化工原理绪论第一章总结

绪论总结化工过程化学工业是将自然界的各种物质经过化学反应和物理方法处理，制造成生产资料和生活资料的工业。一种产品的生产过程中，从原料到成品往往需要几个或几十个加工过程。其中除了化学反应外，还有大量的物理加工过程，统称化工过程。单元操作根据操作原理，将加工各种化学工业产品所使用的物理加工过程例如：流体输送、沉降、过滤、蒸发、结晶、吸收、蒸馏、萃取、吸附、干燥以及热交换等基本过程统称单元操作。绪论总结单元操作流体流动过程流体输送沉降过滤传热过程热交换蒸发传质过程吸收精馏萃取干燥绪论总结量纲将一个物理导出量用若干个基本量的乘方之积表示出来的表达式，称为该物理量的量纲式，简称量纲。物理量的基本量的量纲为其本身。量的名称长度质量时间电流热力学温度物质的量发光强度量纲LMTIΘNJdimQ=LαMβTγIδΘζNζJηQ的量纲：量纲一致性方程任何一个物理量方程，只要理论上合理，则该方程等号两边各项的量纲必定相等。物理方程的单位一致性在用物理方程进行计算时，必须注意式中各项的单位必须一致。实验方程式的单位换算在用物理方程进行计算时，通过必要的换算使式中等号两边各项的单位保持一致。绪论总结物质的量浓度：ci=ni/Vkmol/m3。物质的量分数：xi=ni/n质量浓度：ρi=mi/Vkg/m3。质量分数：ωi=mi/m摩尔比：：X=nA/nB进而：X=xA/xB=x/1-x质量比：X'=mA/mB进而：X'=ωA/ωB=ω/1-ω绪论总结摩尔分数yi：yi=ni/n压力分数：P=p1+p2+…+pi+…，理想气体：pi=niRT/V混合气体：p=(n1+n2+…)RT/V=nRT/Vpi/p=ni/n体积分数φi：V=V1+V2+…Vi+…组分i：pVi=niRT混合气体：p(V1+V2+…)=(n1+n2+…)RTφi=Vi/V=ni/n摩尔分数=压力分数=体积分数绪论总结气体混合物中组分i的浓度ci:ci=ni/V=pi/RT双组分气体混合物中组分的摩尔比Y:Y=nA/nB=pA/pB=VA/VB摩尔比=分压力比=分体积比绪论总结物料衡算五字解题方法：分、图、选、算、分。能量衡算LQQQ01平衡关系传递速率经济核算温度差，压力差，浓度差…等温度，等压力，等浓度…综合费用最低绪论总结第1章总结流体的压力表压=绝对压力－大气压力真空度=大气压力－绝对压力绝对压力绝对压力绝对真空表压真空度1p2p大气压第1章总结单组分密度ν1),(Tpfvm混合液体的密度12121nmn单组分密度RTpM混合气体的密度RTpMmm4.22MoooTpTpo第1章总结流体静力学基本方程式p0p2p1z1z2G（1）A1所受总压力（2）A2所受总压力（3）液柱的重力1ApP11222ApP)(21zzgAG0)(211122zzgAApAp)(2112zzgppgzpgzp2211压力形式能量形式hg00p-p第1章总结流体静力学基本方程式的应用(1)压力测量(2)液面测量(3)液封高度测量第1章总结(1).体积流量:qV——m3/s或m3/h质量流量:qm——kg/s或kg/hVmqq质量流速(2).流速AquVmVqqwuAAmVqquAwA(3).管路直径计算4Vqdu第1章总结稳态流动：非稳态流动：),,(,,zyxfupT),,,(,,zyxfupT21mmqq222111AuAu常数uAAuAuqm222111连续性方程式:11222121221ddAAuu第1章总结221211221122fppzguWzguh221211221122fppzuHzuHgggg伯努利方程式第1章总结（1）根据题意画出流动系统的示意图，标明流体的流动方向，定出上、下游截面，明确流动系统的衡算范围；（2）位能基准面的选取:必须与地面平行；宜于选取两截面中位置较低的截面；若截面不是水平面，而是垂直于地面，则基准面应选过管中心线的水平面。伯努利方程解题要点（4）各物理量的单位应保持一致，压力表示方法也应一致，即同为绝压或同为表压。（3）截面的选取:与流体的流动方向相垂直；两截面间流体应是定态连续流动；截面宜选在已知量多、计算方便处。第1章总结（一）牛顿粘性定律yuAFdd或yudduu＋dudyF),(Tpf液体:)(TfT↑→↓气体:一般)(TfT↑→↑超高压),(Tpfp↑→↑第1章总结流型判据——雷诺准数udReRe≤2000时，流动为层流，此区称为层流区；Re≥4000时，一般出现湍流，此区称为湍流区；2000Re4000时，流动可能是层流，也可能是湍流，该区称为不稳定的过渡区。