化工原理重要概念和公式资料

《化工原理》重要概念第八章气体吸收吸收的目的和基本依据吸收的目的是分离气体混合物，吸收的基本依据是混合物中各组份在溶剂中的溶解度不同。

主要操作费溶剂再生费用，溶剂损失费用。

解吸方法升温、减压、吹气。

选择吸收溶剂的主要依据溶解度大，选择性高，再生方便，蒸汽压低损失小。

相平衡常数及影响因素m 、 E 、 H 均随温度上升而增大， E 、 H 与总压无关， m 反比于总压。

漂流因子P/P Bm 表示了主体流动对传质的贡献。

( 气、液 ) 扩散系数的影响因素气体扩散系数与温度、压力有关；液体扩散系数与温度、粘度有关。

传质机理分子扩散、对流传质。

气液相际物质传递步骤气相对流，相界面溶解，液相对流。

有效膜理论与溶质渗透理论的结果差别有效膜理论获得的结果为k ∝ D ，溶质渗透理论考虑到微元传质的非定态性，获得的结果为k ∝ D 0.5 。

传质速率方程式传质速率为浓度差推动力与传质系数的乘积。

因工程上浓度有多种表达，推动力也就有多种形式，传质系数也有多种形式，使用时注意一一对应。

传质阻力控制传质总阻力可分为两部分，气相阻力和液相阻力。

当 mky<<kx 时，为气相阻力控制；当 mky>>kx 时，为液相阻力控制。

低浓度气体吸收特点① G 、 L 为常量，② 等温过程，③ 传质系数沿塔高不变。

建立操作线方程的依据塔段的物料衡算。

返混少量流体自身由下游返回至上游的现象。

最小液气比完成指定分离任务所需塔高为无穷大时的液气比。

NOG 的计算方法对数平均推动力法，吸收因数法，数值积分法。

第九章液体精馏蒸馏的目的及基本依据蒸馏的目的是分离液体混合物，它的基本依据 ( 原理 ) 是液体中各组分挥发度的不同。

主要操作费用塔釜的加热和塔顶的冷却。

双组份汽液平衡自由度自由度为 2(P 一定， t ～ x 或 y ； t 一定， P ～ x 或 y) ； P 一定后，自由度为 1 。

泡点泡点指液相混合物加热至出现第一个汽泡时的温度。

《化工原理》重要公式第一章 流体流动牛顿粘性定律 dydu μτ= 静力学方程 g z p g z p 2211+=+ρρ 机械能守恒式 f e h u g z p h u g z p +++=+++2222222111ρρ 动量守恒 )(12X X m X u u q F -=∑雷诺数 μμρdGdu ==Re阻力损失 22u d l h f λ= ????dq d u h V f ∞∞ 层流 Re 64=λ 或 232d ul h f ρμ= 局部阻力 22u h f ζ= 当量直径 ∏=A d e 4 孔板流量计 ρP ∆=200A C q V ， g R i )(ρρ-=∆P第二章 流体输送机械管路特性 242)(8V e q g d d l z g p H πζλρ+∑+∆+∆= 泵的有效功率 e V e H gq P ρ=泵效率 ae P P =η最大允许安装高度 100][-∑--=f V g H gp g p H ρρ]5.0)[(+-r NPSH 风机全压换算 ρρ''TT p p = 第四章 流体通过颗粒层的流动物料衡算： 三个去向： 滤液V ，滤饼中固体）（饼ε-1V ，滤饼中液体ε饼V 过滤速率基本方程 )(22e V V KA d dV +=τ ， 其中 φμ012r K S -∆=P 恒速过滤 τ222KA VV V e =+ 恒压过滤 τ222KA VV V e =+生产能力 τ∑=V Q 回转真空过滤 e e q q n K q -+=2ϕ板框压滤机洗涤时间(0=e q ,0=S ) τμμτVV W W W W 8P P ∆∆=第五章 颗粒的沉降和流态化斯托克斯沉降公式 μρρ18)(2gd u p p t -=， 2Re <p重力降尘室生产能力 t V u A q 底=除尘效率 进出进C C C -=η 流化床压降 g A m p p)(ρρρ-=∆P 第六章 传热傅立叶定律 dndt q λ-=牛顿冷却定律 )(W T T q -=α努塞尔数 λαl Nu = 普朗特数 λμp C =Pr 圆管内强制湍流 b d Pr Re 023.08.0λα= 受热b=0.4,冷却b=0.3传热系数 2212111111d d R d d R K m αλδα++++=传热基本方程式 m t KA Q ∆= 2121ln t t t t t m ∆∆∆-∆=∆ 热量衡算式 )()(21222111t t C q T T C q Q p