化工原理 液体的搅拌

化工原理知识之五兆芳芳创作绪论1、单元操纵：（Unit Operations）：用来为化学反响进程创造适宜的条件或将反响物别离制成纯净品，在化工生产中共有的进程称为单元操纵（12）.单元操纵特点：①所有的单元操纵都是物理性操纵，不改动更学性质.②单元操纵是化工生产进程中共有的操纵.③单元操纵作用于不合的化工进程时，基来源根底理相同，所用设备也是通用的.单元操纵理论根本：（11、12）质量守恒定律：输入=输出+积压能量守恒定律：对于稳定的过，程输入=输出动量守恒定律：动量的输入=动量的输出+动量的积压2、研究办法：实验研究办法（经验法）：用量纲阐发和相似论为指导，依靠实验来确定进程变量之间的关系，通经常使用无量纲数群(或称准数)组成的关系来表达.数学模型法（半经验半理论办法）：通过阐发，在抓住进程实质的前提下，对进程做出公道的简化，得出能根本反应进程机理的物理模型.（04）3、因次阐发法与数学模型法的区别：（08B）第二章：流体输送机械一、概念题1、离心泵的压头（或扬程）：离心泵的压头（或扬程）：泵向单位重量的液体提供的机械能.以H 暗示，单位为m.2、离心泵的理论压头：理论压头：离心泵的叶轮叶片无限多，液体完全沿着叶片弯曲的概略流动而无任何其他的流动，液体为粘性等于零的理想流体，泵在这种理想状态下产生的压头称为理论压头.实际压头：离心泵的实际压头与理论压头有较大的差别，原因在于流体在通过泵的进程中存在着压头损失，它主要包含：1）叶片间的环流，2）流体的阻力损失，3）冲击损失.3、气缚现象及其避免：气缚现象：离心泵开动时如果泵壳内和吸入管内没有充满液体，它便没有抽吸液体的能力，这是因为气体的密度比液体的密度小的多，随叶轮旋转产生的离心力缺乏以造成吸上液体所需要的真空度.像这种泵壳内因为存在气体而导致吸不上液的现象称为气缚.避免：在吸入管底部装上止逆阀，使启动前泵内充满液体.4、轴功率、有效功率、效率有效功率：排送到管道的液体从叶轮取得的功率，用Ne 暗示.效率：轴功率：电机输入离心泵的功率,用N 暗示，单位为J/S,W 或kW.二、简述题1、离心泵的任务点的确定及流量调节任务点：管路特性曲线与离心泵的特性曲线的交点，就是将液体送过g QH N e ρ=η/e N N =ηρ/g QH N =管路所需的压头与泵对液体所提供的压头正好相对等时的流量，该交点称为泵在管路上的任务点.流量调节：1）改动出口阀开度——改动管路特性曲线；2）改动泵的转速——改动泵的特性曲线.2、离心泵的任务原理、进程：开泵前，先在泵内灌满要输送的液体.开泵后，泵轴带动叶轮一起高速旋转产生离心力.液体在此作用下，从叶轮中心被抛向叶轮外周，压力增高，并以很高的速度（15-25 m/s）流入泵壳.在蜗形泵壳中由于流道的不竭扩大，液体的流速减慢，使大部分动能转化为压力能.最后液体以较高的静压强从排出口流入排出管道.泵内的液体被抛出后，叶轮的中心形成了真空，在液面压强（大气压）与泵内压力（负压）的压差作用下，液体便经吸入管路进入泵内，填补了被排除液体的位置.3、离心泵的汽蚀现象、以及装置高度的确定办法、及其避免办法：汽蚀现象：提高泵的装置高度，将导致泵内压力下降，其最低值为叶片间通道入口邻近，当这个最低值降至被输送液体的饱和蒸汽压时，将产生沸腾，所产生的蒸汽泡在随液体从入口向外周流动中，又因压力迅速加大而储蓄积累冷凝.使液体以很大速度从周围冲向汽泡中心，产生频率很高，瞬时压力很大的冲击，这种现象称为“汽蚀”；装置高度的确定办法：泵的允许装置高度受最小汽蚀余量或允许吸上真空度的限制，以免产生汽蚀现象（例如：管路压头减去汽蚀余量等于允许装置高度）.避免办法（预防措施）：离心泵的装置高度只要低于允许装置高度，就不会产生汽蚀.离心泵入口处压力不克不及太低，而应有一最低允许值——允许汽蚀余量.第三章：机械别离与固体流态化一、概念题1、均相混杂物与非均相混杂物均相混杂物：物系内部遍地物料性质均匀并且不存在相界面的混杂物.例如：互溶溶液及混杂气体.非均相混杂物：物系内部有离隔两相的界面存在且界面两侧的物料性质截然不合混杂物.2、表征颗粒的根本概念球形度：目的涵义：3、自由沉降和搅扰沉降自由沉降：单个颗粒在无限大流体中的下降进程，颗粒彼此相距很远，不产生搅扰的沉降称为自由沉降；搅扰沉降：若颗粒之间的距离很小，即便没有相互接触，一个颗粒沉降时也会受到其它颗粒的影响，这种沉降称为搅扰沉降4、过滤、过滤介质、助滤剂：过滤：利用多孔介质使液体通过而截留固体颗粒，使悬浮液中固液别离的进程.过滤介质：多孔性介质、耐腐化、耐热并具有足够的机械强度.过滤介质特点：助滤剂：是颗粒细小、粒度散布规模较窄、坚固而悬浮性好的颗粒状或纤维固体，如硅藻土、纤维粉末、活性炭、石棉.、5、深层过滤与滤饼过滤深层过滤：颗粒尺寸比介质的孔道的直径小得多，但孔道弯曲细长，颗粒进入之后，很容易被截留，更由于流体流过期所引起的挤压与冲撞作用，颗粒紧附在孔道的壁面上.这种过滤时在介质内部进行的，介质概略无滤饼形成.滤饼过滤：颗粒的尺寸大多数都比过滤介质的孔道大，固体物储蓄积累于介质概略，形成滤饼.过滤开始时，很小的颗粒也会进入介质的孔道内，部分特别小的颗粒还会通过介质的孔道而不被截留，使滤液仍是混浊的.在滤饼形成之后，他便成为对其后的颗粒其主要截留作用的介质，滤液因此变清.过滤阻力将随滤饼的加厚而渐增，滤液滤出的速率也渐减，故滤饼储蓄积累到一定厚度后，要将其从介质概略上移去.这种办法适用于处理固体物含量比较大的悬浮液.5、过滤常数、比阻：压缩性指数s ：压缩指数0<s<1（可压缩滤饼）s=0（不成压缩滤饼）过滤常数K ：与滤饼性质（s 、e 、a ）、滤浆性质（c 、m ）、推动力（Dp ）有关；比阻e ：表征滤饼过滤阻力大小的数值，6、可压缩滤饼与不成压缩滤饼不成压缩滤饼：某些悬浮液所形成的滤饼，其空隙结构因颗粒坚固不会因受压而变形，这种滤饼成为不成压缩的.s p K -∆∝1可压缩滤饼：若滤饼受压后变形，致使滤饼的空隙率减小，使过滤阻力增大，这种滤饼称为可压缩的.7、重力收尘与旋风收尘重力收尘：气体进入降尘室后，因流通截面扩大而速度减慢.尘粒一方面随气流沿水平标的目的运动，其速度与气流速度u相同.另一方面在重力作用下以沉降速度u0垂直向下运动.只要气体通过降尘室经历的时间大于或等于其中的尘粒沉降到室底所需的时间，尘粒便可别离出来.旋风收尘：（旋风除尘器）从气流中别离颗粒.含尘气体从圆筒上侧的进气管以切线标的目的进入，按螺旋形路线相器底旋转，接近底部后转而向上，气流中所夹带的尘粒在随气流旋转的进程中逐渐趋向器壁，碰到而落下.颗粒到达器壁所需要的沉降时间只要不大于停留时间，它便可以从气流中别离出来.8、沉降终速及其计较公式初始时，颗粒的下降速度和所受阻力都为零，颗粒因受力加快下降.随下降速度的增加，阻力也相应增大，直到与沉降作用力相等，颗粒受力达到平衡，加快度也减小到零.此后，颗粒以等速下降，这一最终达到的速度称为沉降速度.