传递与分离知识点

《化工传递过程基础》1-1、气体和液体统称为流体。1-2、密度不随空间位置和时间变化的流体，称为不可压缩流体。1-3、表压力=绝对压力-大气压力。1-4、流体平衡微分方程推导过程中，任取一流体微元分析可知，作用在其上的外力分为两类，一类是作用在流体每一质点上的外力，称为质量力；另一类是作用在流体微元表面上的力，称为表面力。1-5、流体平衡微分方程（又称为欧拉平衡微分方程），其表达式为：:BpXxpYypZzfp或1-6、方程p=p0+ρgh称为流体静力学方程。1-7、对于假塑性流体，表观粘度随剪切速率的增加而减小，故流动特性指数n＜1。1-8、下列属于牛顿型液体的是（D）。A、高分子溶液；B、涂料；C、纸浆；D、空气1-9、动量、热量和质量传递，既可由分子的微观运动引起，也可由旋涡混合造成的流体微团的宏观运动引起，前者称为分子传递，后者称为涡流传递。1-10、由分子运动引起的动量传递，可采用牛顿粘性定律描述；由分子运动引起的热量传递为热传导的一种形式，可采用傅立叶定律描述；而分子运动引起的质量传递称为分子扩散，则采用费克定律描述。1-11、由于牛顿粘性定律、傅立叶定律、费克定律中，传递的物理量与相应的梯度之间均存在线性关系，故上述三个定律又常称为分子传递的线性现象定律。1-12、动量、热量和质量扩散系数ν、α、DAB具有相同的因次，其单位均为m2/s。1-13、通常将通量等于扩散系数乘以浓度梯度的方程称为现象方程，它是一种关联所观察现象的经验方程。1-14、在湍流流体中，由于存在着大大小小的旋涡运动，所以除了分子传递外，还有涡流传递存在。1-15、涡流扩散系数与下列哪个因素无关（A）。A、流体的性质；B、湍动程度；C、流体在流道中所处的位置；D、边壁粗糙度1-16、稳态下水连续从一个变径管道内流过。已知粗管内径是细管的两倍，则粗管内水的流速与细管内水的流速之比为（A）。A、1：4B、4：1C、2：1D、1：81-17、不可压流体的微分质量衡算方程为：0yxzuuuxyz1-18、动量守恒定律即牛顿第二定律；能量守恒定律即热力学第一定律。2-1、欧拉观点以相对于坐标固定的流场内的任一空间点为研究对象，研究流体流经每一空间点的力学性质。2-2、以流体运动的质点或微团为着眼点，研究每个流体质点自始至终的运动过程的观点称为拉格朗日观点。2-3、一般地，随体导数的物理意义是：流场中流体质点上的物理量随时间和空间的变化率。因此，随体导数亦称为质点导数。2-4、密度对时间的随体导数由两部分组成：一为密度随时间的局部导数；另一个为密度的对流导数。2-5、密度对时间的随体导数DD的物理意义为：当流体质点在dθ时间内，由空间的一点（x,y,z）移动到另一点（x+dx,y+dy,z+dz）时，流体密度对时间的变化率。2-6、式1DuD的左边表示流体微元的体积膨胀率或形变速率；右侧表示速度向量的散度。2-7、对于不可压缩流体，其连续性方程可写为：0yxzuuuxyz。2-8、描述应力与形变速率之间关系的方程称为本构方程。2-9、当流体流动时，法向应力由两部分组成：其一是流体的压力，它使流体微元承受压缩，发生体积形变；其二是由流体的粘性作用引起的，它使流体微元在法线方向上承受拉伸或压缩发生线性形变。3-1、牛顿阻力平方公式的数学表述为：202dDuFCA。3-2、对于平壁间的稳态层流，主体流速ub与最大流速umax之间的关系为：max23buu。3-3、对于圆管中的轴向稳态层流，管内主体流速ub与最大流速umax之间的关系为：max12buu。3-4、对于圆管中的稳态层流，范宁摩擦系数f与摩擦系数λ之间的关系为：λ=4f。3-5、斯托克斯定律描述粒子以极低雷诺数（Re＜1）在流体中沉降时的运动规律。