化工原理知识点

绪论单元操作的分类流体动力学过程、传热过程、传质过程、热质传递过程

1.化工原理是研究化工单元操作的基本原理、典型设备的结构和工艺尺寸计算的一门技术基础课，化2,工原理的学习必须以高等数学，物理学，和物理化学等课程为基础第一章流体流动粘度流体具有粘性，表征流体粘性的物理性质称为粘滞系数，简称粘度，符号口表示

1.压力的单位换算

2.标准大气压（）1atm=

1.013X105Pa=

1.033kgf/cm2=

10.33mH20=760mmHg形压差计（计算）（）

3.U P-P=R P-p g120公式・、・、

4.P161331341-35流体的流动类型层流、湍流

5.雷诺数6,时，流动类型为层流；时，流动类型不稳定，为过渡区；ReW20002000Re4000流动类型为湍流Re^4000,湍流磨擦系数（）即与雷诺数、相对粗糙度有关

7.X=f Re,£/d例（计算）

8.P331-10流速测量的工具测速管（皮托管）、孔板流量计、文氏流量计、转子流量计

9.第二章流体输送机械气体与液体不同，气体具有可压缩性用于输送液体的机械称为泵，用于输送气体的机械称为风机及

1.压缩机气缚如果离心泵在启动前未充满被输送液体，则泵壳内存在空气由于空气密度很小，所产生的离

2.心力也很小此时，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内这样，虽然启动了离心泵，但不能输送液体此现象称为“气缚”汽蚀离心泵安装高度提高时，将导致泵内压力降低，泵内压力最低点通常位于叶轮叶片进口稍后的一点附近当此处压力降至被输送液体的饱和蒸汽压时，将发生沸腾，所生成的蒸汽泡在随液体从入口向外周流动中，又因压力迅速增大而急剧冷凝会使液体以很大的速度从周围冲向气泡中心，产生频率很高、瞬时压力很大的冲击，这种现象称为汽蚀现象本质原因入口压力小于流体输送温度下的饱和蒸汽压3・离心泵的主要性能参数工作原理基本部件吐轮（6〜12片后弯叶片）:泵壳（蜗壳）（集液和能量转换装置）；轴封装置（填料函、机械端面密封）原理借助高速旋转的叶轮不断吸入、排出液体注意离心泵无自吸能力，因此在启动前必须先灌至，口吸入管路必须有底阀，否则将发生现“W象某离心泵运行一年后如发现有气缚现象，则应检查进口管路是否有泄漏现象离心泵的安装高度超过允许安装高度时会发生气蚀现象（）流量泵的流量是指单位时间内泵所输送的液体体积，以表示，其单位1q qvm3/s.v（）压头2H离心泵的压头（又称扬程）是指离心泵对单位分量液体所提供的能量，以表示，其单H位为m oH=h+p-p/P g021一压力表与真空表之间的垂直距离，h0m一泵出、入口截面处的压力，其差值等于入口处的真空表读数与出口处的压力表读数P2之和，Pa轴功率离心泵的轴功率是指泵轴所需的功率3P P=Pe/n功率效率等于有效功率与轴功率之比，其表达式为此外4n n=Pe/P Pe=q HP gv.离心泵的特性曲线及其影响因素41H〜曲线H随％的增大而减小2P〜qv曲线P随的增大而增大当q=0P最小v曲线开始随的增大而增大，达到最大值后，又随的增大而减小3n〜n qv离心泵的类型清水泵、油泵、耐腐蚀泵、杂质泵、高温泵、高温高压泵、低温泵、液下泵

5.气体输送机械

6.通风机终压表压不大于压缩比不大于；15kPa,

1.15鼓风机终压表压为压缩比小于；15-300kPa,4压缩机终压表压在以上，压缩比大于；300kPa4真空泵将低于大气压的气体从容器或者设备内抽到大气中，出口压力为大气压或者略高于大气压，压缩比根据所造成的真空度决定第三章非均相混合物的分离沉降是指在外力的作用下，利用连续相与分散相的密度差异，使之发生相对运动而分离的操作根

1.据外力不同，分为重力沉降和离心沉降重力沉降是指在重力的作用下发生的沉降过程

2.重力沉降设备降尘室的生产能力仅与其底面积及颗粒的沉降速度又有关，而与降尘室的高度

3.q,Lb H无关q wLbuv t旋风分离器的操作原理上部带有切向入口的圆筒，下部为圆锥形含尘气体以的速度由

4.15-20m/s圆筒上部的进气管切向进入，受到器壁的约束力由上向下作螺旋运动，在惯性离心力的作用力，颗粒被甩到器壁，沿壁面落至锥底的排灰口排出而与气体分离净化后的气体在中心轴附近由下向上作螺旋运动，最后由顶部排气管排出旋风分离器普通用于除去气流中直径的颗粒对于直径在以上的大颗粒，最好先用

