郑航--化工原理重点总结

（层流的给热系数比湍流的小）气体的黏度μ随温度的↑而↑，黏度不因压力的改变而改变（两因素的相互影响抵消）液体的粘度μ随温度的↑而↓，不因压力的改变而改变。雷诺数:是表征惯性力与粘性力之比，Re2000时为层流,Re4000时为湍流。速度的脉动：瞬时速度的变化虽不规则，但又都围绕某一平均值而上下波动，这种现象称为~，时均速度：某一点的瞬时速度v对时间的平均。层流的速度分布:v随r按抛物线分布,在空间为一旋转抛物面。湍流的速度分布:质量交换和动量传递比层流大,流体阻力也同样增大,速度分布比层流均匀,也为抛物线,但比层流丰满,Re↑,越丰满。边界层:壁面速度变化大的区域称为边界层。流动阻力主要集中在此一区域。一般是将速度达到主体流速的99%之处规定为两个区域的分界面，即从速度为零至速度等于主体速度的99%的区域属于边界层范围。边界层的特点是在某些情况下会脱离壁面，称为边界层分离。当量长度:某管件或阀件引起的局部损失，等于一段与它直径相同的长度为le的直管，则le称为~.测速管（皮托管）的内管口径甚小，故所测的是管道截面上某一点的轴向速度。孔板:流速越大静压变化的幅度亦越大。流股截面最小处及即速度最大处为缩脉。孔板流量计：阻力损失大，流量比文丘里管小。文丘里管:流量比孔板大，阻力损失小。文丘里管流量计与孔板流量计的收缩口面积是固定的。变截面流量计特点:压力降是固定的，而环隙面积随流量↑而↑。通过环隙的流体流速是恒定的。离心泵的工作原理:离心泵在启动前，要先灌泵，依靠高速旋转的叶轮所产生的离心力工作。气缚:（未灌泵）因泵壳内存在气体而导致吸不上液的现象成为气缚。离心泵泵壳为什么是蜗牛壳的？叶轮在壳内旋转的方向是顺着逐渐扩大的窝壳形通道，越接近出口，壳内所接受的液体量越大，所以通道的截面积必须逐渐增大。叶片安装角度:β290度，后弯叶片，h随Q的↑而↓。β2=90度，径向叶片，h与Q无关，β290度，前弯叶片，h随Q↑而↑。不同型号离心泵的特性曲线的共同特点:1压头随流量的↑而↓，2功率随流量↑而↑。3效率先随流量的增大而上升达到一最大值后又逐步下降。液体物性对离心泵特性的影响:Q和压头H与密度无关,Q-H曲线不变，N随密度的↑而↑。离心泵的实际工作情况由离心泵的特性曲线和管路特性曲线共同决定。离心泵的工作点：特性曲线和管路特性曲的交点在高效区内。离心泵的流量调节:1调节管路阀门关小管路特性曲线变陡，反之则变平坦2当转速增加时，泵的特性曲线向右上方移动，当转速降低时则向左下方移动3切削叶轮，会使泵的特性曲线向左下方移动。同型号并联泵特点：在相同压头下，流量是单台泵的两倍，总效率应该是并联条件下单泵的效率。同型号串联泵的特点：在相同流量下，压头是单台泵的两倍，总效率应该是在串联条件下单泵的效率。往复泵的特点:往复泵也和离心泵一样，安装高度也有一定的限制。往复泵有自吸作用，启动前不需要灌泵。容积式泵的流量调节:支路阀调节。往复式压缩机的压缩过程。等温压缩（耗能少），绝热压缩（耗能多），多变压缩。重力沉降过程，第一阶段为加速运动，第二阶段为等速运动。加速阶段极短，整个过程可以认为都在沉降速度下进行。降尘室的原理:气体入室后，因流量截面扩大而速度减慢，尘粒一方面随气流向水平方向运动，其速度和气流速度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所里历时间大于或等于其中的尘粒从室顶沉降到室底所需时间，尘粒便可以分离出来。含尘气体的处理量与降尘室底面积，沉降速度有关，与尘降室高度无关。过滤过程分为：恒压过滤（Δp不变，过滤速度逐渐↓），恒速过滤（滤液流速不变，必须逐渐↑过滤压力）滤饼的洗涤:洗涤速度是恒定的，洗涤液用量取决于对滤渣的质量要求或滤液的回收要求。