华东理工,化工原理第三章01
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华东理工大学化工原理(上下册合集
化工原理（上册）小结第一章 流体流动管路计算 伯努利方程 流动阻力（直管阻力、局部阻力）Vs=Vs 1+Vs 2 连续性方程 静力学方程 流量计 λ~Re压强p （绝对压强、表压、真空度）、流速u 雷诺数Re 、粘度μ、流动类型(滞流、湍流、过渡流)、摩擦系数λ、流动阻力（∑h f 、H f 、∆p f ）、有效功We 、有效压头He 、有效功率Ne第二章 流体输送设备工作原理和主要部件（气缚现象）基本方程式（H ∞~Q 、β、n 、D ）性能参数（Q 、H 、η、N ）和特性曲线（H~Q 、η~Q 、N~Q ）离心泵 性能改变和换算（ρ、μ、n 、D ）气蚀现象和允许吸上高度（允许吸上真空度、汽蚀余量）液体输送设备 工作点与调节（流量调节、并联组合、串联组合）类型和选择其他泵（往复泵、计量泵、旋转泵、旋涡泵）气体输送设备和压缩设备第三章 非均相物系的分离沉降速度u t重力沉降降尘室（V s ≤blu t ）沉降离心沉降速度、分离因素 临界直径f （D,Vs ）离心沉降 原理 分离效果旋风分离器 性能 分离效率（总效率、粒级效率）型式 压降恒压过滤方程式及应用（K 、q e 、θe 、k 、s 、υ）过滤 过滤设备：板框过滤机、叶滤机、转筒真空过滤机（原理、操作、生产能力）滤饼洗涤（横穿法、置换法、θw 、w d dV ⎪⎭⎫⎝⎛θ、Ed dV ⎪⎭⎫ ⎝⎛θ）第四章 传热传热计算 ()()c c pc c h h ph h mr W t t c W Q r W T T c W Q t KS Q 1221−=−=∆=放吸i o si so m o i i o o o d d R R d bd d d K ++++=λαα11 1212ln t t t t t m ∆∆∆−∆=∆n e i i R d Pr 023.08.0λα=傅立叶定律、牛顿冷却定律导热系数、对流传热系数、总传热系数、平均温度差、传热效率、传热单元数夹套间壁 蛇管类型 混合 套管 固定管板蓄热 列管 U 型管换热器 新型换热器 浮头式间壁式换热器传热的强化途径第五章 蒸 发蒸发器：生产能力Q 、生产强度U （强化途径）、结构单效蒸发：Δ、W 、D 、D/W多效蒸发：操作流程（优点、缺点、应用场合）多效蒸发和单效蒸发的比较（多效：Δ大、D/W 小、Q 小、U 小）化工原理（下册）小结蒸馏：平衡蒸馏、简单蒸馏、间歇蒸馏、相对挥发度、理论板、恒摩尔流、回收率、回流比、进料热状况参数、全回流、最小回流比、板效率、理论板当量高度吸收：亨利系数、溶解度系数、相平衡常数、分子扩散、菲克定律、漂流因素、扩散系数、双膜理论、溶质渗透理论、表面更新理论、吸收速率方程式、吸收系数、气膜控制、液膜控制、回收率、液气比、脱吸因素、等板高度、传质单元高度、施伍德准数、施密特准数、伽利略准数蒸馏及吸收塔设备：板式塔1．塔板类型：泡罩塔板、筛板、浮阀塔板的特点2．流体力学性能: 塔板压降、液泛、雾沫夹带、漏液、液面落差影响因素、负荷性能图3．浮阀塔设计：理解4．塔板效率的表示法及影响因素填料塔1．填料特性：比表面积、空隙率、填料因子（干填料因子，湿填料因子）2．填料塔的流体力学性能：压强降（恒持液区、载液区、液泛区、载点、泛点）、液泛（影响因素：填料特性、流体的物理性质、液气比）、润湿性能3．填料塔的计算、附件、与板式塔的比较：了解干燥：干燥系统的热效率、等焓干燥、非等焓干燥、平衡水分、自由水分、结合水分、非结合水分、恒定干燥条件、干燥速率曲线、干燥速率、临界含水量、恒速干燥阶段、降速干燥阶段。
华东理工大学《801化工原理》历年考研真题(含部分答案)专业课考试试题
目 录
2000年华东理工大学化工原理考研真题
2001年华东理工大学化工原理考研真题
2002年华东理工大学化工原理考研真题
2003年华东理工大学化工原理考研真题
2004年华东理工大学化工原理考研真题
2005年华东理工大学化工原理考研真题（含部分答案）
2006年华东理工大学461化工原理考研真题
2007年华东理工大学401化工原理考研真题及详解
2008年华东理工大学801化工原理考研真题