直径为d的球形颗粒，（重力-浮力）=阻力推导得：9、横穿洗涤与置换洗涤：横穿洗法：洗涤液所穿过的滤饼厚度2倍于最终过滤时滤饼通过的厚度；置换洗法：洗涤液所走的路线与最终过滤是滤液的路线一样.10、流态化、固体流态化、聚式流态化、散式流态化流态化：一种使固体颗粒层通过与运动的流体接触而具有流体某些表不雅特性的进程.固体流态化：将固体颗粒对在容器内的多孔板上，形成一个床层.若令流体自下而上通过床层，流速低时，颗粒不动；流速加大到一定程度后颗粒便勾当，而床层膨胀；流速进一步加大则颗粒彼此离开而在流体中浮动，流速愈大，浮动愈剧，床层愈高，称这种情况为固体流态化；聚式流态化：产生在气固系统.床层内的颗粒很少分离开来各自运动，而多是聚结成团的运动，成团地被气泡推起或挤开.这种形式的流态化称为聚式；散式流态化：产生在液固系统.若固体颗粒层用液体来进行流态化，流速增大时，床层从开始膨胀直到水力输送的进程中，床层颗粒的扰动程度是平缓地加大的.颗粒持续地增大其分离状态，这种形式的流态化称为散式.11、起始（最小、临界）流态化速度、颗粒带出速度起始流化速度：固体颗粒方才能流化起来，床层开始流态化时的流体表不雅速度称为起始流化速度，是固定床与流化床的转折点；带出速度（夹带速度）：当某指定颗粒开始被带出时的流体表不雅速度称为带出速度；流化床的操纵流速应大于起始流化速度，又要小于带出速度.二、简述题1、简述离心别离与旋风别离的不同2、重力收尘与旋风收尘的任务条件重力收尘：只要气体通过降尘室经历的时间大于或等于其中的尘粒沉降到室底所需的时间，尘粒便可别离出来.旋风收尘：颗粒到达器壁所需要的沉降时间只要不大于停留时间，它便可以从气流中别离出来.3、简述重力沉降速度与离心沉降速度区别和联系(设颗粒与流体介质相对运动属于层流)初始时，颗粒的下降速度和所受阻力都为零，颗粒因受力加快下降.随下降速度的增加，阻力也相应增大，直到与沉降作用力相等，颗粒受力达到平衡，加快度也减小到零.此后，颗粒以等速下降，这一最终达到的速度称为沉降速度.重力沉降速度：离心力沉降速度：4、聚式流态化的特点、腾涌、沟流5、绘图并说明流化床的压力损失与气速的关系在流态化阶段，流体通过床层的压力损失等于流化床中全部颗粒的净重力.AB 段为固定床阶段，由于流体在此阶段流速较低，颗粒较细时常处于层流状态，压力损失逾表不雅速度的一次放成正比，因此该段为斜率为1的直线.A ’B ’段暗示从流化床恢复到固定床时的压力损失变更关系；由于颗粒从逐渐减慢的上升气流中落下所形成的床层比随机装填的要疏松一些，导致压力损失也小一些，r u 18)(22tμρρ-=颗粒d uBC 段略向上倾斜是由于流体流过器壁及散布板时的阻力损失随气速增大而造成的.CD 段向下倾斜，暗示此时由于某些颗粒开始为上升气流所带走，床内颗粒量削减，平衡颗粒重力所需的压力自然不竭下降，直至颗粒全部被带走.P流化床压降与流速的关系图-流化床；③-夹带开始 ④- 沟现象；⑤-节涌（腾涌）现象6、举例说明数学模型法简化与等效的原理过滤时，滤液在滤饼与过滤介质的微小通道中流动，由于通道形状很不法则且相互交联，难以对流体流动纪律进行理论阐发，故常将真实流动简化成长度均为Le 的一组平行细管中的流动，并法则：（1）细管的内概略积之和等于滤饼内颗粒的全部概略积；（2）细管的全部流动空间等于滤饼内的全部空隙体积.7、用因次阐发法导出沉降速度中的阻力系数是雷诺数的函数相关各物理量的因次 []L d =；[]1-=NM g ；[]1-=θL u ；[]2-=L N θμ；[]3-=ML ρ辨别对阻力系数和雷诺数进行因次阐发：[]112--=L M N θς；[]21--=θLMN R e .由此证明了)(eR f =ς用滤饼过滤进程说明数学模型法的原理.8、流态化的形成进程0 u '=u 0(a)固定床 (b)流化床略相似.颗粒输送阶段（气力输送）：u '＞ u 09、试将STOCK`S 区的沉降终速公式，用雷诺数和阿基米德数表征μρρ18/)(20g d u s -=10、悬浮液的沉聚进程沉降槽内悬浮液的沉聚进程可以通过间歇沉降实验来考查，将新配备的悬浮液倒进玻璃圆筒内，若其中颗粒大小比较均匀，颗粒开始沉降后桶内边出现四个区域：A.清液区B.等浓度区C.变浓度区D 沉聚区，沉聚进程持续进行A 区，D 区逐渐扩大，B 区则逐渐缩小至消失.AC 界面下降的速度变慢.然后，AC 间界面也消失，全部颗粒集中于D 区，为了达到临界沉降点，自此后的沉降结果是沉渣被压紧.第四章 搅拌概念1、搅拌中的打漩现象2、搅拌单元操纵、及其作用的目标以液体为主体的搅拌操纵，经常将被搅拌物料分为液-液、气-液、固-液、气-液-固等情况.搅拌既可以是一种独立的流体力学规模的单元操纵，促进混杂为主要目的：如进行液-液混杂、固-液悬浮、气-液分离、液-液分离和液-液乳化等；又往往是完成其他单元操纵的需要手段；以促进传热、传质、化学反响为主要目的：如在搅拌设备内进行流体的加热与冷却、萃取、吸收、溶解、结晶、聚合等操纵. 搅拌的作用目标：3、搅拌器功率及其影响因素4、搅拌槽5、叶轮的主要形式第七章 蒸发一、概念题1、加热蒸汽和二次蒸汽：加热蒸汽：蒸发需要不竭的供应热能.产业上采取的热源所用的水蒸汽二次蒸汽：蒸发的物料大多是水溶液，蒸发时产生的水蒸汽2、单效蒸发与多效蒸发二次蒸汽利用的情况可分为单效和多效蒸发.单效蒸发：将所产生的二次蒸汽不再利用，而直接送给冷凝器冷凝以除去的操纵.多效蒸发：将多个蒸发器串联，使加热蒸汽在蒸发进程中得到多次利用的蒸发进程. 3、溶液的沸点升高与杜林法则：溶液中含有溶质，故其沸点必须高于纯溶剂在同一压力下的沸点，亦即高于蒸发室压力下的饱和蒸汽温度.此超出跨越的温度称为溶液的沸点升高，溶液的沸点升高与溶液的种类、溶液中溶质的浓度以及蒸发压力有关.杜林法则：某液体（或溶液）在两种不合压力下两沸点之差，与另一尺度体在相应压力下两沸点之差，其比值为一常数.4、浓缩热与自蒸发（闪蒸）二、简述题1、蒸发进程的特点罕有的蒸发，实质上是在间壁两侧辨别有蒸汽冷凝和液体沸腾的传热进程.蒸发的特点：1沸点升高2 32、温度差损失的及其原因蒸发器中的传热温差，当加热蒸气的饱和温度一定，若蒸发室内压力为101.3kPa,而蒸发的又是水而不是溶液，这时的传热温差最大.如果蒸发的是30%NaOH的沸点高于水的沸点，则蒸发器里的传热温差减小，称为传热温差损失，温差损失就等于溶液的沸点与同压力下水的沸点之差.除此之外，蒸发器中液柱静压头的影响及流体流过加热管时的阻力损失，都导致溶液沸点的进一步升高.第八、九章传质一、概念题1、气膜控制与液膜控制气膜控制：溶解度很大的气体，溶解度系数小，液相分阻力在总阻力中所占的比重将相对地小，传质阻力几近全集中于气相，通常称为气膜控制；液膜控制：溶解度很小的气体，则溶解度很小，则传质阻力几近全集中在液相，通称为液膜控制.2、吸收因数和脱吸因数吸收因数：几何意义为操纵线斜率L/G与平衡线斜率m之比，A=L/（mG）脱吸因数：脱吸因数是吸收因数的倒数，S=mG/L.3、气液相平衡与溶解度：在溶质A与溶剂接触、进行溶解的进程中能够，随着溶液浓度的逐渐增高，传质速率将逐渐减慢，最后降到零，溶液浓度达到最大限度.