传热的三种基本方式:1热传导(导电体是自由电子将能量从高温处传递到低温，非导电固体通过晶格结构的振动)2对流(质点发生相对位移而引起的，只发生在流体中)。3，辐射(以电磁波传播能量的现象，辐射不仅是能量的转移，而且伴有能量形式的转化).傅立叶定律:热流的方向永远与温度↓的方向一致，与温度梯度的方向相反。热传导的导热系数λ:1纯金属λ随温度↑而↓。2非金属λ随密度↑和温度↑而↑，3液体λ(除水和甘油)随温度↑而↓，4气体λ随温度↑而↑，与压力无关(除非压力很大或很低)对流给热是指对流与传导联合作用的一种传热方式。在层流底层中，没有传热方向的质点运动仅能靠传导来传热。给热系数大小比较:空气自然对流水蒸气冷凝水的沸腾。42.特征数名称含义:1努赛尔数Nu（含给热系数的特征数）2雷诺数Re（表示流动形态或惯性力影响的特征数）3普朗特数Pr（表示物性影响的特征数）4格拉晓夫数Gr（表示自然对流影响的特征数）43热流量相同时弯管给热系数直管给热系数。绝对黑体:能全部吸收辐射能的A=1物体。绝对白体和镜体:能全部反射辐射能的R=1物体。透热体:能透过全部辐射能的D=1物体。灰体:表面粗糙的物体吸收率较大，能够以相等的吸收率吸收所有波长辐射能的物体。克希霍夫定律:当两无限平壁间的辐射传热达到平衡（温度相等）时，壁面1发射和吸收的能量必相等。表明对任何物体，其辐射能力（E0）与吸收率（A）的比值等于同温度下黑体的辐射能力。物体的吸收率等于其黑度。、气体热辐射的特点:气体只能在某些波段范围内具有吸收能力，相应的也只在同样的波段范围内具有发射能力，所以气体辐射对波长由选择性。这些气体对具有全部波长的辐射能的吸收是间断不连续的。总传热系数K接近α小的一侧，要使K↑，需使小的α↑。在冷热流体进出口温度相同时，逆流的对数平均温差恒并流，逆流总是优于并流。列管式换热器的分类:固定管板式(产生较大的热应力)，浮头式（一端的管板可以沿轴向自由浮动，可消除热应力且整个管束可从壳体抽出，便于清洗检修），U形管式（每根管都弯成u形，进出口分别安装在同一板管的两侧，封头以隔板分成两室，每根管可以自由伸缩，比浮头式结构简单，但不易清洗）。需冷凝的蒸汽一般通入壳程，因为这样便于排出冷凝液，而且蒸汽较清洁，其给热系数又与流速关系小。蒸馏利用挥发度不同。吸收:利用溶解度差异。填料塔流向(气体从塔底到塔顶，液体从塔顶到塔底)特点(在塔内气液两相浓度也沿塔高连续变化).板式塔结构:板上有很多筛孔，气体通过孔鼓泡。分散在液层中，气液两相靠重力分离。液流自上而下，气流自下而上,其浓度沿着塔高程阶跃式变化。填料特性:比表面积指单位体积填料所具有的表面积，比表面积大则能提供的相，接触面积大，同一种填料其规格越小，则比表面积越大。空隙率单位体积填料所具有的空隙体积，空隙率大则气体通过时的阻力小则处理量可以增大。气相传质阻力:温度↑可则↓；雷诺数能减弱δG有利于降低阻力。液相传质阻力；温度↑和μ↓，则↓。气膜控制物系:溶解度很大的易容物系，m小，液相阻力小，所以总传质阻力受气相阻力控制。液膜控制物系:m大，溶解度很小的难溶物系，气相阻力忽略，总传质阻力受液相阻力控制。简单蒸馏特点:是一种不稳定的单级蒸馏过程，需分批进行。由于易挥发组分的气相组成大于液相组成，因而随着蒸馏过程的进行，液相组成将逐渐降低。萃取蒸馏:添加的第三组分改变（增大）原来两组分挥发度。板式塔的水力学极限或性能主要包括：1液泛(当管内的液体满到上层板的溢流堰顶时，并要漫到上层板，产生不正常积液，最后可导致两层板之间被泡沫液充满，这种现象称为液泛，促成液泛的原因有两种a降液管内液体倒流回上层板b过量液沫夹带到上层板)2液沫夹带(气流夹带到上一层板的液沫，可使板上液层加厚，在一定液体流量之下若气体流量增加到一定程度，液层的加厚变得显著起来，气流通过加厚的液层所带出的液沫又进一步加多，这种过量液沫夹带使泡沫层顶与上一层板地的距离缩小)3塔板压降4液面落差6漏液(筛板塔或浮阀塔等板面上开有通气孔，当上升气体流速减少到一定程度，气体通过升气孔道的洞压不足以阻止板上液体经孔道流下时，便会出现漏液现象。