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《化工原理》吸收

《化工原理》吸收
《化工原理》吸收

第六章吸收

§ 1 概述

一、化学工业或食品工业中的传质过程

1、气体—液体系统

1)吸收:物质由气相转移到液相。

2)脱吸(解吸):物质由液相转移到气相。

3)气体增湿;湿分由液相转移到气相。

4)气体减湿;湿分由气相转移到液相。

水果储藏温度为4o C,相对湿度为85%。

2、蒸汽—液体系统

精馏

3、液体—液体系统

液—液萃取:物质由某一液相转移到互不相溶的另一液相。

4、液体—固体系统

1)结晶:物质由液相向固相转移。

2)液—固萃取(浸取):物质由液相向固相转移。

3)液体吸附:物质由液相转移到固相表面。

5、气体—固体系统

1)干燥:液体物质由固相表面或内部转移到气相。

2)气体吸附:物质由气相转移到固相表面。

二、相组成的表示方法

1、质量分率a与摩尔分率x

1) 质量分率a :某组分的质量占总质量的百分率。

2) 摩尔分率x :某组分的摩尔量占总摩尔量的百分率。

3)质量分率a 与摩尔分率x 的换算

B

B A A A A A M x M x M x a ?+??= B

B A A A A

A M a M a M a x += 2、质量比a 和摩尔比X Y

1)质量比a : B

A m m a = 2)摩尔比X ;Y : B

A n n X =

3、质量浓度与摩尔浓度 1)质量浓度:单位体积均相混合物中某组分的质量。

单位:kg / m 3

2) 摩尔浓度:单位体积均相混合物中某组分的摩尔量。

单位:kmol / m 3

三、吸收概念

吸收尾气

混合气体

吸收液A+S

吸收质或溶质A:混合气体中能够溶解的组分。

惰性组分或载体B:混合气体中不能被溶解的组分。

四、吸收操作的分类

1、单组分吸收与多组分吸收

2、物理吸收与化学吸收

3、等温吸收与非等温吸收

五、吸收剂的选择

1、溶解度

2、易脱吸

3、选择性

4、粘性

5、挥发性

6、其他

§2 扩散现象

一、概念

1、扩散:当系统内部存在浓度差时,物质总要由高浓度区向低浓

度区转移,这种现象称为扩散。

2、分子扩散和涡流扩散

分子扩散:只依靠微观的分子运动,而无宏观的混合作用。

涡流扩散:流体有宏观流动,依靠流体质点的不规则运动(湍动)

而进行的扩散。 分子扩散与热传导过程相类似;

涡流扩散与对流传热过程相类似。

3、对流扩散

热传导与对流传热过程的共同作用称为对流给热;

分子扩散与涡流扩散过程的共同作用称为对流扩散。

二、费克定律

1855年,费克通过实验总结出计算物质分子扩散量的基本

定律:当物质A 在介质B 中发生分子扩散时,任一处的扩散通量与该处的浓度梯度成正比。

液体混合物:dz

dc D J A AB AB ?-= 传质推动力为浓度差 气体混合物:dz dp T R D J A AB AB ??-

= 传质推动力为分压差 式中 AB J :物质A 在介质B 中z 方向上的分子扩散通量。 单位:kmol / m 2 · s

dz

dc A : 物质A 的浓度在z 方向的变化率,即浓度梯度。 单位:kmol / m 4

AB D :物质A 在介质B 中的分子扩散系数。

单位:m 2 / s

三、等分子反向扩散

为了保持1、2两室内气体总压相等,

连同管内任一截面上单位时间、单位

面积向左扩散的B 分子数与向右扩散

的A 分子数必定相等,称为等分子反

向扩散。

dz dp T R D J A AB A ??-= dz

dp T R D J B BA B ??-= ()A A B dP P P d dP -=-= B A J J -=

所以,BA AB D D =

结论1:由A 和B 两种气体组成的理想气体混合物,A 在B 中的

分子扩散系数与B 在A 中的分子扩散系数相等。

dz dp T R D J A AB A ??-

= 积分后得 ()21A A A P P z

T R D J -???= 结论2:分子扩散速率与气体分压差成正比,与扩散距离成反

比。

结论3:等分子反向扩散过程中,传质作用仅为分之扩散,所

以传质通量N A 等于分之扩散通量J A 。

N A = J A N B = J B N A = -N B

四、组分A 通过停滞组分B 的稳定扩散

分子扩散传质量:氨气被水吸收→形成浓度梯度→产生分子扩

散。

总体流动传质量:氨气被水吸收→液面形成空缺→空气和氨气

同时涌向液面补缺→这种流动现象为总体流动。

总体流动传质量N = 氨气进入液面的传质量N A

总体流动传质量N=氨气的总体流动传质量N bA +空气的总体流动传

质量N Bb

C c N y N N A A bA ?=?= C

c N y N N B B bB ?=?= C c N J N A A A ?+= C

c N J N B B B ?+= 水不吸收空气,所以 0=B N 则 0=?

+C c N J B B B A J J -= C

c N J B A ?= B A c C J N ?= A A B A B

B A A B A A A c

C C J c c c c J C c c C J J N -?=???? ??+=??+= 费克定律 dz

dc D J A A ?-=

所以有 dz dc c C C D N A A A ?-?-=

T

R P C ?= T R P c A A ?= dz

dp P P P T R D N A A A ?-??-= 积分处理得:()21A A Bm

A P P P P z T R D N -????= 传质速率方程1

式中: 1

212ln B B B B Bm P P P P P -= Bm

P P 为漂流因数,其值大于1,反映总体流动的存在对分子扩散的影响程度。

根据定义,τρτρτd A M dh A d A M dV d A dn N A

A A A A A A ????=???=?=

τρd M dh N A A A ??= (稳定扩散过程:τρ??=A A A M h N )

传质速率方程2

1、2两方程合用,即可求出完成一定扩散量所需的扩散时间τ

例:柏油马路积水2mm,水温20o C,水面上方有一0.2mm厚的静止空气层,水通过此七层扩散进入大气。大气中的水蒸气分压为10mmHg,问多少时间后,路面上的水可以被蒸干。

例:水杯中初始水面离杯上缘1cm,水温

30 o C,水气籍扩散进入大气。杯上缘处

的空气中水气分压可设为零,总压1大

气压。求液面下降4 cm需要多少天。

五、液相中的稳定分子扩散

(自学)

六、扩散系数

物质的物理常数,表示A物质在B物质中的扩散能力。

影响因素:介质的种类、操作温度、操作压强、物料浓度。

§3吸收过程中的相平衡关系

一、气体在液相中的溶解度

气液平衡状态下,气相中溶质的分压称为平衡分压或饱和分压;液相中溶质的浓度称为平衡浓度或饱和浓度,即气体在

液相中的溶解度。

气体在液相中的溶解度是吸收过程的极限。

溶解度的影响因素主要有溶质和溶剂的性质、总压和分压及操作温度。

二、气液平衡关系

1、亨利定律

1803年,英国人亨利(William Henry , 1775~1836)提出:

在一定温度下,气体在液体中的溶解度与其气相分压力成正比。

亨利定律适用条件:气体的分压不太大;所成的溶液不太浓;

气体溶质与溶剂不起化学反应。

由于浓度的表示方法不同,亨利定律有如下形式:

①y–x关系式

在一定温度下,气体分压不高时,稀溶液达到平衡时溶质在气相中的平衡摩尔分率与其在液相中的摩尔分率成正比。

y* = m ·x

式中:y* 溶质在气相中的平衡摩尔分率

x 溶质在液相中的摩尔分率

m相平衡常数

②p–x关系式

p* = E ·x

式中:p* 溶质在气相中的平衡分压单位:N/m2

x溶质在液相中的摩尔分率

E亨利系数单位:N/m2

③p–c关系式

p* = c / H

式中:p* 溶质在气相中的平衡分压单位:N/m2

c溶质在液相中的摩尔浓度单位:kmol/m3

H溶解度系数单位:kmol/m3·Pa

2、相平衡常数m、亨利系数E、溶解度系数H的换算关系

E = m ·P;E = C / H

三、传质方向的判断

1、由气相组成y判断

已知气相组成y、液相组成x及相平衡关系y* = m ·x,判断传质方向。

由液相组成x及相平衡关系y* = m ·x求出y*。

y > y*气相组成超平衡,传质方向为吸收。

y = y*气液组成相平衡,不发生传质。

y< y*气相组成小于平衡,传质方向为解吸。

2、由液相组成x判断

已知气相组成y、液相组成x及相平衡关系y* = m ·x,判断传质方向。

由气相组成y及相平衡关系x* = y / m求出x*。

x >x* 液相组成超平衡(过饱和),传质方向为解吸。

x = x*气液组成相平衡,不发生传质。

x

已知气相分压p、液相组成x及相平衡关系p* = E ·x,判断传质方向。

由液相组成x及相平衡关系p* = E ·x求出p*。

p>p*

p = p*

p< p*

4、由液相摩尔浓度c判断

已知气相分压p、液相摩尔浓度c及相平衡关系p* = c / H,判断传质方向。

由气相分压p及相平衡关系c* = p · H求出c*。

c>c*

c = c*

c< c*

例:101.3 kPa、30o C时so2-空气-水系统的平衡关系为y= 44 x。

同温同压下y= 0.30的so2 -空气混合气体与x = 0.010的so2水溶液接触。问是否发生传质?传质向何方向进行?

§4吸收速率方程

一、对流扩散的双膜理论

1、双膜理论模型

2、双膜理论的基本论点

1)相互接触的气、液两流体间存在稳定的相界面,界面两侧各有一个静止(层流)膜层。吸收质以分子扩散方式通过这

两膜层。

2)在相界面处,气、液两相传质平衡。

3)在膜层以外的气、液两相主体中,流体充分湍流,物料浓度均匀,浓度梯度为零,全部浓度变化集中在两个膜层内。

二、对流扩散传质通量的计算

1、气膜对流扩散速率

气相与界面间的传质速率为: ()i Bm G A P P P P z T R D N -????=

设 Bm

G g P P z T R D k ???= ; 则 ()气膜阻力气膜推动力=-=-?=g

i i g A k P P P P k N 1

式中 g k 为气相传质分系数。 单位:kmol/s·m 2·(N/m 2)

2 、液膜对流扩散速率

液相与界面间的传质速率为: ()c c c z C D N i sm

L A -???=/ 设 sm

L l c z C D k ??=/; 则 ()液膜阻力液膜推动力=-=-?=l

i i l A k c c c c k N 1

式中 l k 为液相传质分系数。 单位:kmol/s·m 2·(kmol/m 3)

三、气膜吸收速率方程

()i Bm G A P P P P z T R D N -????=

设 Bm

G g P P z T R D k ???= ;

则 ()气膜阻力气膜推动力=-=-?=g

i i g A k P P P P k N 1

()i g A y P y P k N ?-??=总总

()()y

i i y i g k y y y y k y y P k 1

-=-?=-?=总 式中:g k 为与气膜推动力()i P P -相对应的气膜吸收分系数。 单位:kmol / m 2·s ·Pa

y k 为与气膜推动力()i y y -相对应的气膜吸收分系数。 单位:kmol / m 2·s

四、液膜吸收速率方程

()c c c z C D N i sm

L A -???=/ 设 sm

L l c z C D k ??=/; 则 ()液膜阻力液膜推动力=-=-?=l

i i l A k c c c c k N 1

()x C x C k N i l A ?-??=

()()x

i i x i l A k x

x x x k x x C k N 1-=-?=-??=

式中:l k 为与液膜推动力()c c i -相对应的气膜吸收分系数。

单位:kmol / m 2·s ·(kmol/m 3)

x k 为与气膜推动力()x x i -相对应的气膜吸收分系数。 单位:kmol / m 2·s

五、总吸收系数及其相应的吸收速率方程式

1、以(p - p *)表示总推动力的吸收速率方程式

气膜吸收速率方程为 ()i g A P P k N -?=

所以:g

A i k N p p =- 液膜吸收速率方程为 ()()*?-??=-?=P H P H k c c k N i L i L A

所以:H

k N P P L A i ?=-* ???? ???+=?+=-*

H k k N H k N k N p p L g A L A g A 11 H

k k P P N L g A ?+-=*11 设 H k k K L g G ?+=111 则 ()*-?=P P K N G A

式中:G K 为与总推动力()i P P -相对应的气相总吸收系数。 单位:kmol / m 2·s ·Pa

对于易溶气体,H 值很大,若k G 与k L 的数量级接近,

则 g

L k k H 11???,即液膜阻力很小,传质总阻力及传质速率的大小取决于气膜阻力,称此过程位气膜控制过程。

对于难溶气体,H 值很小,若k G 与k L 的数量级接近,

则 g

L k k H 11???,即气膜阻力很小,传质总阻力及传质速率的大小取决于液膜阻力,称此过程位液膜控制过程。

2、以(y - y *)表示总推动力的吸收速率方程式

()()()*

**-??=?-??=-?=y y P K y P y P K P P K N G G G A 总总总 ()*-?=y y K N y A H

k k p P K K L g G y ?+=?=11总总 3、以(c * -c )表示总推动力的吸收速率方程式

()c c K N L A -?=* L

g L k k H K 11

+= 4、以(x * -x )表示总推动力的吸收速率方程式

()()()x

x C K x C x C K c c K N L L L A -??=?-??=-?=*** ()x x K N x A -?=* L

g L x k k H C

C K K 1+=?= 5、以(Y - Y *)表示总推动力的吸收速率方程式

()()()****-?+?+=???

? ??+-+?=Y Y Y Y K Y Y Y Y K N y y A 1111 6、以(X * -X )表示总推动力的吸收速率方程式

()()()X X X X K X X X X K N y x A -?+?+=???

? ?

?+-+?=****1111

§6 吸收剂用量的计算

一、吸收塔的物料衡算

V Y

X 2 V : 单位时间内通过吸收塔的惰性气体量。 单位:kmol(B) / s

L : 单位时间内通过吸收塔的溶剂量。

单位:kmol(S) / s

Y 1、Y 2 :分别为入塔及出塔气体中溶质组分的摩尔比。

单位:kmol(A) / kmol(B)

X 1、X 2 :分别为出塔及入塔液体中溶质组分的摩尔比。

V Y 1 L X 1 单位:kmol(A) / kmol(B)

对溶质进行物料衡算:

V ·Y 1 + L ·X 2 = V ·Y 2 + L ·X 1

V ·(Y 1-Y 2)= L ·(X 1-X 2)

二、吸收塔的操作线方程

1、逆流进料

V Y X 2

V 1 X 1

任一截面与塔底间的物料衡算

V ·Y 1 + L ·X = V ·Y + L ·X 1

??

? ???-+?=11X V L Y X V L Y 任一截面与塔顶间的物料衡算

V ·Y 2 + L ·X = V ·Y + L ·X 2

??

? ???-+?=22X V L Y X V L Y

通过点(X 1,Y 1)、(X 2,Y 2);斜率为L/V 的直线即逆流

吸收塔的操作线。

2、并流进料

V Y L X 2

Y X

V 1 X 1

任一截面与塔底间的物料衡算

V ·Y + L ·X = V ·Y 1+ L ·X 1

??

? ???++?-=11X V L Y X V L Y 任一截面与塔顶间的物料衡算

V ·Y + L ·X = V ·Y 2+ L ·X 2

??

