10-化工原理复习提纲

化工原理重点内容纲要化工原理重点内容纲要目录第一章流体流动与输送设备（3）第一节流体静力学（3）第二节流体动力学（5）第三节管内流体流动现象（7）第四节流体流动阻力（8）第五节管路计算（11）第六节流速与流量的测量（11）第七节流体输送设备（13）第二章非均相物系分离（21）第一节概述（21）第二节颗粒沉降（22）第三节过滤（25）第四节过程强化与展望（27）第三章传热（28）第一节概述（28）第二节热传导（28）第三节对流传热（30）第四节传热计算（30）第五节对流传热系数关联式（31）第六节辐射传热（34）第七节换热器（35）第四章蒸发（37）第一节概述（37）第二节单效蒸发与真空蒸发（37）第三节多效蒸发（40）第四节蒸发设备（41）第五章气体吸收（42）第一节概述（42）第二节气液相平衡关系（45）第三节单相传质（46）第四节相际对流传质及总传质速率方程（49）第五节吸收塔的计算（51）第六节填料塔（58）第六章蒸馏（60）第一节概述（60）第二节双组分物系的气液相平衡（60）第三节简单蒸馏和平衡蒸馏（62）第四节精馏（63）第五节双组分连续精馏的计算（63）第六节间歇精馏（67）第七节恒沸精馏与萃取精馏（67）第八节板式塔（67）第九节过程的强化与展望（69）第七章干燥（71）第一节概述（71）第二节湿空气的性质及湿度图（71）第三节干燥过程的物料衡算与热量衡算（73）第四节干燥速率和干燥时间（75）第五节干燥器（76）第六节过程强化与展望（78）第一章流体流动与输送设备第一节流体静力学流体静力学主要研究流体处于静止时各种物理量的变化规律。

1-1-1密度单位体积流体的质量，称为流体的密度。

f(p,T)液体密度一般液体可视为不可压缩性流体，其密度基本上不随压力变化，但随温度变化，变化关系可从手册中查得。

液体混合物的密度由下式计算：1a1a2anm12n式中，ai为液体混合物中i组分的质量分数；气体密度气体为可压缩性流体，当压力不太高、温度不太低时，可按理想气体状态方程计算pMRT一般在手册中查得的气体密度都是在一定压力与温度下的数值，若条件不同，则此值需进行换算。

第一章、流体流动一、 流体静力学 二、 流体动力学 三、 流体流动现象四、流动阻力、复杂管路、流量计一、流体静力学：● 压力的表征：静止流体中，在某一点单位面积上所受的压力，称为静压力，简称压力，俗称压强。

表压强（力）＝绝对压强（力）-大气压强（力） 真空度＝大气压强-绝对压大气压力、绝对压力、表压力（或真空度）之间的关系 ● 流体静力学方程式及应用：压力形式 )(2112z z g p p -+=ρ 备注：1)在静止的、连续的同一液体内，处于同一 能量形式g z p g z p 2211+=+ρρ水平面上各点压力都相等。

此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。

应用：U 型压差计 gR p p )(021ρρ-=- 倾斜液柱压差计 微差压差计二、流体动力学● 流量质量流量 m S kg/sm S =V S ρ体积流量 V S m 3/s质量流速 G kg/m 2s(平均)流速 u m/s G=u ρ ● 连续性方程及重要引论：22112)(d d u u = ● 一实际流体的柏努利方程及应用（例题作业题） 以单位质量流体为基准：f e W pu g z W p u g z ∑+++=+++ρρ222212112121 J/kg 以单位重量流体为基准：f e h gp u g z H g p u g z ∑+++=+++ρρ222212112121 J/N=m 输送机械的有效功率： e s e W m N = 输送机械的轴功率： ηeN N =（运算效率进行简单数学变换）应用解题要点：1、 作图与确定衡算范围:指明流体流动方向，定出上、下游界面；2、 截面的选取：两截面均应与流动方向垂直；3、 基准水平面的选取：任意选取，必须与地面平行，用于确定流体位能的大小；4、 两截面上的压力：单位一致、表示方法一致；5、 单位必须一致：有关物理量的单位必须一致相匹配。

三、流体流动现象：流体流动类型及雷诺准数：（1）层流区 Re<2000 （2）过渡区 2000< Re<4000 （3）湍流区 Re>4000本质区别：（质点运动及能量损失区别）层流与端流的区分不仅在于各有不同的Re 值，更重要的是两种流型的质点运动方式有本质区别。

普通本科化工原理（天大版）知识点总结——重科田华制第一章、流体流动一、流体静力学二、流体动力学三、流体流动现象四、流动阻力、复杂管路、流量计一、流体静力学：压力的表征：静止流体中，在某一点单位面积上所受的压力，称为静压力，简称压力，俗称压强。

