化工传递过程基础(第三版)汇总
- 格式:ppt
- 大小:18.82 MB
- 文档页数:778
·105·第九章 质量传递概论与传质微分方程9-1 在一密闭容器内装有等摩尔分数的O 2、N 2和CO 2,试求各组分的质量分数。
若为等质量分数,求各组分的摩尔分数。
解:当摩尔分数相等时,O 2,N 2和CO 2的物质的量相等,均用c 表示,则O 2的质量为32 c ,N 2的质量为28 c ,CO 2的质量为44 c ,由此可得O 2,N 2和CO 2的质量分数分别为1320.308322844a cc c c==++ 2280.269322844a cc c c==++ 3440.423322844a cc c c==++ 当质量分数相等时,O 2,N 2和CO 2的质量相等,均用m 表示,则O 2的物质的量为m /32,N 2的物质的量为m /28,CO 2的物质的量为m /44,由此可得O 2,N 2和CO 2的摩尔分数分别为1/320.3484/32/28/44x m m m m ==++2/280.3982/32/28/44x m m m m ==++ 3/440.2534/32/28/44x m m m m ==++ 9-2 含乙醇(组分A )12%(质量分数)的水溶液,其密度为980 kg/m 3,试计算乙醇的摩尔分数及物质的量浓度。
解:乙醇的摩尔分数为A AA 1/0.12/460.05070.12/460.88/18(/)i i Ni a M x a M ====+∑溶液的平均摩尔质量为0.0507460.94931819.42M =×+×= kg/kmol乙醇的物质的量浓度为A A A 9800.0507 2.55819.42c C x x Mρ===×=kmol/m 39-3 试证明由组分A 和B 组成的双组分混合物系统,下列关系式成立:(1)A B AA 2A AB B d d ()M M x a x M x M =+;(2)A A 2A B A B A B d d a x aa M M M M = +。
化学工程基础—李德华编著(第三版)知识点汇总第一章 化学工业与化学工程掌握:1. 化工基础的主要研究内容是(三传一反)。
可以为一个空或四个空。
2. 化工生产过程可认为是由(化学反应过程)和(单元操作)所组成。
第7页。
3. 化工数据:我国法定计量单位是以(国际单位制)为基础的。
所有物理量都可以由(7)个基本单位导出。
会简单的换算。
了解:1. 化学与化工的区别和联系; 联系:化工以化学学科研究的成果为基础,化学通过化工来实现其研究价值。
区别:规模:“三传”(传动、传热、传质)对反应的影响;实现原料预处理和产物的后处理涉及了“单元操作”;经济性;安全性;环保;等等工程问题。
2. 化工过程开发的主要研究方法有哪些? 逐级经验放大法;数学模型放大法第二章 流体流动过程第一节 概述 知识点: 1. 流体是什么?流体是气体与液体的总称。
2. 流体具有哪些性质? 具有压缩性;无固定形状,随容器形状而变化; 受外力作用时内部产生相对运动第二节 流体静力学基本方程式 知识点: 1. 概念:密度,比体积,重点是压力垂直作用在单位面积上的力称为压强,习惯上称之为压力,用符号p 表示。
2. 压力中需掌握单位换算,以及绝对压力、真空度、表压、当地大气压之间的关系。
atm 1(标准大气压)O mH mmHg Pa 2533.1076010013.1==⨯=3.流体静力学方程式及适用条件,19页2-9。
(1)适用于重力场中静止、连续的同种不可压缩性流体;4.静力学方程在U形管上的压力测量。
重点是会选取等压面,等压面选取的条件是(静止的,连通的,同一种流体的同一水平面)。
第三节流体流动的基本方程式1.体积流量,质量流量,体积平均流速及它们之前的关系,并会简单的单位换算。
掌握公式22页的2-15,2-16。
2.定态流动时的连续性方程,即为质量流量为常数。
23页的2-20。
