化工原理重要公式
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《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。
第一章流体静力学基本方程: )(2112z z g p p -+=ρ或ghp p ρ+=0双液位U 型压差计的指示::)21(21ρρ-=-Rg p p ) R 高度差 液封高度:h=p /ρg质量流量qm=ρqv ;流速:u=qv /A ;质量流速:ω= qm /A=ρu ;管路直径:d=连续性方程:常数=uA理想流体的伯努力方程:ρρ222212112121p u g z p u g z ++=++ 实际流体机械能衡算方程:f e h p u g z W p u g z ∑+++=+++ρρ222212112121不可压缩流体定态流动的柏努利方程式:––––能量衡算式牛顿粘性定律:dyduμτ= 雷诺数:μρdu =Re哈根-泊谡叶方程:232dlup f μ=∆ 范宁公式:ρρμλfp dlu u d l Wf ∆==⋅⋅=22322 摩擦阻力损失22u d l h f λ= 层流 Re64=λ非圆管当量直径 ∏=Ad e 4 局部阻力:2'2'22u h u d l h f e f ⋅=⋅⋅=ξλ或;流道突然扩大:2211⎪⎭⎫ ⎝⎛-=A A ξ;突然缩小:22115.0⎪⎭⎫ ⎝⎛-=A A ξ孔板流量计 ρP∆=200A C q V , g R i )(ρρ-=∆P第二章 扬程泵的有效功率 e V e H gq P ρ=泵效率 aeP P =η流体输送机械的效率:NN e=η管路特性曲线:∑+=Hf H H e ,其中gpz H ρ∆+∆=,g u d l l H e f 2))((2ξλ∑++∑=∑ 离心泵的汽蚀余量:gp g u g p NPSH vρρ-+=2211 离心泵的允许安装高度:10,0)(----=f r vg H NPSH gp p H ρ,10,212'---=f s g H g u H H 最大允许安装高度 100][-∑--=f Vg H gp g p H ρρ]5.0)[(+-r NPSH第三章层流区重力沉降速度:()μρρ182gd u s t -=斯托克斯沉降公式 μρρ18)(2gd u p p t -=, 2Re <p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 =+第四章傅立叶定律:n t dAdQ ϑϑλ-=,dx dt A Q λ-=热导率与温度的线性关系:)1(0t αλλ+= 单层壁的定态热导率:bt t AQ 21-=λ,或mA b tQ λ∆=单层圆筒壁的定态热传导方程: )ln1(21221r r t t l Q λπ-=或m A b t t Q λ21-=牛顿冷却定律:)(t t A Q w -=α,)(T T A Q w -=α流体在圆管内强制对流传热:10000Re >,1600Pr 6.0<<,50/>d ln Nu Pr Re 023.08.0=,或nCp du d ⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=λμμρλα8.0023.0,其中当流体被加热时,n=0.4,当流体被冷却时n=0.3普朗克数 λμp C =Pr 努塞尔数 λαlNu =传热速率方程式 m t KA Q ∆= 2121ln t t t t t m ∆∆∆-∆=∆热量衡算式:无相变时: )()(21222111t t C q T T C q Q p m p m -=-= 或 若为饱和蒸气冷凝:)(12221t t c q r q Q p m m -==若冷凝液出口温度T2低于饱和温度Ts 。
第一章 流体流动与输送机械1. 流体静力学基本方程:gh p p ρ+=022. 双液位U 型压差计的指示: )21(21ρρ-=-Rg p p )3. 伯努力方程:ρρ222212112121p u g z p u g z ++=++4. 实际流体机械能衡算方程:f W p u g z p u g z ∑+++=++ρρ222212112121+ 5. 雷诺数:μρdu =Re6. 范宁公式:ρρμλfp dlu u d l Wf ∆==⋅⋅=22322 7. 哈根-泊谡叶方程:232d lup f μ=∆ 8. 局部阻力计算:流道突然扩大:2211⎪⎭⎫ ⎝⎛-=A A ξ流产突然缩小:⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2115.0A A ξ第二章 非均相物系分离1. 恒压过滤方程:t KA V V V e 222=+令A V q /=,A Ve q e /=则此方程为:kt q q q e =+22第三章 传热1. 傅立叶定律:n t dAdQ ϑϑλ-=,dxdtA Q λ-= 2. 热导率与温度的线性关系:)1(0t αλλ+= 3. 单层壁的定态热导率:bt t AQ 21-=λ,或mA b tQ λ∆=4. 单层圆筒壁的定态热传导方程: )ln1(21221r r t t l Q λπ-=或m A b t t Q λ21-=5. 单层圆筒壁内的温度分布方程:C r l Qt +-=ln 2λπ(由公式4推导) 6. 三层圆筒壁定态热传导方程:34123212141ln 1ln 1ln 1(2r r r r r r t t l Q λλλπ++-=7. 牛顿冷却定律:)(t t A Q w -=α,)(T T A Q w -=α8. 努塞尔数λαl Nu =普朗克数λμCp =Pr 格拉晓夫数223μρβtl g Gr ∆= 9. 流体在圆形管内做强制对流:10000Re >,1600Pr 6.0<<,50/>d lk Nu Pr Re 023.08.0=,或kCp du d ⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=λμμρλα8.0023.0,其中当加热时,k=0.4,冷却时k=0.3 10. 