5.5-50um200um重力沉降法除去过滤是以某种多孔性物质为介质，在外力作用下，使悬浮液中的液体通过介质的孔道，而固体颗粒

6.被截留在介质上，从而实现悬浮液中固液分离的操作过滤方式饼层过滤也称表面过滤和深床过滤

7.过滤操作的特点随着过滤操作的进行，滤饼厚度逐渐增大，过滤阻力也随之增大，如果在恒定压差

8.条件下，过滤速度必然逐渐减小如果要保持一定的过滤速度，就要逐渐增大压力差，来克服逐渐增大的过滤阻力过滤设备按操作方式分为连续式和间歇式；按照生产压差的方式不同，可分为压滤机、吸滤机、离

9.心过滤机常用的过滤设备板框压滤机、加压叶滤机、转筒真空过滤机、离心过滤机

10.板框压滤机洗涤与过滤的区别洗涤与过滤时所走路径不同，过滤时的面积是洗涤的倍，而过滤时

11.2滤液经过的滤饼厚度仅为洗涤时的1/2o第四章传热传热是由于温度差引起的能量转移，又称热传递由热力学第二定律可知，凡是有温度差存在时，就必然发生热从高温处传递到低温处根据传热机理的不同，热传递有三种基本方式热传导（导热）、热对流（对流）和热僦热传导L是物体各部份之间不发生相对位移，仅借份子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递；热对流是流体各部份之间发生相对位移所引起的热传递过程（包括由流体中各处的温度不同引起的自然对流和由外力所致的质点的强制运动引起的强制对流），流体流过固体表面时发生的对流和热传导联合作用的传热过程称为对流传热（给热）；热辐射是因热的原于是产生的电磁波在空间的传递任何物体只要在绝对零度以上，都能发射辐射能，只是在高温时，热辐射才干成为主要的传热方式传热可依靠其中的一种方式或者几种方式同时进行传热速率是指单位时间通过传热面的热量（）；热通量是指每单位面积的传热速率（）Q Wa W/R12传热由于温度差而引起的热量传递过程，又称热传递.

1.传热的基本方式热传导、热对流和热辐射，热对流由于流体质点的位移和混合，将热能由一处传至另一处的传递热量的方式称为热对流

2.导热速率方程人（）3,Q=/bA t tf2单层平壁的稳态热传导中传热速率与导热系数入、平壁厚度、传热面积、温度差有美【例题Q bA t4一】1公式（）（）、【例题一】【例题】

4.P1184-424-43Nu a444—5有相变时的对流传热可分为蒸气冷凝和液体沸腾两种情况

5.蒸汽冷凝有两种方式，即膜状冷凝和滴状冷凝膜状冷凝冷凝液能够润泽壁面，在壁面上形成一层完整的液膜，壁面被冷凝液所覆盖，蒸汽冷凝只能在液膜表面进行，即蒸汽冷凝放出的潜热惟独通过液膜后才干传给壁面滴状冷凝冷凝液不能够润湿壁面，在壁面上形成许多的小液滴，液滴长大到一定程度后，在重力作用下落下大容器饱和沸腾曲线分为自然对流区、核状沸腾区、膜状沸腾区