3.背过实际流体的伯努利方程,并理解每一项的物理意义。
13.2 课后习题详解(一)习题过程的方向和极限13-1 温度为30℃、水汽分压为2kPa的湿空气吹过如表13-1所示三种状态的水的表面时,试用箭头表示传热和传质的方向。
表13-1解:已知:t=30℃,P=2kPa,与三种状态水接触。
求:传热、传质方向(用箭头表示)查水的饱和蒸汽压以Δt为传热条件,为传质条件,得:表13-213-2 在常压下一无限高的填料塔中,空气与水逆流接触。
入塔空气的温度为25℃、湿球温度为20℃。
水的入塔温度为40℃。
试求:气、液相下列情况时被加工的极限。
(1)大量空气,少量水在塔底被加工的极限温度;(2)大量水,少量空气在塔顶被加工的极限温度和湿度。
解:已知:P=101.3kPa,,逆流接触。
求:(1)大量空气,少量水,(2)大量水,少量空气,(1)大量空气处理少量水的极限温度为空气的湿球温度(2)大量水处理少量空气的极限温度为水的温度且湿度为查40℃下,过程的计算13-3 总压力为320kPa的含水湿氢气干球温度t=30℃,湿球温度为t w=24℃。
求湿氢气的湿度H(kg水/kg干氢气)。
已知氢-水系统的α/k H≈17.4kJ/(kg·℃)。
解:已知:P=320kPa,t=30℃,氢水-水系统,求:H(kg水/kg干氢气)查得24℃下,13-4 常压下气温30℃、湿球温度28℃的湿空气在淋水室中与大量冷水充分接触后,被冷却成10℃的饱和空气,试求:(1)每千克干气中的水分减少了多少?(2)若将离开淋水室的气体再加热至30℃,此时空气的湿球温度是多少?图13-1解:已知:P=101.3 kPa,求:(1)析出的水分W(kg水/kg干气)(1)查水的饱和蒸汽压(2)设查得与所设基本相符,13-5 在t1=60℃,H1=0.02kg/kg的常压空气中喷水增湿,每千克的干空气的喷水量为0.006kg,这些水在气流中全部汽化。
若不计喷入的水本身所具有的热焓,求增湿后的气体状态(温度t2和湿度H2)。
化工传递过程基础概述化工传递过程是指在化工工艺过程中,物质的质量、能量、动量等通过传递方式从一个系统传递到另一个系统的过程。
化工传递过程是化工工艺的基础,对于化工工艺的设计、优化和控制都起着重要的作用。
在化工过程中,常见的传递过程包括质量传递、能量传递和动量传递。
质量传递是指物质在化工过程中的传递过程,常用的传递方式包括传递过程基础(如扩散、对流和反应等)及相关的传递机制(如浓度差、温度差、压力差等)。
能量传递是指热能在化工过程中的传递过程,常用的传递方式包括传导、对流和辐射。
动量传递是指动量在化工过程中的传递过程,常用的传递方式包括流动、压力和阻力。
质量传递扩散扩散是质量在化工过程中传递的一种基本方式。
在扩散过程中,物质会沿着浓度梯度从高浓度区域向低浓度区域传递。
扩散过程的速度与浓度差、扩散系数和传递距离等因素有关。
常见的扩散方程有弥散方程和菲克定律。
对流对流是质量传递中常用的一种方式,通过流体的运动将物质从一个地方传递到另一个地方。
对流传递可以分为自然对流和强制对流两种方式。
在自然对流中,传递过程由于密度差产生的浮力驱动;而在强制对流中,传递过程由外部施加的力(如搅拌、泵送等)驱动。
反应是化工过程中重要的一种质量传递方式。
在化学反应中,物质通过反应转化成另一种物质,并伴随着质量的传递过程。
反应速率常常与反应的浓度、温度和反应物之间的反应机理等因素有关。
能量传递传导传导是能量传递中的一种方式,是指通过物质的直接接触将热能从一个地方传递到另一个地方。
传导过程的速度与热传导系数、温度差和传递距离等因素有关。
常见的传导方程有傅里叶定律和斯廷定律。
对流对流也是能量传递中常用的一种方式,通过流体的运动将热能从一个地方传递到另一个地方。
对流传递可以分为自然对流和强制对流两种方式,原理与质量传递中的对流类似。
辐射是能量传递中的一种方式,是指通过电磁辐射将能量从一个地方传递到另一个地方。
辐射能量的传递与物体的温度、表面特性和辐射波长等因素有关。