热平衡方程:)()]([1222211t t c q T T c r q Q p m s p m -=-+=无相变时:)()(12222111t t c q T T c q Q p m p m -=-=,若为饱和蒸气冷凝:)(12221t t c q r q Q p m m -== 11. 总传热系数:21211111d d d d b K m ⋅+⋅+=αλα 12. 考虑热阻的总传热系数方程:212121211111d d R R d d d d b K s s m ⋅++⋅+⋅+=αλα 13. 总传热速率方程:t KA Q ∆=14. 两流体在换热器中逆流不发生相变的计算方程:⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=--22111112211lnp m p m p m c q c q c q KA t T t T 15. 两流体在换热器中并流不发生相变的计算方程:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=--22111122111ln p m p m p m c q c q c q KA t T t T 16. 两流体在换热器中以饱和蒸气加热冷流体的计算方程:2221ln p m c q KAt T t T =--第四章 蒸发1.蒸发水量的计算:110)(Lx x W F Fx =-= 2.水的蒸发量:)1(1x x F W -=3. 完成时的溶液浓度:WF F x -=04.单位蒸气消耗量:rr D W '=,此时原料液由预热器加热至沸点后进料,且不计热损失,r 为加热时的蒸气汽化潜热r ’为二次蒸气的汽化潜热 5.传热面积:mt K QA ∆=,对加热室作热量衡算,求得Dr h H D Q c =-=)(,1t T t -=∆,T 为加热蒸气的温度,t 1为操作条件下的溶液沸点。
《化工原理》重要公式第一章 流体流动牛顿粘性定律 dy duμτ=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= ????d q d u h Vf ∞∞层流 Re 64=λ 或 232d ulh f ρμ=局部阻力 22u h f ζ=当量直径 ∏=Ad 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 dlz g p H πζλρ+∑+∆+∆=泵的有效功率 e V e H gq P ρ=泵效率 aeP P =η最大允许安装高度 100][-∑--=f Vg H g p g p H ρρ]5.0)[(+-r NPSH风机全压换算 ρρ''T T 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)(2g d 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 dz dC D J AAB A -=传递速率 A A A Nx J N +=; )(21A A BmMA C C C C D N -=δ 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 yy 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[(112221LmG 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 AAA x y K =相平衡方程 x xy )1(1-+=αα物料衡算 W D F +=W D f Wx Dx Fx +=轻组分回收率 fDA 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 R y D 提馏段操作方程 VWx x V L y W -= 最小回流比 ee e D x y y x R --=min 芬斯克方程 αln )11ln(min W W D 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 AA A x y k = 选择性系数 )1/()1/(//0000AA 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 ⎰-==SB C C e B f ofof c c dc a K u N 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 Sp 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 dXA G N C A -=恒速段速率 )()(W WW H A t t r H H k N -=-=α间隙干燥 恒速段时间: AC CAN X X G )(11-=τ降速段时间: **ln 22X X X X AK G C X 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/courses/hgyl/jiaoxuefudao/gnjs1.php。
化工原理三大支柱公式化工原理是研究化学工程与化学过程的基本原理和方法的学科,其包括物质平衡、能量平衡和动量平衡三个重要支柱。
这三大支柱公式是化工原理的核心内容,用于描述和解决化工过程中的各种物理现象和问题。
以下将详细介绍这三大支柱公式。
一、物质平衡公式物质平衡公式是描述化学过程中物质的输入、输出和转化关系的基本公式。
它通过对物质流动和转化进行分析,得出物质的质量守恒方程。
一般情况下,物质平衡公式可以用以下形式表示:输入物质=输出物质+积累物质其中,“输入物质”是指物质进入系统的量,“输出物质”是指物质离开系统的量,“积累物质”是指物质在系统中的积累量。
物质平衡公式可以应用于各种化工过程中,例如化学反应、分离和传递过程等。