这时称气液达到了相平衡，称为平衡溶解度，简称溶解度.4、物理吸收与化学吸收物理吸收：在吸收进程中溶质与溶剂不产生显著化学反响，称为物理吸收.化学吸收：如果在吸收进程中，溶质与溶剂产生显著化学反响，则此吸收操纵称为化学吸收.5、吸收与解吸吸收：利用不合的气体组分在液体溶剂中溶解度的差别，对其进行选择性溶解，从而将气体混杂物各组分别离的传质进程的单元操纵称为吸收.如用水作溶剂来吸收混杂在空气中的氨，它是利用氨和空气在水中溶解度的差别，进行别离.解吸：如果溶液中的某一组分的平衡蒸汽压大于混杂气体中该组分的分压，这个组分便要从溶液中释放出来，即从液相转移到气相，这种情况称为解吸（或脱吸）.6、单组分吸收与多组分吸收单组分吸收：在吸收进程中，若混杂气体中只有一个组分被吸收，其余组分可认为不溶于吸收剂，则称之为单组分吸收；多组分吸收：如果混杂气体中有两个或多个组分进入液相，则称为多组分吸收.7、等温吸收与非等温吸收等温吸收：气体溶于液体中时常陪伴热效应，若热效应很小，或被吸收的组分在气相中的浓度很低，而吸收剂用量很大，液相的温度变更不显著，则可认为是等温吸收；非等温吸收：若吸收进程中产生化学反响，其反响热很大，液相的温度明显变更，则该吸收进程为非等温吸收进程.8、低浓度吸收与高浓度吸收高浓度吸收：通常按照生产经验，法则当混杂气中溶质组分A的摩尔分数大于0.1，且被吸收的数量多时，称为高浓度吸收；低浓度吸收：如果溶质在气液两相中摩尔分数均小于0.1时，吸收称为低浓度吸收.低浓度吸收的特点：（1）气液两相流经吸收塔的流率为常数；（2）低浓度的吸收可视为等温吸收.9、液气比与最小液气比液气比：当定态连续吸收时，若LS 、GB 一定，Y b 、Xa 恒定，则该吸收操纵线在X ～Y 直角坐标图上为一直线，通过塔顶A （Xa ，Ya ）及塔底B （X b ， Y b ），其斜率为 ， 称为吸收操纵的液气比.最小液气比：操纵线上任一点与平衡线相遇，则该点的传质推动力为零，传质速率亦为零.达到别离程度所需塔高为无穷大时的液气比，以 暗示. 10、传质单元与传质单元数传质单元：式中， 单位为m ，故将 称为气相总传质单元高度，以H OG暗示，即：传质单元数：式中定积分 是一无因次的数值，工程上以N OG 暗示，称为气相总传质单元数.即： 因此，填料层高度为：11、对流传质对流传质：流动着的流体与壁面之间或两个有限互溶的流动流体之间产生的传质，通常称为对流传质. 12、份子扩散份子扩散：在静止或滞流流体内部，若某一组分存在浓度差，则因份子无法则的热运动使该组分由浓度较高处传递至浓度较低处，这种现象称为份子扩散. 13、等摩尔扩散与单向扩散等份子反向扩散：如图所示，当通过连通管内任一截面处两个组分的扩散速率大小相等时，此扩散称为等份子反向扩散.BS G L BS G L min⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛G L ⎰⎰-=-=b a baY Y Y Y Y Y Y Y Y a ΩK VY Y a ΩK Y Z **d )(Vd a ΩK V Y a ΩK VY a ΩK VH Y =OG ⎰-12 *d Y Y Y Y Y⎰-=12*OGd Y Y Y Y Y N O G O G H N Z ⋅= α βT p T pc A1 cA2c B1 cB21 2CcB2c B1c A114、三传的类比 15、相平衡的应用相平衡的应用：按照两相的平衡关系可以判断传质进程的标的目的与极限，并且，两相的浓度距离平衡愈远，则传质的推动力愈大，传质速率也愈大. 下降操纵温度，E 、m，溶质在液相中的溶解度增加，有利于吸收；压力不太高时，P, E 变更疏忽不计；但m使溶质在液相中的溶解度增加，有利于吸收.漂流因子二、简述题1、亨利定律的各类表达式以及相互之间的关系亨利定律的内容：总压不高（譬如不超出5×105Pa ）时，在一定温度下，稀溶液上方气相中溶质的平衡分压与溶质在液相中的摩尔分率成正比，其比例系数为亨利系数.——溶质在气相中的平衡分压，kPa ； E ——亨利系数，kPa ；T ↑，E ↑. x ——溶质在液相中的摩尔分率.c A—溶质在液相中的摩尔浓度，kmol/m 3； H —溶解度系数，kmol/（m 3·kPa ）；—溶质在气相中的平衡分压，kPa. x —液相中溶质的摩尔分率；—与液相组成x 相平衡的气相中溶质的摩尔分率；Ex p =*A*Ap H c p A*A=S1ρSEM H =*Ap mxy =**y pE m =m —相平衡常数，无因次. X —液相中溶质的摩尔比； —与液相组成X 相平衡的气相中溶质的摩尔比；2、吸收进程的根本理论 吸收进程的根本理论：气液相平衡理论：溶解度、亨利定律：对于稀溶液，气液两相的溶度成正比. 吸收传质速率：包含双膜理论、相际传质速率 N A =K y （y-y*）N A =K x （x*-x ） 3、相平衡的影响因素及相平衡关系在吸收进程中的应用 相平衡的影响因素：相平衡关系在吸收进程中的应用： 1]..判断进程进行的标的目的；2]．指明进程进行的极限，平衡关系只能答复混杂气体中溶质气体能否进入液相这个问题，至于进入液相速率大小，却无法解决，后者属于传质的机理问题. 3]．确定进程的推动力4、溶质从气相向液相传递的传质进程包含以下三个步调：（1）溶质由气相主体向相界面传递，即在单一相（气相）内传递物质；（2）溶质在气液相界面上的溶解，由气相转入液相，即在相界面上产生溶解进程； （3）溶质自气液相界面向液相主体传递，即在单一相（液相）内传递物质.不管溶质在气相或液相，它在单一相里的传递有两种根本形式，一是份子扩散，二是对流传质.气液相平衡与溶解度： 5、气液传质双膜理论及其缺陷双膜模型：吸收进程分为三个步调：溶质由气相主体扩散到气液两相界面；穿过相界面；有液相的界面扩散到主体.认为穿过相界面的传质，所需的传质推动力为零，或气液达到了平衡.将气液两相间传质的阻力集中在界面邻近的气膜和液膜之内，且界面没有阻力的这一设想，称为双膜模型.如图所示其局限性如下： ①将气液界面当作是固定的，只在气、叶间相对速率较小时才成立；随着相对速率增大，相界面将由静止到动摇，进而产生漩涡-湍动，传质速率将显著放慢.mXY **Y②气、液膜厚难以得知，故通过膜的扩散速率方程难以直接应用.③传质速率N A 与扩散速率D 的1次方成正比，但实验值标明N A 约与D 的1/2-1/3次方成正比，说明模型与实际有偏差.6、按照双膜、溶质渗透膜和概略更新理论，指出传质系数k 与扩散系数D 之间数学关系：双膜模型：某一项内的传质系数k 在浓度不高是按膜模型可写出k=D/δe k 与扩散系数D 的一次朴直比，这一点与实验结果不甚相符， 溶质渗透模型：得出0/2πθD k p =,与实验数据较好合适，但式中的0θ只是在少数情况下才干准确求出.概略更新理论：s D k s /=，s 是更新频，代表概略更新的快慢.。

