化工原理各章知識(shí)點(diǎn)匯總
化工原理各章知識(shí)點(diǎn)匯總(各專業(yè)根據(jù)已學(xué)章節(jié)對(duì)應(yīng)復(fù)習(xí))
章次概念內(nèi)容匯總(上冊(cè))定態(tài)流動(dòng);邊界層;理想流體;層流;湍流;雷諾準(zhǔn)數(shù);粘度的物理意義(及其影響因素);剪應(yīng)力;靜壓力;絕壓;表壓;當(dāng)量直徑;孔流系數(shù);牛頓粘性定律;連續(xù)性方程(依據(jù));伯努利方程(依據(jù));靜止流體平衡方程及其意義;直管阻力及其與流型關(guān)系;局部阻力的計(jì)算及其實(shí)質(zhì);阻力系數(shù);孔板流量計(jì)和轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量原理;流量校正連續(xù)性方程(依據(jù)):d1u11d2u22;對(duì)不可壓縮流體,有:d1u1d2u22u12p2u2伯努利方程(依據(jù)):gz1gz2hf(無(wú)輸送機(jī)械管路)22基本理論(或知識(shí)點(diǎn))重要理論流體流動(dòng)p1lu2直管阻力:hf;阻力系數(shù):fRe,dd2leu2u2;hf局部阻力:hfd22概念基本理論(或知識(shí)點(diǎn))重要理論流體輸送機(jī)械氣縛;汽蝕;最大允許安裝高度;管路水錘;壓縮比;動(dòng)風(fēng)壓;靜風(fēng)壓;極限真空;抽氣殘率;離心泵工作點(diǎn)管路特征方程;離心泵主要構(gòu)件;離心泵性能曲線;葉輪類型;泵效率主要影響因素;離心泵流量調(diào)節(jié);離心泵組合特性曲線;最大允許安裝高度;輸送機(jī)械分類;往復(fù)泵流量特點(diǎn)、計(jì)算及其調(diào)節(jié);管路特征方程:2pp1u12p2u22HzKqV;z1Hz2Hfgg2gg2g2離心泵性能曲線:HqV;P;aqV;qV;(HABqV)Pe100%;PegHqVPap0pVHf(01)NPSHr0.5gg最大允許安裝高度:Hg概念流體通過(guò)顆粒床層流動(dòng)基本理論(或知識(shí)點(diǎn))重要理論比表面積;球形度(形狀系數(shù));床層孔隙率;當(dāng)量直徑;濾餅的壓縮性;間歇式過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力;動(dòng)態(tài)過(guò)濾;洗滌速率;康采尼方程;歐根方程;恒壓過(guò)濾;恒速過(guò)濾;過(guò)濾常數(shù);數(shù)學(xué)模型法;床層密度與空隙率關(guān)系:p1"恒壓過(guò)濾:q22qqeK;V22VVeKA恒速過(guò)濾:qqqe概念基本理論(或知識(shí)點(diǎn))重要理論顆粒沉降與流態(tài)化顆粒沉降速度:ut2KK;V2VVeA222曳力;表面曳力;形體曳力;離心分離因素;流化床;固定床;散式流化;聚式流化;溝流;騰涌;起始流化速度;固氣比;曳力系數(shù);顆粒沉降速度;降塵室生產(chǎn)能力;分級(jí)器特點(diǎn);旋風(fēng)分離器分離效率;空隙率計(jì)算;流化床主要特性(及最大特性);起始流化速度;4pgdp3du;pt;24;Rep2Rep斯托克斯區(qū):ut2dppg18牛頓區(qū):ut1.74dppg;0.44;Rep500降塵室生產(chǎn)能力;qVAut概念載熱體;傳熱速率;熱流量;溫度梯度;強(qiáng)制對(duì)流;自然對(duì)流;定性溫度;汽化核心;膜狀冷凝;滴狀冷凝;黑體;灰體;鏡體;黑度;總傳熱系數(shù);殼程;管程;逆流傳熱;并流傳熱;傳熱分類;傅里葉導(dǎo)熱定律;導(dǎo)熱系數(shù);對(duì)流給熱系數(shù)及其方程;總傳熱速率方程;熱阻分析;黑體輻射熱流量;傅里葉導(dǎo)熱定律:QA基本理論(或知識(shí)點(diǎn))重要理論dtQdt;qdnAdn0.8b傳熱ducpa0.023對(duì)流給熱系數(shù)及其方程(無(wú)相變管內(nèi)對(duì)流給熱):d總傳熱速率方程:Qqm1cp1T1T2qm2cp2t2t1KAtm熱阻分析:11d11d11d1d21d1=ln;A內(nèi)d1lK內(nèi)a內(nèi)dma外d2a內(nèi)2d1a外d2dd11d2d211d1=22ln2;A外d2lK外a內(nèi)d1dma外a內(nèi)d12d1a外蒸發(fā)概念基本理論(或知識(shí)點(diǎn))重要理論溫差損失;生產(chǎn)強(qiáng)度;蒸發(fā)操作的經(jīng)濟(jì)性;蒸發(fā)操作的特點(diǎn);蒸發(fā)器類型;蒸發(fā)輔助設(shè)備及其功能;單效蒸發(fā)計(jì)算;單效蒸發(fā)計(jì)算(不計(jì)濃縮熱):物料衡算:Fw0(FW)w熱量衡算:QDr0Fc0(tt0)WrQ損QDr0KA(Tt)章次氣體吸收概念基本理論(或知識(shí)點(diǎn))內(nèi)容匯總(下冊(cè))平衡溶解度;分子擴(kuò)散;對(duì)流傳質(zhì);主體流動(dòng);等分子反向擴(kuò)散;單向擴(kuò)散;漂流因子;最小液氣比;亨利定律;亨利系數(shù);相平衡與吸收過(guò)程的關(guān)系;費(fèi)克定律;擴(kuò)散系數(shù)(及影響因素);對(duì)流傳質(zhì)速率;對(duì)流傳質(zhì)準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式(各準(zhǔn)數(shù)的物理意義、影響因素等);對(duì)流傳質(zhì)理論(有效膜理論、溶質(zhì)滲透理論、表面更新理論);相際傳質(zhì)速率;傳質(zhì)總系數(shù);傳質(zhì)阻力的控制(液膜控制、氣膜控制);傳質(zhì)單元數(shù);傳質(zhì)單元高度;吸收因素法;高含量氣體吸收的特點(diǎn);化學(xué)吸收的優(yōu)點(diǎn);亨利定律:peEx;peHc;yemx重要理論DppA1pA2RTpBm對(duì)流傳質(zhì)速率(單向擴