真空为基准)、表压(真空度)(以当地大气压为基准,由压力表或真空表测出) 表压 = 绝压—当地大气压 真空度 = 当地大气压—绝压三、流体静力学方程1、静止流体内部任一点的压力,称为该点的经压力,其特点为: (1)从各方向作用于某点上的静压力相等; (2)静压力的方向垂直于任一通过该点的作用平面;(3)在重力场中,同一水平面面上各点的静压力相等,高度不同的水平面的经压力岁位置的高低而变化。
2、流体静力学方程(适用于重力场中静止的、连续的不可压缩流体))(2112z z g p p -+=ρ)(2121z z g pg p -+=ρρ p z gp=ρ(容器内盛液体,上部与大气相通,g p ρ/—静压头,“头”—液位高度,p z —位压头 或位头)上式表明:静止流体内部某一水平面上的压力与其位置及流体密度有关,所在位置与低则压力愈大。
1、U 形管压差计指示液要与被测流体不互溶,且其密度比被测流体的大。
测量液体:)()(12021z z g gR p p -+-=-ρρρ 测量气体:gR p p 021ρ=-2、双液体U 形管压差计 gR p p )(1221ρρ-=-第二节 流体流动的基本方程一、基本概念1、体积流量(流量s V ):流体单位时间内流过管路任意流量截面(管路横截面)的体积。
化工原理的知识点总结一、物质的转化1. 化学反应原理化学反应是化工生产中最基本的过程之一,其原理是指通过物质之间的相互作用,原有物质的化学成分和结构发生变化,产生新的物质。
在化学反应中,往往会 Begingroup 产生热量、释放或者吸收气体以及溶解或析出固体物质。
常见的反应类型包括酸碱反应、氧化还原反应、置换反应、水解反应等。
2. 反应热力学反应热力学研究的是化学反应在不同途径下产生的能量变化规律。
反应热力学的主要内容包括热力学系统、热力学函数、热力学平衡、化学平衡等。
通过反应热力学的研究,可以预测化学反应的进行方向和速率,为化工生产提供重要的理论指导。
3. 反应动力学反应动力学研究的是化学反应速率随时间变化规律。
反应动力学的主要内容包括反应速率和反应速率常数的确定、反应速率方程和速率常数的推导等。
通过反应动力学的研究,可以基于反应速率的规律来设计和优化化工反应器,提高反应效率,减少能耗,降低生产成本。
二、传热传质1. 传热原理传热是指热量从高温物体传递到低温物体的过程。
传热原理主要包括热传导、对流传热和辐射传热三种方式。
热传导是指热量在固体物质内部传递的过程,对流传热是指热量通过流体介质传递的过程,而辐射传热是指热量通过辐射的方式传递的过程。
2. 传质原理传质是物质在空间内由高浓度区向低浓度区扩散的过程。
传质原理主要包括扩散、对流传质和表面传质。
扩散是指物质在固体、液体或气体中沿浓度梯度传输的现象,对流传质是指物质通过流体介质进行传送的过程,表面传质是指物质在表面上通过吸附和蒸发进行传递的过程。
三、流体力学1. 流体性质流体是一种无固定形态的物质,其主要特点包括不能承受剪切应力、易于流动和易于变形。
在化工过程中,流体的性质对设备设计和流体流动有重要影响。
流体的主要性质包括黏度、密度、表观黏度、流变性等。
2. 流体流动流体流动是指流体在管道或设备内部的运动过程。
流体的流动过程包括定常流动和非定常流动,同时还会受到雷诺数、流态、雷诺方程等因素的影响。
第1章 流体流动
常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度1.29 kg/m3 1atm =101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=760mmHg (1)被测流体的压力 > 大气压 表压 = 绝压-大气压