6..无相变的传热过程公式（）【例题一】【例题7P1274-16484—11]黑体能够吸收全部辐射能的物体称为绝对黑体，简称黑体

8.白体能够反射全部辐射能的物体称为绝对白体，简称白体透热体能够透过全部辐射能的物体称为透热体灰体以相同方式吸收和反射辐射能的物体，例如硅.换热器的分类9

①管式换热器通过管子壁面进行传热，按传热管的结构形式可分为列管式换热器、蛇管式换热器、套管式换热器和翅片式换热器等几种

②板式换热器板式换热器通过板面进行传热，按传热板的结构不同，可分为平板式换热器、螺旋板式换热器、板翅式换热器和热板式换热器几种

③列管式换热器（管壳式换热器）普通由壳体、管板、管束、封头、折流板构成根据热补偿的方式不同可分为固定管板式、浮头式、形管式、填料函式、釜式U第五章气体吸收利用各组分密解度不同而分离气体混合物的单元操作称为吸收混合气体中能够溶解的组分称为吸收质或者溶质（）；不被吸收的组分称为惰性组分或者载体（）；吸收操作所用的溶剂称为吸收剂A B（）；吸收所得溶液为吸收液（）；吸收塔排出的气体为吸收尾气S S+A当气相中溶质的的实际分压高王与液相成平衡的溶质分压时，溶质从气相向液相转移,发生吸收过程；反之当气相中溶质的的实际分压低工与液相成平衡的溶质分压时，溶质从液相向气相转移,发生脱吸（解吸）过程平衡状态下气相中溶质分压称为平衡分压或者饱和分压，液相中的溶质浓度称为平衡浓度或者饱和溶解度对于同一种溶质，溶解度随温度的升高而减小，加压和降温对吸收操作有利，升温和减压有利于脱吸操作物质传递过程物质在相间的转移过程称为物质传递过程（简称传质过程）常见的传质过程有蒸

1.t留、吸收、干燥、萃取和吸附等单元操作吸收利用气体混合物中各组分在液体中溶解度的差异使气体中不同组分分离的操作称为吸收

2.填料塔结构圆筒形塔体和塔内件

3.塔内件塔填料、填料支撑板、填料压板、气体分布器、液体分布器和液体再分布器塔填料是填料塔内造成气液相接触进行传质的气液接触元件，是填料塔的核心部件填料按其形状可以分为环形、鞍形、波纹形环形填料主要有拉西环、鲍尔环、阶梯环鞍形环主要有矩鞍形、弧鞍形在一定的液体喷淋密度下，气体通过填料层时压力降与气速的关系曲线可以分为三个区

4.域，分别对应三种状态恒持液区点以下区域，气相负荷较小，气液两相之间的A作用不明显，填料层的持液量受气速的影响不大载点图中A〜B段，气速增至一定值后，气液间阻力不容忽视，压力降随气速增大而较快的增大，压力降曲线在点浮现转A折，该转折点为载点载液区A〜B段，流体湍动加剧，传质效果好液泛点点随着两相之间的作用进一步加强，使得填料表B面液膜难以顺利流下，浮现拦液现象，再增大气速，此时填料层中的持液量迅速增大，往往可以看到填料层的某个高度上浮现摩塔《过”体第卬14示M“积液层”若此时不增加气速，积液层仍在扩大,则会达到“液泛”液泛区点以上B解吸操作解吸操作就是对吸收剂进行回收处理，时溶解在吸收剂中的溶质组分释放出来，得到较纯

5.的组分，同时使吸收剂得以再生而循环使用常用的解吸方法油气提解吸法、减压解吸法以及升温解吸法

6.第六章蒸储蒸储利用各组分挥发度不同将液体混合物部份汽化而使混合物得到分离的单元操作称为蒸储

1.这种分离操作是通过液相温和相之间的质量传递过程来实现的对于均相物系，必须造成一个两相物系才干将均相混合物分离部操作采用改变状态望的办法（如加热和冷却）使混合物系内部产生出第二个物相（气相）；吸收操作中则采用从外界引入另一相物质（吸收剂）的办法形成两相系统蒸储可分为简单蒸储、平衡蒸储（闪蒸）、精储、特殊精储

2.三个区域液相区、蒸气区、气液共存区两条线液相线、气相线

3.精储原理

4.精储过程是利用多次部份汽化和多次部份冷海的原理进行的,精一操作的依据是混合物中各组分挥发度的差异,实现精益操作的必要条件包括塔顶酒相同流和塔底产牛卜升蒸汽「精储塔中各级易挥发组分浓度由卜至下逐级降低；精储塔的塔顶温度总是低王塔底温度，原因之一是塔顶易挥发组分浓度高于塔底，相应沸点较低；原因之二是存在压降使塔底压力高于塔顶，塔底沸点较高当塔板中离开的气相与液相之间达到相平衡时，该塔板称为理论板精微过程中，再沸器的作用是提供一定量的上升蒸汽流，冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证由适宜的液相回流影响精储装置稳态、高效操作的主要因素包括操作压力、进料组成和热状况、塔顶回流、全塔的物料平衡和稳定、冷凝器和再沸器的传热性能，设备散热情况等（物料平衡的影响和制约、回流比的影响、进料组成和进料热状态的影响）精馆操作的依据是混合液中各组分的挥发度差异；实现精微连续稳定操作的必要条件包括塔顶液相回流、塔底上升气流简答全回流操作的目的？如何确定全塔效率？

1.答目的在实际生产中全回流没故意义，但在开工阶段要进行全回流操作一方面这时塔顶的产品还不合格另一方面，全回流操作可以加快塔产品合格，使塔操作尽快处于稳定全塔效率ET=NT/NP精储操作应防止几种不正常的操作现象？气液接触方式