(kuò)散):Dc液相:NAMcA1cA2cBm氣相:NAdukd0.023傳質(zhì)系數(shù):D0.83D0.33相際傳質(zhì)速率:NAKy(yye);NAKx(xex)傳質(zhì)總系數(shù):11m111;KykykxKxkxmkyy2y1吸收過(guò)程計(jì)算:物料衡算:Gy1y2Lx2x1;1相平衡方程:yefx;yemxy1y2LLL最小液氣比與實(shí)際液氣比:;(1.12)Gminx1ex2GGmin填料塔高度計(jì)算:HGy1dyLx1dyHNHHOLNOL;OGOG;yxKya2yyeKxa2xex1ymx211mGln11;11Ay2mx2ALA1A1傳質(zhì)單元數(shù)捷算法:NOG液體精餾概念基本理論(或知識(shí)點(diǎn))輕組分;重組分;理想體系;揮發(fā)度;相對(duì)揮發(fā)度;回流比;精餾段;提餾段;理論板;板效率;加料板;全回流;最少理論板數(shù);靈敏板;蒸餾分離的依據(jù);蒸餾操作的分類;拉烏爾定律;壓強(qiáng)對(duì)相平衡的影響;相平衡方程;平衡蒸餾與簡(jiǎn)單蒸餾的計(jì)算;連續(xù)精餾過(guò)程計(jì)算(物料衡算、熱量衡算、操作線方程、q線方程);逐板計(jì)算法;圖解計(jì)算法;理論板數(shù)捷算法;回流比對(duì)精餾過(guò)程影響;原料熱狀態(tài)對(duì)精餾過(guò)程影響;最小回流比;直接蒸汽加熱精餾;多股加料精餾;側(cè)線出料精餾;回收塔;特殊精餾;相平衡方程:y重要理論ax1a1x連續(xù)精餾過(guò)程計(jì)算(物料衡算、熱量衡算、操作線方程、q線方程、最小回流比):物料衡算:FDW;FxFDxDWxW;熱量衡算:QcVrc;QBVrb操作線方程:yn1yn1DxDDxFxW;FxFFxDxWxyexRxnD;RminD;R1.22RminR1R1yexeRDqFFDxnxWR1D1qFR1D1qFIiFLLxq;yqxqFIiFq1q1q值及q方程:q逐板計(jì)算法;氣液傳質(zhì)設(shè)備概念基本理論(或知識(shí)點(diǎn))重要理論液液萃取概念基本理論(或知識(shí)點(diǎn))重要理論固體干燥概念液沫夾帶;氣泡夾帶;漏液;夾帶液泛;溢流液泛;板效率;返混;濕板效率;正系統(tǒng);負(fù)系統(tǒng);填料的特性(比表面積、空隙率、幾何形狀)傳質(zhì)設(shè)備分類;板式塔構(gòu)件;填料塔構(gòu)件;篩板塔氣液接觸狀態(tài)分類;篩板塔阻力(組成、各自特點(diǎn));氣液兩相非理想流動(dòng);負(fù)荷性能圖(組成、操作彈性、調(diào)節(jié));液體成膜的條件;填料塔的持液量;填料塔液泛;填料塔實(shí)際氣速與液泛氣速的關(guān)系;填料塔的附屬機(jī)構(gòu);負(fù)荷性能圖(組成、操作彈性、調(diào)節(jié));氣液兩相非理想流動(dòng);萃取相;萃余相;選擇性;和點(diǎn);差點(diǎn);萃取液;萃余液;選擇性系數(shù);萃取劑的特點(diǎn):萃取操作的適應(yīng)性;液液相平衡;溶解度曲線;共軛相;杠桿定律;互溶度對(duì)萃取影響;單級(jí)萃取計(jì)算;露點(diǎn);濕度;相對(duì)濕度;濕球溫度;干球溫度;絕熱飽和溫度;濕空氣的焓;濕空氣的比體積;絕熱增濕過(guò)程;結(jié)合水;非結(jié)合水;自由水分;干燥速率;恒速干燥;減速干燥;臨界含水量;平衡含水量;干燥過(guò)程的熱效率;固體去濕方法;對(duì)流干燥特點(diǎn);間歇干燥過(guò)程計(jì)算;連續(xù)干燥的一般特性;理想干燥及其計(jì)算;基本理論(或知識(shí)點(diǎn))重要理論干燥參數(shù)計(jì)算:I1.011.88Ht2500H;H0.622p水汽p;=水汽pp水汽ps間歇干燥過(guò)程計(jì)算:1干燥及其計(jì)算:GcGXXX1Xc;2cclncANA恒ANA恒X2物料衡算:WGc(X1X2)VH2H1;H1H0預(yù)熱器熱量衡算:QV(I1I0)VcpH1(t1t0)實(shí)際干燥過(guò)程熱量衡算:VI1Gccpm11Q補(bǔ)VI2Gccpm22Q損理想干燥過(guò)程特點(diǎn):I2I1;Q補(bǔ)0;Q損=
擴(kuò)展閱讀:化工原理知識(shí)點(diǎn)總結(jié)整理
一、流體力學(xué)及其輸送
1.單元操作:物理化學(xué)變化的單個(gè)操作過(guò)程,如過(guò)濾、蒸餾、萃取。2.四個(gè)基本概念:物料衡算、能量衡算、平衡關(guān)系、過(guò)程速率。
3.牛頓粘性定律:F=±τA=±μAdu/dy,(F:剪應(yīng)力;A:面積;μ:粘度;du/dy:速度梯度)。
4.兩種流動(dòng)形態(tài):層流和湍流。流動(dòng)形態(tài)的判據(jù)雷諾數(shù)Re=duρ/μ;層流201*過(guò)渡4000湍流。當(dāng)流體層流時(shí),其平均速度是最大流速的1/2。
5.連續(xù)性方程:A1u1=A2u2;伯努力方程:gz+p/ρ+1/2u2=C。
6.流體阻力=沿程阻力+局部阻力;范寧公式:沿程壓降:Δpf=λlρu2/2d,沿程阻力:Hf=Δpf/ρg=λlu2/2dg(λ:摩擦系數(shù));層流時(shí)λ=64/Re,湍流時(shí)λ=F(Re,ε/d),(ε:管壁粗糙度);局部阻力hf=ξu2/2g,(ξ:局部阻力系數(shù),情況不同計(jì)算方法不同)
7.流量計(jì):變壓頭流量計(jì)(測(cè)速管、孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì));變截面流量計(jì)?装辶髁坑(jì)的特點(diǎn);結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造容易,安裝方便,得到廣泛的使用。其不足之處在于局部阻力較大,孔口邊緣容易被流體腐蝕或磨損,因此要定期進(jìn)行校正,同時(shí)流量較小時(shí)難以測(cè)定。
轉(zhuǎn)子流量計(jì)的特點(diǎn)恒壓差、變截面。