? ???++?-=22X V L Y X V L Y

通过点(X1,Y1)、(X2,Y2);斜率为-L/V的直线即并流吸收塔的操作线。

3、操作线方程的作用

吸收塔操作线由物料衡算得到,它决定于液气比及塔设备两端的浓度。

操作线方程有如下作用

1)求吸收剂用量L及物料进出口浓度。

2)与平衡线一起,揭示吸收过程中传质推动力的变化规律。

逆流操作,塔顶、塔底两端传质推动力相差较小,总推动力较大。

并流操作,塔顶、塔底两端传质推动力相差较大,总推动力较小。

3)操作线在平衡线以上为吸收;操作线在平衡线以下为解吸。

4、吸收操作线的画法

1)X a

Y a

1 2

Y b Y C

X b X C

2)

Y a

b1b2

3)

Y a1 Y a2

b C

4)

Y b a

X b X C

三、吸收剂的用量及液气比

液气比L / G即吸收塔操作线的斜率

化工原理期末考试选择题及答案.

1、在完全湍流时(阻力平方区),粗糙管的摩擦系数 数值。 A.与光滑管一样 B.只取决于Re C.取决于相对粗糙度 D.与粗糙度无关 2、某离心泵运行一年后发现有气缚现象,应。 A.停泵,向泵内灌液 B.降低泵的安装高度 C.检查进口管路是否有泄漏现象 D.检查出口管路阻力是否过大 3、液体在两截面间的管道内流动时, 其流动方向是。 A.从位能大的截面流向位能小的截面; B.从静压能大的截面流向静压能小的截面; C.从动能大的截面流向动能小的截面; D.从总能量大的截面流向总能量小的截面; 4、冷热两流体的对流给热系数相差较大时,提高总传热系数K值的措施是。 A.提高小的值; B.提高大的值; C.两个都同等程度提高; D.提高大的值,同时降低小的值。 5、在空气-蒸汽间壁换热过程中可采用方法来提高传热速率最合理。 A.提高蒸汽速度; B.采用过热蒸汽以提高蒸汽温度; C.提高空气流速; D.将蒸汽流速和空气流速都提高。 6、沉降室的生产能力与有关。 A.颗粒沉降速度和沉降室高度; B.沉降面积; C.沉降面积和颗粒沉降速度; D.沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度。 7、离心泵的扬程是指泵给予()液体的有效能量。 A. 1kg B. 1N C. 1m 8、雷诺数的物理意义表示。 A.粘滞力与重力之比; B.重力与惯性力之比; C.惯性力与粘滞力之比; D.压力与粘滞力之比。 9、为了减少室外设备的热损失,保温层外的一层隔热材料的表面应该是。 A.表面光滑,色泽较浅 B.表面粗糙,色泽较深

C.表面粗糙,色泽较浅 10、蒸汽冷凝传热时不凝气体的存在,对冷凝给热系数α的影响是。 A.使α增加 B.使α降低 C.无影响 1、C 2、C 3、D 4、A 5、C 6、B 7、B 8、C 9、A 10、B 1、离心泵效率最高的点称为: A 工作点 B 操作点 C 设计点 D 计算点 2、某离心泵运行一年后发现有气缚现象,应。 A 停泵,向泵内灌液 B 降低泵的安装高度 C 检查进口管路是否有泄漏现象 D 检查出口管路阻力是否过大 3、离心泵停车时要: A 先关出口阀后断电 B 先断电后关出口阀 C 先关出口阀先断电均可 D 单级式的先断电,多级式的先关出口阀 4、冷热两流体的对流给热系数相差较大时,提高总传热系数K值的措施 是。 A 提高小的值; B 提高大的值; C 两个都同等程度提高; D 提高大的值,同时降低小的值。 5、在空气-蒸汽间壁换热过程中可采用方法来提高传热速率最合理。 A 提高蒸汽速度; B 采用过热蒸汽以提高蒸汽温度; C 提高空气流速; D 将蒸汽流速和空气流速都提高。 6、沉降室的生产能力与有关。 A 颗粒沉降速度和沉降室高度; B 沉降面积; C 沉降面积和颗粒沉降速度; D 沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度。 7、在讨论旋风分离器分离性能时,临界直径这一术语是指: A 旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径 B 旋风分离器允许的最小直径 C 旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径 D 能保持滞流流型时的最大颗粒直径 8、判断下面的说法中哪一种是错误的: A 在一定的温度下,辐射能力越大的物体,其黑度越大 B 在同一温度下,物体的吸收率A与黑度ε在数值上相等,因此A和ε的物理 意义相同 C 黑度越大的物体吸收热辐射的能力越强 D 黑度反映了实际物体接近黑体的程度 9、真空蒸发时,冷凝器操作压强的最低极限取决于: A 冷凝水的温度 B 真空泵的能力 C 当地大气压力 D 蒸发器的蒸发水量 10、下述几条措施,哪一条不能提高加热蒸汽的济程度? A 采用多效蒸发流程 B 引出额外蒸汽 C 使用热泵蒸发器 D 增大传热面积 1、C 2、C 3、A 4、A 5、C

化工原理I1教学大纲

中国海洋大学本科生课程大纲 一、课程介绍 1.课程描述: 本门课程的内容是使学生初步掌握化工过程的基本原理,以三种传递原理为主线,以物料衡算、能量衡算、平衡关系、传递速率等基本概念为理论依据,掌握典型单元操作的学习方法和分析问题的思路,培养理论联系实际的观点,进行典型单元操作设备的设计、操作及选型的计算,并进行基本实验技能和设计能力的训练,以增强学生掌握扎实的化学工程基础知识和本专业的基本理论知识。 2.设计思路: 本课程教学主要讲授流动流动及输送设备、非均相混合物分离及其设备以及传热原理、计算及设备设计等内容。采用以多媒体教学形式为主,辅以同学们课外练习和文献资料的查阅等开展课堂讨论。 3. 课程与其他课程的关系: 本课程教学内容涉及知识面广,在学习此课程之前要求学生具有良好的基础课和专业基础课知识,例如《物理化学》、《大学物理》、《高等数学》、《化工制图》及《计算机基础》等。 二、课程目标 - 4 -

通过本门课程的学习,培养学生具有综合运用理论和技术手段设计系统和过程的能力,具有追求创新的态度和意识,并在设计过程中能综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素,最终目标是培养学生建立对终身学习的正确认识和不断学习的能力,以不断适应专业飞速发展的要求。 具体如下目标: (1)能够将化工原理知识应用到复杂化学工程问题的描述、分析与研究 (2)能够针对具体的化工单元操作分析其中的热力学、动力学以及传质分离过程(3)能够针对具体的化工过程分析其中的热量传递、质量传递、动量传递 (4)具有追求创新的态度和意识,能够根据用户需求设计化工过程,并用图纸、报告或程序呈现设计成果 (5)具有对化工单元进行优化设计的能力 三、学习要求 《化工原理》是一门涉及到基本理论、工程技术和经济等诸多学科的专业基础性课程。重在培养学生由理科思维向工科思维的转变,通过课程的学习能够建立工程概念。要求学生不仅要有扎实的理论基础和专业技能,在工程设计中做到技术上先进,经济上合理、安全环保。要达到以上学习任务,学生必须按时上课,认真听讲,积极参与课堂讨论、作业典型案例分析。 四、教学进度 - 4 -

化工原理实验大纲

《化工原理》实验教学大纲 实验名称:化工原理 学时:32学时 学分:2 适用专业:化学工程与工艺、应用化学、环境工程、高分子材料与工程、生物工程、过程装备与控制专业等。 执笔人:傅家新,王任芳 审订人:吴洪特 一、实验目的与任务 化工原理实验课是化工原理课程教学中的一个重要教学环节,其基本任务是巩固和加深对化工原理课程中基本理论知识的理解,培养学生应用理论知识组织工程实验的能力及分析和解决工程问题的能力,并在实验中学会一些操作技能。 二、教学基本要求 化工原理实验由基础型实验、综合型试验、设计型实验和仿真型实验几部分组成。学生在进实验室之前应做好实验预习,了解实验装置流程及实验操作,掌握实验数据处理中的一些技巧,为能顺利完成实验做好准备。 三、实验项目与类型 注:本实验装置都可以开验证型实验,同时可以开设综合、设计和研究型实验。各专业可根据专业需要和实验学时进行选择和组合。 四、实验教学内容及学时分配 实验一离心泵性能测定(1验证)(4学时)1.目的要求 了解离心泵的操作;掌握离心泵性能曲线的测定方法;了解气缚现象;掌握离心泵的操作方法。 2.方法原理 依据机械能衡算式对离心泵作机械能衡算可得H~Q线,利用马达-天平测功器可测得N~Q线,利用有效功与轴功的关系可得η~Q线。 3.主要实验仪器及材料