2.答⑴空塔气速大和（或者）板间距小，严重的液沫夹带现象⑵气速太小和板面上液体落差引起严重的漏液现象⑶气液流量过大，使降液管内液体不能顺利流下使得降液管液泛鼓泡、蜂窝、泡沫、喷射接触在精微塔中，维持连续、稳定操作的条件有那些？

3.答精微操作稳定的因素主要有回流比；塔顶温度、压力；进料温度，组分组成；塔底再沸器回流温度，组分组成；整体塔的塔板数；中间循环回流及抽出物料等等，但最主要因素有下面几点物料平衡的影响和制约

1.在精微塔的操作中，需维持塔顶和塔底产品的稳定，保持精储装置的物料平衡是精镭塔稳态操作的必要条件通常由塔底液位来控制精储塔的物料平衡、塔顶回流的影响2回流比是影响精储塔分离效果的主要因素，生产中时常用回流比来调节、控制产品的质量进料热状况的影响

3.当进料状况和发生变化时，应适当改变进料位置，并及时调节回流比一般精微塔常设xF qRo几个进料位置，以适应生产中进料状况，保证在精储塔的适宜位置进料如进料状况改变而进料位置不变，必然引起微出液和釜残液组成的变化塔釜温度的影响

4.釜温是由釜压和物料组成决定的精储过程中，惟独保持规定的釜温，才干确保产品质量因此釜温是精馈操作中重要的控制指标之一.操作压力的影响5塔的压力是精储塔主要的控制指标之一在精储操作中，往往规定了操作压力的调节范围塔压波动过大，就会破坏全塔的气液平衡和物料平衡，使产品达不到所要求的质量在实验中，其他条件不变，增加回流比产品如何变化？

4.R,答塔顶得到的产出纯度会提高，塔底得到的产出纯度会下降，同时由于回流比的增加导致塔内回流的液体量也增加分析由于物料不平衡造成产品不合格的原因及调节方法

5.答塔釜产品与塔底采出比例不当调节方法，不改变加热功率，减少塔顶采出量加大塔釜出1,料量和进料量G进料组成有变化，轻组分含量下降G调节方法，若变化不大则可同上法，若变化较大2,时，需要调节进料口的位置，甚至改变回流量.塔顶易挥发组分的回收率:5q「w（i-2--——-x100%塔底难挥发组分的回收率口心（】一”）

6.例（类似的计算，弄清几个参数之间换算关系）

7.P2076-3R XDx+----------

8.精储段操作线方程yn I1=R+1n R+

1.进料热状态对塔内气、液流量的影响9进料热状态过冷液体饱和液体气液混合物饱和蒸汽过热蒸汽q]1]1I01

[0]

0.恒沸精编在双组分混合液中加入第三组分（称为夹带剂），该组分能与原溶液中的一个或者两个10组分形成一新的最低恒沸物，恒沸物从塔顶蒸出，塔底引出较纯产品，这种精镭称为恒沸精储.萃取精储与恒沸精微相似，也是向原料液中加入第三组分（称为萃取剂或者溶剂），以改变原组11分间的相对挥发度而达到分离要求的特殊精馄方法.塔板结构气相通道、溢流堰、降液管塔板类型泡罩塔板、浮阀塔板、筛孔塔板、斜孔塔板、12网孔塔板、垂直筛孔塔板、林德筛板、多降液管塔板塔板上气、液两相接触状态鼓泡接触状态、蜂窝接触状态、泡沫接触状态、喷射接触状态

13.液泛由于某种原因，使得气、液两相流动不畅，使塔板上液层迅速积累，以致充满整个空间，破

14.坏塔的正常操作，此现象称为液泛根据发生原因和过程不同，液泛分为两类液沫夹带液泛、降液管液泛第七章液液萃取、萃取利用液体混合物中各组分在溶剂中溶解度的不同，对液体混合物进行分离，这就是液液萃取，1简称萃取、三角形坐标图杠杆定律

2、三角形相图各种线

3、萃取分为单级萃取、多级萃取多级萃取分为多级逆流萃取、多级错流萃取

4、超临界气体萃取用超临界温度和临界压力状态下的气体为溶剂，使之与液体或者固体原料接触，5萃取溶质，再将萃取液奋力成溶质和溶剂的操作称为超临界萃取、常用萃取设备分为混合-澄清槽、塔式萃取设备、离心萃取器6塔式萃取设备分为喷洒塔、筛板萃取塔、填料萃取塔、脉冲筛板萃取塔、往复振动筛板塔第八章固体物料的干燥干燥用加热的方法使水分或者其他溶剂汽化，以除去固体物料中湿分的操作，称为固体物料的干燥