8.離心泵主要參數(shù):流量、壓頭、效率(容積效率v:考慮流量泄漏所造成的能量損失;水力效率H:考慮流動(dòng)阻力所造成的能量損失;機(jī)械效率m:考慮軸承、密封填料和輪盤(pán)的摩擦損失。)、軸功率;工作點(diǎn)(提供與所需水頭一致);安裝高度(氣蝕現(xiàn)象,氣蝕余量);泵的型號(hào)(泵口直徑和揚(yáng)程);氣體輸送機(jī)械:通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、真空泵。9.常溫下水的密度1000kg/m3,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣密度1.29kg/m31atm=101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=760mmHg(1)被測(cè)流體的壓力>大氣壓表壓=絕壓-大氣壓
(2)被測(cè)流體的壓力
14.離心泵特性曲線:
HH管路he~qv1A泵H~qv
泵~qvAzOPqvqv
圖2-10離心泵的工作
15.流體輸送機(jī)械特點(diǎn):
速度式流體輸送機(jī)器的特點(diǎn)
(1)由于速度式流體輸送機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,摩擦損失小,適合高速旋轉(zhuǎn),所以速度式流體輸送機(jī)械轉(zhuǎn)速高、流
量大、功率大。(2)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠,排氣穩(wěn)定、均勻,一般可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)1~3年而不需要停機(jī)檢修。(3)速度式流體輸送機(jī)械的零部件少,結(jié)構(gòu)緊湊。
(4)由于單級(jí)壓力比不高,故不適合在太小的流量或較高的壓力(>70MPa)下工作。
2.容積式流體輸送機(jī)械的特點(diǎn)
(1)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的尺寸確定后,工作腔的容積變化規(guī)律也就確定了,因此機(jī)械轉(zhuǎn)速改變對(duì)工作腔容積變化規(guī)律不發(fā)生直接的影響,故機(jī)械工作的穩(wěn)定性較好。
(2)流體的吸入和排出是靠工作腔容積變化,與流體性質(zhì)關(guān)系不大,故容易達(dá)到較高的壓力。
(3)容積式機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜,易于損壞的零件多。而且往復(fù)質(zhì)量的慣性力限制了機(jī)械轉(zhuǎn)速的提高。此外,流體吸入
和排出是間歇的,容易引起液柱及管道的振動(dòng)。
16.流體體積隨壓力變化而改變的性質(zhì)稱為壓縮性。
二、非均相機(jī)械分離
1.顆粒的沉降:層流沉降速度Vt=(ρp-ρ)gdp2/18μ,(ρp-ρ:顆粒與流體密度差,μ:流體粘度);重力沉降(沉降室,H/v=L/u,多層;增稠器,以得到稠漿為目的的沉淀);離心沉降(旋風(fēng)分離器)。
2.過(guò)濾:深層過(guò)濾和濾餅過(guò)濾(常用,助濾劑增加濾餅剛性和空隙率);分類:壓濾、離心過(guò)濾,間歇、連續(xù);濾速的康采尼方程:u=(Δp/Lμ)ε3/5a2(1-ε)2,(ε:濾餅空隙率;a:顆粒比表面積;L:層厚)。
3.過(guò)濾介質(zhì):過(guò)濾過(guò)程所用的多孔性介質(zhì)稱為過(guò)濾介質(zhì),過(guò)濾介質(zhì)應(yīng)具有下列特性:多孔性、孔徑大小適宜、耐腐蝕、耐熱并具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。
2g
4.助濾劑:若濾漿中所含固體顆粒很小,或者所形成的濾餅孔道很小,又若濾餅可壓縮,隨著過(guò)濾進(jìn)行,濾餅受壓變形,都使過(guò)濾阻力很大而導(dǎo)致過(guò)濾困難?刹捎弥鸀V劑以改善濾餅的結(jié)構(gòu),增強(qiáng)其剛性。常用的助濾劑有:硅藻土、纖維粉末、活性炭、石棉等
dqK2p5.過(guò)濾速率基本方程uKd2(qqe)r恒速過(guò)濾,恒壓過(guò)濾
222q2qqeKV2VVeKA
6.過(guò)濾設(shè)備:板框壓濾機(jī)(間歇操作,構(gòu)造簡(jiǎn)單,過(guò)濾面積大而占地省,過(guò)濾壓力高(可達(dá)1.5MPa左右),便于用耐腐蝕性材料制造,便于洗滌。它的缺點(diǎn)是裝卸、清洗勞動(dòng)強(qiáng)度較大。
)、葉濾機(jī)(葉濾機(jī)也是間歇操作設(shè)備,具有過(guò)濾推動(dòng)力大、單位地面所容納的過(guò)濾面積大、濾餅洗滌較充分等優(yōu)點(diǎn)。其生產(chǎn)能力比板框壓濾機(jī)大,而且機(jī)械化程度高,勞動(dòng)力較省,密閉過(guò)濾,操作環(huán)境較好。其缺點(diǎn)是構(gòu)造較復(fù)雜、造價(jià)較高。)、廂式壓濾機(jī)、轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)(操作連續(xù)、自動(dòng))
7.自由沉降:單個(gè)顆粒在流體中的沉降過(guò)程稱。干擾沉降:若顆粒數(shù)量較多,相互間距離較近,則顆粒沉降時(shí)相互間會(huì)干擾,稱為干擾沉降。
8.影響因素:當(dāng)顆粒濃度增加,沉降速度減少。容器的壁和底面,沉降速度減少。非球形的沉降速度小于球形顆粒的沉降速度。
9.流態(tài)化是一種使固體顆粒通過(guò)與流體接觸而轉(zhuǎn)變成類似于流體狀態(tài)的操作。分三個(gè)階段:(1)固定床階段:流體通過(guò)顆粒床層的表觀速度u較低,使顆粒空隙中流體的真實(shí)速度u1小于顆粒的沉降速度ut,則顆;旧媳3朱o止不動(dòng),顆粒層為固定床。流化床階段:在一定的表觀速度下,顆粒床層膨脹到一定程度后將不再膨脹,此時(shí)顆粒懸浮于流體中,床層有一個(gè)明顯的上界面,與沸騰水的表面相似,這種床層稱為流化床。(散式流態(tài)化,聚式流態(tài)化)。(3)顆粒輸送階段:如果繼續(xù)提高流體的表觀速度u,使真實(shí)速度u1大于顆粒的沉降速度ut,則顆粒將被氣流所帶走,此時(shí)床層上界面消失,這種狀態(tài)稱為氣力輸送。
