201*化工原理上册复习知识点

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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1.29kg/m31atm=101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=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

p112p212

gz1u1hegz2u2hf22

2u12p2u2p1z1Hez2Hfg2gg2gduRe层流区（LaminarFlow）：Re<201*；湍流区（TurbulentFlow）：Re>4000；

201*

泵的有效功率Pe，kW，用下式表示。Pe＝ρgqvHe

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

Pa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。

PegHeqVPaPa离心泵的特性曲线：扬程-流量曲线H～qv线、轴功率-流量曲线Pa～qv线、效率-流量曲线η～qv线，具体图形见图2-10。*****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。

HH1管路he～qvA泵H～qv

泵～qvqvqPAzgO图2-10离心泵的工作

v

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

杂质泵:常输送悬浮液.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。往复泵的流量调节

（1）正位移泵

流量只与泵的几何尺寸和转速有关，与管路特性无关，压头与流量无关，受管路的承压能力所限制，这种特

性称为正位移性，这种泵称为正位移泵。

往复泵是正位移泵之一。正位移泵不能采用出口阀门来调节流量，否则流量急剧上升，导致示损坏。（2）往复泵的流量调节

第一，旁路调节，如图2-28所示，采用旁路阀调节主管流量，但泵的流量是不变的。

第二，改变曲柄转速和活塞行程。使用变速电机或变速装置改变曲柄转速，达到调节流量，使用蒸汽机则更为

方便。改变活塞行程则不方便。

第4章流体通过颗粒层间的流动

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(dq/dτ)w＝(dq/dτ)E板框压滤机(dq/dτ)w＝(dq/dτ)E／4过滤速率基本方程

2pdqK

K

rud2(qqe)

恒速过滤，恒压过滤2q2qqeKV22VVeKA2

先非恒压,再恒压过滤:2(qq12)2qe(qq1)K(1)(V2V12)2Ve(VV1)KA2(1)

第5章颗粒的沉降与流态化

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。气力输送的优点

（1）系统封闭，避免物料飞扬，减少物料损失，改善劳动条件。

（2）输送管路不限制，即使在无法铺设道路或安装输送机械的地方，使用气力输送更加方便。（3）设备紧凑，易于实现连续化、自动化操作，便于同连续化工生产相衔接。（4）在气力输送过程中可同时进行粉料的干燥、粉碎、冷却、加料等操作。降尘室处理能力（流量）的计算qV=Aut，qV(隔板)=（n+1）qV(无隔板)2dpmin(p)gRep＜2ut18

第6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

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。

各无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

0.023Re0.8Prb

d气泡存在的必要条件是气泡内部的蒸汽压≥外压和液层静压强之和。因此液体温度必须≥该蒸汽压下对应的饱和温度。液体的过热是小气泡生成的必要条件。表面比较光滑，容易出现暴沸现象。给热系数α沸腾>>α无相变几乎所有的热阻集中在冷凝液膜中，这是冷凝给热的一个重要的特点。

冷凝液在壁面上流动方式：膜状冷凝和滴状冷凝。一般滴状冷凝比膜状冷凝的给热系数5～10倍。但是，工业上很难实现滴状冷凝。所以工业冷凝器的设计都按膜状冷凝考虑。为了增加给热系数，应定期排放不凝性气体换热器，蒸汽进入口设在换热器的上部。固体、液体穿透率为零，气体反射率为零

黑体的辐射能力和吸收能力斯蒂芬-波尔兹曼定律：

4TEbC0

100

实际物体的辐射能力E恒小于黑体的辐射能力Eb。实际上不同物体在相同温度下的辐射能和按波长的分布规律也不同。黑度：实际物体的辐射能与相同温度下黑体的辐射能的比值，称物体的黑度，用ε表示。圆筒壁的总传热系数

11

KK21A2A211d2d21

1A1Am21d1dm2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。例：在列管式热交换器中，用饱和温度为126℃的蒸汽将470m3/h的某一溶液从40℃加热到45℃，采用φ38×3×201*mm的钢管（λ=46.5w/mK），试计算所需传热面积和管子根数n。已知水蒸汽α2=11600w/m2K(走管外)；某溶液α1=3700w/m2K(走管内)；ρ=1320kg/m3；Cp=3.4kJ/kgK。

解：溶液吸收的热量为：QL=470/3600*1320*3.4*1000*(45-40)=3e+006W

126-------126△t1=126-40=86℃40------->45△t2=126-45=81℃t1t286811183.4750K2139Wm2K1tmt1861d2d211380.003381lnln

t2811d1dm237003246.534.914111600

3e006求A及n，n=16.9/(3.14×0.038×2)=70.8AQ16.9m2Ktm78213983.4750例：某酒精蒸汽冷凝器的传热面积为5m2，酒精蒸汽冷凝温度为℃，冷凝热为845KJ/kg。冷却水初温为20℃，终温

为35℃，若K=800w/m2K，问此冷凝器能否冷凝350kg/hr的酒精蒸气？解：Q=qmr=(350/3600)*845≈82kw

78-------78△t1=78-20=58℃，20------>35△t2=78-35=43℃

△t1与△t2没有相差一倍，可用算术平均值：△tm=（58+43）/2=50.5℃，Q=KA△tm=800×5×50.5≈202kw故能够冷凝。

一、判断：（15分）（对的打√，错的打×，共15题，每题1分）二、选择：（20分）（每题1个正确答案，共10题，每题2分）三、填空：（10分）（共5题）四、计算题（55分）（共4题）计算题