2009年华东理工大学801化工原理考研真题
2010年华东理工大学801化工原理考研真题
2011年华东理工大学801化工原理考研真题（回忆版）
2012年华东理工大学801化工原理考研真题（回忆版）
2013年华东理工大学801化工原理考研真题（回忆版）
2014年华东理工大学801化工原理考研真题（回忆版）
2015年华东理工大学801化工原理考研真题（回忆版1）
2015年华东理工大学801化工原理考研真题（回忆版2）。
化学反应工程原理(华东理工大学版)第三章答案
华东版3-1 解：01AA Ax c kt x =- 把数据代入得100.2min A c k -= 当x A =0.75时解得t=15min所以，增加的时间为15-5=10min 3-2 解：()()110111nn A A x n c kt ---=+- （式A ）把x A =0.75和t=10min 代入解得100.1n A c k -= 再把t=30min 代入（式A ）解得x A =1.25所以，转化率应为1 3-3解：设反应动力学方程为：nA Adc kc dt-= 则()()110111nn A A x n c kt ---=+-，且c A0=1因此有()()()()1110.811810.91118nnn k n k ---=+--=+-解得：n=2;k=0.5L/mo l ·min -13-41）计算进料中酸、醇和水的摩尔浓度c A0、c B0、c S0（注意进料中水的浓度c S0不为0）。
2）列出当酸的转化率为x A 时，各组分浓度的表示式：()0000001A A A B B A A R A A S S A Ac c x c c c x c c x c c c x =-=-==+3)将上列各式及各组分初浓度代入反应速率式，整理得()627.931010.220.1 2.58A A A dx x x dt-=-⨯-+ 4）计算转化率达35%所需的时间为()0.35627.931010.220.1 2.58AA A dx t x x -=⨯-+⎰上述积分可查积分表用公式计算，也可用MA TLAB 语言的quad 解算子计算，结果为 71532t s h =≈5）计算所需反应器体积。
先计算每天的反应批数，再计算每m 3反应体积每天的生产量，然后再计算达到要求产量所需反应器体积。
答案为 V R =51.9m 3 3-51)设酯的平衡转化率为x Ae ，将平衡时各组分浓度代入化学平衡方程得：()()221.1510.2191.151148.76 1.151AeAe Ae x x x =--化简整理上述方程并求解得90.8%Ae x =2）此题解法与3-4中的步骤2～4相同，答案为t=276min 3）此时各组分的浓度为酯：0.207mol/L ；水：47.816 mol/L ；醇、酸：0.910 mol/L ； 反应物系的组成为酯：0.414%；水：95.80%；醇、酸：1.82%； 3-6对可逆放热反应，当反应温度过低时，因反应速率过低转化率偏低，当反应温度过高时，转化率又会受化学平衡的限制。
华东理工大学化工原理课件
A
式中：A——垂直于流动方向的管截面积 已知速度分布 ur 的表达式，求平均流速：
∫ u dA u=
A r
A
（3）质量流速G
单位时间内流体流过管道单位截面积的流体质量称为 质量流速G，其单位为 Kg/(m 2 ⋅ s)。
qm G= = uρ A
（4）质量守恒方程
取截面1-1至2-2之间 的管段作为控制体 （欧拉法，截面固定）
1.3.2 机械能守恒
根据牛顿第二定律固体质点运动，无摩擦（理想条件） 机械能＝位能＋动能＝常数 流体流动，无摩擦（理想流体，无粘性μ＝0、F＝0、 τ＝0） 机械能＝位能＋动能＋压强能＝常数
u2 = 常数 单位质量流体所具有的机械能＝ gz + + ρ 2 p
1.3.2 机械能守恒
（1）沿轨线（拉格朗日考察法，是某一流体质点的轨迹）的机械能守 恒 1 ∂p 立方体微元所受各力平衡（静止）： X − =0 ρ ∂x 在运动流体中，立方体微元表面不受剪应力，微元受力与静止流 体相同，但受力不平衡造成加速度，即： 1 ∂p dux X− = ρ ∂x dt 设流体微元在dt时间力位移dl，它在x轴上的分量位dx，将dx乘 上式各项得： 1 ∂p du dx 1 2 X− dx = x dx = dux = ux dux = dux ρ ∂x dt dt 2