10.氣力輸送的優(yōu)點(diǎn)
(1)系統(tǒng)封閉,避免物料飛揚(yáng),減少物料損失,改善勞動(dòng)條件。
(2)輸送管路不限制,即使在無(wú)法鋪設(shè)道路或安裝輸送機(jī)械的地方,使用氣力輸送更加方便。(3)設(shè)備緊湊,易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、自動(dòng)化操作,便于同連續(xù)化工生產(chǎn)相銜接。(4)在氣力輸送過(guò)程中可同時(shí)進(jìn)行粉料的干燥、粉碎、冷卻、加料等操作。
三、傳熱
1.傳熱方式:熱傳導(dǎo)(傅立葉定律)、對(duì)流傳熱(牛頓冷卻定律)、輻射傳熱(四次方定律);熱交換方式:間壁式傳熱、混合式傳熱、蓄熱體傳熱(對(duì)蓄熱體的周期性加熱、冷卻)。
2.傅立葉定律:dQ=-λdA,(Q:熱傳導(dǎo)速率;A:等溫面積;λ:比例系數(shù);:溫度梯度);λ與溫度的關(guān)系:λ=λ0(1+at),(a:溫度系數(shù))。
3.不同情況下的熱傳導(dǎo):?jiǎn)螌悠奖冢篞=(t1-t2)/[b/(CmA)]=溫差/熱阻,(b:壁厚;Cm=(λ1-λ2)/2);
多層平壁:Q=(t1-tn+1)/[bi/(λiA)];單層圓筒:Q=(t1-t2)/[b/(λAm)],(A:圓筒側(cè)面積,C=(A2-A1)/ln(A2/A1));多層圓筒:Q=2πL(t1-tn+1)/[1/λi[ln(ri+1/ri)]。
4.對(duì)流傳熱類型:強(qiáng)制對(duì)流傳熱(外加機(jī)械能)、自然對(duì)流傳熱、(溫差導(dǎo)致)、蒸汽冷凝傳熱(冷壁)、液體沸騰傳熱(熱壁),前兩者無(wú)相變,后兩者有相變;牛頓冷卻定律:dQ=hdAΔt,(Δt>0;h:傳熱系數(shù))。5.吸收率A+反射率R+透射率D=1;黑體A=1,鏡體R=1,透熱體D=1,灰體A+R=1;總輻射能E=Eλdλ,(Eλ:?jiǎn)紊椛淠埽沪耍翰ㄩL(zhǎng));
四次方定律:E=C(T/100)4=εC0(T/100)4,(C:灰體輻射常數(shù);C0:黑體輻射常數(shù);ε=C/C0:發(fā)射率或黑度);兩物體輻射傳熱:Q1-2=C1-2φA[(T1/100)4-(T2/100)4],(φ:角系數(shù);A:輻射面積;C1-2=1/[(1/C1)+(1/C2)-(1/C0)])6.總傳熱速率方程:dQ=KmdA,(dQ:微元傳熱速率;Km:總傳熱系數(shù);A:傳熱面積);1/K=1/h1+bA1/λAm+A1/h2A2,(h1,h2:熱、冷流體表面?zhèn)鳠嵯禂?shù))。7.換熱器:夾套換熱器、蛇管式換熱器、套管式換熱器、列管式換熱器。
8、(1)強(qiáng)化傳熱為了使物料滿足所要求的操作溫度進(jìn)行的加熱或冷卻,希望熱量以所期望的速率進(jìn)行傳遞;(2)削弱傳熱:為了使物料或設(shè)備減少熱量散失,而對(duì)管道或設(shè)備進(jìn)行保溫或保冷。
39.熱傳導(dǎo)物體各部分之間不發(fā)生相對(duì)位移時(shí),依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的熱量傳遞稱為熱傳導(dǎo),又稱導(dǎo)熱。
10.對(duì)流傳熱:對(duì)流僅發(fā)生于流體中,它是指由于流體的宏觀運(yùn)動(dòng)使流體各部分之間發(fā)生相對(duì)位移而導(dǎo)致的熱量傳遞過(guò)程。11.
無(wú)相變對(duì)流傳熱有相變內(nèi)部流動(dòng)強(qiáng)制對(duì)流傳熱外部流動(dòng)大空間自然對(duì)流自然對(duì)流傳熱有限空間自然對(duì)流混合對(duì)流傳熱沸騰傳熱冷凝傳熱大容器沸騰管內(nèi)沸騰管外冷凝管內(nèi)冷凝
12.傳熱的基本方式:(1)熱傳導(dǎo)(2)對(duì)流傳熱熱對(duì)流(3)輻射傳熱
13.影響冷凝傳熱的因素和冷凝傳熱的強(qiáng)化①流體物性:冷凝液、、;潛熱r→②溫差:液膜層流流動(dòng)時(shí),t=ts-tW,,③不凝氣體:不凝氣體的存在會(huì)導(dǎo)致(1%不凝氣可使60%),所以應(yīng)該定期排放④蒸汽流速與流向(u>10m/s):蒸汽與液膜同向時(shí)u,;反向時(shí)u,;u時(shí)(無(wú)論方向)。因此蒸汽進(jìn)口一般設(shè)在換熱器上部,以避免蒸汽與液膜逆向流動(dòng)使。⑤蒸汽過(guò)熱:包括冷卻和冷凝兩個(gè)過(guò)程。⑥冷凝面的形狀和位置:以減少冷凝液膜的厚度并作為目的。垂直板或管:可開(kāi)縱向溝槽;水平管束:可采用錯(cuò)列。
14.導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義:表示溫度梯度為1K/m或1℃/m時(shí),單位時(shí)間通過(guò)單位面積的熱量。即:?jiǎn)挝粶囟忍荻认?/p>
0為固體在0(10kt)的熱通量。℃時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù),k為溫度系數(shù),1/℃,對(duì)大多數(shù)金屬材料為負(fù)值,對(duì)大多數(shù)非金屬固體材料
為正值。
15.在物體邊界上,傳熱邊界條件可分為以下三類:(1)已知物體邊界壁面的溫度,稱為第一類邊界條件;(2)已知物體邊界壁面的熱通量值,稱為第二類邊界條件;已知物體壁面處的對(duì)流傳熱條件,稱為第三類邊界條件。
L16.準(zhǔn)數(shù)的定義與物理意義:努塞爾準(zhǔn)數(shù)(Nusselt),Nu:對(duì)流傳熱與厚度為L(zhǎng)的流體層內(nèi)的熱傳導(dǎo)之比。