离心泵性能曲线测定装置一套。 4.掌握要点 注意离心泵的气缚与气蚀现象。 5.实验内容: 测定离心泵在恒定转速下的性能曲线。 实验一离心泵性能测定—汽蚀现象测定(2演示) (2学时) 1. 目的要求 通过对离心泵汽蚀特性曲线的测定,以便在离心泵的安装过程中正确掌握其安装高度。 2.方法原理 离心泵汽蚀特性结合机械能衡算式。 3.主要实验仪器及材料 离心泵汽蚀现象测定装置一套。 4.掌握要点 5.实验内容 实验二 流体流动阻力测定(1验证) (4学时) 1. 目的要求 掌握因次分析方法,学会用实验数据关联摩擦因数与雷诺数的关系。 2.方法原理 由范宁公式知,管路阻力损失可表示成)2/)(/(2g u d l p f λ?=,在一连续、稳定、均一、且水平的恒截面直管段内,p p f ??-=。只要测定出两截面处的压强之差和管内流体的流速,即可关联出Re ~λ关系。 3.主要实验仪器及材料 阻力测定装置一套。 4.掌握要点 5.实验内容 实验二 流体流动阻力测定(2综合) (6学时) 2. 目的要求 掌握因次分析方法,学会用实验数据关联摩擦因数与雷诺数的关系,测定阀门及突然扩大的局部阻力。 2.方法原理 由范宁公式知,管路阻力损失可表示成)2/)(/(2g u d l p f λ?=,在一连续、稳定、均一、且水平的恒截面直管段内,p p f ??-=。只要测定出两截面处的压强之差和管内流体的流速,即可关联出Re ~λ关系。 管路局部阻力损失可表示)2/(h 2 g u f ζ=,只要测定出阀门两端的压强之差和管内流体的流速,即可关联出Re ~ζ关系。 3.主要实验仪器及材料 阻力测定装置一套。 4.掌握要点 5.实验内容 实验三 板框过滤实验(1验证) (4学时)

化工原理习题

化工原理练习题一(流体流动与流体输送机械) 一、填空 1.用管子从高位槽放水,当管径增大一倍,则水的流量为原流量倍,假定液面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变,且管路出口处的流体动能项可忽略。 2.某设备上,真空表的读数为80mmHg,其绝压=kgf/cm2=Pa。该地区大气压强为720mmHg。 3.常温下水密度为1000kg/m3,粘度为1cP,在d内=100mm管内以3m/s的速度速度流动,其流动类型为。 4.12kgf·m=J。 5.空气在标准状态下密度为1.29kg/m3,在0.25MPa下(绝压)80 ℃时的密度为。6.20℃的水通过10m长,d内=l 00mm的钢管,流量V0=10m3/h,阻力系数λ=0.02,阻力降ΔP=。 7.常用测量流量的流量计有、、。 8.无论滞流湍流,在管道任意截面流体质点的速度沿管径而变,管壁处速度为,到管中心速度为。滞流时,圆管截面的平均速度为最大速度的倍. 9.在流动系统中,若截面上流体流速、压强、密度等仅随改变,不随而变,称为稳定流动,若以上各量既随而变又随而变,称为不稳定流动。 10.流体在管内作湍流流动时,从中心到壁可以分、、三层。11.流体在圆形直管中滞流流动时,平均流速增大一倍,其能量损失为原来损失的倍。12.等边三角形边长为a,其当量直径是,长方形长2a,宽为a,当量直径是。13.管内流体层流的主要特点是;湍流的主要特点是。14.孔板流量计的流量系数α的大小,主要与和有关。当超过某一值后,α为常数。 l 5.直管阻力的表示式hf=。管中流出ζ出=,流入管内ζ入=。16.气体的粘度随温度的升高而,水的粘度随温度的升高而。 17.在下面两种情况下,假如流体的流量不变,而圆形直管的直径减少二分之一,则因直管阻力引起的压降损失为原来的多少倍?A)两种情况都为层流,B)两种情况都在阻力平方区。 18、离心泵起动时要、。 19、原来输送水的离心泵,现改用于输送某种水溶液,水溶液的重度为水的1.2倍,其它的物理性质可视为与水相同,管路状况不变,泵前后两开口容器液面垂直距离不变,问(1)流量有无改变,(2)压头有无改变,(3)泵的功率有无改变。 20、离心泵在什么情况下容易产生气蚀(1) ,(2) ,(3) (4) 。 4、离心泵的工作点是曲线与曲线的交点。 21、离心泵的安装高度超过允许安装高度时,会发生现象。 22、在低阻管路系统中,适宜使用离心泵的联,主要用于增加;在高阻管路系统中,适宜使用离心泵的联,主要用于增加。 23、往复泵为泵,其流量调节应采用。 二.某离心泵将某种石油馏分自1.5Km外的原油加工厂,经一根φ160×5mm的钢管输送到第一贮缸中,送液量为每分钟2000L。问该泵所需的功率为若干(泵的效率为0.6,管的局部阻力略去不计)。ρ=705kg/m3,μ=500×10-1Pa·s 。答案:112KW

化工原理大纲

一、课程的性质 本课程是化工及相关专业的一门专业基础课。通过本课程的教学使学生掌握流体流动、传热和传质基础理论及主要单元操作的典型设备的构造、操作原理;工艺设计、设备计算、选型及实验研究方法;培养学生运用基础理论分析和解决化工单元操作中的各种工程实际问题的能力。并通过实验教学,使学生能巩固加深对课堂教学内容的理解,强调理论与实际结合,综合分析问题、解决问题的能力。 二、课程的基本要求和内容 绪论 本课程的性质、任务、研究对象和研究方法,本课程与其他有关课程的关系。 Δ物理量的因次、单位与单位换算:单位制与因次的概念。几种主要单位制 (SI.CGS制.MKS工程单位制)及我国的法定计量单位。单位换算的基本方式。 第一章流体流动 流体的性质:连续介质的假定、密度、重度、比重、比容、牛顿粘性定律与粘度。 牛顿型与非牛顿型流体。 流体静力学:静压强及其特性;压强的单位及其换算;压强的表达方式;重力场中静止流体内压强的变化规律及其应用;离心力场中压强的变化规律。 流体流动现象:流体的流速和流量;稳定流动与不稳定流动;流体的流动型态;雷诺准数;当量直径与水力半径;滞流时流体在圆管中的速度分布;湍流时的时均速度与脉动速度;湍流时圆管中时均速度的分布;边界层的形成、发展及分离。 流体流动的基本方程:Δ 物料衡算——连续性方程及其应用;Δ能量衡算方程;柏势利方程;Δ能量衡算方程和柏势利方程的应用。 流体阻力:Δ阻力损失的物理概念;边界层对流动阻力的影响;粘性阻力与惯性阻力;湍流粘度系数;Δ沿程阻力的计算;滞流时圆管直管中沿程阻力计算;滞流时的摩擦系数;湍流时的摩擦系数;因次分析法:用因次分析法找出表示摩擦阻力关系中的数群;粗糙度对摩擦系数的影响;Δ局部阻力的计算。