化工传递过程基础总结化工传递过程是化学工程学科的基础,它是研究化学物质在不同状态下的传递现象的学科。
化工传递过程包括物质的传质、热传、动量传递等。
在化学工程中,化工传递过程是实现化学反应和物料加工的关键环节。
本文将介绍化工传递过程的基础知识,包括传质、热传和动量传递。
一、传质传质是指物质在不同相之间的传递现象,包括气体、液体、固体之间的传递。
传质过程是化学反应、物料加工等过程中的重要环节。
传质的速率取决于传质物质的性质、传质界面的性质、传质系统的温度、压力、浓度等因素。
1. 传质的基本概念传质过程可以分为扩散、对流和传递过程的组合。
扩散是指物质通过分子扩散的方式在不同相之间传递,其速率与浓度梯度成正比。
对流是指物质在流体中的传递,其速率与流体速度成正比。
传递过程是扩散和对流的组合,其速率取决于扩散和对流的贡献。
2. 传质的速率传质速率可以用传质通量来表示,传质通量是单位时间内通过传质界面的物质量。
传质通量可以用菲克定律来计算,菲克定律是指在扩散过程中,单位时间内通过单位面积传递物质的量与浓度梯度成正比,与传质物质的性质和传质界面的性质有关。
传质速率还可以用对流传质公式来计算,对流传质公式是指在对流过程中,传质通量与速度梯度成正比,与流体的性质和传质界面的性质有关。
3. 传质的机理传质的机理包括分子扩散、对流传递和物理吸附等。
分子扩散是指物质通过分子间的碰撞在不同相之间传递。
对流传递是指物质在流体中的传递,其速率受到流体的速度、流动方式、物质的性质等因素的影响。
物理吸附是指物质在传质界面上的吸附现象,吸附物质的性质、传质界面的性质等因素会影响吸附的速率。
二、热传热传是指热量在不同相之间的传递现象,包括传导、对流和辐射三种方式。
热传过程是化学反应、物料加工等过程中的重要环节。
热传的速率取决于热传物质的性质、热传界面的性质、热传系统的温度、压力等因素。
1. 热传的基本概念热传过程可以分为传导、对流和辐射三种方式。
化学工程基础—李德华编著(第三版)知识点汇总第一章 化学工业与化学工程掌握:1. 化工基础的主要研究内容是(三传一反)。
可以为一个空或四个空。
2. 化工生产过程可认为是由(化学反应过程)和(单元操作)所组成。
第7页。
3. 化工数据:我国法定计量单位是以(国际单位制)为基础的。
所有物理量都可以由(7)个基本单位导出。
会简单的换算。
了解:1. 化学与化工的区别和联系; 联系:化工以化学学科研究的成果为基础,化学通过化工来实现其研究价值。
区别:规模:“三传”(传动、传热、传质)对反应的影响;实现原料预处理和产物的后处理涉及了“单元操作”;经济性;安全性;环保;等等工程问题。
2. 化工过程开发的主要研究方法有哪些? 逐级经验放大法;数学模型放大法第二章 流体流动过程第一节 概述 知识点: 1. 流体是什么?流体是气体与液体的总称。
2. 流体具有哪些性质? 具有压缩性;无固定形状,随容器形状而变化; 受外力作用时内部产生相对运动第二节 流体静力学基本方程式 知识点: 1. 概念:密度,比体积,重点是压力垂直作用在单位面积上的力称为压强,习惯上称之为压力,用符号p 表示。
2. 压力中需掌握单位换算,以及绝对压力、真空度、表压、当地大气压之间的关系。
atm 1(标准大气压)O mH mmHg Pa 2533.1076010013.1==⨯=3.流体静力学方程式及适用条件,19页2-9。
(1)适用于重力场中静止、连续的同种不可压缩性流体;4.静力学方程在U形管上的压力测量。
重点是会选取等压面,等压面选取的条件是(静止的,连通的,同一种流体的同一水平面)。
第三节流体流动的基本方程式1.体积流量,质量流量,体积平均流速及它们之前的关系,并会简单的单位换算。
掌握公式22页的2-15,2-16。
2.定态流动时的连续性方程,即为质量流量为常数。
23页的2-20。
3.背过实际流体的伯努利方程,并理解每一项的物理意义。
