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化工原理复习总结知识点

第1章 流体流动
常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度 kg/m3 1atm =101325Pa====760mmHg
(1)被测流体的压力 > 大气压 表压 = 绝压-大气压
(2)被测流体的压力 < 大气压 真空度 = 大气压-绝压= -表压 静压强的计算 柏努利方程应用
层流区(Laminar Flow ):Re < 2000;湍流区(Turbulent Flow ):Re > 4000; 2000 <Re < 4000时,有时出现层流,有时出现湍流,或者是二者交替出现,为外界条件决定,称为过渡区。

流型只有两种:层流和湍流。

当流体层流时,其平均速度是最大流速的1/2。

边界层:u<
阻力损失:直管阻力损失和局部阻力损失 当量直径d e
管路总阻力损失的计算
突然缩小局部阻力系数ζ= ,突然扩大局部阻力系数ζ= 1。

流体输送管路的计算:
通常,管路中水的流速为1~3m/s 。

并联管路, 各支管的阻力损失相等。

毕托管测量流速
测量流量: 孔板流量计, 文丘里流量计, 转子流量计。

孔板流量计的特点;结构简单,制造容易,安装方便,得到广泛的使用。

其不足之处在于局部阻力较大,孔口边缘容易被流体腐蚀或磨损,因此要定期进行校正,同时流量较小时难以测定。

转子流量计的特点——恒压差、变截面。

第2 章 流体流动机械
压头和流量是流体输送机械主要技术指标
离心泵的构件: 叶轮、泵壳(蜗壳形)和 轴封装置
f
e h u p gz h u p gz +++=+++222221112121ρρ
f e H g
u z g p H g u z g p +++=+++2222
222111ρρμ
ρ
du =
Re 222'2
e 2e 2u
d l l u d l l u d l h h h f f f ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛++=⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=∑∑∑∑∑∑ζλλζλ
离心泵的叶轮闭式效率最高,适用于输送洁净的液体。

半闭式和开式效率较低,常用于输送浆料或悬浮液。

气缚现象:贮槽内的液体没有吸入泵内。

启动与停泵
灌液完毕,关闭出口阀,启动泵,这时所需的泵的轴功率最小,启动电流较小,以保护电机。

启动后渐渐开启出口阀。

停泵前,要先关闭出口阀后再停机,这样可避免排出管内的水柱倒冲泵壳内叶轮,叶片,以延长泵的使用寿命。

离心泵总是采用后弯叶片。

泵的有效功率及效率:
泵的有效功率Ne ,kW ,用下式表示。

Ne =HeQ ρg 泵的效率η:泵轴通过叶轮传给液体能量过程中有能量损失。

泵的效率η为有效功率与轴功率之比,而轴功率N 为电动机输入离心泵的功率。

影响离心泵的效率,主要是容积损失、水力损失和机械损失。

离心泵的特性曲线 :
扬程-流量曲线H ~Q 线、 轴功率-流量曲线N ~Q 线、
效率-流量曲线η~Q 线,具体图形见下图。

*****离心泵牌铭上的额定功率、额定流量和扬程是指效率最高时的值。

调节流量方法有调节管路特性曲线(调节阀门流量)和泵特性曲线(改变泵的转速或叶轮直径)。

用阀门调节流量操作简便、灵活,故应用很广。

H 单< H 串< 2H 单, Q 单< Q 串< 2Q 单 总效率与流量为Q 串时单泵的效率相同。

H 单< H 并< 2H 单, Q 单< Q 并< 2Q 单。

并联泵的总效率与每台泵的效率相同。

汽蚀现象:泵的安装位置太高,叶轮中各处压强高于被输送液体的饱和蒸汽压。

各种泵:
耐腐蚀泵:输送酸、碱及浓氨水等腐蚀性液体。

油泵: 输送不含固体颗粒、无腐蚀性的油类及石油产品。

杂质泵: 常输送悬浮液.
O
Q qv H
H 1
管路h e ~ Q 离心泵的工作点
泵H ~ Q
泵 ~ qv
ηg P
z A ρ∆+
∆=A
N Q gH N Ne e ρη==
液下泵:在化工生产中有着广泛应用,安装在液体贮槽内。