(2)被测流体的压力 < 大气压 真空度 = 大气压-绝压= -表压 静压强的计算 柏努利方程应用
层流区(Laminar Flow ):Re < 2000;湍流区(Turbulent Flow ):Re > 4000; 2000 <Re < 4000时,有时出现层流,有时出现湍流,或者是二者交替出现,为外界条件决定,称为过渡区。
流型只有两种:层流和湍流。
当流体层流时,其平均速度是最大流速的1/2。
边界层:u<0.99u 0
阻力损失:直管阻力损失和局部阻力损失 当量直径d e
管路总阻力损失的计算
f
e h u p gz h u p gz +++=+++222221112121ρρ
f e H g
u z g p H g u z g p +++=+++222
2
222111ρρμ
ρ
du =
Re 222'2
e 2e 2u d l l u d l l u
d l h h h f f f ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛++=⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=∑∑∑∑∑∑ζλλζλ
突然缩小局部阻力系数ζ= 0.5,突然扩大局部阻力系数ζ= 1。
流体输送管路的计算:
通常,管路中水的流速为1~3m/s。
并联管路,各支管的阻力损失相等。
毕托管测量流速
测量流量: 孔板流量计,文丘里流量计,转子流量计。
孔板流量计的特点;结构简单,制造容易,安装方便,得到广泛的使用。
其不足之处在于局部阻力较大,孔口边缘容易被流体腐蚀或磨损,因此要定期进行校正,同时流量较小时难以测定。
转子流量计的特点——恒压差、变截面。
第2 章流体流动机械
压头和流量是流体输送机械主要技术指标
离心泵的构件: 叶轮、泵壳(蜗壳形)和轴封装置
离心泵的叶轮闭式效率最高,适用于输送洁净的液体。
半闭式和开式效率较低,常用于输送浆料或悬浮液。
气缚现象:贮槽内的液体没有吸入泵内。
启动与停泵
▪灌液完毕,关闭出口阀,启动泵,这时所需的泵的轴功率最小,启动电流较小,以保护电机。
启动后渐渐开启出口阀。
▪停泵前,要先关闭出口阀后再停机,这样可避免排出管内的水柱倒冲泵壳内叶轮,叶片,以延长泵的使用寿命。
离心泵总是采用后弯叶片。
泵的有效功率及效率:
❖ 泵的有效功率Ne ,kW ,用下式表示。
Ne =HeQ ρg ❖ 泵的效率η:泵轴通过叶轮传给液体能量过程中有能量损失。
泵的效率η为有效功率与轴功率之比,而轴功率N 为电动机输入离心泵的功率。
影响离心泵的效率,主要是容积损失、水力损失和机械损失。
离心泵的特性曲线 :
❖ 扬程-流量曲线H ~Q 线、 ❖ 轴功率-流量曲线N ~Q 线、
❖ 效率-流量曲线η~Q 线,具体图形见下图。
❖ *****离心泵牌铭上的额定功率、额定流量和扬程是指效率最高时的值。
调节流量方法有调节管路特性曲线(调节阀门流量)和泵特性曲线(改变泵的转速或叶轮直径)。
用阀门调节流量操作简便、灵活,故应用很广。
H 单< H 串< 2H 单, Q 单< Q 串< 2Q 单 总效率与流量为Q 串时单泵的效率相同。
离心泵的工作点
Q
A =N
Q
gH N Ne e ρη==
H 单< H 并< 2H 单, Q 单< Q 并< 2Q 单。
并联泵的总效率与每台泵的效率相同。
汽蚀现象:泵的安装位置太高,叶轮中各处压强高于被输送液体的饱和蒸汽压。
各种泵:
耐腐蚀泵:输送酸、碱及浓氨水等腐蚀性液体。
油泵: 输送不含固体颗粒、无腐蚀性的油类及石油产品。
杂质泵: 常输送悬浮液.