结合化工原理谈谈单元操作的应用1. 引言单元操作是化工工艺中的基本操作单元，通过对原料的物理或化学处理，使其得到所需的产品或中间产物。

本文将介绍单元操作的基本概念及其在化工工艺中的应用。

2. 单元操作的定义单元操作是指在化工工艺中，通过对原料进行物理或化学处理，使其在构造、组成或性质上发生改变，并产生所需产品或中间产物的过程。

单元操作包括但不限于以下几种类型：•分离操作：将混合物中的组分分离开来，例如蒸馏、萃取、结晶等。

•反应操作：通过化学反应转化原料为所需产品或中间产物，例如合成反应、催化反应等。

•转运操作：将原料或产物从一处转移到另一处，例如输送、提升、破碎等。

•附加操作：与其他操作相配合的辅助操作，例如加热、冷却、搅拌等。

3. 单元操作的应用3.1 分离操作的应用分离操作是将混合物中的组分分离开来的过程，它在化工工艺中有着广泛的应用。

以下是几种常见的分离操作及其应用：•蒸馏：将液体混合物中的不同挥发性组分分离开来，常应用于石油精制、酒精提纯等。

•萃取：利用溶剂的亲和性差异，将溶质从溶液中提取出来，广泛应用于食品提取、药物分离等。

•结晶：通过控制溶剂的温度和浓度，使溶质从溶液中析出出来，常用于化肥制造、有机物合成等。

3.2 反应操作的应用反应操作是通过化学反应将原料转化为所需产品或中间产物的过程，它在化工工艺中起着关键作用。

以下是几种常见的反应操作及其应用：•合成反应：将两种或更多种原料通过化学反应合成目标产品，常见的合成反应包括酯化反应、酰胺合成等。

•催化反应：在反应过程中加入催化剂以增加反应速率或改变反应选择性，常应用于石化行业、化学合成等。

3.3 转运操作的应用转运操作是将原料或产物从一处转移到另一处的过程，它在化工工艺中起着重要的作用。

以下是几种常见的转运操作及其应用：•输送：将固体、液体或气体从一处输送到另一处，常见的输送方式包括管道输送、输送带输送等。

•提升：将固体或液体从低处提升到高处，常见的提升方式包括泵送、提升机提升等。

化工原理过滤
化工原理中的过滤操作是一种常见的分离技术，常用于固液分离或浓缩溶液中的悬浮物。

过滤的基本原理是利用过滤介质的孔隙来阻挡固体颗粒，使液体通过，从而实现固液分离。

过滤可以通过不同的方法进行，常见的有压力过滤、真空过滤和重力过滤等。

压力过滤是利用外部压力将液体推动通过过滤介质，真空过滤则是利用负压将液体吸附并通过过滤介质，而重力过滤则是利用重力将液体逐渐通过过滤介质。

在过滤过程中，过滤介质的选择十分重要。

通常选择具有一定孔隙大小和孔隙分布的过滤介质，以阻挡固体颗粒的同时保证液体的通过。

过滤介质可以是多种形式，如滤纸、滤布、滤板等。

滤纸是一种常见的过滤介质，具有不同的过滤速度和过滤精度。

滤布和滤板则常用于需要更高的过滤精度和更长使用寿命的场合。

在过滤过程中，还可以采用一些辅助设备来提高过滤效果。

常见的辅助设备包括搅拌装置、加热装置和冷却装置等。

搅拌装置可以通过搅拌将固体颗粒更好地分散在液体中，加快过滤速度；加热装置和冷却装置则可以改变液体的温度，提高过滤效果。

需要注意的是，在进行过滤操作时，要根据具体情况选择适当的过滤方式、过滤介质和辅助设备。

同时，要根据固液分离的要求和液体性质进行操作，并进行必要的控制和调整，以获得满意的过滤效果。

《化工原理》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：260353课程名称：《化工原理》英文名称：Principles of Chemical Engineering课程类别：专业基础课学时：90学时，化工原理（上册）40，化工原理（下册）40，实验10学分：4个适用对象：环境工程专业考核方式：期末考试成绩（占70%）加平时成绩（占30%），其中期末考试为闭卷考试，平时成绩包括考勤，作业、实验和平时测验等。