化工原理 大题 第二章

第二章 习题 1. 在用水测定离心泵性能的实验中,当流量为26 m 3/h 时,泵出口处压强表和入口处真空表的读数分别为152 kPa 和24.7 kPa ,轴功率为 2.45 kW ,转速为2900 r/min 。若真空表和压强表两测压口间的垂直距离为0.4m ,泵的进、出口管径相同,两测压口间管路流动阻力可忽略不计。试计算该泵的效率,并列出该效率下泵的性能。 解:在真空表和压强表测压口处所在的截面11'-和22'-间列柏努利方 程,得 2 2 1 1 2 2 12,12 22e f p u p u z H z H g g g g ρρ-+ + +=+ + + ∑ 其 中 : 210.4z z m -=4 12. 4710 p P a = -?表压 5 21.52 10p P a =?(表压) 12u u = ,12 0f H - =∑ 则泵的有效压头为: 5 21 213 (1.520.247)10 ()0.418.41109.81 e p p H z z m g ρ-+?=-+=+ =? 泵的效率3 2618.4110 100%53.2%1023600102 2.45 e e Q H N ρη??= = ?=?? 该效率下泵的性能为: 3 26/Q m h = 18.14H m =53.2%η= 2.45N kW = 3. 常压贮槽内盛有石油产品,其密度为760 kg/m 3,黏度小于20 cSt ,在贮存条件下饱和蒸气压为80kPa ,现拟用65Y -60B 型油泵将此油品以15 m 3/h 的流量送往表压强为177 kPa 的设备内。贮槽液面恒定,设备的油品入口比贮槽液面高5 m ,吸入管路和排出管路的全部压头损失分别为1 m 和4 m 。试核算该泵是否合用。 若油泵位于贮槽液面以下 1.2m 处,问此泵能否正常操作?当地大气压按101.33kPa 计。 解:要核算此泵是否合用,应根据题给条件计算在输送任务下管路所需压头 ,e e H Q 的值,然后与泵能提供的压头数值比较。

化工原理练习题含答案 (1)

《化工原理》复习材料 0绪论 0.1单元操作所说的“三传”是指__动量传递___、___热量传递__和___质量传递__。 0.2任何一种单位制都是由__基本单位__和__导出单位__构成的。 0.3重力单位制的基本单位是__长度__、__时间__和__力__。 0.4绝对单位制的基本单位是__长度__、__时间__和__质量__。 第一章 流体流动 一、填空题 1.1.流体静力学方程式仅适用于__连通着__的,__同一种连续__的,不可__压缩__静止流体。 1.2圆形直管内,流体体积流量一定,设计时若将d 增加一倍,则层流时h f 是原值的___16___倍;高度湍流时h f 是原值的___32___倍(忽略d ε变化的影响)。 1.3流量V q 增加一倍,孔板流量计的孔口速度为原来的____2__倍,转子流量计的阻力损失为原来的____1__倍,孔板流量计的阻力损失为原来的__4__倍,转子流量计的环隙通道面积为原来的____2__倍。 1.4流体在圆形管道中做层流流动,如果只将流速提高一倍,则阻力损失为原来的___2___倍,如果只将管径增加一倍而流速不变,则阻力损失为原来的_0.25__倍。 1.5处于同一水平面的液体,维持等压面的条件必须是__静止的___、_连通着的__、__同一种连续的液体__。流体流动时,要测取管截面上的流速分布,应选用___皮托管______流量计测量。 1.6如果流体为理想流体且无外加功的情况下,单位质量流体的机械能衡算式为 __常数=++ρp u gz 22_;单位重量流体的机械能衡算式为_常数=++g p g u z ρ22_;单位体积流体的机械能衡算式为___常数=++p u gz 22 ρρ_。

化工原理教学大纲

《化工原理》教学大纲 课程名称 :化工原理/Principles of Chemical Engineering 课程总学时:144 实验学时:24 先修课程 :数学、物理、化学、物理化学 适用专业 :应用化工技术 1、 课程性质与教学目的 1.课程性质: 《化工原理》是化工及其 相关专业学生必修的一门基础技术课程,它在 基础课与专业课之间,起着承上启下的作用,是自然科学 领域的基础课向工程科学的专业课过渡的入门 课程。其主要任务是介绍流体流动、传热和传质的基本原 理及主要单元操作的典型设备构造、操作原理 、过程计算、设备选型及实验研究方法等。这些都密切联系生产实际,以培养学生应用基本原理分析和解决化工单元操作中各种工程实际问题的能力,为专业课 学习和今后的工作打下坚实的基础。 2.教学目的: 《化工原理》属于工科课程,用自然科学的原理考察、解释和处理工程实际问题;研究方法主要是理论解析和理论指导下的实验研究。本课程强调工程观点、定量运算、实际技能和设计能力的训练。通过该课程的学习不仅要掌握以理论到实践所涉及的问题的研究方法,还注重培养学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。 二、课程的教学内容与基本要求 (一)教学内容: 1.绪论 化工过程与单元操作 ,单位与单位换算,物料衡算,能量衡算 2.流体流动与输送设备

流体静力学基本方程式:流体的物理性 质,静止流体的 压力,流体静力学基本方程式,流体静力学基本方程式的应用流体流动的基本方程:流 量、流速、稳态流动、非稳态流动的概念,连续性方程,柏努利方程,柏努利方程的应用流体流动现象 :流体流动类型,蕾诺数,管内流体速度分布,边界层的概念流体在管内的流动阻力:直管阻力,局部 阻力,总能量损失管路计算:简单管路计算,复杂管路计算流量测量:测速管,孔板流量计,文 丘里 流量计,转子流量计. 离心泵:工作原理,主要部件,离心泵的基本方程式 , 主要性能参数,特性曲线,允许安装高度,工 作点,流量调节,选型与使用其它类型液体输送机械:往复泵,旋转泵,旋涡泵,各类泵性能比较。气体输送和压缩机械:离心通风机、鼓风机、压缩机,旋转 鼓风机、压缩机,往复压缩机,真空泵 3.非均相物系的分离 颗粒及颗粒床层的特性:颗粒及 颗粒床层的特性,颗粒床层的特性,流体 通过床层的压降 沉降分离:重力沉降,离心沉降 过 滤:过滤基本方程式,恒压过滤,恒 速过滤,过滤常数的测定,过滤设备,过滤机的生产能力 4. 传热 概述:传热的基本方式,冷热 流体热交换方式,传热速率、热通量、稳态传热、非稳态传热的 概念,载热体及其选择 热传导:傅立叶定律,导热系数,通过平壁的稳态热传导,通过圆筒壁的稳 态热传导 对流传热概述:对流传热 速率方程,对流传热系数,对流传热机理,保温层的临界直径 传热过程计算:热量衡算,总传热速 率微分方程,总传热系数,平均温度差,总传热速率方程,总传热速率方程的应用,传热单元数法对流传热系数关联式:影响对流传热系数的因素,对流传热过程的 量

2014化工原理实验复习提纲(下册):

第一部分 实验基础知识 1、 如何读取实验数据 2、 如何写实验报告 3、 数据处理 一、实验数据的误差分析 1. 真值 2、平均值及其种类 3、误差的分类 4、精密度和精确度 5、实验数据的记数法和有效数字 错误认识:小数点后面的数字越多就越正确,或者运算结果保留位数越多越准确。 二、实验数据处理 实验数据中各变量的关系可表示为列表式,图示式和函数式。 第二部分 实验内容 a log log log log ln ln ln ln ln 1212=--+=?=+=?=截矩直线的斜率=真值,双对数坐标半对数坐标x x y y x b a y ax y bx a y ae y b bx Θ

每个实验的原理、操作方法、仪表的使用、实验记录、数据处理、思考题 一、精馏实验: 物系、实验原理、流程图、数据处理(用公式表示)、思考题 1)测定指定条件下的全塔效率或等板高度 2)操作中可调节可控制的量 3)物料浓度的测定方法 4)操作步骤,先全回流,再确定一定回流比操作,为什么 5)实验中出现异常现象(液泛,无回流),如何判断?如何处理? 6)进料状态对精馏塔的操作有何影响?确定q线需要测定哪几个 量?查取进料液的汽化潜热时定性温度应取何值? 7)什么是全回流?全回流操作的标志有哪些?在生产中有什么实际 意义? 8)其他条件都不变,只改变回流比,对塔性能会产生什么影响? 9)进料板位置是否可以任意选择,它对塔的性能有何影响? 10)为什么酒精蒸馏采用常压操作而不采用加压蒸馏或真空蒸馏? 11)将本塔适当加高,是否可以得到无水酒精?为什么? 12)影响精馏塔操作稳定的因素有哪些?如何确定精馏塔操作已达 稳定?本实验装置能否精馏出98%(质量)以上的酒精?为什么? 13)各转子流量计测定的介质及测量条件与标定时的状态不同,应如 何校正?