努塞爾數(shù)越大,對(duì)流傳熱的傳熱強(qiáng)度也越大。它反映了固體壁面處的無(wú)因次溫度梯度的大小。
uLuL雷諾準(zhǔn)數(shù)(Reynold),Re:慣性力與粘性力之比。雷諾數(shù)小,表示流體的粘性力起控制作用,抑制流層的擾動(dòng),隨著雷諾數(shù)的增大,流體中流體微團(tuán)的擾動(dòng)加劇,壁面處的溫度梯度增大,對(duì)流傳熱系數(shù)增大。cp普朗特準(zhǔn)數(shù)(Prandtl),Pr:動(dòng)量擴(kuò)散與熱量擴(kuò)散之比。它表征了流體的動(dòng)量傳遞能力與熱量傳遞能力的格拉曉夫準(zhǔn)數(shù)(Grashof),Gr:
a浮升力與粘性力之比。
它反映了由于流體中溫度差引起密度差所導(dǎo)致的浮升力對(duì)對(duì)流傳熱的影響。它在自然對(duì)流中的作用與強(qiáng)制對(duì)流中雷諾數(shù)的作用相當(dāng)。
17.蒸汽與低于飽和溫度的壁面接觸時(shí)有膜狀冷凝和珠狀冷凝兩種
18.影響沸騰傳熱的因素及強(qiáng)化途徑:①液體的性質(zhì):②溫差:③操作壓強(qiáng):④加熱面:
19.輻射:物體通過(guò)電磁波來(lái)傳遞能量的過(guò)程。熱輻射:物體由于熱的原因以電磁波的形式向外發(fā)射能量的過(guò)程。20.熱輻射=反射+吸收+穿透(黑體,白體,透熱體,灰體)
E21.物體的黑度:指同溫度下物體與黑體輻射能力之比。僅與自身特性有關(guān)。22.斯蒂芬波爾茨曼定律
)323gtLgLt1000──黑體輻射常數(shù),=5.67×10-8W/(m2.K4);克;舴蚨桑22E0oT4C0(T4E0EC0──黑體輻射系數(shù),=5.67W/(m2.K4)
角系數(shù)落到表面Aj上的由表面Ai發(fā)出的輻射能ij由表面Ai發(fā)出的總輻射能23.氣體的熱輻射具有以下兩個(gè)主要特點(diǎn):
E11Ebf(T)(1)氣體的輻射和吸收對(duì)波長(zhǎng)具有強(qiáng)烈的選擇性(2)氣體的輻射和吸收是在整個(gè)容積內(nèi)進(jìn)行
24.傳熱三步(:1)熱流體以對(duì)流傳熱方式將熱量傳給固體壁面;(2)熱量以熱傳導(dǎo)方式由間壁的熱側(cè)面?zhèn)鞯嚼鋫?cè)面;(3)
4冷流體以對(duì)流傳熱方式將間壁傳來(lái)的熱量帶走。
25.熱量衡算方程反映了冷、熱流體在傳熱過(guò)程中溫度變化的相互關(guān)系。根據(jù)能量守恒原理,在傳熱過(guò)程中,若忽略熱損失,單位時(shí)間內(nèi)熱流體放出的熱量等于冷流體所吸收的熱量。
Qmh(Hh1Hh2)mc(Hc2Hc1)熱量衡算方程
26.傳熱過(guò)程的平均溫差計(jì)算:恒溫差傳熱,變溫差傳熱
27.按照冷、熱流體之間的相對(duì)流動(dòng)方向,流體之間作垂直交叉的流動(dòng),稱為錯(cuò)流;如一流體只沿一個(gè)方向流動(dòng),而另一流體反復(fù)地折流,使兩側(cè)流體間并流和逆流交替出現(xiàn),這種情況稱為簡(jiǎn)單折流。
28.不同流動(dòng)排布型式的比較:進(jìn)出口溫度條件相同時(shí),逆流的平均溫差最大,并流的平均溫差最小,對(duì)于其他的流動(dòng)排布型式,其平均溫差介于兩者之間。在實(shí)際的換熱器中應(yīng)盡量采用逆流流動(dòng),而避免并流流動(dòng)。但是在一些特殊場(chǎng)合下仍采用并流流動(dòng),以滿足特定的生產(chǎn)工藝需要。采用折流和其他復(fù)雜流動(dòng)的目的是為了提高傳熱系數(shù),然而其代
Q價(jià)是減小了平均傳熱溫差。
Qmax29.換熱器傳熱效率e的定義為實(shí)際傳熱速率Q與理論上可能的最大傳熱速率Qmax之比
四、質(zhì)量傳遞基礎(chǔ)
1.質(zhì)量傳遞(簡(jiǎn)稱傳質(zhì))是指物質(zhì)從一處向另一處轉(zhuǎn)移,包括相內(nèi)傳質(zhì)和相際傳質(zhì)兩類,前者發(fā)生在同一個(gè)相內(nèi),后者則涉及不同的兩相。
2.(1)氣(汽)-液系統(tǒng):吸收:混合氣體中可溶組分由氣相傳遞到液相溶劑中的過(guò)程。解吸:為吸收的逆過(guò)程。蒸餾:不同物質(zhì)在氣液兩相間的相互轉(zhuǎn)移。氣體增(減)濕:濕分由液相(氣相)向氣相(液相)轉(zhuǎn)移。
(2)液-液系統(tǒng):萃。喝苜|(zhì)由一液相轉(zhuǎn)入另一液相。這是在液體混合物中加入另一不相溶的液相物質(zhì),使原混合物組分在兩液相中重新分配的過(guò)程。
(3)氣(汽)-液系統(tǒng):吸收:混合氣體中可溶組分由氣相傳遞到液相溶劑中的過(guò)程。解吸:為吸收的逆過(guò)程。蒸餾:不同物質(zhì)在氣液兩相間的相互轉(zhuǎn)移。氣體增(減)濕:濕分由液相(氣相)向氣相(液相)轉(zhuǎn)移。
(4)氣-固系統(tǒng):干燥:加入熱量使液體氣化,從固體的表面或內(nèi)部轉(zhuǎn)入氣相。吸附:物質(zhì)由氣相趨附于固體表面(主要是多孔性固體的內(nèi)表面),吸附平衡是過(guò)程進(jìn)行的極限。3.費(fèi)可定律:實(shí)驗(yàn)表明,在二元混合物(A+B)中,組分的擴(kuò)散通量與其濃度梯度成正比,這個(gè)關(guān)系稱為費(fèi)克(Fick)定律。
4.化學(xué)反應(yīng)可分為兩類:一類是在整個(gè)相內(nèi)均勻發(fā)生的反應(yīng),稱為均相反應(yīng);另一類則是局限在某個(gè)特定區(qū)域內(nèi)的反應(yīng),它可以是在相的內(nèi)部,也可以在邊界上,稱為非均相反應(yīng)。
5.對(duì)流傳質(zhì)通常指運(yùn)動(dòng)流體與固體壁面(或兩股直接接觸的流體之間)間的質(zhì)量傳遞,是相際傳質(zhì)的基礎(chǔ)。一般情況下,傳質(zhì)設(shè)備中流體的流動(dòng)形態(tài)多為湍流。