屏蔽泵:常输送易燃、易爆、剧毒及放射性液体。

第3章 非均相物系的分离与固体流态化
影响沉降速度的因素:当颗粒浓度增加,沉降速度减少。

容器的壁和底面,沉降速度减少。

非球形的沉降速度小于球形颗粒的沉降速度。

旋风分离器,排灰口密封不好而发生漏气,即外面空气窜入旋风分离器内,则上升气流会将已沉降下来的尘粒重新扬起,大大降低收尘效果。

降尘室处理能力(流量)的计算 V s = Au t =blu t ,V s (隔板)= (n+1)V s (无隔板) (n 层)
Stokes 区:
过滤之初,液体浑浊。

但颗粒会在孔道内很快发生“架桥”现象,滤液由浑浊变
为清澈。

在滤饼过滤中,真正起截留颗粒作用的是滤饼层而不是过滤介质。

助滤剂能形成结构疏松、空隙率大、不可压缩的滤饼。

板框压滤机、叶滤机、厢式压滤机、转筒真空过滤机(操作连续、自动) 叶滤机 (dV/d θ)w =(dV/d θ)E 板框压滤机 (dV/d θ)w =(dV/d θ)E /4
过滤速率基本方程
恒速过滤,
恒压过滤
先非恒压,再恒压过滤(了解)
第4章 传热
传热的基本方式:
(1)热传导(2)对流传热—热对流 (3)辐射传热
φμr p K ∆=2)(2e q q K d dq u +==θθK qq q e =+22θ
222KA VV V e =+)()(2)(11212ττ-=-+-K q q q q q e )
()(2)(121212ττ-=-+-KA V V V V V e A
dV dq =
μ
ρρ18)(2min g
d u p p t -=
工业上大量使用热交换器,传热设备在化工厂设备投资中占很大比例,有些达40%左右。

工业换热的方法
1、直接接触式换热
2、蓄热式换热
3、间壁式换热
蓄热式换热,只适用于气体。

常见加热剂有热水、饱和水蒸气、矿物油、联苯混合物、熔盐和烟道气。

常见冷却剂有水、空气和各种冷冻剂。

载热体的选择
(1)载热体的温度应易于调节;
(2)载热体的饱和蒸气压要低(沸点高),不易分解; (3)载热体的毒性要小,使用安全,腐蚀性小; (4)载热体应价格低廉且容易得到。

金属杯和陶瓷杯,哪个更保温
流体湍流流动给热系数大于层流流动。

加热器放置在空间的下部,冷却器放置在空间的上部。

各因次准数的物理意义:普兰德准数Pr 它反映流体物性对给热过程的影响 圆形直管内强制湍流的给热系数
圆筒壁的总传热系数
如果外侧热阻比内侧热阻小得多,壁温接近于外侧温度。

而外壁有污垢热阻后,外侧热阻比内侧热阻大得多,壁温接近于内侧温度。

增大传热面积A 常用的方法:用小直径管,采用翅片管、螺纹管等代替光滑管,可以提高单位体积热交换器的传热面积。

熟记公式:1.傅立叶定律
2.一维稳态导热
n
d
Pr Re 023.08.0λ
α=2
2121221212111
111αλδααλδα+⋅+⋅=+⋅+⋅=
=m m d d d d A A A A K K ⎪⎩⎪⎨
⎧圆筒壁平壁
A b t t Q λ2
1-=λ
πL r r t
t Q 2ln 1221-=
3.牛顿冷却定律
4.管内湍流时:
适用范围:光滑管,Re>104,<Pr<160;充分发展段,即L/d50或60;低粘度(<2水)
定性温度:2出
进t t t m +=
定性尺寸:管内径
5.总传热速率方程 1)总传热系数K :
2)传热面积A :套管换热器: 列管换热器: 3)传热平均温度差(对数平均温度差): 6.热平衡方程:
无相变化时:)()(1221t t C W T T C W Q c m mc h p mh -=-= 有相变时:r W R W Q mc mh ==
i
o K
αα111+=污垢热阻可忽略时 o
K α≈i
K α≈i
o ααππo
i ααππ结论:K 的值总是接近热阻大的一侧的α值。

金属壁的热阻可略
()
t t A Q w -=α⎩⎨
⎧===被冷却被加热
3.04.0Pr Re 023.08.0n n Nu n n
p c du d )
((023.08.0λ
μμρλα=2
.08
.0d
u ∝αi
o
i i o i m o o o d d d d R d bd R K αλα111++++=1
2
1
2ln t t t t t m ∆∆∆-∆=
∆dl A π=dl n A π=m
t KA Q ∆=。

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