化工原理选择题

1下列哪些因素可能是造成筛板塔严重漏液的原因(ADE) A气量过小B气量过大 C 板上液层厚度过小 D 液量过大E严重漏液 2 造成板式塔液泛,可能是因为(CDF) A 板上也留分布不均匀 B 板上气液分布不均匀C气量过大 D 液量过大E严重漏液F板间距过小 3下列命题正确的是(AC) A板间距过小,雾沫夹带线下移B板间距过大,雾沫夹带线上移C降液管面积上升,液相上线右移D降液管面积下降,液相上线左移 4以下湿空气中,_______参数是相互独立的。(B) A:H P W B:t t w C:H, t d D:l, t w 5某一定状态下的湿空气,以一定速度流过水盘液面,则平衡时水温等于_______。(A) A 湿球温度t w B干球温度t C露点温度t d D 绝热饱和温度t as 6某液体在一等径直管中稳态流动,若体积流量不变,管径减小为原来的一半时,假定管的相对粗糙度不变,则_______。(C) A 4倍 B 8倍 C 16倍 D 32倍 完全湍流(阻力平方区)时,流动阻力变为原来的_______。(D) A 4倍 B 8倍 C 16倍 D 32倍 7流体在管作完全湍流流动,其他不变,当速度提高到原来的2倍时,阻力损失是原来的___C___倍;若为层流流动,其他不变,当速度提高到原来的2倍时,阻力损失是原来的___B___倍。 A 1倍 B 2倍 C 4倍 D 8倍 8 流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的_______。(C) A动能 B 位能C静压能D总机械能 9层流与湍流的区别,下列说法不正确的是:_______。(AB) A 湍流流速大于层流流速。 B 流道截面积大的为湍流,截面积小的为层流。 C 层流的雷诺数小于湍流的雷诺数。 D 层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。 10 离心泵停车时要(A)。 A 先关出口阀后断电 B 先断电后关出口阀 C 先关出口阀先断电均可 D 单级式的先断电,多级式的先关出口阀 11 离心泵最常用的调节方法是(B)。 A 改变吸入管路中阀门开度 B 改变压出管路中阀门的开度 C 安置回流支路,改变循环量的大小 D 车削离心泵的叶轮 12 流体通过离心泵所获得的能量主要表现为(B)。 A 动能增加 B 静压能增加C位能增加D流量增大 13离心泵工作时,通过改变出口阀的开度调节流量,其实质是(B) A 改变泵的工作特性曲线B改变管路的特性曲线 C 改变泵的扬程D调节泵的功率 14 离心沉降速度是_______。(B) A 颗粒运动的绝对速度B径向速度C切向速度D气流速度

化工原理教学大纲

《化工原理》课程教学大纲 上册102 学时,下册60 学时 一、课程性质、目的和任务 《化工原理》课程是化工类及相近专业的一门主要技术基础课,它是综合运用数学、物理、化学等基础知识,分析和解决化工类型生产中各种物理过程(或单元操作)问题的工程学科,本课程担负着由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用。该课程教学水平的高低,对化工类及相近专业学生的业务素质和工程能力的培养起着至关重要的作用。 本课程属工科科学,用自然科学的原理(主要为动量、热量与质量传递理论)考察、解释和处理工程实际问题,研究方法主要是理论解析和在理论指导下的实验研究,本课程强调工程观点、定量运算和设计能力的训练、强调理论与实际相结合,提高分析问题、解决问题的能力。学生通过本课程学习,应能够解决流体流动、流体输送、沉降分离、过滤分离、过程传热、蒸发、蒸馏、吸收、萃取和干燥等单元操作过程的计算及设备选择等问题,并为后续专业课程的学习奠定基础。 二、教学基本要求 《化工原理》课程在第五、六学期(四年制)开设。教材内容分为课堂讲授、学生自学和学生选读三部分,其中课堂讲授部分由教师在教学计划学时内进行课堂教学,作为基本要求内容;学生自学部分由学生在教师的指导下,利用课外时间进行自学,作为一般要求内容;学生选读部分由学生根据自己的兴趣及能力,进行课外选读,不作要求。 本课程教学计划总学时112学时,其中上册102学时(课堂讲授80学时,习题课18学时、课堂讨论2学时,机动2学时);下册60学时(课堂讲授56学时,课堂讨论2学时,机动2学时)。 本课程课件依照学时安排制作,每次课一个文件,内容包括每次课讲授内容,思考题及课后作业。每次课后留2~3个作业题,由学生独立完成,教师可根据情况布置综合练习题和安排习题讨论课。本课程每周安排课外答疑一次(3小时)。 三、教学内容 本课程主要内容包括: 1.流体流动。流体的重要性质;流体静力学;能量衡算方程及其应用;流体的流动现象;流动在管内的流动阻力;管路计算;流量测量。 2.流体输送机械。离心泵的工作原理、性能参数与特性曲线、流量调节以及安装;其他液体输送机械简介;气体输送机械简介。 3.机械分离与固体流态化。颗粒与颗粒床特性;重力沉降与离心沉降的原理和操作;过滤分离原理与设备。 4.液体搅拌。搅拌器的性能和混合机理;搅拌功率简介。 5.传热。传热概述;热传导;对流传热概述;传热过程计算;对流传热系数关联式;辐射传热简介;换热器简介。 6.蒸发。蒸发设备、流程与操作特点;单效蒸发计算;多效蒸发简介。 7.传质与分离过程概论。质量传递的方式;传质设备简介。 8.气体吸收。吸收过程的平衡关系;吸收过程的速率关系;低组成气体吸收的计算(包

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1 下列哪些因素可能是造成筛板塔严重漏液的原因( ADE ) A 气量过小 B 气量过大 C 板上液层厚度过小 D 液量过大 E 严重漏液 2 造成板式塔液泛,可能是因为( CDF ) A 板上也留分布不均匀 B 板上气液分布不均匀 C 气量过大 D 液量过大 E 严重漏液 F 板间距过小 3 下列命题正确的是( AC ) A 板 间 距 过 小 , 雾 沫 夹 带 线 下 移 B 板 间距 过 大 , 雾 沫夹 带 线 上 移 C 降液管面积上升,液相上线右移 D 降液管面积下降,液相上线左移 4 以下湿空气中, _______参数是相互独立的。 (B ) A:H P B:t t w C:H, t d D:l, t w W 5 某一定状态下的湿空气,以一定速度流过水盘液面,则平衡时水温等于 _______。( A ) A 湿球温度 t w B 干球温度 t C 露点温度 t d D 绝热饱和温度 t as 6 某液体在一等径直管中稳态流动,若体积流量不变,管内径减小为原来的一半时,假定管 内的相对粗糙度不变,则 _______。 ( C) A 4 倍 B 8 倍 C 16 倍 D 32 倍 完全湍流(阻力平方区)时,流动阻力变为原来的 _______。 ( D) A 4 倍 B 8 倍 C 16 倍 D 32 倍 7 流体在管内作完全湍流流动,其他不变,当速度提高到原来的 2 倍时,阻力损失是原来的 ___C___倍;若为层流流动,其他不变,当速度提高到原来的 2 倍时,阻力损失是原来的 ___B ___倍。 A 1 倍 B 2 倍 C 4 倍 D 8 倍 8 流体流动时的摩擦阻力损失 hf 所损失的是机械能中的 _______。( C ) A 动能 B 位能 C 静压能 D 总机械能 9 层流与湍流的区别,下列说法不正确的是: _______。(AB ) A 湍流流速大于层流流速。 B 流道截面积大的为湍流,截面积小的为层流。 C 层流的雷诺数小于湍流的雷诺数。 D 层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。 10 离心泵停车时要( A )。 A 先关出口阀后断电 B 先断电后关出口阀 C 先关出口阀先断电均可 D 单级式的先断电,多级式的先关出口阀 11 离心泵最常用的调节方法是( B )。 A 改变吸入管路中阀门开度 B 改变压出管路中阀门的开度 C 安置回流支路,改变循环量的大小 D 车削离心泵的叶轮 12 流体通过离心泵所获得的能量主要表现为( B )。 A 动能增加 B 静压能增加 C 位能增加 D 流量增大 13 离心泵工作时,通过改变出口阀的开度调节流量,其实质是( B ) A 改变泵的工作特性曲线 B 改变管路的特性曲线 C 改变泵的扬程 D 调节泵的功率 14 离心沉降速度是 _______。( B ) A 颗粒运动的绝对速度 B 径向速度 C 切向速度 D 气流速度