先修课程：数学、物理、化学、物理化学二、课程简介中文简介：化工原理课程属化学工程技术科学学科，是理论性和实践性都很强的学科，是环境工程专业必修的一门专业基础课程。

本课程的总学时为90学时，其中80学时为课堂教学，而10个学时为实践教学。

其中课堂教学章节和实验教学内容都是按环境工程专业的专业特点而设定的，而与环境工程专业关系不为紧密的则建议自学。

英文简介：Chemical engineering is a technology of chemical engineering subdiscipline. This course specialize in strong theory, practice and is a compulsory courses to environmental engineering specialty. The total period is 90, including 80 period classroom teaaching and 10 period practice teaching. The content of this course is arranged according to the characteristics of environmental engineering. It is suggested that those content that has little relation with environmental engineering should be self-studied.三、课程性质与教学目的(一)课程性质《化工原理》是环境工程专业一门重要的专业基础课，它的内容是讲述化工单元操作的基本原理、典型设备的结构原理、操作性能和设计计算。

化工原理课程设计说明书设计题目:均相液体机械搅拌夹套冷却反应器设计学生姓名：xxx所在班级：学号：设计时间：x年x月x日至x年x月x号指导教师：xxx审阅时间：一、设计题目：均相液体机械搅拌夹套冷却反应器设计。

二、设计任务及操作条件1. 处理能力（140000+500X）m3／a均相液体。

〖注：X代表学号最后两位数〗2. 设备型式机械搅拌夹套冷却装置。

3. 操作条件①均相液温度保持50℃。

②平均停留时间18min。

③需要移走热量105kW。

④采用夹套冷却，冷却水进口温度20℃，冷却水出口温度30℃⑤50℃下均相液物性参数：比热容Cp=1 012J／(kg·)℃，导热系数λ=0.622W／(m·)℃，平均密度ρ=930kg／m3，粘度μ＝2.733X10-2Pa·s。

⑥忽略污垢及间壁热阻。

⑦年按300天，每天24小时连续搅拌。

三、厂址：柳州地区。

四、设计项目（1）设计方案简介：对确定的工艺流程及设备进行简要论述。

（2）搅拌器工艺设计计算：确定搅拌功率及夹套传热面积。

（3）搅拌器、搅拌器附件、搅拌槽、夹套等主要结构尺寸设计计算。

（4）主要辅助设备选型：冷却水泵、搅拌电机等。

（5）绘图（3＃图纸）：带控制点的工艺流程图及设备设计条件图。

（6）对本设计评述。

五、参考文献柴诚敬，张国亮等．化工流体流动与传热．北京：化学工业出版社，2000化工设备设计全书编辑委员会．搅拌设备设计．上海：上海科学技术出版社，1985王凯，冯连芳．混合设备设计．北京：机械工业出版社，2000目录第一章设计方案简介 (4)1.1搅拌器的选型 (4)1.2搅拌器的安装选择 (5)1.3电动机的选型 (5)1.4减速机的选型 (6)1.5密封装置的选择 (6)1.6物料进口进口安置 (7)1.7夹套进出口安置 (7)1.8泵的选择 (7)1.9支座的选择 (7)1.10管子的选择 (7)1.11封头的选择 (7)第二章工艺流程图及说明 (8)第三章工艺计算及主要设备的计算 (9)3.1均相液体和冷却水的物性数据 (9)3.2搅拌槽的计算 (9)3.3搅拌器的功率计算 (12)3.4总传热面积 (12)3.4.1被搅拌液体侧的对流传热系数.. (13)3.4.2夹套测冷却水对流传热系数 (13)3.4.3总传热系数 (14)3.4.4夹套传热面积 (14)第四章设备的计算和选型 (15)4.1电动机的选型 (15)4.2支座的选择 (15)4.3泵的选型 (15)4.3.1 输料泵的选型计算 (15)4.3.2 冷水泵的选型计算 (15)第五章设计结果一览表 (18)第六章附图（另附搅拌器工艺流程图及设备设计条件图） (20)第七章设计心得 (20)第八章主要符号说明 (21)第九章参考文献 (22)设计方案简介搅拌设备在石油、化工、食品等工业生产中应用范围很广，尤其是化学工业中，很多的化工生产或多或少地应用着搅拌操作，化学工艺过程的种种物理过程与化学过程，往往要采用搅拌操作才能得到好的效果。