对于其他表面，也可以写出相应的表达式
②体积力
设单位质量流体上的体积力在x方向的分量为x （N/Kg），则微元所受的体积力在x方向的分量 为 xρδxδyδz ，该流体处于静止状态，外力之和必 等于零、对x方向，有：
∂p δ x ∂p δ x (p− )δ yδ z − ( p + )δ yδ z + x ρδ xδ yδ z = 0 ∂x 2 ∂x 2
式中：A——垂直于流动方向的管截面积 已知速度分布 ur 的表达式，求平均流速：
∫ u dA u=
A r
A
（3）质量流速G
单位时间内流体流过管道单位截面积的流体质量称为 质量流速G，其单位为 Kg/(m 2 ⋅ s)。
qm G= = uρ A
（4）质量守恒方程
取截面1-1至2-2之间 的管段作为控制体 （欧拉法，截面固定）
1.3.2 机械能守恒
根据牛顿第二定律固体质点运动，无摩擦（理想条件） 机械能＝位能＋动能＝常数 流体流动，无摩擦（理想流体，无粘性μ＝0、F＝0、 τ＝0） 机械能＝位能＋动能＋压强能＝常数
u2 = 常数 单位质量流体所具有的机械能＝ gz + + ρ 2 p
1.3.2 机械能守恒
（1）沿轨线（拉格朗日考察法，是某一流体质点的轨迹）的机械能守 恒 1 ∂p 立方体微元所受各力平衡（静止）： X − =0 ρ ∂x 在运动流体中，立方体微元表面不受剪应力，微元受力与静止流 体相同，但受力不平衡造成加速度，即： 1 ∂p dux X− = ρ ∂x dt 设流体微元在dt时间力位移dl，它在x轴上的分量位dx，将dx乘 上式各项得： 1 ∂p du dx 1 2 X− dx = x dx = dux = ux dux = dux ρ ∂x dt dt 2
对于其他表面，也可以写出相应的表达式
②体积力
设单位质量流体上的体积力在x方向的分量为x （N/Kg），则微元所受的体积力在x方向的分量 为 xρδxδyδz ，该流体处于静止状态，外力之和必 等于零、对x方向，有：
∂p δ x ∂p δ x (p− )δ yδ z − ( p + )δ yδ z + x ρδ xδ yδ z = 0 ∂x 2 ∂x 2
化工原理_第三版_陈敏恒_课件_华东理工内部第03章
3.2 混合机理 3.2.1 搅拌器的两个功能 （1）总体流动 将流体输送到搅拌釜内各处 大尺度宏观混合。
（2）强剪切或高度湍动 产生剪切力场或旋涡 小尺度宏观混合，促进微观混合。 注意：流体不是靠桨叶直接打碎的，而是靠高剪 切力场撕碎的。
射流现象
作用 ①夹带 ②剪切, 脉动
3.2.2 均相液体的混合机理 （1）低黏度液体的混合 总体流动+高度湍动 最小液团尺寸为10μm量级 （2）高黏度及非牛顿流体的混合 多处于层流状态——混合机理主要依赖于 充分的总体流动。 3.2.3 非均相物系的混合机理 （1）液滴或气泡的分散
(3) 偏心安装 ——破坏循环回路 的对称性 (录像)
(4) 装导流筒——避免短路及死区
3.4 搅拌功率 3.4.1 混合效果与功率消耗 功率消耗 P =ρgHqV 增加功率——改善混合效果 能量合理有效利用——与桨形、尺寸选择有关 大尺度：qv大；小尺度：H大；→P大 对搅拌器,要求能消耗更多的功率（如设置挡 板）,以获得较好的搅拌效果。（与泵不同） 搅拌器设计：不是设法提高效率η，而是设法增 加功率P。尽管如此，搅拌装置仍存在能量的有 效利用。 如需要快速分布，要有大流量； 如需要高破碎度，要有高湍动。
（3）气泡尺度的分布 原理基本相同，但气液界面张力比液液界面 张力为大，气液密度差大，大气泡易浮升到液 面，因此分散更加困难。
（3）搅拌器的性能 3.3.1 常用搅拌器的性能 （1） 旋桨式搅拌器(录像) qV大，H小，轴向流出 叶片端速度5~15m/s 适于低黏度液体 μ<10Pa· s （2） 涡轮式搅拌器(录像) qV小，H大，径向流出 叶片端速度3~8m/s 适于中等黏度液体 μ<50Pa· s
1
3.4.3 搅拌功率的分配
华东理工化工原理思考题