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《化工原理B》教学大纲 课程编号:1015170/1 总学时:64H 学分:4 基本面向:生物工程、制药工程 所属单位:生物工程教研室 一、本课程的目的、性质及任务 本课程属工程学科,是化工类及相近专业必修的一门基础技术课。 通过本课程的学习,使学生掌握研究化工生产中各种单元操作的基本原理,过程设备和计算方法,培养学生具有运用课程有关理论来分析和解决化工生产过程中常见实际问题的能力,并为后续专业课程的学习打下必要的基础。 本课程的主要任务,是用自然科学方法考察、解释和处理化工生产中传质单元操作的基本原理,典型设备及其设计计算和操作分析,以培养学生分析和解决有关工程实际问题的能力。 二、本课程的基本要求 (一)熟练掌握基本的单元操作的基本概念和基础理论,对单元过程的典型设备具备基础的判断和选择能力; (二)掌握本大纲所要求的单元操作的基本常规计算方法,常见过程的计算和典型设备的设计计算或选型; (三)熟悉运用过程的基本原理,根据生产上的具体要求,对各单元操作进行调节; (四)了解化工生产的各单元操作中的故障,能够寻找和分析原因,并提出消除故障和改进过程及设备的途径。

三、本课程与其它课程的关系 先修课程:高等数学、物理学、物理化学等,达到教学大纲要求。 四、本课程的教学内容 上册 绪论 (一)了解化学工程发展史; (二)了解化工原理的任务性质及内容; (三)了解物料衡算、热量衡算、过程速率及平衡关系; (四)掌握单位制及单位换算,了解因次的概念及因次式。 重点: 化工原理课程中三大单元操作的分类和过程速率的重要概念的内涵。 难点: 使学生通过对课程性质的了解,把基础课程的学习思维逐步转移到对专业技术课程的学习上,在经济效益观点的指导下建立起"工程"观念。 第1章流体流动 (一)流体静力学基本方程式 1、掌握流体的性质 2、掌握流体静力学方程式及其应用 (二)流体在管内的流动 1、掌握流体在管内流动的流量和流速 2、熟练掌握定常与非定常流动的概念 3、连续性方程与机械能衡算式极其应用 (三)流体的流动现象 流体的粘性,牛顿粘性定律 流动类型,雷诺数、边界层的概念

2016年大连理工大学考研大纲——886化工原理及化工原理实验

大连理工大学2016年硕士研究生入学考试大纲 科目代码:886科目名称:化工原理及化工原理实验 试题分为客观题型和主观题型,其中客观题型(填空题)占30%,主观题型(计算题、简单答题)占70%,具体复习大纲如下: 一、绪论 1、了解化工原理课程的形成、发展及其在化学工程学科中的地位。 2、掌握化工原理课程的性质、基本内容、物理量的单位及计算。 二、流体流动基础 1、掌握流体静力学。 2、掌握流体动力学。 3、流体流动阻力计算。 4、管路计算。 5、流速和流量的测量。 三、流体输送设备 1、掌握离心泵原理、操作及选型。 2、熟练离心泵在管路中的工况,以及实际流体流动机械能衡算式的应用。 2、了解其它类型泵、风机和真空泵原理。 四、流体与颗粒(床层)的相对运动—机械分离及流态化 1、掌握颗粒与颗粒床层的特性。 2、掌握流体与颗粒间的相对运动。 3、掌握重力沉降。 4、掌握流体通过颗粒床层的流动。 5、熟练过滤过程计算。 6、了解气体净化的其他方法和设备。 五、传热过程及换热器 1、掌握导热、对流传热和辐射传热的概念。 2、掌握流体无相变化时对流表面传热系数的经验关联。 3、掌握蒸汽冷凝与液体沸腾特点。 4、掌握辐射传热及复合传热。 5、熟练传热过程的计算,列管换热器结构设计及类型,强化传热。 6、了解其它型式换热设备。 六、蒸发 1、掌握单效蒸发和真空蒸发概述、计算。

2、了解多效蒸发和提高加热蒸汽经济性的其他措施。 3、了解蒸发设备。 七、质量传递过程基础 1、掌握汽液相平衡。 2、掌握传质机理与传质速率。 八、蒸馏 1、掌握双组分溶液的汽液相平衡; 2、掌握简单蒸馏、平衡蒸馏和精馏原理和特点; 3、熟练双组分连续精馏的计算和分析。 4、了解间歇精馏和特殊精馏特点; 5、了解多组分精馏。 九、吸收 1、熟练低浓度气体吸收的计算。 2、了解高浓度气体吸收、多组分吸收、化学吸收和解吸。 十、液-液萃取 1、掌握液—液平衡关系。 2、部分互溶物系的萃取计算;完全不互溶物系的萃取计算。 3、溶剂的选择。 十一、传质设备 1、掌握板式塔的结构和设计。 2、掌握填料塔的结构和设计。 3、了解萃取设备。 十二、干燥 1、掌握湿空气的性质及湿度图。 2、熟练干燥过程的物料衡与热量衡算。 3、掌握干燥速率和干燥时间。 4、了解干燥器的类型、性能、结构。 十三、膜分离和吸附分离过程 1、了解膜分离、反渗透、纳滤、超过滤、渗析和电渗析基本概念和特点。 2、了解吸附过程基本概念。 十四、化工原理实验 1、流体阻力实验。 2、流量计校正及离心泵综合实验。 3、过滤实验。 4、传热综合实验。

化工原理第三章

试题: 球形颗粒在静止流体中作重力沉降,经历________和_______两个阶段。 沉降速度是指_______阶段,颗粒相对于流体的运动速度。 答案与评分标准 加速运动 等速运动 等速运动 (每个空1分,共3分) 试题: 在滞留区,球形颗粒的沉降速度t u 与其直径的______次方成正比;而在湍流区,t u 与其直径的______次方成正比。 答案与评分标准 2 1/2 (每个空1分,共2分) 试题: 降尘室内,颗粒可被分离的必要条件是_____________________________;而气体的流动应控制在__________________流型。 答案与评分标准 气体在室内的停留时间θ应≥颗粒的沉降时间t θ。(2分) 滞流 (1分) (共3分) 试题: 在规定的沉降速度t u 条件下,降尘室的生产能力只取决于_____________而与其__________________无关。 答案与评分标准 降尘室底面积 (2分) 高度 (1分) (共3分) 试题: 过滤常数K 是由__________及___________决定的常数;而介质常数e q 与e θ是反映________________的常数。