6.傳質(zhì)過(guò)程應(yīng)用的設(shè)備有多種類型,其主要功能是給傳質(zhì)的兩相(或多相)提供良好的接觸機(jī)會(huì),包括增大相界面面積和增強(qiáng)湍動(dòng)強(qiáng)度,主要有填料塔和板式塔。
7.板式塔:有害因素:空間上的反向流動(dòng):泡沫夾帶(增大板間距)、氣泡夾帶(增大降液管長(zhǎng)度);空間上的不均勻流動(dòng):氣體,液體。如何提高效率:《1》合理選擇塔板孔徑和開(kāi)口率造成適宜氣液接觸狀態(tài)《2》設(shè)置傾斜的進(jìn)氣裝置塔板壓降:塔板上下對(duì)應(yīng)位置的壓力差(新型:泡罩塔板、浮閥塔板、篩孔塔板、舌型塔板、網(wǎng)型塔板、垂直塔板)8.填料塔:主要特性數(shù)據(jù):比表面積、孔隙率、添填料的幾何形狀(拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、矩鞍型填料、階梯環(huán)添料)9.填料塔操作范圍小,對(duì)液體負(fù)荷變化敏感;不易處理易聚合或含有固體懸浮物的物料;反應(yīng)過(guò)程中需要冷卻時(shí),填料塔復(fù)雜,有側(cè)線出料時(shí),填料塔不如板式塔方便;板式塔設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便安全;填料塔小時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,造價(jià)低;易起泡物系、腐蝕性物系、熱敏性物系,填料塔更合適;填料塔壓降比板式塔小,真空操作方便。
五、氣體吸收
1.吸收是將氣體混合物與適當(dāng)?shù)囊后w接觸,利用個(gè)組。分在液體中溶解度的差異而使氣體中不同組分分離的操作;旌蠚怏w中,能夠溶解于液體中的組分稱為吸收質(zhì)或溶質(zhì);不能溶解的組分稱為惰性氣體;吸收操作所用的溶劑稱為吸收劑;溶有溶質(zhì)的溶液稱為吸收液或簡(jiǎn)稱溶液;派出的氣體稱為吸收尾氣。(分物理吸收煤氣脫苯,化學(xué)吸收二氧化碳碳酸鉀)
2.吸收操作是氣體混合物的主要分離方法,化工生產(chǎn)。中它有以下幾種具體的應(yīng)用:1.化工產(chǎn)品2.分離氣體混合物
53.從氣體中回收有用組分4.氣體凈化(原料氣的凈化和尾氣、廢氣的凈化)5.生化工程。一個(gè)完整地吸收分離過(guò)程一般包括吸收和解吸兩部分。3.溶劑的選擇:(1)溶劑應(yīng)對(duì)氣體中被分離組分有較大溶解度;(2)溶劑對(duì)其他組分的溶解度要。3)溶質(zhì)在溶劑中的溶解度對(duì)溫度變化敏感(4)容積蒸汽壓低,減少回收時(shí)的損失(5)溶劑有較好的化學(xué)穩(wěn)定性(6)溶劑有較低的粘度(7)溶劑價(jià)廉,無(wú)腐蝕性、無(wú)毒不易燃。吸收率η=(mA除/mA進(jìn))×100%≈[(y1-y2)/y1]×100%,(y1,y2:進(jìn)塔和出塔混合氣中A的摩爾分?jǐn)?shù))。
4..稀溶液中亨利定律:c*A=HpA,(c*A:溶解度;H:溶解度系數(shù);pA:氣相分壓);p*A=ExA,(xA:液相中溶質(zhì)摩爾分?jǐn)?shù);E:亨利系數(shù));y*=mx,(平衡常數(shù)m=E/p);E=ρs/HMs,(ρs,Ms:純?nèi)軇┟芏群拖鄬?duì)分子質(zhì)量)。5.費(fèi)克定律:jA=-DABdcA/dz,(jA:擴(kuò)散速率;DAB:組分A在組分B中的擴(kuò)散系數(shù);dcA/dz:組分A在擴(kuò)散方向z上的濃度梯度);
等分子擴(kuò)散速率:NA=jA=D(pA,1-pA,2)/RTz;單向擴(kuò)散:NA=D(pA,1-pA,2)p/RTzpB,m,(p/pB,m:漂流因子,pB,m=(pB,2-pB,1)/ln(pB,2/pB,1),即對(duì)數(shù)平均值);同理,NA=D(cA,1-cA,2)c/zcB,m。
6.吸收塔操作線方程:qn(L)/qn(V)=(y1-y2)/(x1-x2),(qn(V):二元混合氣摩爾流量;qn(L):液相摩爾流量;x,y:任意一截面液氣相摩爾流量);
最小液氣比[qn(L)/qn(V)]min=(y1-y2)/(x*1-x2),qn(L)/qn(V)=(1.12.0)[qn(L)/qn(V)]min;
低濃度時(shí)填料塔高度h=qn(V)[dy/(y-y*)]/KyaS=qn(L)[dx/(x*-x)]/KxaS=NOGHOG=NOLHOL,(K:傳質(zhì)系數(shù);S:塔截面積;a:?jiǎn)挝惑w積填料有效接觸面積;NOG=[dy/(y-y*)]:氣相總傳質(zhì)單元數(shù);HOG=qn(V)/KyaS:氣相總傳質(zhì)單元高度);
相平衡線為直線時(shí):NOG=ln[(1-S’)(y1-mx2)/(y2-mx2)+S’]/(1-S’),NOL=ln[(1-A)(y1-mx2)/(y2-mx2)+A]/(1-A),(吸收因數(shù):A=1/S’=qm(V)/mqm(V))。
7.填料塔:液體上進(jìn)下出,氣體下進(jìn)上出,其中設(shè)有液體在分布器,可使其均勻分布于填料表面,塔頂可按轉(zhuǎn)除末器。填料塔是一種應(yīng)用廣泛的氣液兩相接觸并進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)的塔設(shè)備,可用于吸收(解吸)、精餾和萃取等分離過(guò)程。填料塔不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,而且具有阻力小和便于用耐腐蝕材料制造等優(yōu)點(diǎn),尤其適用于塔直徑較小地情形及處理有腐蝕性的物料或要求壓強(qiáng)較小的真空蒸餾系統(tǒng),此外,對(duì)于某些液氣比較大的蒸餾或吸收操作,也宜采用填料塔。(氣液逆流流動(dòng),增加傳質(zhì)推動(dòng)力)
表征填料特性的主要參數(shù)有:1.比表面積;2.空隙度;3.單位堆體積內(nèi)的填料數(shù)目n;4.堆積密度;5.干填料因子及填料因子;6.機(jī)械強(qiáng)度及化學(xué)穩(wěn)定性8.