华东理工大学化工原理思考题(根据其精品课程网站下载)第一章流体流动问题1. 什么是连续性假定? 质点的含义是什么? 有什么条件?答1．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。
质点是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。
问题2. 描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?答2．前者描述同一质点在不同时刻的状态；后者描述空间任意定点的状态。
问题3. 粘性的物理本质是什么? 为什么温度上升, 气体粘度上升, 而液体粘度下降?答3．分子间的引力和分子的热运动。
通常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；温度上升，热运动加剧，粘度上升。
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，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。
问题4. 静压强有什么特性?答4．静压强的特性：①静止流体中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等；③压强各向传递。
问题5. 图示一玻璃容器内装有水，容器底面积为8×10-3m2，水和容器总重10N。
(1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向)；(2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少？哪一侧的压力大？为什么？题5附图题6附图答5．1）图略，受力箭头垂直于壁面、上小下大。
2）内部压强p=ρgh=1000×9.81×0.5=4.91kPa；外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa<内部压强4.91kPa。
因为容器内壁给了流体向下的力，使内部压强大于外部压强。
问题6.图示两密闭容器内盛有同种液体，各接一U形压差计，读数分别为R1、R2，两压差计间用一橡皮管相连接，现将容器A连同U形压差计一起向下移动一段距离，试问读数R1与R2有何变化？(说明理由)答6．容器A的液体势能下降，使它与容器B的液体势能差减小，从而R2减小。
华东理工大学化工原理学习指导
5
ρ=
M T0 p 29 273 = × = 1.206kg / m 3 22.4 Tp 0 22.4 293
液体密度通常可视作不可压缩流体，认为它只与温度有关。液体密度可查教材附录。 2．压强换算 单位换算：压力可以用流体柱高度来表示，它们的换算可以用下式
p = ρgh
2 2
1-6
此外，压力的单位除 Pa(=N/m )外，有 kgf/cm ，atm，等等。要掌握它们之间的换算关系。 基准换算：压力分为绝压、表压、真空度。压力表读数就是表压，即绝对压力比大气压 高出多少； 真空表读数就是真空度， 即绝对压力比大气压低多少。 真空度实际上就是负表压。 例2 2MPa(表压)压力等于几公斤压力，相当于几米水柱。 解：绝对压力为
5
图 1.3 量。
风量的测定
3
已知指示剂为水，R 为 20mm，风机吸入管直径为 300mm，空气密度为 1.2kg/m ，求风机的风 解： 先取图 1.3 中所示的 1-1 和 2-2 截面， 注意截面选取在垂直于流动方向， 且在均匀流段、 已知数最多。1-1 截面为大截面，可视作速度为零。由 1-1 至 2-2 排柏努利方程
三、阻力损失
1．流体流动类型 流体流动存在两种不同的类型，即层流和湍流。圆直管内流体的层流和湍流在很多方 面存在着区别，如速度分布、流动阻力、传热传质速率等方面，但是本质区别在于是否存在 流体质点的脉动性。 流体流动类型的判据是雷诺数
Re =
duρ
µ
=
dG
µ
1-9
对于液体，计算 Re 数时采用 duρ/μ比较多，而对于气体，采用 dG/μ更为方便。 流体流动类型通常可用三区两类型概括。当 Re<2000 时，为稳定的层流区；当 Re>4000 时，为稳定的湍流区；当 2000<Re<4000 时，为过渡区，有时为层流，有时为湍流。 雷诺数对于后续的学习内容很重要，时常会遇到，它的物理意义可以分析如下：