实验一 伯努利实验一、实验目的1、熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及相互转化关系,加深对柏努利方程式的理解;2、观察各项能量或压头随流速的变化规律;二、实验原理1、不可压缩流体在管内作稳定流动时,由于管路条件如位置高低、管径大小等的变化,会引起流动过程中三种机械能——位能、动能、静压能的相应改变及相互转换;对理想流体,在系统内任一截面处,虽然三种能量不一定相等,但能量之和是守恒的机械能守恒定律;2、对于实际流体,由于存在内磨擦,流体在流动中总有一部分机械能随磨擦和碰撞转化为热能而损失;故而对于实际流体,任意两截面上机械能总和并不相等,两者的差值即为机械损失;3、以上几种机械能均可用U 型压差计中的液位差来表示,分别称为位压头、动压头、静压头;当测压直管中的小孔即测压孔与水流方向垂直时,测压管内液柱高度位压头则为静压头与动压头之和;任意两截面间位压头、静压头、动压头总和的差值,则为损失压头;4、柏努利方程式式中：1Z 、2Z ——各截面间距基准面的距离 m1u 、2u ——各截面中心点处的平均速度可通过流量与其截面积求得m/s1P 、2p ——各截面中心点处的静压力可由U 型压差计的液位差可知Pa对于没有能量损失且无外加功的理想流体,上式可简化为ρρ2222121122p u gz p u gz ++=++ 测出通过管路的流量,即可计算出截面平均流速ν及动压g 22ν,从而可得到各截面测管水头和总水头;三、实验流程图泵额定流量为10L/min,扬程为8m,输入功率为80W. 实验管：内径15mm;四、实验操作步骤与注意事项1、熟悉实验设备,分清各测压管与各测压点,毕托管测点的对应关系;2、打开开关供水,使水箱充水,待水箱溢流后,检查泄水阀关闭时所有测压管水面是否齐平,若不平则进行排气调平开关几次;3、打开阀5,观察测压管水头和总水头的变化趋势及位置水头、压强水头之间的相互关系,观察当流量增加或减少时测压管水头的变化情况;4、将流量控制阀开到一定大小,观察并记录各测压点平行与垂直流体流动方向的液位差△h1…△h4;要注意其变化情况;继续开大流量调节阀,测压孔正对水流方向,观察并记录各测压管中液位差△h1…△h4;5、实验完毕停泵,将原始数据整理;实验二离心泵性能曲线测定一、实验目的1.了解离心泵的构造和操作方法2.学习和掌握离心泵特性曲线的测定方法二、实验原理离心泵的主要性能参数有流量Q也叫送液能力、扬程H也叫压头、轴功率 N和效率η;离心泵的特性曲线是Q-H、Q-N及Q-η之间的关系曲线;泵的扬程用下式计算：He=H压力表+H真空表+H+u出2-u入2/2g式中：H压力表——泵出口处压力H真空表——泵入口处真空度H——压力表和真空表测压口之间的垂直距离泵的总效率为：其中,Ne为泵的有效功率：Ne=ρ●g●Q●He 式中：ρ——液体密度g——重力加速度常数Q——泵的流量Na为输入离心泵的功率：Na=K●N电●η电●η转式中：K——用标准功率表校正功率表的校正系数,一般取1 N电——电机的输入功率η电——电机的效率η转——传动装置的传动效率三、实验设备及流程：设备参数：泵的转速：2900转/分额定扬程：20m水温：25℃泵进口管内径：41mm泵出口管内径：35.78mm 两测压口之间的垂直距离：0.35m四、实验操作1.灌泵因为离心泵的安装高度在液面以上,所以在启动离心泵之前必须进行灌泵;2.开泵注意：在启动离心泵时,主调节阀应关闭,如果主调节阀全开,会导致泵启动时功率过大,从而可能引发烧泵事故;3.建立流动4.读取数据等涡轮流量计的示数稳定后,即可读数;注意：务必要等到流量稳定时再读数,否则会引起数据不准;五、作业以一组数据计算实验三过滤实验一、实验目的1.了解板框过滤机的构造和操作方法;2.掌握恒压过滤常数的测定方法测定恒压过滤常数；虚拟滤液体积；虚拟过滤时间;二、基本原理对于不可压缩滤渣,在恒压过滤情况下,滤液量与过滤时间的关系可用下式表示:V+Ve2=KS2t+te上式也可写成:q+qe 2=Kt+te微分后得到:dt / dq= 2q / K+2qe/ K该微分式为一直线方程,其斜率为2/K,截距为2qe/K;实验中△t/△q代替dt/dq,通过实验测定一系列的△t与△q值,用作图的方法,求出直线的斜率、截距,进而求出恒压过滤常数K,虚拟滤液体积qe;只考虑介质阻力时：qe2=Kte将qe 代入上式可求出虚拟过滤时间te;三、实验设备板框过滤机的过滤面积为0.12m2;由空压机提供压力,并恒压可调;以碳酸钙和水混合成悬浮液,可完成过滤常数的测定实验;孔板孔口径：8mm,文丘里管喉径：8mm,φ20×2不锈钢管;四、实验步骤1、先将板框过滤机的紧固手柄全部松开,将板、框清洗干净;2、将干净滤布安放在滤板两侧,注意必须将滤布四角的圆孔与滤板四角的圆孔中心对正,以保证滤液和清洗液流道的畅通;3、安装时应从左至右进行,装好一块,用手压紧一块;请特别注意板框的顺序和方向,所有板框有圆点的一侧均应面向安装者,板框过滤机共有4块板带奇数点,3块框带偶数点,以确保流道的畅通;4、装完以后即可紧固手柄至人力转不动为止;5、松开混合釜上加料口的紧固螺栓,打开加料口,加水至视镜的水平中心线,打开控制屏上的电源,启动搅拌机,再加入碳酸钙3kg,任其自行搅拌;6、约5min后,检查所有阀门看是否已关紧确保全部关紧后,同时注意在搅拌过程中混合釜的压力,控制混合釜压力表的指示值在～范围,并一直维持在恒压条件下操作,如果压力过大也可通过混合釜右侧的放空阀调节;（1）、打开过滤机的出料阀,并准备好秒表,做好过滤实验的读数和记录准备,再打开控制屏上板框过滤机的进料阀,开始过滤操作;2、注意看看板框是否泄漏大量液体冲出,少量漏液无妨确认正常后,观察滤液情况,一般开始出来的比较浑浊,待滤液变清后,立即开始读取计量槽的数据,并同时开始计时和记录相关实验数据;3、装置的计量槽分左右计量筒计量,左侧计滤液量,右侧计洗水量左右两筒有过滤液孔连通,需要时两筒可串联使用,以便连续实验需要;读取5组以上的实验数据后,即可关闭进料阀和出料阀结束过滤实验;（4）、如果需要做滤饼洗涤实验,则在结束过滤实验之后,关闭混合釜的进气阀;然后关闭进水阀,打开进气阀,恒压在～范围,按过滤实验相同的方法操作,完成实验后,关闭进水阀和出水阀结束滤饼洗涤实验;（5）、如果改变操作压力,还可进行过滤速率方程压缩指数的测定实验;实验四传热实验一、实验目的测定对流传热系数的准数关联式;二、实验原理对流传热的核心问题是求算传热系数α,当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为：对于强制湍流而言,Gr准数可以忽略,故用图解法对多变量方程进行关联时,要对不同变量Re和Pr分别回归;本实验简化上式,即取n=流体被加热;这样,上式即变为单变量方程,再两边取对数,即得到直线方程：在双对数坐标中作图,找出直线斜率,即为方程的指数m;在直线上任取一点的函数值代入方程中,则可得到系数A,即：对于方程的关联,首先要有Nu、Re、Pr的数据组;其准数定义式分别为：牛顿冷却定律：传热量Q可由下式求得：三、实验设备流程设备参数：孔板流量计：流量计算关联式：V=●O式中：R——孔板压差,mmH2V——水流量,m3 /h换热套管：套管外管为玻璃管,内管为黄铜管;套管有效长度：1.25m,内管内径：0.022m四、实验操作1.