六、蒸餾
1.蒸餾分類:操作方式:連續(xù)蒸餾、間歇蒸餾;對(duì)分離的要求:簡(jiǎn)單蒸餾、平衡蒸餾(閃蒸)、精餾、特殊精餾(精餾還包括水蒸氣精餾、間歇精餾、恒沸精餾、萃取精餾、反應(yīng)精餾);壓力:常壓蒸餾、加壓蒸餾、減壓蒸餾;組分:雙組分蒸餾和多組分蒸餾(精餾),常用精餾塔。精餾,加壓提高蒸汽冷凝溫度,降壓降低沸點(diǎn)溫度。
2.雙組分溶液氣液相平衡:液態(tài)泡點(diǎn)方程:xA=[p-pB(t)]/[pA(t)-pB(t)],(xA:液態(tài)組分A的摩爾分?jǐn)?shù);p(t):壓強(qiáng)關(guān)于溫度的函數(shù));
氣態(tài)露點(diǎn)方程:yA=pA/p=[pA(t)/p]×[p-pB(t)]/[pA(t)-pB(t)];平衡常數(shù)KA=yA/xA,理想溶液:KA=p°A/p,即組分飽和蒸氣壓和總壓之比;揮發(fā)度:υA=pA/xA,相對(duì)揮發(fā)度:αAB=υA/υB,最終可導(dǎo)出氣液平衡方程:y=αx/[1+(a-1)x];
氣液平衡相圖:p-x圖(等溫)、t-x(y)圖(等壓)、x-y圖。
3.平衡蒸餾:qn(F),xF加熱至泡點(diǎn)以上tF,減壓氣化,溫度達(dá)到平衡溫度te,兩相平衡qn(D),yD和qn(W),xW;物料衡算:yD=qxW/(q-1)-xF/(q-1),(液化率:q=qn(W)/qn(F));熱量衡算:tF=te+(1-q)γ/Cp,m,(Cp,m:原液的摩爾定壓熱容;γ:原液的摩爾氣化潛熱);平衡關(guān)系:yD=αxW/[1+(α-1)xW]。4.簡(jiǎn)單蒸餾:持續(xù)加熱至釜液組成和餾出液組成達(dá)到規(guī)定時(shí)停止;關(guān)系式:ln[n(F)/n(W)]={ln(xF/xW)-αln[(1-xF)/(1-xW)]}/(α-1);
6總物料衡算:n(F)=n(W)+n(D);易揮發(fā)組分衡算:n(F)xF=n(W)xW+n(D)xD;
推出:xD=[n(F)xF-n(W)xW]/[n(F)-n(W)]。
5.精餾:多次部分氣化部分冷凝(連續(xù)、間歇),泡點(diǎn)不同采取不同的壓力操作,塔板數(shù)從上至下記;塔頂易揮發(fā)組分回收率:ηD=qn(D)xD/qn(F)xF×100%,
釜中不易揮發(fā)組分回收率:ηW=qn(W)(1-xW)/[qn(F)(1-xF)]×100%;精餾段總物料衡算:qn(V)=qn(D)+qn(L);精餾段易揮發(fā)組分衡算:qn(V)yn+1=qn(D)xD+qn(L)xn;(V:各層上升蒸汽量;D:塔頂餾出液量;L:各板下降的液量;yn+1:第n+1塊板上升的蒸汽中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù);xn:第n塊板下降的液體中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)),
精餾段操作線方程:yn+1=Rxn/(R+1)+xD/(R+1),(回流比R=qn(L)/qn(D));
提餾段總物料衡算:qn(L’)=qn(V’)+qn(W);提餾段易揮發(fā)組分衡算:qn(L’)x’m=qn(V’)y’m+1+qn(W)xW;(W:釜液量),提餾段操作線方程:y’m+1=qn(L’)x’m/qn(V’)-qn(W)xW/qn(V’);
總的物料衡算:qn(F)+qn(V’)+qn(L)=qn(V)+qn(L’),乘上各焓值Hx即為熱量衡算,qn(V)=qn(V’)+(1-q)qn(F),(精餾進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)q=(HV-HF)/(HV-HL),即單位原料液變?yōu)轱柡驼羝枰臒崃颗c單位原料液潛熱之比);
進(jìn)料方程:y=qx/(q-1)-xF/(q-1);理論塔板的計(jì)算逐板法和圖解法,回流比R增大理論塔板數(shù)減小,解析法:全回流理論塔板數(shù)Nmin={lg[xD(1-xw)/[xw(1-xD)]]}/lgam-1,(am:全塔平均揮發(fā)度);
最小回流比Rmin=(xD-yq)/(yq-xq),(xq,yq:進(jìn)料時(shí)),R實(shí)=(1.12.0)Rmin;全塔效率ET為理論塔板數(shù)與實(shí)際塔板數(shù)之比;
間歇精餾:分批精餾,一次進(jìn)料待釜液達(dá)到指定組成后,放出殘液,再次加料,用于分離量少而純度要求高的物料,每批精餾氣化物質(zhì)的量n(V)=(R+1)n(D),所需時(shí)間τ=n(V)/qn(V);
特殊精餾:恒沸精餾(加第三組分,形成新的低恒沸物,增大相對(duì)揮發(fā)度)、萃取精餾(加第三組分,增大相對(duì)揮發(fā)度)、加鹽萃取精餾、分子蒸餾(針對(duì)高分子量、高沸點(diǎn)、高粘度、熱穩(wěn)定性極差的有機(jī)物)。
6.根據(jù)溶液的蒸汽壓偏離拉烏爾定律的方向,一般可將非理想溶液分成兩大類:1、正偏差溶液,2、負(fù)偏差溶液7.精餾回流中,下降也體重的輕組分向氣相傳遞,上升正其中的重組分向液相傳遞,塔下半部分完成了重組分的提濃,叫做提餾段。完整的精餾塔包括精餾段和提餾段。增加回流量,提高了上升蒸汽的量,但增加了能耗,突出最小回流比,回流比是塔頂回流量比塔頂產(chǎn)品量的比值。板式塔加料位置在第五塊板效率最高。只有提餾段沒(méi)有精餾段的叫回收塔。
8.加入第三組分和原溶液中的某一組份形成最低恒沸物,以新恒沸物的形式從塔頂蒸出叫做恒沸蒸餾(糠醛-水),若加入的第三組分僅改變各組分的相對(duì)揮發(fā)度叫做萃取精餾(乙醇-水)。恒沸精餾的挾帶劑要符合能與混合組分鐘至少一個(gè)形成最低恒沸物,新形成的恒沸物要便于分離,恒沸物中挾帶劑的含量要少。萃取精餾添加劑要選擇性高、揮發(fā)性小,與原溶液可以很好的互溶。相比較,萃取精餾添加劑的選擇范圍廣,不用形成汽化物從塔頂蒸出能耗少,但其需要連續(xù)不斷的加入,不能用于間歇精餾。9.多組分精餾,獲得n個(gè)產(chǎn)物需要n+1個(gè)塔。
五、吸收
1.吸收劑的要求:對(duì)溶質(zhì)的溶解度大,對(duì)其他成分溶解度小、易于再生、不易揮發(fā)、粘度低、無(wú)腐蝕性、無(wú)毒不易燃、價(jià)低,吸收率η=(mA除/mA進(jìn))×100%≈[(y1-y2)/y1]×100%,(y1,y2:進(jìn)塔和出塔混合氣中A的摩爾分?jǐn)?shù))。