ρ=
M T0 p 29 273 = × = 1.206kg / m 3 22.4 Tp 0 22.4 293
液体密度通常可视作不可压缩流体，认为它只与温度有关。液体密度可查教材附录。 2．压强换算 单位换算：压力可以用流体柱高度来表示，它们的换算可以用下式
p = ρgh
2 2
1-6
此外，压力的单位除 Pa(=N/m )外，有 kgf/cm ，atm，等等。要掌握它们之间的换算关系。 基准换算：压力分为绝压、表压、真空度。压力表读数就是表压，即绝对压力比大气压 高出多少； 真空表读数就是真空度， 即绝对压力比大气压低多少。 真空度实际上就是负表压。 例2 2MPa(表压)压力等于几公斤压力，相当于几米水柱。 解：绝对压力为
5
图 1.3 量。
风量的测定
3
已知指示剂为水，R 为 20mm，风机吸入管直径为 300mm，空气密度为 1.2kg/m ，求风机的风 解： 先取图 1.3 中所示的 1-1 和 2-2 截面， 注意截面选取在垂直于流动方向， 且在均匀流段、 已知数最多。1-1 截面为大截面，可视作速度为零。由 1-1 至 2-2 排柏努利方程
三、阻力损失
1．流体流动类型 流体流动存在两种不同的类型，即层流和湍流。圆直管内流体的层流和湍流在很多方 面存在着区别，如速度分布、流动阻力、传热传质速率等方面，但是本质区别在于是否存在 流体质点的脉动性。 流体流动类型的判据是雷诺数
Re =
duρ
µ
=
dG
µ
1-9
对于液体，计算 Re 数时采用 duρ/μ比较多，而对于气体，采用 dG/μ更为方便。 流体流动类型通常可用三区两类型概括。当 Re<2000 时，为稳定的层流区；当 Re>4000 时，为稳定的湍流区；当 2000<Re<4000 时，为过渡区，有时为层流，有时为湍流。 雷诺数对于后续的学习内容很重要，时常会遇到，它的物理意义可以分析如下：
华东理工大学化工原理考研大纲
华东理工大学《化工原理》课程研究生入学考试复习大纲考试用教材：《化工原理（第三版）》陈敏恒、丛德滋、方图南、齐鸣斋编，化学工业出版社2006参考书：《化工原理详解与应用》丛德滋、丛梅、方图南编，化学工业出版社2002复习大纲：第一章流体流动概述流体流动的两种考察方法；流体的作用力和机械能；牛顿粘性定律。
静力学静止流体受力平衡得研究方法；压强和势能得分布；压强的表示方法和单位换算；静力学原理的工程应用。
守恒原理质量守恒；流量，平均流速；流动流体的机械能守恒（柏努利方程）；压头；机械能守恒原理的应用；动量守恒原理及其应用。
流体流动的内部结构层流和湍流的基本特征；定态和稳态的概念；湍流强度和尺度的概念；流动边界层及边界层分离现象；管流数学描述的基本方法；剪应力分布。
流体流动的机械能损失沿程阻力损失（湍流阻力）的研究方法———“黑箱法”；当量的概念（当量直径，当量长度，当量粗糙度）；局部阻力损失。
管路计算管路设计型计算的特点、计算方法（参数的选择和优化，常用流速）；管路操作型计算的特点、计算方法；阻力损失对流动的影响；简单的分支管路和汇合管路的计算方法；非定态管路计算（拟定态计算）。
流量和流速的测量毕托管、孔板流量计、转子流量计的原理和计算方法非牛顿流体的流动非牛顿流体的基本特性。
第二章流体输送机械管路特性被输送流体对输送机械的基本能量要求；管路特性方程；带泵管路的分析方法——过程分解法。
离心泵泵的输液原理；影响离心泵理论压头的主要因素（流量、密度及气缚现象等）；泵的功率、效率和实际压头；离心泵的工作点和流量调节方法；离心泵的并联和串联‘离心泵的安装高度、气蚀余量；离心泵的选用。
其它泵容积式泵的工作原理、特点和流量调节方法（以往复泵为主）。
气体输送机械气体输送的特点及全风压的概念；气体输送机械的主要特性；风机的选择；压缩机和真空泵的工作原理，获得真空的方法。
第三章液体搅拌典型的工业搅拌问题；搅拌的目的和方法；搅拌装置，常用搅拌浆的型式，挡板及其它构件；混合效果的度量（均匀性的标准偏差、分割尺度和分割强度）；混合机理；搅拌功率；搅拌器经验放大时需要解决的问题。
物理化学 华东理工第三章1-1
V
0
VBdnB
0
VAdnA nBVB nAVA V
（3）集合公式