表压强（力）＝绝对压强（力）- 大气压强（力）真空度＝大气压强- 绝对压大气压力、绝对压力、表压力（或真空度）之间的关系流体静力学方程式及应用：压力形式 2 p g(z z )p 备注：1) 在静止的、连续的同一液体内，处于同一1 1 2p p1 2 水平面上各点压力都相等。

能量形式z gz g1 2此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。

应用：U 型压差计p p()gR120倾斜液柱压差计微差压差计二、流体动力学流量质量流量m S kg/s m S=V Sρ体积流量V S m 3 /s质量流速G kg/m 2s( ) u m/s G=u平均流速ρm S=GA= π/4d2G2G2V S=uA= π/4d u连续性方程及重要引论：u d2 ( )1 2u d1 2一实际流体的柏努利方程及应用（例题作业题）11 p 1 p2 21 2以单位质量流体为基准：z g u W e z g u W f1 12 22 2J/kg以单位重量流体为基准：1 p 1 p2 21 2z u H e z u h1 21 2 2 f2g g g gJ/N=m输送机械的有效功率：N e m Ws e输送机械的轴功率：NeN （运算效率进行简单数学变换）应用解题要点：1、作图与确定衡算范围: 指明流体流动方向，定出上、下游界面；2、截面的选取：两截面均应与流动方向垂直；3、基准水平面的选取：任意选取，必须与地面平行，用于确定流体位能的大小；4、两截面上的压力：单位一致、表示方法一致；5、单位必须一致：有关物理量的单位必须一致相匹配。

三、流体流动现象：流体流动类型及雷诺准数：（1）层流区Re<2000（2）过渡区2000< Re<4000（3）湍流区Re>4000本质区别：（质点运动及能量损失区别）层流与端流的区分不仅在于各有不同的Re 值，更重要的是两种流型的质点运动方式有本质区别。

第一章、流体流动一、 流体静力学 二、 流体动力学 三、 流体流动现象四、流动阻力、复杂管路、流量计一、流体静力学：● 压力的表征：静止流体中，在某一点单位面积上所受的压力，称为静压力，简称压力，俗称压强。

表压强〔力〕＝绝对压强〔力〕-大气压强〔力〕 真空度＝大气压强-绝对压大气压力、绝对压力、表压力〔或真空度〕之间的关系 ● 流体静力学方程式及应用：压力形式 )(2112z z g p p -+=ρ 备注：1)在静止的、连续的同一液体内，处于同一 能量形式g z p g z p 2211+=+ρρ水平面上各点压力都相等。

此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。

应用：U 型压差计 gR p p )(021ρρ-=- 倾斜液柱压差计 微差压差计二、流体动力学● 流量质量流量 m S kg/s m S =V S ρ体积流量 V S m 3/s 质量流速 G kg/m 2s(平均)流速 u m/s G=u ρ ● 连续性方程及重要引论：22112)(d d u u = m S =GA=π/4d 2G V S =uA=π/4d 2u● 一实际流体的柏努利方程及应用〔例题作业题〕 以单位质量流体为基准：f e W p u g z W p u g z ∑+++=+++ρρ222212112121 J/kg 以单位重量流体为基准：f e h gp u g z H g p u g z ∑+++=+++ρρ222212112121 J/N=m 输送机械的有效功率： e s e W m N = 输送机械的轴功率： ηeN N =〔运算效率进行简单数学变换〕应用解题要点：1、 作图与确定衡算范围:指明流体流动方向，定出上、下游界面；2、 截面的选取：两截面均应与流动方向垂直；3、 基准水平面的选取：任意选取，必须与地面平行，用于确定流体位能的大小；4、 两截面上的压力：单位一致、表示方法一致；5、 单位必须一致：有关物理量的单位必须一致相匹配。