3-6、对于大Re数的流动问题，粘滞力的作用远小于惯性力。3-7、所谓势流，是指理想流体的无旋运动。4-1、边界层学说是普兰德于1904年提出的，其理论要点为：当实际流体沿固体壁面流动时，紧贴壁面的一层流体，由于粘性作用将粘附在壁面上而不“滑脱”，即在壁面上的流速为零；而由于流动的Re数很大，流体的流速将由壁面处的零值沿着与流动相垂直的方向迅速增大，并在很短的距离内趋于一定值。（边界层）4-2、对于大雷诺数的流动问题，可将整个流动划分为两个性质截然不同的区域；其一为紧贴物体壁面的非常薄的一层区域称为边界层；其二为边界层之外的区域，称为外部流动区。4-3、在与壁面相垂直的方向上，在层流内层一湍流边界层之间，流体的流动既非层流，又非完全的湍流，称为缓冲层或过渡层。4-4、当一粘性流体以均匀流速流进水平圆管过程中，可将管内的流动分为两个区域：一是边界层会合以前的区域，称之为进口段流动；另一是边界层汇合以后的流动，称为充分发展的流动。4-5、为了定义边界层厚度，通常人为规定：当流体的流速沿壁面的法向达到外部流速的99%时的距离为边界层厚度。4-6、管道进口段摩擦阻力大的原因有两个：一为进口附近速度梯度较大，此速度梯度沿流体流动方向逐渐减小，面当流动充分发展时变为常数；二是由于流体流动的连续性，使得边界层外部的流体流速增大。4-7、产生边界层分离的必要条件有两个：一是物面附近的流动区域中存在逆压梯度；二是流体的粘性，二者缺一不可。4-8、边界层分离是产生形体曳力的主要原因。4-9、飞机的机翼采用流线形是为了减小边界层分离造成的流体能量的损失。5-1、质点的脉动是湍流最基本的特点。5-2、湍流的特点：质点的脉动；流动阻力远大于层流阻力；流速分布较层流均匀。5-3、流体由层流转变为湍流，需具备如下两个必要条件：漩涡的形成；漩涡形成后脱离原来的流层或流束进入邻近的流层或流束。5-4、漩涡的形成主要取决于如下因素：一是流体的粘性；二是流层的流动。除此之外，还有两个原因促成漩涡的形成：一是边界层的分离；另一个原因是当流体流过某些尖缘处时，也促进漩涡的形成。5-5、瞬时速度=时均速度+脉动速度。5-6、湍流强度用I值来表征，I值越大湍流强度越大。5-7、对连续性方程和运动方程进行时均值转换意味着考察各个方程在θ1时间内物理量的平均变化情况，从而获得描述湍流流动时物理量的时均值所满足的方程。此转换过程称为雷诺转换，转换后的方程称为雷诺方程。5-8、管壁的粗糙度通常可用绝对粗糙度和相对粗糙度表示。5-9、对于每一个相对粗糙度，都存在着一个对应的较小的雷诺数区域，在此区域内，粗糙管的流动阻力与光滑管的相同，即f仅和雷诺数有关。5-10、当雷诺数超过某一数值后，f变成与Re数无关的某一常数，此时f仅与e/d的大小有关，而且e/d愈大，f也愈大。在此区域内，流动阻力与流速的平方成正比，称为阻力平方区。5-11、在水力光滑管内，f仅与Re有关，而与粗糙度无关。5-12、由模型到工业规模（原型）的放大采用的是所谓的相似性原理。6-1、根据传热机理的不同，热的传递有三种基本方式：热传导、对流传热和辐射传热。6-2、对流传热可以由强制对流引起，亦可以由自然对流引起。6-3、理想辐射体（黑体）向外发射能量的速率与物体热力学温度的四次方成正比。6-4、方程21tt称为傅立叶第二导热定律。7-1、对于无内热源的一维稳态热传导，其热传导方程可表述为：220dtdx。7-2、不稳态导热过程中的传热速率取决于介质内部热阻和表面热阻。7-3、假设物体内部热阻与外部热阻相比较，可忽略不计的一种分析方法称为集总热容法。7-4、毕渥数表示了物体内部的导热热阻与表面对流热阻之比。