化工原理复习总结知识点
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化工原理知识点总结期末一、化工原理的基础知识1. 化学反应原理化学反应是指原子或者分子之间的化学变化。
化学反应的类型包括合成反应、分解反应、置换反应和氧化还原反应等。
化学反应速率由浓度、温度、压力、催化剂等因素影响。
2. 化学平衡原理化学平衡是指反应物和生成物的浓度达到一定比例的状态。
根据化学平衡定律,反应物和生成物的浓度比例由反应的热力学性质决定,并受到温度、压力或者浓度的影响。
3. 化学动力学化学动力学研究化学反应速率和反应机理的关系。
根据化学反应速率公式可以推导出各种反应速率与浓度、温度、压力等因素的关系。
4. 化工流程图化工流程图是化工生产过程的图示表示,包括物料流程图、能量流程图和设备图等。
根据化工流程图可以设计化工生产过程,并进行操作控制。
5. 化工物性化工物性包括物质的物理性质和化学性质两个方面。
物质的物理性质包括密度、粘度、熔点和沸点等;物质的化学性质包括化学反应性、溶解度和稳定性等。
6. 化工热力学化工热力学研究能量转化和传递的原理。
根据热力学定律可以推导出系统的能量平衡和热效率等问题。
7. 化工传质学化工传质学研究物质的传输和分离原理。
根据传质学理论可以设计分离设备和传质设备,提高化工生产效率。
8. 化工反应工程化工反应工程研究化学反应的工程化原理。
根据反应工程理论可以设计反应器和催化剂,优化反应条件。
9. 化工系统控制化工系统控制研究化工生产过程的控制原理。
根据系统控制理论可以设计控制系统和自动化装置,提高化工生产的稳定性和可靠性。
10. 化工安全与环保化工安全与环保研究化工生产过程的安全和环保原理。
根据安全与环保理论可以设计安全设备和环保装置,保障化工生产的安全和环保。
二、化工原理的应用1. 化工生产过程化工生产过程包括化学反应、传质过程、分离过程和能量转化过程等。
根据化工原理可以设计化工生产装置和优化生产过程,提高产品质量和降低成本。
2. 化工产品制备化工产品制备包括化工原料的合成、加工和制备等。
化工原理知识点总结一、化工原理的概念和基本原理1. 化工原理的概念化工原理是指研究化工过程中各种物质变化和能量变化规律的科学。
化工原理是化学工程学科的基础,它研究化工过程中的化学反应、物质传递、热力学、流体力学等基本原理和规律。
2. 化工原理的基本原理化工原理的基本原理包括热力学、化学反应动力学、物质传递和流体力学等方面的基本原理。
(1)热力学热力学是研究物质的能量转化规律和能量平衡的科学。
在化工过程中,热力学原理适用于研究热平衡、热力学循环、热力学分析等方面的问题。
(2)化学反应动力学化学反应动力学是研究化学反应速率和影响因素的科学。
化工过程中的化学反应速率、反应机理、反应平衡等问题都需要运用化学反应动力学的原理进行分析和研究。
(3)物质传递物质传递是指物质在不同相之间的传递过程,包括物质的扩散、对流,以及传质设备的设计和运行原理等问题。
(4)流体力学流体力学是研究流体运动规律和流体性质的科学。
在化工过程中,很多问题都需要用到流体力学原理,如管道输送、泵的选择和设计、流体混合等方面的问题。
这些基本原理是化工原理研究的基础,它们为化工过程的设计、优化和运行提供了理论支持和技术指导。
二、化工过程的热力学分析1. 化学平衡在化工过程中,化学反应是一个重要的环节,化学反应的平衡状态对于产品的质量和产率有很大的影响。
因此,分析化学平衡是化工过程设计和运行中的重要内容。
2. 热力学循环热力学循环是指利用热力学原理设计和运行的热力系统,如蒸汽发电系统、制冷系统等。
热力学循环的分析和设计对于提高能量利用率和节能减排具有重要意义。
3. 热力学分析热力学分析是指利用热力学原理对化工过程中的能量转化和热平衡进行分析。
热力学分析通常包括能量平衡、热效率、热损失等方面的内容,它是化工过程优化和节能改造的重要手段。
三、化工过程的化学反应动力学分析1. 反应速率反应速率是指化学反应中物质的转化速率,其大小受到温度、浓度、压力等因素的影响。
化工原理总结期末复习化工原理是化学工程学科的基础,是化工工程师必须掌握的重要知识。
化工原理包括了化学反应工程、传递现象和热力学三个方面的内容。
在本次的学习中,主要涉及了化学反应工程和传递现象的理论与实践,并对热力学的基本概念进行了回顾与总结。
下面将对这三个方面的知识进行具体的总结和回顾。
一、化学反应工程化学反应工程是化工原理中的重要内容,它研究了化学反应的基本原理、反应动力学以及反应系统的设计和操作。
在化学反应工程中,有几个重要的概念需要掌握。
1. 化学反应平衡化学反应平衡是指在一定条件下,反应物和产物浓度之间达到动态平衡的状态。
平衡常数K是反应系统平衡状态的定量指标,它表示了反应物和产物之间的相对浓度。
平衡常数的计算可通过热力学的方法,如Gibbs自由能和化学势的概念。
2. 反应动力学反应动力学研究的是化学反应的速率和速率方程。
速率方程描述了反应速率与反应物浓度之间的关系,它可以通过实验数据拟合得到。
反应速率受到几个因素的影响,包括反应物浓度、温度和催化剂等。
常用的反应动力学方程有零级、一级、二级反应等。