启动水泵2.打开进水阀3.打开蒸汽发生器4.打开放汽阀5.读取水的流量6.读取温度7.实验结束后,先停蒸汽发生器,再关进水阀;实验五精馏实验一、试验目的1.掌握精馏塔的结构2.测定精馏塔的理论板数及塔效率二、实验原理1.理论板2.作图法求理论板数3.精馏塔的全塔效率Et为理论塔板数与实际塔板数N之比,即：E t =Nt/ N精馏塔的单板效率Em可以根据气相或液相通过测定塔板的浓度变化进行计算; 若以液相浓度变化计算,则为：Eml =Xn-1-Xn/ Xn-1- Xn若以气相浓度变化计算,则为：Emv =Yn-Yn+1/ Yn-Yn+1式中：Xn-1-----第n-1块板下降的液体组成,摩尔分率；Xn-------第n块板下降的液体组成,摩尔分率；Xn ------第n块板上与升蒸汽Yn相平衡的液相组成,摩尔分率；Yn+1-----第n+1块板上升蒸汽组成,摩尔分率；Yn-------第n块板上升蒸汽组成,摩尔分率；Yn ------第n块板上与下降液体Xn相平衡的气相组成,摩尔分率;三、实验设备及流程简介本实验进料的溶液为乙醇—水体系,其中乙醇占20%摩尔百分比;精馏塔：采用筛板结构,塔身用直径Φ57X3.5mm的不锈钢管制成,设有两个进料口,共15块塔板,塔板用厚度1mm的不锈钢板,板间距为10cm；板上开孔率为4%,孔径是2mm,孔数为21；孔按正三角形排列；降液管为Φ14X2mm的不锈钢管；堰高是10mm;四、实验步骤1.全回流进料打开泵开关,再打开进料的管线;2.塔釜加热升温全回流进料完成后,开始加热;3.建立全回流注意恒压,回流开始以后就不能再打开衡压排气阀,否则会影响结果;4.读取全回流数据5.逐步进料,开始部分回流逐渐打开塔中部的进料阀和塔底的排液阀以及产品采出阀,注意维持塔的物料平衡、塔釜液位和回流比;6.记录部分回流数据五、作业写出精馏段操作线方程、提馏段操作线方程、加料线方程;实验六、吸收实验一、实验原理本实验是用水吸收空气-氨混合气体中的氨;混合气体中氨的浓度很低;吸收所得的溶液浓度也不高;气液两相的平衡关系可以认为服从亨利定律即平衡线在x-y 坐标系为直线;故可用对数平均浓度差法计算填料层传质平均推动力,相应的传质速率方程式为： 所以 )/(m p A a Y Y V G K ∆•= 其中 式中G A —单位时间内氨的吸收量kmol/h; K Ya —总体积传质系数kmol/m 3·h ; V p —填料层体积m 3;△Y m —气相对数平均浓度差; Y 1—气体进塔时的摩尔比;Y e1—与出塔液体相平衡的气相摩尔比; Y 2—气体出塔时的摩尔比;Y e2—与进塔液体相平衡的气相摩尔比; 3、计算方法、公式：1氨液相浓度小于5%时气液两相的平衡关系：温度 ℃：***********亨利系数Eatm ：2总体积传质系数K Ya 及气相总传质单元高度H og 整理步骤 a 、标准状态下的空气流量V 0：21210010T T PP P T V V ••••= m 3/h 式中：V 1——空气转子流量计示值 m 3/hT 0、P 0——标准状态下的空气的温度和压强 T 1、P 1——标定状态下的空气的温度和压强 T 2、P 2——使用状态下的空气的温度和压强b 、标准状态下的氨气流量V 0’210221010010''T T P P P T V V ••••••=ρρ m 3/h 式中：V 1’——氨气转子流量计示值 m 3 / h ρ01——标准状态下氨气的密度 kg / m 3 ρ02——标定状态下氨气的密度 kg / m 3如果氨气中纯氨为98%,则纯氨在标准状态下的流量V 0’’为：V 0’’=●V 0’c 、惰性气体的摩尔流量G ：G=V 0 /d 、单位时间氨的吸收量G A ：G A =G ●Y 1-Y 2e 、进气浓度Y 1：f 、尾气浓度Y 2：式中：Ns——加入分析盒中的硫酸当量浓度 NVs——加入分析盒中的硫酸溶液体积 mlV——湿式气体流量计所测得的空气体积 mlT——标准状态下的空气温度 KT——空气流经湿式气体流量计时的温度 Kg、对数平均浓度差ΔYm：Ye2=0Ye1=mx1P=大气压+塔顶表压+填料层压差/2m=E / Px1=GA/ Ls式中：E——亨利常数Ls——单位时间喷淋水量 kmol / hP——系统总压强h、气相总传质单元高度：式中：G’——混合体气通过塔截面的摩尔流速二、实验设备及流程设备参数：基本数据：塔径Φ0.10m,填料层高0.75m填料参数：12×12×mm瓷拉西环,a1—403m-1,ε—,a1/ε3—903m-1尾气分析所用硫酸体积：1ml,浓度：上图是吸收实验装置界面,氨气钢瓶来的氨气经缓冲罐,转子流量计与从风机来经缓冲罐、转子流量计的空气汇合,进入吸收塔的底部,吸收剂水从吸收塔的上部进入,二者在吸收塔内逆向流动进行传质;从塔顶出来的尾气进到分析装置进行分析,分析装置由稳压瓶、吸收盒及湿式气体流量计组成;稳压瓶是防止压力过高的装置,吸收盒内放置一定体积的稀硫酸作为吸收液,用甲基红作为指示剂,当吸收液到达终点时,指示剂由红色变为黄色;三、实验步骤建议的实验条件：水流量：80 l/h 空气流量：20 m3/h 氨气流量：0.5 m3/h 注意气量和水量不要太大,氨气浓度不要过高,否则引起数据严重偏离;1、通入氨气打开钢瓶阀门,氨气流量计前有压差计和温度计,用氨气调节阀调节氨气流量实验建议流量: 0.5 m3/h;2、进行尾气分析通入氨气后,让尾气流过吸收盒,同时湿式气体流量计开始计量体积;当吸收盒内的指示剂由红色变成黄色时,立即关闭考克,记下湿式气体流量计转过的体积和气体的温度;3、读取数据实验七干燥实验一、实验目的1.了解气流干燥设备基本流程和工作原理2.测定物料在一定干燥条件下的干燥速率曲线及传质系数二、实验原理1.干燥特性曲线干燥过程分为三个阶段：物料预热阶段、恒速干燥阶段和降速干燥阶段; 式中：x平—某干燥速率下湿物料的平均含水量 kgGsi ,Gsi+1—分别为△τ时间间隔内开始和终了时湿物料重量 kg;Gc—湿物料中绝对干物料的重量 kg;2.传质系数恒速阶段：恒速阶段的干燥速率u仅由外部干燥条件决定,物料表面温度近于空气湿球温度tw;在恒定的干燥条件下,物料表面与空气之间的传热和传质速率分别用于下面式子表示：降速阶段：降速干燥阶段中干燥速率曲线的形状随物料内部结构以及所含水分性质不同而异,因而干燥曲线只能通过实验得到,降速阶段干燥时间的计算可以根据速率曲线数据图解求得,当降速阶段的干燥速率近似看作与物料的自由含水量x-x成正比时干燥速率曲线可简化为直线;即为：u=kxx-xkx=u / x-x式中：kx—以含水量差△x为推动力的比例系数 kg/m2·s·△x；u—物料含水量为x时的干燥速率 kg/m2·s；x—在τ时的物料含水量 kg/kg绝干物料；x—物料的平衡含水量 kg/kg绝干物料；三、实验装置及流程简介主要设备规格：孔板流量计：管径D=106mm,孔径d=68.46mm孔流系数 C=干燥室尺寸：m×m四、实验步骤1.启动风机注意：禁止在启动风机以前加热,这样会烧坏加热器;2.开始加热3.进行干燥实验。