第1章总结22()4rpuRrl层流平均速度:V0max22π1π2RrurdrquuARmax1nrruuR湍流平均速度:Vmax0.82quuA第1章总结12fpph倾斜等径直管12f12()()pphzgzg水平等径直管f232luhdRe642f2luhd层流时的摩擦阻力第1章总结湍流时的摩擦阻力2f2luhd（3）过渡区将湍流时的曲线延伸查取λ值（1）湍流区),(dRef（2）完全湍流区λ与Re无关，只与有关。d该区又称为阻力平方区。2fhud一定时，25.03164.0Re第1章总结管内流体流动的总摩擦阻力损失22ef()22lluluhddff1f2f3hhhhqV1,d1qV3,d3qV2,d2321mmmqqq321VVVqqq（1）摩擦损失计算（2）流量计算（3）管径计算（4）计算依据：连续性方程伯努利方程第1章总结一、测速管（皮托管）pu2)(20Rgu二、孔板流量计pAAAuAqmρ2)(1ρ210111三、文丘里流量计)(200VRgACqV四、转子流量计fffRR)(2AgVACqV...TKpkPa27340313，1013551068（绝对压力）....../2042802280324400716001186mMkgkmol.../.mmpMkgmRT310681860763831431336000Vm./.mmMmkmol31860763..mmVnkmolM600007632461865解混合气体的摩尔质量(1)混合气体在操作条件下的密度为(2)混合气体混合气体的量为第1章习题8第1章习题10第1章习题17习题1-17附图第1章习题20第1章习题26第1章习题第1章习题第1章习题33第1章习题37第1章习题第1章习题41第1章习题第1章习题第2章总结1-叶轮；2-泵壳，3-泵轴；4-吸入管；5-底阀；6-压出管离心泵装置简图第2章总结（1）叶轮作用：将原动机的能量传给液体，使液体静压能及动能都有所提高——给能装置（2）泵壳作用：汇集叶轮甩出的液体；实现动能到静压能的转换——转能装置；减少能量损失。（3）轴封装置作用：防止高压液体沿轴漏出；防止外界气体进入泵壳内。第2章总结①流量qVm3/s或m3/h。②压头或扬程HJ/N或m液柱。③效率：（1）容积损失（2）水力损失（3）机械损失④轴功率PWeVPqHg而%100PPe第2章总结离心泵特性曲线VqH~Vq~~VPqn一定HPVq第2章总结①H~qV曲线：较大范围内，qVH②P~qV曲线：qVPqV=0时，PPmin③~qV曲线：max%92第2章总结（1）密度的影响qV不变，H不变，基本不变，（2）粘度的影响H，qV,，而PP随变化。（3）离心泵转速的影响23222222111111()()VVqnHnPnqnHnPn（比例定律）第2章总结22fpuHzHgg258ellkgd令0pHzg令22222512248eeVfeVllllquHdgdgdllqgd则20VHHkq第2章总结管路特性曲线HqVgpz泵特性曲线工作点()VHfq()VHq工作点第2章总结qVqVM2qVMqVM1M1M2MHqVM1qVMqVqVM2(D1DD2)n1nn2n2(D2)n(D)n1(D1)M2MM1H流量调节改变管路：调出口阀门改变泵：调转速第2章总结H并H单HqV单qV并qVBAH单H串HqV单qV串qVBA第2章总结HqV22’1’1并联串联低阻高阻第2章总结212Vappuhg1gg有效汽蚀余量0.3rhh1g212puggVpkgp泵入口处压头叶轮压力最低处压头饱和蒸汽压头必需汽蚀余量hr有效汽蚀余量hahahr,pkpv时，不汽蚀ha＝hr,pk＝pv时，开始发生汽蚀hahr,pkpv时，严重汽蚀第2章总结001VgfppHhHg允001VgrfppHhHgmax11’00’Hg离心泵的安装高度第2章总结221211221122efppzguWzguΣh22212121()()()2tefpWzzgppuuΣh22122)(upppt0)(12gzz0fΣh01u第2章总结~qVP~qVqVpt~qVpS~qVn一定WVtqpPtttppp2.100第2章总结123421SVdpWpp第2章总结第2章总结第2章总结1第2章总结4第2章总结第2章总结8第2章总结10第2章总结11第2章总结11第2章总结12第2章总结14第2章总结16