化工传递知识点总结一、化工行业概述化工行业是指以天然资源(如石油、天然气、煤炭、矿石等)为原料,通过化学、物理或生物方法制造化工产品的行业。
化工行业涉及的产品种类繁多,包括塑料、橡胶、化肥、涂料、化工新材料、医药制剂、精细化工品等。
化工产品广泛应用于日常生活、工农业生产、工业制造等各个领域,是国民经济的重要组成部分。
二、化工基础知识1.化学反应原理化学反应是指物质之间因化学变化而发生的过程。
在化学反应中,原有的物质被转化为新的物质,这一过程伴随着能量的释放或吸收。
化学反应的原理包括能量守恒、质量守恒、原子不灭定律和化学键的断裂和形成等。
通过化学反应,原料可以得到转化为所需的化工产品。
2.化工原料化工原料是指用于生产化工产品的原始物质。
化工原料的种类繁多,主要包括有机物和无机物两大类。
有机物如石油、天然气、煤炭等是化工产品的主要原料,而无机物如矿石、氨、氯也是化工生产中不可或缺的重要原料。
3.化工流程化工流程是指将化工原料转化为化工产品的一系列连续操作。
化工流程包括了反应器的设计、操作实施、分离技术、产品纯化等多个环节。
化工流程的设计与优化对于化工生产的效率和产品质量至关重要。
4.化工设备化工设备是指用于进行化工生产的处理设备。
化工设备的种类非常多样,包括反应器、干燥设备、分离设备、输送设备、加热设备、冷却设备等。
化工设备的选型、设计与使用将直接影响生产效率和产品质量。
5.化工产品化工产品是指在化工生产中获得的各类化学品。
化工产品种类繁多,包括了基础化工产品、精细化工品、医药制剂、化肥、橡胶、塑料等。
化工产品广泛应用于民生和工业生产的各个领域。
三、化工生产过程1.化工产品的生产过程通常分为原料准备、反应、分离与纯化、制品精加工、产品留存等环节。
2.原料准备:包括储存、输送、配料等工序,以确保原料供给和生产连续进行。
3.反应过程:是将原料经过化学变化转化为产品的阶段,反应过程的控制与优化是化工生产的核心。
第13章热、质同时传递的过程13.1 复习笔记一、概述1.热、质同传的分类生产实践中的某些过程,热、质传递同时进行,热、质传递的速率互相影响。
此种过程大体上分两类。
(1)以传热为目的,伴有传质的过程:如热气体的直接水冷,热水的直接空气冷却等。
(2)以传质为目的,伴有传热的过程:如空气调节中的增湿和减湿等。
2.热气体的直接水冷为快速冷却反应后的高温气体,可令热气体自塔底进入,冷水由塔顶淋下,气液呈逆流接触。
在塔内既发生气相向液相的热量传递,也发生水的汽化或冷凝,即传质过程。
(1)塔下部气温高于液温,气体传热给液体。
同时,气相中的水汽分压p水汽低于液相的水汽平衡分压(水的饱和蒸气压P s),此时p水汽<p s,水由液相向气相蒸发。
在该区域内,热、质传递的方向相反,液相自气相获得的显热又以潜热的形式随汽化的水分返回气相。
因此,塔下部过程的特点是:热、质反向传递,液相温度变化和缓;气相温度变化急剧,水汽分压自下而上急剧上升,但气体的热焓变化较小。
(2)塔上部气温仍高于液温,传热方向仍然是从气相到液相,但气相中的水汽分压与水的平衡分压的相对大小发生了变化。
由于水温较低,相应的水的饱和蒸气压P s也低,气相水汽分压p转而高于液相平衡分压p e,水汽将由气相转向液相,即发生水汽的冷凝。
在该区域内,水汽液相既获得来自气相的显热,又获得水汽冷凝所释出的潜热。
因此,塔上部过程的特点是:热、质同向进行。
水温急剧变化。
3.热水的直接空气冷却(1)塔上部热水与温度较低的空气接触,水传热给空气。
因水温高于气温,液相的水汽平衡分压必高于气相的水汽分压(p s>p水汽),水汽化转向气相。
此时,液体既给气体以显热,又给汽化的水以潜热,因而水温自上而下较快地下降。
该区域内热、质同向传递,都是由液相传向气相。
(2)塔下部水与进入的较干燥的空气相遇,发生较剧烈的汽化过程,虽然水温低于气相温度,气相给液相以显热,但对液相来说,由气相传给液相的显热不足以补偿水分汽化所带走的潜热,因而水温在塔下部还是自上而下地逐渐下降。