化⼯原理课后思考题参考答案第⼆章流体输送机械2-1 流体输送机械有何作⽤答：提⾼流体的位能、静压能、流速，克服管路阻⼒。

2-2 离⼼泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体启动后，液体在泵内是怎样提⾼压⼒的泵⼊⼝的压⼒处于什么状体答：离⼼泵在启动前未充满液体，则泵壳内存在空⽓。

由于空⽓的密度很⼩，所产⽣的离⼼⼒也很⼩。

此时，在吸⼊⼝处所形成的真空不⾜以将液体吸⼊泵内。

虽启动离⼼泵，但不能输送液体（⽓缚）；启动后泵轴带动叶轮旋转，叶⽚之间的液体随叶轮⼀起旋转，在离⼼⼒的作⽤下，液体沿着叶⽚间的通道从叶轮中⼼进⼝位置处被甩到叶轮外围，以很⾼的速度流⼊泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截⾯逐渐扩⼤，⼤部分动能转变为静压能。

泵⼊⼝处于⼀定的真空状态（或负压）2-3 离⼼泵的主要特性参数有哪些其定义与单位是什么1、流量q v: 单位时间内泵所输送到液体体积，m3/s, m3/min, m3/h.。

2、扬程H：单位重量液体流经泵所获得的能量，J/N，m3、功率与效率：轴功率P ：泵轴所需的功率。

或电动机传给泵轴的功率。

有效功率P e ：gH q v ρ=e P效率η：p P e =η 2-4 离⼼泵的特性曲线有⼏条其曲线的形状是什么样⼦离⼼泵启动时，为什么要关闭出⼝阀门答：1、离⼼泵的H 、P 、η与q v 之间的关系曲线称为特性曲线。

共三条；2、离⼼泵的压头H ⼀般随流量加⼤⽽下降离⼼泵的轴功率P 在流量为零时为最⼩，随流量的增⼤⽽上升。

η与q v 先增⼤，后减⼩。

额定流量下泵的效率最⾼。

该最⾼效率点称为泵的设计点，对应的值称为最佳⼯况参数。

3、关闭出⼝阀，使电动机的启动电流减⾄最⼩，以保护电动机。

2-5 什么是液体输送机械的扬程离⼼泵的扬程与流量的关系是怎样测定的液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响答：1、单位重量液体流经泵所获得的能量2、在泵的进、出⼝管路处分别安装真空表和压⼒表，在这两处管路截⾯1、2间列伯努利⽅程得：f V M H gu u g P P h H ∑+-+-+=221220ρ3、离⼼泵的流量、压头均与液体密度⽆关，效率也不随液体密度⽽改变，因⽽当被输送液体密度发⽣变化时，H-Q 与η-Q 曲线基本不变，但泵的轴功率与液体密度成正⽐。

实验1 流体流动阻力测定1. 启动离心泵前，为什么必须关闭泵的出口阀门？答：由离心泵特性曲线知，流量为零时，轴功率最小，电动机负荷最小，不会过载烧毁线圈。

2. 作离心泵特性曲线测定时，先要把泵体灌满水以防止气缚现象发生，而阻力实验对泵灌水却无要求，为什么？答：阻力实验水箱中的水位远高于离心泵，由于静压强较大使水泵泵体始终充满水，所以不需要灌水。

3. 流量为零时，U 形管两支管液位水平吗？为什么？答：水平，当u=0时 柏努利方程就变成流体静力学基本方程：21212211,,Z Z p p g p Z g P Z ==+=+时当ρρ4. 怎样排除管路系统中的空气？如何检验系统内的空气已经被排除干净？ 答：启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。

关闭出口阀后，打开U 形管顶部的阀门，利用空气压强使U 形管两支管水往下降，当两支管液柱水平，证明系统中空气已被排除干净。

5. 为什么本实验数据须在双对数坐标纸上标绘？答：因为对数可以把乘、除变成加、减，用对数坐标既可以把大数变成小数，又可以把小数扩大取值范围，使坐标点更为集中清晰，作出来的图一目了然。

6. 你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法？它们各有什么特点？ 答：测流量用转子流量计、测压强用U 形管压差计，差压变送器。

转子流量计，随流量的大小，转子可以上、下浮动。

U 形管压差计结构简单，使用方便、经济。

差压变送器，将压差转换成直流电流，直流电流由毫安表读得，再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差，可测大流量下的压强差。

7. 读转子流量计时应注意什么？为什么？答：读时，眼睛平视转子最大端面处的流量刻度。

如果仰视或俯视，则刻度不准，流量就全有误差。

8. 假设将本实验中的工作介质水换为理想流体，各测压点的压强有何变化？为什么？答：压强相等，理想流体u=0，磨擦阻力F=0，没有能量消耗，当然不存在压强差。

,2222222111g u g p Z g u g P Z ++=++ρρ ∵d 1=d 2 ∴u 1=u 2 又∵z 1=z 2（水平管） ∴P 1=P 29. 本实验用水为工作介质做出的λ－Re 曲线，对其它流体能否使用？为什么？ 答：能用，因为雷诺准数是一个无因次数群，它允许d 、u 、ρ、变化。

化工原理绪论部分1． 单元操作：根据化工生产的操作原理，可将其归纳为应用较广的数个基本操作过程，如流体输送、搅拌、沉降、过滤、热交换、蒸发、结晶、吸收、蒸馏、萃取、吸附及干燥等，这些基本操作过程称为单元操作。

任何一种化工产品的生产过程都是由若干单元操作及化学反应过程组合而成的。

2．单元操作与“三传”过程：①动量传递过程。

③质量传递过程。

②热量传递过程。

3．单元操作计算：（1）物料衡算：它是以质量守恒定律为基础的计算：用来确定进、出单元设备(过程)的物料量和组成间的相互数量关系，了解过程中物料的分布与损耗情况，是进行单元设备的其它计算的依据。

（2）能量衡算：它是以热力学第一定律即能量守恒定律为基础的计算，用来确定进、出单元设备(过程)的各项能量间的相互数量关系，包括各种机械能形式的相互转化关系，为完成指定任务需要加入或移走的功量和热量、设备的热量损失、各项物流的焓值等。

第一章 流体流动1．流体：是由许多离散的彼此间有一定间隙的、作随机热运动的单个分子构成的。

通常是气体和液体的统称2．密度：单位体积流体所具有的质量称为流体的密度，单位为kg ，其表示式为 ρ=V/m 比容：单位质量流体所具有的体积，其单位为m 3/kg ，在数值上等于密度的倒数。

v=1/ρ 压强：垂直作用于单位面积上且方向指向此面积的力，称为压强，其表示式为 P=F/A3．等压面：在静止的、连续的同一液体内，处于同一水平面上的各点，因其深度相同，其压力亦相等。

4．流量与流速：（一）流量<1>．体积流量：单位时间内流经通道某一截面的流体体积，用V s ，表示，其单位为m 3/s(或 m 3/h)。

<2>．质量流量：单位时间内流经通道某一截面的流体质量，用W s 表示，其单位为kg/s(或 kg/h)。

当流体密度为ρ时，体积流量y ，与质量流量W s 的关系为: Ws ＝V s ρ(二) 流速：单位时间内流体微团在流动方向上流过的距离，其单位为m/s 。