m p m -=-= 或 r q Q m 1=第七章 蒸发蒸发水量 )1(0ww F W -= 热量衡算 损Q Wr t t FC Dr Q ++-==)(000传热速率 )(t T KA Q -=溶液沸点 ∆+=0t t第八章 气体吸收亨利定律 Ex p e =，HC p e =； 相平衡 mx y e =费克定律 dzdC D J A AB A -= 传递速率 A A A Nx J N +=； )(21A A BmM A C C C C D N -=δ1212ln B B B B Bm C C C C C -= 对流传质 )()()()(x x k y y k C C k p p k N i x i y i L i g A -=-=-=-=总传质系数 x y y k m k K +=11传质速率方程式 )()(x x K y y K N e x e y A -=-=吸收过程基本方程式 my y y e y OG OG y y y a K G y y dy a K G N H H ∆-=-==⎰2112 对数平均推动力 22112211ln )()(mx y mx y mx y mx y y m -----=∆ 吸收因数法 ])1ln[(112221L mG mx y mx y L mG LmG N OG +----= 最小液气比 2121min )(x x y y G L e --= 物料衡算式 )()(2121x x L y y G -=-第九章 液体精馏相平衡常数 AA A x y K = 相平衡方程 xx y )1(1-+=αα 物料衡算 W D F +=W D f Wx Dx Fx +=轻组分回收率 fD A Fx Dx =η 默弗里板效率 11*++--=n n n n mV y y y y Eq 线方程 11---=q x x q q y f塔内气液流率 qF RD qF L L +=+= F q D R F q V V )1()1()1(--+=--=精馏段操作方程 11+++=R x x R Ry D提馏段操作方程 V Wx x V Ly W-=最小回流比 ee eD x y y x R --=min芬斯克方程 αln )11ln(min WWD D x x x x N --=第十章 气液传质设备全塔效率 实际不含釜N NE T T )(=填料塔高度 HETP N H T =第十一章 液液萃取分配系数 AAA x y k =选择性系数 )1/()1/(//000A A A AB B A A x x y y x y x y --==β单级萃取 E R S F +=+； A A A fA Ey Rx Sz Fx +=+；S S S Ey Rx Sz +=第十二章 其他传质分离方法总物料衡算式 )()5.0()(21021x x L L c c u B B --=-ρτ传质区计算式 ⎰-==S B C C e B f of of c c dca K uN H L 0第十三章 热、质同时传递的过程湿度 水汽水汽水汽水汽空气水p p p p p p M M H -=-=622.0 相对湿度 S p p 水汽=ϕ 当p p S <; p p 水汽=ϕ 当p p S >焓 H t H I 2500)88.101.1(++=比容 273273)184.22294.22(++=t H v H 湿球温度 )(H H r k t t W W H W --=α绝热饱和温度 )(H H C r t t aS HaS aS --= 路易斯规则 空气-水系统kg kJ k H /09.1=α℃pH c ≈， W aS t t ≈第十四章 固体干燥干燥速率 τd dX A G N C A -= 恒速段速率 )()(W W W H A t t r H H k N -=-=α间隙干燥 恒速段时间： AC C AN X X G )(11-=τ 降速段时间： **ln 22X X X X AK G CX C --=τ (近似处理*)(X X K N X A -=)连续干燥 物料衡算 )()(1221H H V X X G W C -=-=热量衡算 损补Q Q Q Q Q Q +++=+321； 预热器)(01I I V Q -=；理想干燥12I I =热效率 补Q Q Q Q ++=21η； 当00==损补，Q Q 时 0121t t t t --=η 《化工原理》重要概念第一章 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。