2.稀溶液中亨利定律:c*A=HpA,(c*A:溶解度;H:溶解度系數(shù);pA:氣相分壓);p*A=ExA,(xA:液相中溶質(zhì)摩爾分?jǐn)?shù);E:亨利系數(shù));y*=mx,(平衡常數(shù)m=E/p);E=ρs/HMs,(ρs,Ms:純?nèi)軇┟芏群拖鄬?duì)分子質(zhì)量)。
六、干燥
1.絕對(duì)濕度δ=0.622pV/(p-pV),(pV:水蒸汽分壓);相對(duì)濕度φ=pV/pS,(pS:水蒸汽飽和分壓);濕焓I=Ig+δIv,(Ig:絕干空氣的焓;Iv:水蒸汽的焓)。
2.物料的干基濕含量X=m水/m絕干,是基濕含量ω=m水/m總×100%,ω=X/(1+X);物料分類:非吸濕毛細(xì)孔物料、
7吸濕多孔物料和膠體無(wú)孔物料;物料與水分:總水分、平衡水分、自由水分、非結(jié)合水分、結(jié)合水分。
3.干燥過(guò)程物料衡算:qm,c(X1-X2)=qm,L(δ2-δ1)=qm,W,(qm,c:絕對(duì)干料的質(zhì)量流量;qm,L:絕干空氣質(zhì)量流量;qm,W:干料蒸發(fā)出水分的質(zhì)量流量),即濕物料減少水分等于干空氣中增加的水分;
熱量衡算:q=qD+qP=qm,L(I2-I0)+qm,c(I’2-I’1)+qL,(qD:?jiǎn)挝粫r(shí)間干燥器熱量;qP:?jiǎn)挝粫r(shí)間預(yù)熱氣熱量;qL:?jiǎn)挝粫r(shí)間熱損失;I2:出干燥器的空氣的焓;I0:進(jìn)預(yù)熱器的空氣的焓;I’2,I’1:進(jìn)出干燥器物料的焓),qD=qm,L(I1-I0)=qm,L(1.01+1.88δ0)(t1-t0),qD=qm,L(I2-I1)+qm,c(I’2-I’1)+qL;
干燥器熱效率:η=qd/qP×100%,(qd=qm,L(1.01+1.88δ0)(t1-t2))。4.干燥速率U=h(t-tW)/rtw,(h:對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù);t:恒定干燥條件下空氣平均溫度;tW:初始狀態(tài)空氣濕球溫度;r:飽和蒸汽冷凝潛熱);
恒速干燥階段時(shí)間:τ1=qm,c(X1-Xc)/UcS,(Xc:臨界濕含量;S:干燥面積),
降速干燥階段時(shí)間:τ2=qm,c(Xc-X*)ln[(Xc-X*)/(X2-X*)]/UcS。
5.干燥器分類:廂式干燥器、隧道干燥器、轉(zhuǎn)筒干燥器、帶式干燥器、轉(zhuǎn)鼓干燥器、噴霧干燥、流化床干燥器、氣流干燥器、微波高頻干燥。
七、新型分離技術(shù)
1.超臨界萃。阂猿R界流體作萃取劑(密度接近于液體,而粘度接近于氣體,擴(kuò)散系數(shù)位于兩者之間),其具有很強(qiáng)的選擇性和溶解能力,傳質(zhì)速率大;流程可分為:等溫法、等壓法和吸附吸收法。
2.膜分離技術(shù):微濾、超濾、納濾、反滲透、透析、電滲析、氣膜膜分離、滲透氣化(溶質(zhì)發(fā)生相變化,再透過(guò)側(cè)以氣相狀態(tài)存在)。
3.液液萃取(石油餾分氧化的稀醋酸提濃):與分離液體混合物的整流方法比較,下列情況采用是可取的:
(1)溶質(zhì)A的濃度很小而稀釋劑的濃度B易揮發(fā)組分時(shí),直接用蒸餾的方法能耗是很大,這時(shí)可以先萃取,使溶質(zhì)A富集于萃取劑S中,然后對(duì)萃取相進(jìn)行蒸餾,如以氯仿為萃取劑從咖啡因水溶液中分離咖啡因。
(2)恒沸物或沸點(diǎn)相近組分的分離,此時(shí)普通整流方法不適用,如催化重整油中芳烴與烷烴的分離因沸點(diǎn)相近而需要塔板數(shù)太多,工業(yè)上常用環(huán)丁砜為萃取劑融解苯、甲苯、二甲苯以及其他芳烴衍生物。
(3)需分離的組分不耐熱,蒸餾時(shí)易分解、聚合或發(fā)生其他變化,如從發(fā)酵液中提取青霉素時(shí)采用醋酸丁酯為萃取劑進(jìn)行萃取。
溶劑需滿足:溶劑不能與被分離混合物完全互溶,只能部分互溶;溶劑對(duì)A、B兩種組分有不同的溶解能力,有選擇性。對(duì)被分離組分A相對(duì)揮發(fā)度高。
混合液相對(duì)揮發(fā)度小,濃度稀,含熱敏物質(zhì)宜采用液液萃取。(兩相接觸方式分微分接觸,級(jí)式接觸)(三角形圖、溶解度曲線)主要設(shè)備:篩板塔、填料塔、脈沖填料塔脈沖篩板塔、轉(zhuǎn)盤(pán)塔等。八、結(jié)晶
1.由蒸汽、溶液或熔融物中析出固體晶態(tài)的操作叫結(jié)晶。
2.吸附多孔性固體表面的分子或原子因受力不均而具有剩余的表面能,當(dāng)流體中的某些物質(zhì)碰撞固體表面時(shí),受到這些不平衡力的作用就會(huì)停留在固體表面上。具有吸附作用的物質(zhì),稱為吸附劑,被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)。常見(jiàn)的吸附劑有活性炭、磺化煤、焦碳、木炭、白土、爐渣及大孔徑吸附樹(shù)脂等。3.吸附的應(yīng)用(1)氣體和液體的深度干燥;(2)食品、藥品和有機(jī)石油產(chǎn)品的脫色、除臭;(3)有機(jī)烷烴的分離和精制;(4)氣體的分離和精制;(5)從廢水或廢氣中除去有害的物質(zhì)。4.膜分離是以對(duì)組分具有選擇性透過(guò)功能的膜為分離截至,通過(guò)在膜兩側(cè)施加(或存在)一種或多種推動(dòng)力,使原料中的膜組分選擇性地優(yōu)先透過(guò)膜,從而達(dá)到混合物分離,并視線產(chǎn)物地提取、濃縮、純化等目的的一種新型分離過(guò)程。
8友情提示:本文中關(guān)于《化工原理各章知識(shí)點(diǎn)匯總》給出的范例僅供您參考拓展思維使用,化工原理各章知識(shí)點(diǎn)匯總:該篇文章建議您自主創(chuàng)作。
來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)整理 免責(zé)聲明:本文僅限學(xué)習(xí)分享,如產(chǎn)生版權(quán)問(wèn)題,請(qǐng)聯(lián)系我們及時(shí)刪除。