3. 反应器设计反应器设计是指根据反应动力学和传递现象等知识,选择合适的反应器类型,设计出达到预期反应效果的反应器。
常用的反应器类型有批量反应器、连续流动反应器、固定床反应器等。
反应器设计要考虑多个因素,包括反应器尺寸、热效应、控制方式等。
二、传递现象传递现象是化学反应工程中的另一个重要内容,涉及了物质和能量的传递过程。
在传递现象中,有几个基本概念需要了解。
1. 质量传递质量传递是指溶质从高浓度区向低浓度区的传递过程。
在化学反应工程中,质量传递过程常发生在液相中,如溶质在溶液中的扩散。
质量传递过程受到多个因素的影响,包括浓度差、传质系数等。
2. 热传递热传递是指热量从高温区向低温区的传递过程。
在化学反应工程中,热传递常发生在反应器中,如反应器内部的热量的扩散。
热传递过程受到多个因素的影响,包括温度差、热传导系数等。
化工原理知识点总结1. 流体力学- 流体静力学:压力的概念、流体静力学平衡、马里奥特原理、流体静压力的测量。
- 流体动力学:连续性方程、伯努利方程、动量守恒、流动类型(层流与湍流)、雷诺数。
- 管道流动:管道摩擦损失、达西-韦斯巴赫方程、摩擦因子的确定、管道网络分析。
2. 传热学- 热传导:傅里叶定律、导热系数、热阻、稳态与非稳态导热。
- 对流热传递:对流热流密度、牛顿冷却定律、对流给热系数。
- 辐射传热:斯特藩-玻尔兹曼定律、黑体辐射、角系数、有效辐射面积。
- 热交换器:热交换器类型、效能-NTU方法、传热强化技术。
3. 物质分离- 蒸馏:基本原理、平衡曲线、麦卡布-锡尔比法、塔板理论、塔内设备。
- 萃取:液-液萃取、固-液萃取、溶剂萃取、萃取平衡、萃取过程设计。
- 过滤与沉降:沉降原理、过滤操作、离心分离、膜分离技术。
- 色谱与电泳:色谱原理、色谱柱、电泳分离、毛细管电泳。
4. 化学反应工程- 化学反应动力学:反应速率、速率方程、活化能、催化剂。
- 反应器设计:批式反应器、半连续反应器、连续搅拌槽式反应器(CSTR)、管式反应器。
- 反应器分析:稳态操作、非稳态操作、反应器的稳定性分析。
- 催化反应工程:催化剂特性、催化剂制备、催化剂失活与再生。
5. 质量传递- 扩散现象:菲克定律、扩散系数、分子扩散与对流扩散。
- 质量传递原理:质量守恒、质量传递微分方程、边界条件。
- 吸收与解吸:气液平衡、吸收塔操作、解吸过程。
- 干燥过程:湿空气系统、干燥过程分析、干燥器设计。
6. 过程控制- 控制系统基础:控制系统组成、开环与闭环系统、控制器类型。
- 控制器设计:PID控制器、串级控制系统、比值控制系统。
- 过程动态分析:拉普拉斯变换、传递函数、系统稳定性分析。
- 先进控制策略:模糊控制、自适应控制、预测控制。
7. 化工热力学- 热力学第一定律:能量守恒、热力学过程、热力学循环。
- 热力学第二定律:熵的概念、熵增原理、卡诺循环。
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。
化工原理知识点总结复习重点化工原理是化学工程与工艺专业的一门基础课程,主要介绍化学工程与工艺中的物质平衡、能量平衡和动量平衡等基本原理及其应用。
下面是化工原理的知识点总结和复习重点的详细版:1.化学反应平衡-反应物与生成物的化学计量关系-反应的平衡常数与平衡常数表达式- Le Chatelier原理和平衡移动方向-改变反应条件对平衡的影响2.物质平衡-物质守恒定律-化学工程中常见的物质平衡问题-不可压缩流体的物质平衡-反应器中的物质平衡-非理想流动下的物质平衡3.能量平衡-能量的守恒定律-热力学一、二、三定律-热力学方程与热力学性质-各种热力学过程的分析-标准生成焓与反应焓-反应器中的能量平衡4.动量平衡-动量的守恒定律-流体的运动学性质-流体的连续性方程、动量方程和能量方程-流体的黏度、雷诺数与运动阻力-流体的流动模式与阻力系数5.质量传递-质量传递的基本概念和规律-质量传递过程中的浓度梯度-净质量流率和摩尔质量流率-质量传递的速率方程和传质系数-各种传质装置的设计和分析6.物料的流动-流体的本构关系和流变特性-流体的流变模型和流变学方程-各种物料的流动模式和流动参数-孔板、喷嘴、管道等流体动力装置的设计和分析7.反应工程学-反应器的分类与特性-反应速率方程和反应级数-决定反应速率的因素-等温、非等温反应的热力学分析-反应器的设计和分析8.分离工程学-分离过程的基本原理-平衡闪蒸和分馏过程-萃取、吸附和吸附过程-结晶和干燥过程-分离设备的设计和分析9.管道和设备-化工工艺流程图的绘制-管道的基本特性和设计原则-常见流体设备的结构和工作原理-设备的选择、设计和运行控制以上是化工原理的知识点总结和复习重点的详细版。
在复习时,需要重点掌握每个知识点的基本概念、原理和公式,并通过习题和实例进行巩固和应用。
同时,建议结合实际工程问题,加深对知识点的理解和运用能力。
851化工原理知识点总结一、化工原理基础1、化工原理的定义化工原理是研究化工反应过程、化工设备与化工产品性能的科学。
化工原理学是将物理、化学、工程学和数学原理应用于化工反应过程研究及化工生产的学科。
2、化工反应过程化工反应过程是指物质在化学、物理或生物因素作用下发生变化的过程。
化工反应过程是化工生产的基础。
化工反应原理是全面了解各种原料的物理化学特性,选择工艺条件,确定设备型号和操作要点的基础。