例1-5，1-27，2-3，2-4，

例4-7，4-5,4-8，5-2，5-5，

第六章换热器的操作型计算：

例6-13，例6-14，例6-15（考研题）

扩展阅读：201*化工原理上册复习知识点

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1.29kg/m31atm=101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=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

p112p212

gz1u1hegz2u2hf22

2u12p2u2p1z1Hez2Hfg2gg2gduRe层流区（LaminarFlow）：Re<201*；湍流区（TurbulentFlow）：Re>4000；

201*

泵的有效功率Pe，kW，用下式表示。Pe＝ρgqvHe

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

Pa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。

PegHeqVPaPa离心泵的特性曲线：扬程-流量曲线H～qv线、轴功率-流量曲线Pa～qv线、效率-流量曲线η～qv线，具体图形见图2-10。*****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。

HH1管路he～qvA泵H～qv

泵～qvqvqPAzgO图2-10离心泵的工作

v

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

杂质泵:常输送悬浮液.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。往复泵的流量调节

（1）正位移泵

流量只与泵的几何尺寸和转速有关，与管路特性无关，压头与流量无关，受管路的承压能力所限制，这种特

性称为正位移性，这种泵称为正位移泵。

往复泵是正位移泵之一。正位移泵不能采用出口阀门来调节流量，否则流量急剧上升，导致示损坏。（2）往复泵的流量调节

第一，旁路调节，如图2-28所示，采用旁路阀调节主管流量，但泵的流量是不变的。

第二，改变曲柄转速和活塞行程。使用变速电机或变速装置改变曲柄转速，达到调节流量，使用蒸汽机则更为

方便。改变活塞行程则不方便。

第4章流体通过颗粒层间的流动

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(dq/dτ)w＝(dq/dτ)E板框压滤机(dq/dτ)w＝(dq/dτ)E／4过滤速率基本方程

2pdqK

K

rud2(qqe)

恒速过滤，恒压过滤2q2qqeKV22VVeKA2

先非恒压,再恒压过滤:2(qq12)2qe(qq1)K(1)(V2V12)2Ve(VV1)KA2(1)

第5章颗粒的沉降与流态化

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。气力输送的优点

（1）系统封闭，避免物料飞扬，减少物料损失，改善劳动条件。

（2）输送管路不限制，即使在无法铺设道路或安装输送机械的地方，使用气力输送更加方便。（3）设备紧凑，易于实现连续化、自动化操作，便于同连续化工生产相衔接。（4）在气力输送过程中可同时进行粉料的干燥、粉碎、冷却、加料等操作。降尘室处理能力（流量）的计算qV=Aut，qV(隔板)=（n+1）qV(无隔板)2dpmin(p)gRep＜2ut18

第6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

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。

各无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

0.023Re0.8Prb

d气泡存在的必要条件是气泡内部的蒸汽压≥外压和液层静压强之和。因此液体温度必须≥该蒸汽压下对应的饱和温度。液体的过热是小气泡生成的必要条件。表面比较光滑，容易出现暴沸现象。给热系数α沸腾>>α无相变几乎所有的热阻集中在冷凝液膜中，这是冷凝给热的一个重要的特点。

冷凝液在壁面上流动方式：膜状冷凝和滴状冷凝。一般滴状冷凝比膜状冷凝的给热系数5～10倍。但是，工业上很难实现滴状冷凝。所以工业冷凝器的设计都按膜状冷凝考虑。为了增加给热系数，应定期排放不凝性气体换热器，蒸汽进入口设在换热器的上部。固体、液体穿透率为零，气体反射率为零

黑体的辐射能力和吸收能力斯蒂芬-波尔兹曼定律：

4TEbC0

100

实际物体的辐射能力E恒小于黑体的辐射能力Eb。实际上不同物体在相同温度下的辐射能和按波长的分布规律也不同。黑度：实际物体的辐射能与相同温度下黑体的辐射能的比值，称物体的黑度，用ε表示。圆筒壁的总传热系数

11

KK21A2A211d2d21

1A1Am21d1dm2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。例：在列管式热交换器中，用饱和温度为126℃的蒸汽将470m3/h的某一溶液从40℃加热到45℃，采用φ38×3×201*mm的钢管（λ=46.5w/mK），试计算所需传热面积和管子根数n。已知水蒸汽α2=11600w/m2K(走管外)；某溶液α1=3700w/m2K(走管内)；ρ=1320kg/m3；Cp=3.4kJ/kgK。

解：溶液吸收的热量为：QL=470/3600*1320*3.4*1000*(45-40)=3e+006W

126-------126△t1=126-40=86℃40------->45△t2=126-45=81℃t1t286811183.4750K2139Wm2K1tmt1861d2d211380.003381lnln

t2811d1dm237003246.534.914111600

3e006求A及n，n=16.9/(3.14×0.038×2)=70.8AQ16.9m2Ktm78213983.4750例：某酒精蒸汽冷凝器的传热面积为5m2，酒精蒸汽冷凝温度为℃，冷凝热为845KJ/kg。冷却水初温为20℃，终温

为35℃，若K=800w/m2K，问此冷凝器能否冷凝350kg/hr的酒精蒸气？解：Q=qmr=(350/3600)*845≈82kw

78-------78△t1=78-20=58℃，20------>35△t2=78-35=43℃

△t1与△t2没有相差一倍，可用算术平均值：△tm=（58+43）/2=50.5℃，Q=KA△tm=800×5×50.5≈202kw故能够冷凝。

一、判断：（15分）（对的打√，错的打×，共15题，每题1分）二、选择：（20分）（每题1个正确答案，共10题，每题2分）三、填空：（10分）（共5题）四、计算题（55分）（共4题）计算题

例1-5，1-27，2-3，2-4，

例4-7，4-5,4-8，5-2，5-5，

第六章换热器的操作型计算：

例6-13，例6-14，例6-15（考研题）

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