通过对这些过程中的物质流动进行分析,可以确定出关键的物质输入和输出,从而评估系统的物质转化效率和产品品质。
二、能量平衡公式能量平衡公式是描述化学过程中能量变化和转化关系的基本公式。
它通过对能量的输入、输出和转化进行分析,得出能量的守恒方程。
一般情况下,能量平衡公式可以用以下形式表示:输入能量=输出能量+能量转化其中,“输入能量”是指能量进入系统的量,“输出能量”是指能量离开系统的量,“能量转化”是指能量在系统中的转化量。
能量平衡公式可以应用于各种化工过程中,例如加热、蒸发、冷凝和反应等。
通过对这些过程中的能量变化进行分析,可以确定出关键的能量输入和输出,从而评估系统的能量效率和能源利用率。
三、动量平衡公式动量平衡公式是描述化学过程中流体运动和力学变化关系的基本公式。
它通过对流体的加速、减速和分配进行分析,得出动量的守恒方程。
输入动量=输出动量+动量转移+外力其中,“输入动量”是指流体进入系统的动量,“输出动量”是指流体离开系统的动量,“动量转移”是指流体在系统中的传递量,“外力”是指作用在流体上的外部力。
动量平衡公式可以应用于各种化工过程中,例如流体输送、混合和分离等。
通过对这些过程中流体运动和力学变化进行分析,可以确定出关键的动量输入和输出,从而评估系统的流体动力学性能和传输效率。
化⼯原理公式及各个章节总结汇总第⼀章流体流动与输送机械1. 流体静⼒学基本⽅程:gh p p ρ+=022. 双液位U 型压差计的指⽰: )21(21ρρ-=-Rg p p )3. 伯努⼒⽅程:ρρ222212112121p u g z p u g z ++=++4. 实际流体机械能衡算⽅程:f W p u g z p u g z ∑+++=++ρρ222212112121+ 5. 雷诺数:µρdu =Re6. 范宁公式:ρρµλfp dlu u d l Wf ?==??=22322 7. 哈根-泊谡叶⽅程:232d lup f µ=8. 局部阻⼒计算:流道突然扩⼤:2211??-=A A ξ流产突然缩⼩:??? ??-=2115.0A A ξ第⼆章⾮均相物系分离1. 恒压过滤⽅程:t KA V V V e 222=+令A V q /=,A Ve q e /=则此⽅程为:kt q q q e =+22第三章传热1. 傅⽴叶定律:n t dAdQ ??λ-=,dxdtQ 21-=λ,或mA b tQ λ?=4. 单层圆筒壁的定态热传导⽅程: )ln1(21221r r t t l Q λπ-=或m A b t t Q λ21-=5. 单层圆筒壁内的温度分布⽅程:C r l Qt +-=ln 2λπ(由公式4推导) 6. 三层圆筒壁定态热传导⽅程:34123212141ln 1ln 1ln 1(2r r r r r r t t l Q λλλπ++-=7. ⽜顿冷却定律:)(t t A Q w -=α,)(T T A Q w -=α8. 努塞尔数λαl Nu =普朗克数λµCp =Pr 格拉晓夫数223µρβtl g Gr ?= 9. 流体在圆形管内做强制对流:10000Re >,1600Pr 6.0<<,50/>d lk Nu Pr Re 023.08.0=,或kCp du d??=λµµρλα8.0023.0,其中当加热时,k=0.4,冷却时k=0.3 10. 热平衡⽅程:)()]([1222211t t c q T T c r q Q p m s p m -=-+=⽆相变时:)()(12222111t t c q T T c q Q p m p m -=-=,若为饱和蒸⽓冷凝:)(12221t t c q r q Q p m m -== 11. 总传热系数:21211111d d d d b K m ?+?+=αλα 12. 考虑热阻的总传热系数⽅程:212121211111d d R R d d d d b K s s m ?++?+?+=αλα 13. 总传热速率⽅程:t KA Q ?=14. 两流体在换热器中逆流不发⽣相变的计算⽅程:p m p m p m c q c q c q KA t T t T 15. 两流体在换热器中并流不发⽣相变的计算⽅程:+=--22111122111ln p m p m p m c q c q c q KA t T t T 16. 两流体在换热器中以饱和蒸⽓加热冷流体的计算⽅程:2221ln p m c q KAt T t T =--第四章蒸发1.蒸发⽔量的计算:110)(Lx x W F Fx =-= 2.⽔的蒸发量:)1(1x x F W -=3. 完成时的溶液浓度:WF F x -=04.单位蒸⽓消耗量:rr D W '=,此时原料液由预热器加热⾄沸点后进料,且不计热损失,r 为加热时的蒸⽓汽化潜热r ’为⼆次蒸⽓的汽化潜热 5.传热⾯积:mt K QA ?=,对加热室作热量衡算,求得Dr h H D Q c =-=)(,1t T t -=?,T 为加热蒸⽓的温度,t 1为操作条件下的溶液沸点。
《化工原理》公式总结化工原理是化学工程与化学技术的基础课程之一,主要涵盖了化学工程量的单位与转化、物质平衡、能量平衡、物质和能量平衡的综合应用等内容。
在学习化工原理时,我们会接触到各种各样的公式,这些公式是化工原理的重要知识点,也是我们日后进行工程设计和实践操作的基础。
下面是对于《化工原理》中常用公式的总结:1.化学工程量的单位与转化:-物质的量(n):n=m/M其中,n为物质的量,m为物质的质量,M为物质的摩尔质量。
-质量与浓度的关系:C=m/V其中,C为浓度,m为溶质的质量,V为溶液的体积。
-分子量:M=m/n其中,M为摩尔质量,m为质量,n为物质的量。
-摩尔浓度(C):C=n/V其中,C为摩尔浓度,n为溶质的量,V为溶液的体积。
2.物质平衡:-输入质量流率=输出质量流率+产物质量流率m1=m2+m3-输入摩尔流率=输出摩尔流率+产物摩尔流率n1=n2+n3-输入物质量浓度=输出物质量浓度+产物物质量浓度C1=C2+C3-输入物质摩尔浓度=输出物质摩尔浓度+产物物质摩尔浓度C1=C2+C33.能量平衡:-输入能量流率=输出能量流率+产物能量流率Q1=Q2+Q3-比热容:Cp=Q/(m*ΔT)其中,Cp为比热容,Q为吸收或放出的热量,m为物质的质量,ΔT 为温度变化。