1.表示湿空气性质或者状态的参数湿度、相对湿度、干球温度、露点、湿球温度、湿比体积、湿比

2.热容、焰及绝热饱和温度等表示空气的性质的三个温度、（或者）及的关系

3.t tt tw as d对于不饱和湿空气（）tt ttw asd对于饱和湿空气（）tt=twasd根据物料在一定的干燥条件下，其中所含水分能否用干燥方法除去来划分，物料所含的水分可分为平

4.衡水分与自由水分根据物料与水分结合力的状况，可将物料中所含水分分为结合水分与非结合水分.五种干燥器厢式干燥器盘式干燥器、洞道式干燥器、气流干燥器、喷雾干燥器、流化床干燥器5干燥为什么要预热，预热的好处1,答降低干燥介质的相对湿度，来提高吸收能力提高干燥介质熔值，来提高汽化速率12干燥必要条件，物料表面的水汽压强必须大于干燥介质中水汽的分压，两者差别越大，干燥操作进行2,的越大平衡水分用一定状态的湿空气，干燥某湿物料，物料能够达到的极限含水量称为对应于该空气3,1状态的平衡水分以表示X*自由水分物料含水量超出平衡水分的部份称为自由水分可能被空气干燥的水分2X X*结合水分与物料之间有物理化学作用，于是产生的蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压包括3溶涨水分和小毛细管中的水分难于除去非结合水分机械地附着在物料表面，产生的蒸汽压与纯水无异包括物料中的吸附水分和大孔隙4中的水分容易除去注意自由水分是在干燥中可以除去的水分，而平衡水分是不能除去的，自由水分和平衡水分的划分4,1除与物料有关外，还决定于空气的状态非结合水分是在干燥中容易除去的水分，而结合水分较难除去是结合水还是非结合水仅决定于固体2物料本身的性质，与空气状态无关平衡水分一定是结合水分；自由水分包括了全部非结合水分和一部份结合水分3一定干燥条件下，水分除去的难易，分为结合水与非结合水4平衡水分与物料的种类、温度及空气的相对湿度有关物料中的平衡水分随温度升高而减少随湿度的5增加而增加干燥过程当湿物料与不饱和空气接触时，向接近，干燥过程的极限为物料的与湿空气的5,X X*X\X*状态有关，空气的温度和湿度不同，物料的不同欲使物料减湿至绝干，必须与绝干气体接触X*如何利用两个参数去确定其他参数湿球温度是等焰过程；露点温度是等温过程6,、影响干燥速率的因素有哪些？如何提高干燥速率？两个阶段分别说明理由1答,恒速干燥阶段1干燥速率的影响因素空气的温度湿度气速、流动方式及物料表面水分的汽化速率提高干燥速率减小干燥面积，提高空气传给物料的总热量降速干燥阶段

2.干燥速率的影响因素无聊本身结构、形状、尺寸提高干燥速率

2、在70〜80℃的空气流中干燥，经过相当长的时间，能否得到绝干物料？为什么？通常要获得绝干物料采用什么方法？答不能因为相当一部份时间后会达到平衡，即达到平衡含水量，而平衡含水量所对应的湿度不为零；为达到绝干物料可以把物料磨成粉末增大干燥面积，也可以换用其他的干燥设备、影响本实验“恒定干燥条件”的因素有哪些？3答干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式为什么在操作中要先开鼓风机送气，而后再开电热器？

4.答干燥过程中，如果先开电热器，产生的热量如果没有鼓风机吹，将会使设备烧坏先将风机打开，电热器散发的热量便能及时地被风带走鼓风机起动需要很大的起动电流，如果电热器开着，可能会造成路线过载但如果先开鼓风机，起动电流中便少了电热器的电流量，这样对于电路更安全同一物料，如恒速段的干燥速率增加，则临界含水量如匕物料平衡水分随温度升高而减小不饱和湿空气当温度升高时，湿球温度无甚绝对湿度丕变相对湿度隆露点丕变比焰增上区除可除水分与不可除水分的分界点是平衡湿含量恒定干燥条件下的干燥速率曲线普通包括恒速干燥阶段（包括预热段）和降速干燥阶段,其中两干燥阶段的交点对应的物料含水量称为临，界含水皂恒速干燥阶段也称为表面汽化控制跄段,降速阶段也称为内.部迂移捺制除限C。