化工原理知识点总结复习重点完美版

第一章、流体流动 一、 二、 三、 四、 流体静力学 流体动力学 流体流动现象 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 p2p1g( z 1 z2 ) 备注： 1) 在静止的、连续的同一液体内，处于同一 能量形式 p1 z p 1 g 2 z2 g 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 p 1 p 2 ( 0 ) gR 倾斜液柱压差计 微差压差计 二、流体动力学 质量流量 流量 m S kg/sm=V SS ρ 体积流量S mS=GA= π /4d2G Vm 3 /s 质量流速Gkg/m 2s VS=uA= π /4d 2u (平均)流速um/sG=uρ 连续性方程及重要引论： u 2 (d 1 ) 2 u 1 d 2 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： 1 2 p11 2 p2 J/kg z1 g2 u1Wez2 g p1 2 u2 1 2 Wf p2 g 以单位重量流体为基准： 1 2 J/N=m z12g u1gH e z2 2g u 2 h f 输送机械的有效功率： NemsW e N N e 输送机械的轴功率：（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 （ 3）湍流区 Req2q3qn （n 层） 保温层的临界直径： 通常，热损失随保温层厚度的增加而减少。但是在小直径圆管外包扎性能不良的保温材料， 随保泪层厚度增加， 可能反而使热损失增大。 （散热区、保温区，d 0 大于 B 点保温才 有意义） 二、总传热：（参考习题及例题） 热量衡算： 总传热速率方程： Q=KS t m t m t 2 t 1 ln （△t 2需大于△ t1） t 2 t 1 总传热系数 K、总热阻 1 K 总热阻 =热阻之和 三、换热器及强化传热途径： 间壁式换热器的类型：（掌握原理书p277 ） 管式换热器： 1、蛇管式换热器（沉浸式蛇管换热器、喷淋式蛇管换热器） 2、套管式换热器 3、管壳式换热器（固定管板式换热器、U 形管换热器） 板式换热器： 1、夹套式换热器 2、板式换热器 3、螺旋板式换热器（ I 、II、III 翅片式换热器： 1、翅片管式换热器 2、版翅片式换热器 热管换热器 间壁式换热器强化传热途径： 形）、 1、增大平均温度差△ t m 2、增大传热面积 S 1)翅化面； 2）异形表面； 3）多孔物质结构； 4）采用小直径传热管。 3、增大总传热系数 K 1)提高流体的流速； 2）增强流体的扰动； 3）在流体中加固体颗粒； 4）采用短管换热器； 5） 防止垢层形成和及时清除垢层。 第五章、蒸发（不挥发溶质） 一、概述及蒸发器 二、溶液沸点升高与温度差损失 三、多效蒸发及流程 一、概述及蒸发器： 单效蒸发与多效蒸发： 单效蒸发与多效蒸发在操作中一般用冷凝方法将二次燕汽不断地移 出，否则蒸汽与沸腾溶液趋于平衡，使蒸发过程无法进行。若将二次蒸汽直接冷凝，而不利 用其冷凝热的操作称为单效蒸发。 若将二次蒸汽引到下一蒸发器作为加热蒸汽， 以利用其冷凝热， 这种串联蒸发操作称为多效燕发。 常见蒸发器类型及原理（书P302 ） 循环形（非膜式）蒸发器： 1、 中央循环管式（或标准式）蒸发器 2、 悬筐式蒸发器 3、 外热式蒸发器 4、 强制循环蒸发器 （单程型）膜式蒸发器： 1、 升膜蒸发器 2、 降膜蒸发器 3、 升 - 降膜蒸发器 4、 刮板搅拌薄膜蒸发器 直接加热蒸发器 二、溶液沸点升高与温度差损失： 溶液的沸点： 溶液中含有不挥发的溶质，在相同条件下，其蒸气压比纯水的低，所以溶液的沸点就比纯水 的要高，两者之差称为因溶液蒸气压下降而引起的 溶液沸点升高 8.5 度。 由于有沸点升高现象，使同条件下蒸发溶液时的有效温度差下降 高值相等，故沸点升高又称为 8.5 ℃，正好与溶液沸点升 沸点升高。 例如，常压下 20%（质量百分数） NaOH 水溶液的沸点为108.5 ℃，而水的沸点为100℃，此时 温度差损失。 蒸发器内的操作压力高于冷凝 温度差损失：（书P310 ） 温度差损失不仅仅是因为溶液中含有了不挥发性溶质引起的， 嚣以克服二次蒸汽从蒸发器流到冷凝器的阻力损失、 造成温度差损失。 1、 因溶液蒸气压下降而引起的温度差损失△ ’ 蒸发器的操作需维持一定的液面等因素都会 2、 因加热管内液柱静压力而引起的温度差损失△’’ 3、 由于管路流动阻力而引起的温度差损失△’’’ 三、多效蒸发及流程 : （书 P322 ，搞清楚前后黏度、压强、温度） P 1P2P3 T1T2 T3 溶液的沸点必纯溶剂的高，冷凝液的沸点高于二次蒸汽。 第六章蒸馏（液体混合物挥发度不同） 一、平衡关系 二、精馏原理及流程 三、精馏过程计算 一：平衡关系： 用饱和蒸气压和相平衡常数表示的气液平衡关系： 由拉乌尔定律得出， p- 溶液上方组分平衡分压， - 在溶液温度下纯组分的饱和蒸气压，Pa 。x- 溶液中组分的摩尔数。下标 A 表示易挥发组分， 示难挥发组分。 Xb=(1-Xa) 泡点方程式 xA ppB0 p A 0pB0 露点方程式 yA pApA0 x A p A 0p p B0 pppp 道尔顿分压定律得出。 A0 pB0 挥发度 vA pA 对于理想溶液 v p0 xA 0 A p A 。 VB同理表示 xAx A 相对挥发度 ：易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比 vApA / xA vBpB / xB 相图：（ t-x-y图）（ x-y 图） Pa 。 p’ 表 B 3、相平衡方程式：y 1( x 1)x 4、简单蒸馏流程特点：简单蒸馏是将原料液一次加入蒸馏釜中，在恒压下加热使之部分汽 化，产生的蒸气进入冷凝器中冷凝，随着过程的进行，釜液中易挥发组分含量不断降低，当釜液 组成达到规定值时，即停止蒸馏操作，釜液一次排出。 二、精馏原理及流程： 原理：液体混合物经多次部分汽化和冷凝后，便可得 到几乎完全的分离。 流程：原料液经预热器加热到指定温度后．送入精馏塔的进料板，在进料板上与自塔上部下降的 回流液体汇合后，逐板溢流，最后流人塔底再沸器中。在每层板上，回流液体与上升蒸气互相接 触，进行传热传质过程。操作时，连续地从再沸器取出部分液体作为地底产品（釜残掖），部分 液体汽化，产生上升蒸气，依次通过各层塔板。塔顶蒸气进人冷凝器中被全部冷凝，并将部分冷 凝液用泵送回塔顶作为回流液体，其余部分经冷却器后被送出作为塔