X dX T X dT dp p p,n j T ,n j
K n i K i 1 0 1 i i
K i 1
X i d ni
xB=0.207
def
X n i
T , p,n j i
V
V dn
0 B
1
B
VB
（ 2 ）一定状态、一定浓度 xB 的溶液，可视
为是以A和B的比例等于溶液浓度的混合方式
同时加入的。
0.207mol B
0.793mol A
xB=0.207
0.207 0.793
以体积V 代替X 进行说明 （1）在20℃、101325Pa下， H2O(A)与
C2H5OH(B)混合
若体积具有加和性，则：
id * * * * * Vm x AVA xBVB (VA VB ) x A VB ~ y kx b
id 实际： Vm Vm
（ 2）在 20℃ 、 101325Pa下，不断将 C2H5OH(B) 加入10 mol H2O(A)中 若体积具有加和性，则：
dGi = -Si dT + Vi dp
如：H i U i pVi
Ai U i TSi
G / p T ,n
V Vi n i
j
V
T , p ,n ji T ,n j
G / p T ,n j ni T , p ,n ji G i p T ,n j
化工原理第3章第3节讲
01
化工原理第3章主要介绍了传热的基本原理和应用，包括热传 导、对流和辐射三种传热方式。
02
该章还涉及了换热器的设计、计算和选型，以及传热过程的 强化与优化。
03
此外，还介绍了传热在工业生产中的应用，如加热、冷却、 蒸发和冷凝等过程。
章节重点与难点
重点
传热的基本原理，换热器的设计、计 算和选型，传热过程的强化与优化。
掌握了实验技能，能够进 行基本的化工实验和数据 处理。
对未来学习的建议和展望
01
深入学习化工原理的其他章节和领域，如分离工程、生化工程等，以 建立完整的化工知识体系。
02
学习先进的计算方法和仿真技术，如人工智能、大数据等，以适应化 工行业的技术发展和需求。
03
了解化工行业的最新动态和趋势，关注绿色化工、可持续发展的相关 研究和实践。
2. 传热速率方程
描述传热速率与传热面积、温差 、传热系数等因素关系的方程。
节重点与难点解析
理解传热速率方程的意义和应用。
掌握传热的基本方式及其特点。1Leabharlann 重点0103 02
节重点与难点解析
01
熟悉传热过程的计算方法。
02
2. 难点
传热过程中各因素之间的相互影响和制约关系。
03
节重点与难点解析
化工原理第3章第3节讲
• 引言 • 化工原理第3章概述 • 化工原理第3章第3节详解 • 实际应用案例 • 总结与展望
01
引言
主题简介
本节主题为“化学反应动力学”，主 要探讨化学反应速率及其影响因素。
化学反应动力学是研究化学反应速率 变化规律的科学，对于化工生产过程 中的反应控制和优化具有重要意义。
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6.1 其他混合设备 1. 静态混合器 2. 管道混合器
3. 射流混合器 4. 气流搅拌器
本次讲课习题： 第三章 1~3
适于高粘度液体、颗粒悬浮液 能防止器壁沉积现象
3.2 强化过程的工程措施 不利因素——抑制；有利因素——调动
3.2.1 不利因素 1. 打旋
卷入空气 电机负荷不稳定 液体溢出 2．流体走短路 qV不足 有死区
3.阻力不足 能量加不进、打滑
3.2.2 工程措施： 1. 提高转速——提高流量qV、压头H 2. 加挡板——消除打旋，增加阻力
四块挡板——全挡板
3. 偏心安装 ——破坏循环回路
的对称性
4. 装导流筒——避免短路及死区
4 搅拌功率 4.1 混合效果与功率消耗 功率消耗 P =ρgHqV 增加功率—改善混合效果 能量合理有效利用—与浆形、尺寸选择有关 4.2 功率曲线 1．影响因素P =f(d, ρ,n,μ,h,D……) 无因次化
——看放大准则 几何相似放大——便于用同一根功率曲线
5.2 放大准则
Байду номын сангаас1．
ReM
nd 2
不变，
n1d12n2d22
P
2. 单n13位d12 体积n2能3d2耗2，V 0 不变， Pn3d5 , V0 d3 3. 叶片端部切向速度不变， n1d1n2d2
4.