化工原理公式
1. 质量守恒公式：
在化学反应中，质量守恒是一个基本的原理。

它可以用如下公式表示：
质量物质的总量 = 当前的质量物质的总量 + 生成的物质的质量 - 消失的物质的质量
2. 摩尔质量计算公式：
摩尔质量是指一个物质的摩尔质量与其质量之间的关系。

它可以用如下公式表示：
摩尔质量 = 质量 / 物质的摩尔数
3. 反应物比例公式：
反应物比例可以通过计算摩尔比来确定。

反应物比例为生成物比例的化学计量关系。

它可以用如下公式表示：
摩尔比 = 摩尔数 / 最小摩尔数
4. 摩尔分数公式：
摩尔分数是指一个化合物在混合物中所占的比例。

它可以用如下公式表示：
摩尔分数 = 摩尔数 / 总摩尔数
5. 离子浓度公式：
离子浓度可以用来描述溶液中离子的浓度。

它可以用如下公式表示：
离子浓度 = 离子的摩尔数 / 溶液的体积
请注意，这些公式仅为化工原理中的一部分，还有很多其他的公式和原理没有包括在内。

同时，这些公式可能会依赖于具体的实验条件和问题的要求，因此在使用时需谨慎。

化工原理概念公式集化工原理是一门重要的学科，主要研究物质的分子结构及其相互作用，以及在化学变化中的能量转化和反应动力学规律。

下面是一些化工原理中常用的概念和公式集。

1.化学反应化学反应的速率可以用反应速率常数k来描述，反应速率与反应物浓度之间的关系可以用速率方程表示。

速率方程：v=k[A]^p[B]^q其中，v表示反应速率，[A]和[B]分别表示反应物A和B的浓度，p和q称为反应的反应级数。

2.物质平衡在化工过程中，物质平衡是非常重要的概念，它描述了系统中物质的总量不变。

物质平衡方程：输入物质的总量=输出物质的总量+产生物质的总量-消耗物质的总量3.能量平衡能量平衡是指在化工过程中，系统中能量的总量保持不变。

根据能量守恒定律，能量平衡可以表示为：输入能量的总量=输出能量的总量+生成能量的总量-消耗能量的总量4.热力学热力学是研究能量转化和转移的科学。

常用的热力学公式包括：一般能量收支表达式：ΔU=q+w其中，ΔU表示系统内能的变化，q表示传递给系统的热量，w表示对外做的功。

5.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。

常用的流体力学公式包括：Bernaoulli方程：P + 1/2ρv^2 + ρgh = 常数其中，P表示流体的压力，ρ表示流体的密度，v表示流速，h表示流体的位置高度。