造成漏液的主要原因是：气流速度太小和板面上液面落差所引起的气流的分布不均，为使塔板入口处不漏液，常在该入口处留出一条不开孔的安定区)影响液沫夹带的因素：空塔气速增加，雾沫夹带量增加，塔板间距增加，雾沫夹带量减少。液沫夹带可使板效率下降。筛板的负荷性能图中的各条线意义：1.漏液线(气体流量过低便会出现漏液，此线表示到达漏液点时的VG与VL关系)2.液体流量下限线(液体流量过低，板面上的流量便不能维持均匀)3.液体流量上限线(液体流量过大則降液管超负荷，降低塔板效率)4.液泛线(液体或气体流量过大，便会导致液泛)5.液沫夹带上限线(气体流量过大，所夹带液沫量便达到极限，而使塔的效率严重下降。不包括在负荷性能图中。空气湿度图中各线的意义1等温线（简称等t线所有垂直线都是等t线）2等湿含量线（简称等H线所有水平线都是等H线）3等相对湿度线（简称等ψ线当ψ一定时，饱和蒸汽压仅为温度的函数）4湿比热容线（是一条直线，仅随湿度变化）5比体积线（干空气比体积线和饱和空气比体积线）6绝热饱和线（是一组向右下倾斜近于平行的直线）湿球温度如何测量？温度计放在温度为t湿度为H的不饱和空气流中,当在绝热情况下达稳定状态时，空气向湿纱布传递显热的速率等于水分汽化耗热的速率，这是湿球温度计指示的温度维持不变，此为湿球温度用tw表示当湿度和空气温度相同的湿空气，其湿球温度和绝热饱和温度可认为相同如何提高干燥器热效率设法使得干燥器出口废气的湿度增高或温度降低以多利用其热量，都可以减少空气用量提高热效率，这样会使废气的相对湿度增大，干燥速率下降，干燥时间增长；减少设备和管道的热损失，尽可能利用废气中的热量，都有助于热效率的提高。自由水分在干燥过程中能出去的水分称为~非结合水：主要以机械方式附着在物料上与物料没有结合力而较易除去，这类水分称为~。结合水：这类水分与物料间有结合力而较难除去，故称~。干燥速度曲线两个阶段1恒速干燥阶段，物料整个表面都有充分的非结合水分。2降速阶段物料部分表面上汽化的为结合水分，湿润表面不断减少。与恒速阶段相比，降速阶段从物料逐出的水分通常较少，但所需的时间往往更长，超临界流体定义：指超过临界温度与临界压力状态的流体。超临界流体气体的特性：黏度小、扩散系数大；表现为液体的行为有密度大及溶解度较大，这些都有利于萃取中的传质影响超临界萃取过程的主要因素：温度，压力，流体密度，容剂比和用于固体原料时的颗粒度等。（当萃取压力较高时，提高温度可以增大溶质的蒸汽压，从而有利于提高扩散系数。恒温操作时提高压力，可以增大溶剂的流体的密度和溶解能力而使萃取容量提高。但密度大时传质系数减小。在压力和温度确定后提高溶剂比，可以减少固体中的残留量，固体物料颗粒度大时，萃取速度会减慢；8变温吸附：借助附量随温度变化的特性而实现的过程。变压吸附：在等温条件下吸附剂对气体混合物中被吸附组分的吸附容量随分压的升高而增加；因此吸附质在加压时被吸附剂所吸附，减压时被脱附，同时吸附剂再生；重复加压－减压就行成变压循环操作。变温吸附的特点：吸附剂导热系数较小，升温和降温需要较长时间。变压吸附在常温下工作，不需要加热设备改变压力方面迅速，流程也大为简化。膜的种类：对称膜、非对称膜、复合膜,荷电膜、液膜（液滴膜、乳液膜、支撑液膜)膜分离过程分为:微滤(100～10000)，超滤(1～120)，纳滤(0.5～5)和反渗透(0.1～1)液膜分离机理:1单纯迁移靠待分离的不同组分在膜相液中的溶解度和扩散系数不同导致透过膜的速度不同来实现分离的2促进迁移外相是原料液，内相的接受液含有反应剂，与溶质反应，产物不溶于液膜，故分离3同向迁移非离子型载体与阳离子进行配合的同时又与阴离子配合的离子对进行的同时迁移.