《化工原理》复习提纲答案一、判断题（在你认为对的题目后面打“√”，错的后面打“×”）1、流体在圆管内的流动阻力主要有沿程阻力和局部阻力。

（√）2、在定态流动过程中，流体流经各截面处的体积流量相等。

（×）3、当输送流体的管子的管径一定时，增大流体的流量，则雷诺准数减少。

（×）4、流体在等径管中做定态流动时，由于有摩擦损失，因此流体的流速沿管长逐渐变小。

（×）5、流体做层流流动时，摩擦系数λ只是Re的函数，而以管壁的粗糙度无关。

（√）6、在相同的设备条件下，密度越大、粘度越小的流体越容易形成湍流状态。

（√）7、实际流体在导管内做定态流动时，各种形式的的压头可以互相转化，但导管任一截面的位压头、动压头与静压头之和为一常数。

（×）8、为了提高压强计的灵敏度以测量微小的压强，可采用微压差计。

当其中的两指示液密度相差越大时，其灵敏度越高。

（×）9、经过大量的实验得出，雷诺数Re≤2000时，流型呈层流，这是采用国际单位制得出的值，采用其它单位制应有另外值。

（×）10、表压强就是流体的真实压强。

（×）11、设备内的真空度越高表明绝对压强越大。

（×）12、流体在做定态湍流时，当Re一定时，摩擦系数λ随管子的相对粗糙度增加而增大。

（√）13、液体在圆管做滞流流动时，其他条件不变，仅流速增加一倍，则阻力损失增加一倍。

（√）14、流体在水平管内做定态连续流动时，直径小处，流速增大，其静压强也会升高。

（×）15、离心泵启动时，为减少启动功率，应将出口阀门关闭，这是因为随流量的增加，功率增大。

（√）16、离心泵的扬程随着流体流量的增大而下降。

（√）17、离心机的分离因素越大，表明它的分离能力越强。

（√）18、要将降尘室的生产能力提高一倍，则应将降尘室的高度增加一倍。

（×）19、为了提高旋风分离器的分离效率，当气体处理量大时，解决的方法有：用几台直径小的分离器并联操作（√），采用大直径的分离器（×）。

化工原理第一章流体流动一、流体的压强1.单位：1atm（标准大气压）=1.0125×105Pa=101.25KPa=760mmHg=10.33mH2O=1.033kgf/cm22.表示方法：表压强：用压力表测得的读数，表压=绝压-当地大气压真空度：真空表测得的读数，真空度=当地大气压-绝压表压=-真空度二、流体静力学基本方程应注意液柱高度表示压差大小时必须指明是何种液体。

静压能：液面下方、任一两点的位能和静压能相等等压面原则：在静止的连续的同一液体内部处于同一水平面上各点的压强相等。

P=P0+ρgh三、流量单位时间内通过管道任一流通截面的流体量，称为流量。

单位时间内流过任一流通截面的流体体积称为体积流量，符号为V S，单位为：m3/s单位时间内流过任一流通截面的流体质量称为质量流量，符号为W s，单位为：kg/s二者的关系为：W s=ρV s=uAρ四、流速单位时间内流体在流动方向上，所流过的距离称为流速，以u表示，单位m/s。

实验表明：流体流经一段管路时，由于流体存在黏性，使得管截面上各点的速度不同。

在工程计算上为了方便起见，流体的流速通常指整个管截面上的平均流速。

平均速度：指体积流量与流通截面面积之比：以u表示，单位为m/s。

u=V sW s=ρV s=uAρA五、稳态流动与非稳态流动稳态过程→连续非稳态过程→间歇六、连续性方程公理：质量守恒 能量守恒 u 1d 12=u 2d 22两个流量速度之比等于两个管径平方的反比。

细管比粗管流速高u 1u 2=A 1A 2=u 1u 2=（d2d 1）2七、伯努利方程12u 12+gZ 1+p1ρ=12u 22+gZ 2+p2ρ动能：12u 2 单位：J/Kg 位能：zg 单位：J/Kg 静压能：pρ 单位：J/Kg将上述伯努利方程转换为：12u 12+gz 1+p1ρ+W e =12u 22+gz 2+p2ρ+∑h f 有效功：We 单位：J/Kg总摩擦力：∑h f 克服流动阻力而消耗的机械能。

化工原理复习资料(1) 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K 接近于 空气 侧的对流传热系数，而壁温接近于 饱和水蒸汽 侧流体的温度值。

(2) 热传导的差不多定律是 傅立叶定律 。

间壁换热器中总传热系数K 的数值接近于热阻 大（大、小）一侧的α值。

间壁换热器管壁温度t W 接近于α值 大 （大、小）一侧的流体温度。

由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈小，则该壁面的热阻愈 大 （大、小），其两侧的温差愈 大 （大、小）。

(3)由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻愈 小 ，其两侧的温差愈 小 。

(4)在无相变的对流传热过程中，热阻要紧集中在 滞离层内（或热边界层内） ，减少热阻的最有效措施是 提高流体湍动程度 。

(5) 排除列管式换热器温差应力常用的方法有三种，即在壳体上加 膨胀节 、 采纳浮头式 或 U 管式结构 ；翅片管换热器安装翅片的目的是 增加面积，增强流体的湍动程度以提高传热系数 。

(6) 厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b 1>b 2>b 3，导热系数λ1<λ2<λ3，在稳固传热过程中，各层的热阻R 1 > R 2 > R 3，各层导热速率Q 1 = Q 2 = Q 3。