6.反应动力学反应动力学研究化学反应速率与反应条件之间的关系。

常用的反应动力学公式包括：反应速率常数k与温度T的关系：k = A * exp(-Ea/RT)其中，A为频率因子，Ea为活化能，R为气体常数，T为反应温度。

7.质量传递质量传递研究物质从一个相中传递到另一个相的过程。

常用的质量传递公式包括：弗里克定律：J=-D*(∂C/∂x)其中，J表示质量传递通量，D表示质量传递系数，C表示浓度，x表示位置坐标。

8.界面现象界面现象研究两相或多相界面上的液体、固体或气体相的相互作用。

常用的界面现象公式包括：表面张力：γ=∂F/∂l其中，γ表示表面张力，F表示液体表面所受的力，l表示液体表面的长度。

化工原理公式及其推导1.流体的连续性方程：∂ρ/∂t+∇(ρV)=0其中ρ为流体的密度，t为时间，V为流体的速度。

这个方程的推导基于质量守恒原理，即单位时间内通过其中一截面的质量流量等于单位时间内聚集在该截面的质量。

2.流体的动量守恒方程：∂(ρV)/∂t+∇(ρV^2)=-∇P+∇(τV)+ρg其中P为流体的压力，τ为流体的剪应力，g为重力加速度。

这个方程的推导基于牛顿第二定律，即单位时间内物体受到的外力等于物体动量的变化率。

3.流体的能量守恒方程：∂(ρh)/∂t+∇(ρhV)=∇(k∇T)+∇(qV)其中h为流体的比焓，T为流体的温度，k为流体的热传导系数，q 为流体的热源。

这个方程的推导基于能量守恒原理，即单位时间内物体所接收的热量等于物体内能的变化率。

1.热传导的傅立叶定律：q=-k∇T其中q为单位时间内通过单位面积的热流量，k为物质的导热系数，∇T为温度梯度。

这个定律的推导基于热传导现象，即热量沿温度梯度方向传导。

2.对流传热的牛顿冷却定律：q=hA(Ts-T∞)其中q为单位时间内通过单位面积的热流量，h为传热系数，A为传热面积，Ts为表面温度，T∞为环境温度。

这个定律的推导基于传热的对流现象，即物体表面与周围流体之间的热量交换。

1.弗里克定律：J=-D∇C其中J为单位时间内通过单位面积的物质传递通量，D为物质的扩散系数，C为物质的浓度。

这个定律的推导基于物质扩散的现象，即物质沿浓度梯度方向传递。

2.对流传质的量化表述：Jc=ρVDc其中Jc为单位时间内通过单位面积的物质传递通量，ρ为流体的密度，V为流体的速度，Dc为物质的扩散系数。

这个方程的推导基于对流传质的现象。

1.反应速率方程：r=kC^n其中r为反应速率，k为反应速率常数，C为反应物的浓度，n为反应级数。

这个方程的推导基于反应速率与反应物浓度之间的关系。

2.反应热平衡方程：ΔHr=Qv+Qp其中ΔHr为反应的热效应，Qv为体积效应的热量变化，Qp为反应物浓度效应的热量变化。

化工原理公式和重点概念化工原理是指研究化学工程中的基本原理和概念的科学分支。

它涵盖了化学工程的各个方面，包括化学反应、传质、传热、流体力学、过程控制和反应工程等。

下面将介绍化工原理中的几个重点概念和公式。

1.质量守恒定律（质量守恒方程）：质量守恒定律是化工流程中最基本的定律之一，它表达了物质在过程中的质量不能被创造或消失。

质量守恒定律可以用以下方程表示：进料质量=出料质量+蓄积质量2.能量守恒定律（能量守恒方程）：能量守恒定律是化工过程中另一个基本的定律，它表达了能量在过程中的转移和转化，但不能被创造或消失。

能量守恒定律可以用以下方程表示：进料能量=出料能量+蓄积能量3.质量平衡定律（质量平衡方程）：质量平衡定律是研究化工反应过程中物质的传递和转化的重要原理。

它可以用以下方程表示：进料物质的流速×浓度=出料物质的流速×浓度+反应速率×反应时间4.能量平衡定律（能量平衡方程）：能量平衡定律是研究化工过程中能量传递和转化的重要原理。

它可以用以下方程表示：进料热交换量+进料物质的热容=出料热交换量+出料物质的热容+反应热5.反应速率方程：反应速率方程描述了化学反应中的反应速率与反应物浓度之间的关系。

根据反应的不同类型，常见的反应速率方程有零级反应速率方程、一级反应速率方程和二级反应速率方程等。

6.传质方程：传质方程描述了物质在传质过程中的传递速率与温度、浓度或压力之间的关系。

常见的传质方程有菲克定律（Fick's Law）、斯多基定律（Stokes's Law）和谷井定律（Graham's Law）等。

7.传热方程：传热方程描述了热量在传热过程中的传递速率与温度、热导率和温度梯度之间的关系。

常见的传热方程有傅里叶热传导定律（Fourier's Lawof Heat Conduction）、牛顿冷却定律（Newton's Law of Cooling）和辐射传热定律等。

《化工原理》公式总结化工原理公式总结化工原理是化学工程的基础学科，掌握化工原理对于研究和解决化学工程问题至关重要。

在化工原理中，有许多重要的公式和方程式被广泛应用于工程实践中。

下面是一些常见的化工原理公式总结：1.质量守恒方程化工过程中，质量守恒是一个基本原理。

根据质量守恒方程，输入质量=输出质量+积累质量。

其数学表达式为：dM/dt = Σmi + ∑mo + macc其中，dM/dt表示体系质量变化速率，mi表示输入组分i的质量流量，mo表示输出组分i的质量流量，macc表示组分i的积累质量流量。