3、化工设备化工设备是进行化学反应、分离、提纯和储存化工产品的机械或设备。
化工设备的主要功能包括:各种化工反应设备、蒸馏器、析取设备、萃取设备、结晶器、过滤设备、离心机、混合、搅拌设备、搬运储存设备。
4、化工产物化工产品是通过工程化工反应和设备工艺过程获得的化学产品。
化工产品对社会的生产和生活有重要作用。
二、化工反应动力学化工反应动力学是研究化工反应速率与反应机理的科学。
化工反应速率是量化描述反应物质浓度与时间的关系。
1、反应动力学理论反应动力学理论是化工原理基础,了解反应动力学理论对化工操作有重要的指导作用。
2、反应速率反应速率是化学物质浓度随时间变化的速率,描述了反应的快慢。
3、反应速率常数与反应级数反应速率常数是描述反应物质转化速率规律的常数,反应级数是衡量化学反应中各参与组分对反应速率的影响程度的方式。
4、反应速率与温度、压力、浓度的关系化工反应速率与温度、压力、浓度的关系是化工操作中需要注意的因素,温度、压力、浓度对反应速率有一定的影响。
5、反应活性能及影响反应活性是指单位时间内1mol反应物所消耗的能量,影响反应活性的因素包括温度、浓度、催化剂等。
6、反应动力学模型反应动力学模型是描述化学反应动力学过程的数学方程。
7、反应机理反应机理是描述反应过程中反应物质转化成产物的详细过程。
三、催化反应催化反应是通过催化剂加速化学反应的过程,催化反应是化工工程中常见的重要反应过程。
催化剂是一种能够降低反应活化能,加快化学反应速率的物质。
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。
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 kg/m3 1atm =101325Pa====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<
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
突然缩小局部阻力系数ζ= ,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
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 +++=+++2222
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
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。
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.
O
Q qv H
H 1
管路h e ~ Q 离心泵的工作点
泵H ~ Q
泵 ~ qv
ηg P
z A ρ∆+
∆=A
N Q gH N Ne e ρη==
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:
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
φμr 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 =
μ
ρρ18)(2min g
d u p p t -=
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。
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
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
n
d
Pr Re 023.08.0λ
α=2
2121221212111
111αλδααλδα+⋅+⋅=+⋅+⋅=
=m m d d d d A A A A K K ⎪⎩⎪⎨
⎧圆筒壁平壁
A b t t Q λ2
1-=λ
πL r r t
t Q 2ln 1221-=
3.牛顿冷却定律
4.管内湍流时:
适用范围:光滑管,Re>104,<Pr<160;充分发展段,即L/d50或60;低粘度(<2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 :
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 ==
i
o K
αα111+=污垢热阻可忽略时 o
K α≈i
K α≈i
o ααππo
i ααππ结论:K 的值总是接近热阻大的一侧的α值。
金属壁的热阻可略
()
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 )
((023.08.0λ
μμρλα=2
.08
.0d
u ∝αi
o
i i o i m o o o d d d d R d bd R K αλα111++++=1
2
1
2ln t t t t t m ∆∆∆-∆=
∆dl A π=dl n A π=m
t KA Q ∆=。