液下泵:在化工生产中有着广泛应用,安装在液体贮槽内。
屏蔽泵:常输送易燃、易爆、剧毒及放射性液体。
第3章 非均相物系的分离与固体流态化
影响沉降速度的因素:当颗粒浓度增加,沉降速度减少。
容器的壁和底面,沉降速度减少。
非球形的沉降速度小于球形颗粒的沉降速度。
旋风分离器,排灰口密封不好而发生漏气,即外面空气窜入旋风分离器内,则上升气流会将已沉降下来的尘粒重新扬起,大大降低收尘效果。
降尘室处理能力(流量)的计算 V s = Au t =blu t ,V s (隔板)= (n+1)V s (无隔板) (n 层)
Stokes 区:
μ
ρρ18)(2
min g
d u p p t -=
过滤之初,液体浑浊。
但颗粒会在孔道内很快发生“架桥”现象,滤液由浑浊变为清澈。
在滤饼过滤中,真正起截留颗粒作用的是滤饼层而不是过滤介质。
助滤剂能形成结构疏松、空隙率大、不可压缩的滤饼。
板框压滤机、叶滤机、厢式压滤机、转筒真空过滤机(操作连续、自动) 叶滤机 (dV/d θ)w =(dV/d θ)E 板框压滤机 (dV/d θ)w =(dV/d θ)E /4 过滤速率基本方程 恒速过滤, 恒压过滤
先非恒压,再恒压过滤(了解)
第4章 传热
传热的基本方式:
➢ (1)热传导(2)对流传热—热对流 (3)辐射传热
工业上大量使用热交换器,传热设备在化工厂设备投资中占很大比例,有些达40%左右。
φμ
r p K ∆=
2)
(2e q q K d dq u +=
=
θθK qq q e =+22θ
222KA VV V e =+)()(2)(11212ττ-=-+-K q q q q q e )
()(2)(121212ττ-=-+-KA V V V V V e A
dV dq =
工业换热的方法
➢ 1、直接接触式换热2、蓄热式换热 3、间壁式换热
蓄热式换热,只适用于气体。
常见加热剂有热水、饱和水蒸气、矿物油、联苯混合物、熔盐和烟道气。
常见冷却剂有水、空气和各种冷冻剂。
载热体的选择
➢ (1)载热体的温度应易于调节;
➢ (2)载热体的饱和蒸气压要低(沸点高),不易分解; ➢ (3)载热体的毒性要小,使用安全,腐蚀性小; ➢ (4)载热体应价格低廉且容易得到。
金属杯和陶瓷杯,哪个更保温? 流体湍流流动给热系数大于层流流动。
加热器放置在空间的下部,冷却器放置在空间的上部。
各因次准数的物理意义:普兰德准数Pr 它反映流体物性对给热过程的影响 圆形直管内强制湍流的给热系数
圆筒壁的总传热系数
n
d
Pr Re 023.08.0λ
α=2
21212
2121
2111
11
1
αλδααλδα+⋅+⋅=
+⋅+⋅
==m m d d d d A A A A K K
如果外侧热阻比内侧热阻小得多,壁温接近于外侧温度。
而外壁有污垢热阻后,外侧热阻比内侧热阻大得多,壁温接近于内侧温度。
增大传热面积A 常用的方法:用小直径管,采用翅片管、螺纹管等代替光滑管,可以提高单位体积热交换器的传热面积。
熟记公式:1.傅立叶定律
2.一维稳态导热
3.牛顿冷却定律
4.管内湍流时α:
适用范围:光滑管,Re>104,0.7<Pr<160;充分发展段,即L/d ≥50或60;低粘度(<2μ水)
定性温度:2出
进t t t m +=
定性尺寸:管内径
5.总传热速率方程
1)总传热系数K :
i
o K
αα111+=污垢热阻可忽略时
o
K α≈i
o ααππ⎪⎩
⎪⎨⎧圆筒壁平壁A
b t t Q λ2
1-=
λ
πL r r t t Q 2ln 1221-=()
t t A Q w -=α⎩⎨
⎧===被冷却被加热
3.04.0Pr Re 023.08.0n n Nu n n
p c du d )
((023.08.0λμμρλα=2
.08
.0d
u ∝αi o
i i o i m o o o d d d d R d bd R K αλα111+
+++=m
t KA Q ∆=
2)传热面积A :套管换热器: 列管换热器:
3)传热平均温度差(对数平均温度差): 6.热平衡方程:
无相变化时:)()(1221t t C W T T C W Q c m mc h p mh -=-= 有相变时:r W R W Q mc mh ==
1
2
1
2ln t t t t t m ∆∆∆-∆=
∆dl
A π=dl
n A π=。