2.动量守恒方程化工过程中，动量守恒是一个重要的原理。

根据动量守恒方程，输入动量=输出动量+积累动量。

其数学表达式为：dm/dt = ΣFi + ∑Fo + Facc其中，dm/dt表示体系动量变化速率，Fi表示输入组分i的动量流量，Fo表示输出组分i的动量流量，Facc表示组分i的积累动量流量。

3.能量守恒方程在化学工程中，能量守恒是一个基本原理。

根据能量守恒方程，输入能量=输出能量+积累能量。

其数学表达式为：dH/dt = ΣQi + ∑Qo + Qacc其中，dH/dt表示体系能量变化速率，Qi表示输入组分i的能量流量，Qo表示输出组分i的能量流量，Qacc表示组分i的积累能量流量。

4.化学反应速率方程在化学工程中，化学反应速率是一个重要的参数。

化学反应速率方程可用于描述反应物浓度与反应速率之间的关系。

常见的化学反应速率方程包括：-零级反应速率方程：r=k-一级反应速率方程：r=k[A]- 二级反应速率方程：r = k[A]² or r = k[A][B]5.平均粒径计算公式在颗粒物的粉碎、磨擦和分级过程中，平均粒径是一个重要的参数。

平均粒径计算公式根据粒径分布来计算平均粒径，常见的公式包括：-体积平均粒径(D[4,3])：D[4,3]=∫(D³N(D))dD/∫(D²N(D))dD-数量平均粒径(D[3,2])：D[3,2]=∫(DN(D))dD/∫(N(D))dD6.流体力学公式在化学工程中，流体力学是一个重要的领域。

《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-=++。

《化工原理下》重要公式第八章气体吸收亨利定律Ex p e =，HC p e =；相平衡mx y e =；费克定律dzdC D J AAB A = 传递速率A A A Nx J N +=；)(δ21A A BmM A C C C C D N →=；1212ln B B B B Bm C C C C C →= 对流传质)()()()(x x k y y k C C k p p k N i x i y i L i g A →=→=→=→= 总传质系数xy y k m k K +=11；；传质速率方程式)()(x x K y y K N e x e y A →=→=吸收过程基本方程式my y y e y OG OG y y y a K G y y dy a K G N H H Δ→2112∫=→==对数平均推动力22112211ln)()(Δmx y mx y mx y mx y y m →→→→=；吸收因数法])1ln[(112221L mGmx y mx y L mG LmG N OG +→→→→=最小液气比2121min )(x x y y G L e →→=；物料衡算式)()(2121x x L y y G →=→ 第九章液体精馏相平衡常数A A A x y K =；相平衡方程xxy )1α(1α→+=； 物料衡算W D F +=；W D f Wx Dx Fx += 轻组分回收率f D A Fx Dx =η；默弗里板效率11*++→→=n n n n mV y y y y E ； q 线方程11→→=q x x q q y f塔内气液流率qF RD qF L L +=+=；F q D R F q V V )→1()1()→1(←+=→=精馏段操作方程11+++=R xx R R y D ；提馏段操作方程V Wx x V L y W →=最小回流比ee eD x y y x R →→=min ；芬斯克方程αln )11ln(minWWD D x x x x N →→=第十章气液传质设备全塔效率实际不含釜N N E T T )(=；填料塔高度HETP N H T =第十一章液液萃取分配系数AAA x y k =；选择性系数)1/()1/(//β0000A A A A B B A A x x y y x y x y ==单级萃取E R S F +=+；A A A fA Ey Rx Sz Fx +=+；S S S Ey Rx Sz +=第十四章固体干燥干燥速率τd dXA G N C A =；恒速段速率)(α)(W WWH A t t r H H k N == 间隙干燥恒速段时间：AC C AN X X G )(τ11=降速段时间：**ln τ22X X X XAK G CX C =(近似处理*)(X X K N X A =)连续干燥物料衡算)()(1221H H V X X G W C ==热量衡算损补Q Q Q Q Q Q +++=+321； 预热器)(01I I V Q =；理想干燥12I I =热效率补Q Q Q Q ++=21η；当00==损补，Q Q 时0121ηt t tt =。