qV H
不变，d 1 d 2
n1 n2
具体要看混合效果，可能这四个准则都不适用， 须找新的放大规律。
1．调匀度 I
CA0
VA VA VB
I CA C A0
当CA<CA0
I 1CA 1 CA0
平均调匀度
当CA>CA0
I
1 n
n i 1
Ii
2．分隔尺度 调匀度与取样尺寸有关
气泡直径 液滴直径 颗粒直径
3. 宏观混合与微观混合 设备尺度混合——总体流动 旋涡尺度混合——剪切力场 （液滴大小分布、气泡大小分布） 分子尺度混合——分子扩散
当P=Kρn3d5为一定值时
qV
8
d 3
或
H
qV H
1
8
n5
小直径，高转速——强剪切力场 大直径，低转速——大流量 转速与直径可根据要求而人为调整
5 搅拌器的放大 5.1 放大过程（设计）
小试→中试→工业设计，逐级放大 设计中要解决： 1. 搅拌器的类型、搅拌釜的形状
——看工艺过程特点 2. 几何尺寸、转速n、功率P
2 混合机理 2.1 搅拌器的两个功能 1．总体流动——将流体输送到搅拌釜内各处
大尺度宏观混合
2．强剪切或高度湍动——产生剪切力场或旋涡 小尺度宏观混合，促进微观混合
注意：流体不是靠浆叶直接打碎的，而是靠高剪 切力场撕碎的。
射流现象
作用 ①夹带 ②剪切, 脉动
2.2 均相液体的混合机理 2.2.1 低粘度液体的混合
3 搅拌器的性能 3.1 常用搅拌器的性能 1. 旋浆式搅拌器 qV大，H小，轴向流出 叶片端速度5~15m/s 适于低粘度液体
μ<10Pa·s 2. 涡轮式搅拌器 qV小，H大，径向流出 叶片端速度3~8m/s 适于中等粘度液体
μ<50Pa·s
3. 大叶片低转速搅拌器 锚式、框式、螺带式 端部速度0.5~1.5m/s
n P 3d5 d2n,d h,D d
几何相似条件下，对应边成同一比例，h, D
都相同，
dd
此时， P
n3d5
d2n
2．功率曲线 功率准数K与搅拌雷诺数ReM的关系
实验结果为：
应用条件：几何相似 功率 P=Kρn3d5
4.3 搅拌功率的分配
PqVH q H V n n2d3 d3 q H Vd n
总体流动+高度湍动 最小液团尺寸为10μm量级 2.2.2 高粘度及非牛顿流体的混合 多处于层流状态——混合机理主要依赖于
充分的总体流动 2.3 非均相物系的混合机理 1．液滴或气泡的分散
界面张力是抗力，σ大不易分散 稳定时，液滴破碎与合并达到动态平衡 液滴大小分布不均的原因：
叶片附近—剪切强度大、液滴小 边角处—剪切强度小、液滴大 措施： ①尽量使釜内湍动程度均匀 ②加少量保护胶或表面活性剂，使液滴难以合并 2．固体颗粒的分散 细颗粒——打散颗粒团聚体 粗颗粒——全部颗粒离底悬浮 操作转速应大于悬浮临界转速
第三章 液体搅拌
1 概述 工业背景 1.1 搅拌的目的 1. 互溶液体的均匀混合 2. 多相物体的分散和接触
气泡分散于液体中 液滴分散于不互溶液体中 固体颗粒悬浮于液体中 3. 强化传热
1.2 搅拌器的类型
按工作原理可分两大类：
旋浆式：旋浆、螺带式、锚式、框式
涡轮式：涡轮、平直叶浆
1.3 混合效果的度量