(7) 物体辐射能力的大小与 黑度 成正比，还与 温度的四次方 成正比。

(8) 写出三种循环型蒸发器的名称 中央循环管式 、 悬筐式 、 外加热式 。

(9) 在大容积沸腾时液体沸腾曲线包括 自然对流 、 泡核沸腾 和 膜状沸腾 三个时期。

实际操作应操纵在 泡核沸腾 。

在这一时期内，传热系数随着温度差的增加而 增加 。

(10) 传热的差不多方式有 传导 、 对流 和 辐射 三种。

热传导的差不多定律是⎽⎽⎽傅立叶定律⎽其表达式为⎽⎽⎽dQ= -ds λnt ∂∂⎽⎽⎽。

(11) 水在管内作湍流流淌，若使流速提高到原先的2倍，则其对流传热系数约为原先的1.74 倍；管径改为原先的1/2而流量相同，则其对流传热系数约为原先的 3.48 倍。

《化工原理》课程学习资料继续教育学院《化工原理》课程复习大纲一、考试要求本课程是在学生学完预修课程: 高等数学、物理学和物理化学等课程学习的基础上开设的一门专业基础课，是一门工程学科的课程。

使学生掌握研究化工生产中各种单元操作的基本原理，过程设备和计算方法。

培养学生具有运用课程有关理论来分析和解决化工生产过程中常见实际问题的能力。

并为后续专业课程的学习打下必要的基础。

教学要求：熟练掌握最基本的单元操作的基本概念和基础理论，对单元过程的典型设备具备基础的判断和选择能力；掌握本大纲所要求的单元操作的常规计算方法，常见过程的计算和典型设备的设计计算或选型；熟悉运用过程的基本原理，根据生产上的具体要求，对各单元操作进行调节；了解化工生产的各单元操作中的故障，能够寻找和分析原因，并提出消除故障和改进过程及设备的途径。

据此，本课程的考试着重基本知识考查和应用能力考查两个方面，包括识记、理解、应用三个层次。

各层次含义如下：识记：指学习后应当记住的内容，包括概念、原则、方法的含义等。

这是最低层次的要求。

理解：指在识记的基础上，全面把握基本概念、基本原则、基本方法，并能表达其基本内容和基本原理，能够分析和说明相关问题的区别与联系。

这是较高层次的要求。

应用：指能够用学习过的知识分析、计算和处理涉及一两个知识点或多个知识点的会计问题，包括简单应用和综合应用。

二、考试方式闭卷笔试，时间120分钟三、考试题型●选择题：20％●填空题：20％●计算题：60％四、考核的内容和要求（基本要求、重点、难点）第一章流体流动基本要求：熟练掌握流体静力学基本方程式，连续性方程式和柏努利方程式及其应用；正确理解流体的流动类型和流动阻力的概念；掌握流体流动阻力的计算，简单管路的设计型计算和输送能力的核算。

了解测速管，文丘里流量计,孔板流量计和转子流量计的工作原理和基本计算。

重点：流体流动过程中的基本原理及流体在管内的流动规律；柏努利方程式的应用；流体在管道内的流动阻力产生的原因和摩擦阻力的计算；简单管路的计算。

第一章 知识点一、 流体静力学基本方程式或注意：1、应用条件：静止的连通着的同一种连续的流体。

2、压强的表示方法：绝压—大气压=表压 表压常由压强表来测量；大气压—绝压=真空度 真空度常由真空表来测量。

3、压强单位的换算：1atm=760mmHg=10.33mH 2O=101.33kPa=1.033kgf/cm2=1.033at4、应用：水平管路上两点间压强差与U 型管压差计读数R 的关系：处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须时静止、连续和同一种液体二、定态流动系统的连续性方程式––––物料衡算式)(2112z z g p p -+=ρgh p p ρ+=0gRp p A )(21ρρ-=-三、定态流动的柏努利方程式––––能量衡算式1kg 流体：讨论点：1、流体的流动满足连续性假设。

2、理想流体，无外功输入时，机械能守恒式：3、可压缩流体,当Δp/p 1<20%,仍可用上式，且ρ=ρm 。

4、注意运用柏努利方程式解题时的一般步骤，截面与基准面选取的原则。

5、流体密度ρ的计算：理想气体ρ=P M /R T 混合气体常数常数=====≠ρρρρuA A u A u w s A 222111,常数常数======uA A u A u V s A 2211,ρ21221221///,d d A A u u A ===圆形管中流动常数ρf h u P gZ We u P gZ ∑+++=+++22222111ρρ2222222111u P gZ u P gZ ++=++ρρvn n v v m x x xρρρρ+++= 2211nwn w m w m x x x ρρρρ+++= 2211混合液体上式中：x wi ––––体积分率；x wi ––––质量分率。

6、gz,u 2/2,p/ρ三项表示流体本身具有的能量，即位能、动能和静压能。

∑hf 为流经系统的能量损失。

We 为流体在两截面间所获得的有效功，是决定流体输送设备重要参数。