7-5、将一维分析解推广到二维和三维导热问题，此种处理问题的方法称为牛曼（Newman）法则。7-6、对于无内热源的、温度仅沿径向变化的无限长圆筒壁内一维稳态导热，其热传导方程可用柱坐标的形式表述为：()0ddtrdrdr。8-1、对流传热包括强制对流、自然对流、蒸汽冷凝和液体沸腾等形式的传热过程。8-2、平板层流时，速度边界层厚度与温度边界层厚度的关系可表述为：13Prt。8-3、流体在管内作湍流流动时的雷诺类似律的表达式为：2tfS。8-4、卡门认为，湍流边界层由湍流主体、缓冲层和层流内层组成，此即所谓的三层模型。8-5、柯尔本类似律的表达式为：2Hfj。8-6、描述传热的无因次数Nu，Pr，分别对应于传质中的无因次数是Sh和Sc。9-1、分子传质是由于分子的无规则热运动而产生的物质传递现象。9-2、对流传质的速率不仅与质量传递的特性因素（如扩散系数）有关，而且与动量传递的动力学因素（如流速）等密切相关。10-1、测定二元气体扩散系数的方法有蒸发管法、双容积法、液滴蒸发法等。10-2、多孔固体中的扩散问题可分为费克型分子扩散、纽特逊扩散、过渡区扩散。11-1、对流传质模型中最具代表性的是双膜模型、溶质渗透模型和表面更新模型。《化工分离过程》1-1、对大型的石油工业和以化学为中心的石油化工生产过程，分离装置的费用占总投资的50~90%。1-2、分离过程可分为机械分离和传质分离两大类。1-3、传质分离过程用于各种均相混合物的分离，其特点是有质量传递现象发生。1-4、按所依据的物理化学原理不同，工业上常用的传质分离过程又可分为两大类，即平衡分离过程和速率分离过程。1-5、分离媒介可以是能量媒介（ESA）或物质媒介（MSA）。1-6、下列分离过程中不属于平衡分离过程的是（D）。A、蒸出；B、浸取；C、泡沫分离；D、反渗透1-7、表面化学和鼓泡特征是泡沫分离的基础。2-1、所谓相平衡指的是混合物或溶液形成若干相，这些相保持着物理平衡而共存的状态。从热力学上看，整个物系的自由焓处于最小的状态。从动力学上看，相间表观传递速率为零。2-2、闪蒸是连续单级蒸馏过程。2-3、绝热闪蒸计算的目的是确定闪蒸温度和汽液相组成和流率。3-1、对二组分精馏来说，要使进料达到某一分离要求，存在着最小回流比和最少理论塔板数两个极限条件。3-2、若馏出液中除了重关键组分外没有其它重组分，而釜液中除了轻关键组分外没有其它轻组分，这种情况称为清晰分割。3-3、在精馏塔中，温度分布主要反映物流的组成，而总的级间流量分布主要反映了热衡算的限制。3-4、芬斯克方程的精确度取决于相对挥发度数据的可靠性。3-5、Brown和Martin建议，适宜进料位置的确定原则：在操作回流比下精馏段与提馏段理论板数之比，等于在全回流条件下用芬斯克公式分别计算得到的精馏段与提馏段理论板数之比。3-6、既加入能量分离剂又加入质量分离剂的精馏过程称为特殊精馏。5-1、液相纵向不完全混合对板效率起明显的有利影响；不均流动、尤其是环流会产生不利影响；横向混合能消弱液相不均匀流动的不利影响；而且随塔径的增大纵向不完全混合的有利影响将减弱，不均匀流动则趋于严重。7-1、膜分离是借助于膜的选择渗透作用，对混合物中溶质的溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。7-2、膜的性能包括膜的分离透过性能和物化稳定性两方面。7-3、膜的分离透过特性包括渗透通量、分离效率和通量衰减系数。7-4、由于超滤膜表层的孔不规则和不均一，很难准确确定孔径，所以通常均用它能截留的物质的分子量来定义超滤膜的孔的大小，称为膜的截留分子量。一般定义能截留90%的物质的分子量为膜的截留分子量。