物料特性 过滤压强差 过滤介质阻力大小 试题: 过滤操作有________和___________两种典型方式。 答案与评分标准 恒压过滤 恒速过滤 试题: 在重力场中,固体颗粒在静止流体中的沉降速度与下列因素无关的是( )。 (A )颗粒几何形状 (B )颗粒几何尺寸 (C )颗粒与流体密度 (D )流体的流速 答案与评分标准 (D) 试题: 含尘气体通过长4m ,宽3m ,高1m 的降尘室,已知颗粒的沉降速度为0.25m/s ,则降尘室的生产能力为( )。 (A )3m 3/s (B )1m 3/s (C )0.75m 3/s (D )6m 3/s 答案与评分标准 (A) 试题: 某粒径的颗粒在降尘室中沉降,若降尘室的高度增加一倍,则该降尘室的生产能力将()。 (A )增加一倍 (B )为原来的1/2 (C )不变 (D )不确定 答案与评分标准 (C) 试题: 粒径分别为16m μ和8m μ的两种颗粒在同一旋风分离器中沉降,沉降在滞流区,则两种颗粒的离心沉降速度之比为()。 (A )2 (B )4 (C )1 (D )1/2

化工原理(下册)——填空题,选择题及答案

化工原理——吸收部分复习题(1) 1、用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的速率方程为____________________,以传质总系数表达的速率方程为___________________________。 N A = k y (y-y i) N A = K y (y-y e) 2、吸收速度取决于_______________,因此,要提高气-液两流体相对运动速率,可以_______________来增大吸收速率。 双膜的扩散速率减少气膜、液膜厚度 3、由于吸收过程气相中的溶质分压总_________ 液相中溶质的平衡分压,所以吸收操作线总是在平衡线的_________。增加吸收剂用量,操作线的斜率_________,则操作线向_________平衡线的方向偏移,吸收过程推动力(y-y e)_________。 大于上方增大远离增大 4、用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A,物系的相平衡常数m=2,入塔气体浓度Y1 = 0.06,要求出塔气体浓度Y2 = 0.006,则最小液气比为_________。 1.80 5、在气体流量,气相进出口组成和液相进口组成不变时,若减少吸收剂用量,则传质推动力将_________,操作线将_________平衡线。 减少靠近 6、某气体用水吸收时,在一定浓度范围内,其气液平衡线和操作线均为直线,其平衡线的斜率可用_________常数表示,而操作线的斜率可用_________表示。 相平衡液气比 7、对一定操作条件下的填料吸收塔,如将塔料层增高一些,则塔的H OG将_________,N OG 将_________ (增加,减少,不变)。 不变增加 8、吸收剂用量增加,则操作线斜率_________,吸收推动力_________。(增大,减小,不变) 增大增大 9、计算吸收塔的填料层高度,必须运用如下三个方面的知识关联计算:_________、_________、_________。 平衡关系物料衡算传质速率。 10、填料的种类很多,有________、_________、_________、________、___________、______________。 拉西环鲍尔环矩鞍环阶梯环波纹填料丝网填料 11、填料选择的原则是_________________________________________。. 表面积大、空隙大、机械强度高、价廉、耐磨并耐温。 12、在选择吸收剂时,首先要考虑的是所选用的吸收剂必须有__________________。 良好的选择性,即对吸收质有较大的溶解度,而对惰性组分不溶解。 13、填料塔的喷淋密度是指_____________________________。 单位塔截面上单位时间内下流的液体量(体积)。(也可理解为空塔液速) 14、填料塔内提供气液两相接触的场所的是__________________。

化工原理-第2章-流体输送机械-典型例题题解

化工原理典型例题题解 第2章 流体输送机械 例1 离心泵的工作点 用某一离心泵将一贮罐里的料液送至某高位槽 ,现由于某种原因,贮罐中料液液面升高,若其它管路特性不变,则此时流量将( )。 A 增大 B 减少 C 不变 D 不确定 例 2 附图 例2 附图 解:该题实际上是分析泵的工作点的变动情况。工作点是泵特性曲线与管路特性曲线的交点,其中任何一条特性曲线发生变化,均会引起工作点的变动,现泵及其转速不变,故泵的特性曲线不变。将管路的特性曲线方程式列出 2 421212)(8v q g d d l g P P Z Z H πζλρ++-+-= 现贮槽液面升高,1Z 增加,故管路特性曲线方程式中的截距项数值减小,管路特性曲线的二次项系数不变。由曲线1变为曲线2,则工作点由A 点变动至B 点。故管路中的流量增大,因此答案A 正确。 例2 离心泵压头的定义 离心泵的压头是指( )。 A 流体的升举高度; B 液体动能的增加; h m ,Q 3 m ,H e A B 1 曲线2曲线

C 液体静压能的增加; D 单位液体获得的机械能。 解:根据实际流体的机械能衡算式 H e =(Z 2-Z 1)+(P 2-P 1)+(u 22-u 12 )/2g+ΣH f 离心泵的压头可以表现为液体升举一定的高度(Z 2-Z 1),增加一定的静压能(P 2-P 1)/(g ρ),增加一定的动能(u 22-u 12 )/(2g)以及用于克服流体流动过程中产生的压头损失ΣH f 等形式,但本质上离心泵的压头是施加给单位液体(单位牛顿流体)的机械能量J(J/N=m).故答案D 正确。 例3离心泵的安装高度H g 与所输送流体流量、温度之间的关系 分析离心泵的安装高度H g 与所输送流体流量、温度之间的关系。 解:根据离心泵的必需汽蚀余量(NPSH)r ,计算泵的最大允许安装高度的计算公式为 [][]5.0)() 10(0 +---=∑-r f v g NPSH H g P g P H ρρ (1) 首先分析离心泵的必需汽蚀余量(NPSH)r 的定义过程。在泵内刚发生汽蚀的临界条件下,泵入口处液体的静压能和动能之和(P 1,min /g ρ+u 12 /2g)比液体汽化的势能(P v /g ρ)多余的能量(u k 2 /2g+ΣH f(1-k))称为离心泵的临界汽蚀余量,以符号(NPSH)C 表示,即 ∑-+=-+=)1(2 21 min ,122)(K f K v c H g u g p g u g P NPSH ρρ (2) 由(2)式右端看出,流体流量增加,(NPSH )C 增加,即必须的汽蚀余量(NPSH)r 增加。由(1)式可知,液体流量增加,泵的最大允许安装高度[] g H 应减少。根据(NPSH)C 的定义可知,当流量一定而且流动状态已进入阻力平方区时(u k 2 /2g+ΣH f(1-k),均为确定值),(NPSH)C 只与泵的结构尺寸有关,故汽蚀余量是泵的特性参数,与所输送流体的蒸汽压P V 无关。由(1)式可知,若流体温度升高,则其P V 值增加,从而[] g H 应减小。 例4 离心泵的组合使用 现需用两台相同的离心泵将河水送入一密闭的高位槽,高位槽液面上方压强为(表压强),高位槽液面与河水水面之间的垂直高度为10m ,已知整个管路长度为50m (包括全部局部阻力的当量长度),管径均为50mm ,直管阻力摩擦系数λ=。单泵的特性曲线方程式为2 6100.150v e q H ?-=(式中H e 的单位为m ;q v 的单位为m 3 /s )。通过计算比较该两台泵如何组合所输送的水总流量更大。 解:泵的组合形式分为串联和并联,由此单泵的特性曲线方程写出串联泵和并联泵的特性曲线方程 2 6100.2100v e q H ?-=串 (1) 2 5105.250v e q H ?-=并 (2) 自河水水面至密闭高位槽液面列出管路特性曲线方程 g u d l l g P Z H e e 22∑++?+?=λ ρ 将有关数据代入 81 .92)050 .0785.0( 050.050 025.081.9100010013.15.1102 2 5 ????+???+ =v e q H 整理得: 2 5103.315.10v e q H ?+= (3)

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