-等效热容:Cp=Q/(m*ΔT)-热量转化效率:η=(Q1-Q2)/Q1其中,η为热量转化效率,Q1为输入的热量,Q2为产出的热量。
4.物质和能量平衡的综合应用:- 塔板间液相物质平衡方程:(n1 * y1) + (n2 * y2) + ... + (nm * ym) = (n1 * x1) + (n2 * x2) + ... + (nm * xm)其中,n为摩尔流率,y为液相的摩尔分数,x为气相的摩尔分数,m 为塔板总数。
- 塔板间液相能量平衡方程:(h1 * n1 * y1) + (h2 * n2 * y2)+ ... + (hm * nm * ym) = (h1 * n1 * x1) + (h2 * n2 * x2) + ... + (hm * nm * xm)其中,h为液相的比焓,n为摩尔流率,y为液相的摩尔分数,x为气相的摩尔分数,m为塔板总数。
《化工原理》重要公式
第一章 流体流动
牛顿粘性定律 dy du μτ= 静力学方程 g z p g z p 2211+=+ρ
ρ 机械能守恒式 f e h u g z p h u g z p +++=+++2
222222111ρρ 动量守恒 )(12X X m X u u q F -=∑ 雷诺数 μ
μρdG du ==Re 阻力损失 22
u d l h f λ= ????d
q 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 ρ
P ∆=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 πζλ
ρ+∑+∆+∆= 泵的有效功率 e V e H gq P ρ= 泵效率 a e P P =
η 最大允许安装高度 100][-∑--=
f V
g H g p g p H ρρ]5.0)[(+-r NPSH 风机全压换算 ρ
ρ''T
T 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 )(22
e V V KA d dV +=τ , 其中 φμ
012r K S -∆=P 恒速过滤 τ2
2
2
KA 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 ) τμμτV
V 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 μ
ρρ18)(2
g d 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 dn
dt q λ
-= 牛顿冷却定律 )(W T T q -=α 努塞尔数 λ
αl 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=,冷却b= 传热系数 221
211111
1
d 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(0w
w 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 ∆+=0
t 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 dz
dC D J A AB A -= 传递速率 A A A Nx J N +=; )(21
A A Bm M A C C C C D N -=δ
1
2
12ln 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 m y 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 2
2112211ln )()(mx y mx y mx y mx y y m -----=∆ 吸收因数法 ])1ln[(112221L mG mx y mx y L mG L
mG N OG +----= 最小液气比 2
121min )(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 x
x y )1(1-+=αα 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 1
1*++--=n n n n mV y y y y E q 线方程 1
1---=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 1
1+++=
R x x R R y D 提馏段操作方程 V
Wx x V L y W -= 最小回流比 e e e D x y y x R --=min
芬斯克方程 α
ln )11ln(
min W W D 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 A
A A x y k = 选择性系数 )1/()1/(//0000A
A A A
B 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 dc a K u N 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 273
273)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 H
aS 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 τ
d 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: A
C C AN X X G )(11-=
τ 降速段时间: *
*ln 22X X X X AK G C X 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。