(完整版)化工原理基本知识点
第一章 流体流动
一、压强
1、单位之间的换算关系：
221101.3310330/10.33760atm kPa kgf m mH O mmHg ====
2、压力的表示
（1）绝压：以绝对真空为基准的压力实际数值称为绝对压强（简称绝压），是流体的真实压强。
（2）表压：从压力表上测得的压力，反映表内压力比表外大气压高出的值。
表压=绝压-大气压
（3）真空度：从真空表上测得的压力，反映表内压力比表外大气压低多少
真空度=大气压-绝压
3、流体静力学方程式
0p p gh ρ=+
二、牛顿粘性定律
F du A dy
τμ== τ为剪应力；
du dy 为速度梯度；μ为流体的粘度； 粘度是流体的运动属性，单位为Pa ·s ；物理单位制单位为g/(cm·s)，称为P （泊），其百分之一为厘泊cp
111Pa s P cP ==g
液体的粘度随温度升高而减小，气体粘度随温度升高而增大。
三、连续性方程
若无质量积累，通过截面1的质量流量与通过截面2的质量流量相等。 111222u A u A ρρ=
对不可压缩流体
1122u A u A = 即体积流量为常数。
四、柏努利方程式
单位质量流体的柏努利方程式：
22u p g z We hf ρ∆∆∆++=-∑ 22u p gz E ρ
++=称为流体的机械能 单位重量流体的能量衡算方程：
Hf He g
p g u z -=∆+∆+∆ρ22
z ：位压头（位头）；22u g ：动压头（速度头） ；p g
ρ：静压头（压力头） 有效功率：Ne WeWs = 轴功率：Ne N η=
五、流动类型 雷诺数：Re du ρ
μ=
Re 是一无因次的纯数，反映了流体流动中惯性力与粘性力的对比关系。
（1）层流：
Re 2000≤：层流（滞流）
，流体质点间不发生互混，流体成层的向前流动。圆管内层流时的速度分布方程：
2
max 2(1)r r u u R
=- 层流时速度分布侧型为抛物线型 （2）湍流
Re 4000≥：湍流（紊流）
，流体质点间发生互混，特点为存在横向脉动。 即，由几个物理量组成的这种数称为准数。
六、流动阻力
1、直管阻力——范宁公式 2
2
f l u h d λ= f f
f p h H g
g ρ∆== （1）层流时的磨擦系数：64Re
λ=
，层流时阻力损失与速度的一次方成正比，层流区又称为阻力一次方区。
（2）湍流时的摩擦系数 ①(Re,)f d ελ=（莫狄图虚线以下）:给定Re ，λ随d ε增大而增大；给定d
ε，λ随Re 增大而减小。（2f p u λ∆∝,虽然u 增大时, Re 增大, λ减小，但总的f p ∆是增大的） ②()f d ελ=（莫狄图虚线以上），λ仅与d
ε有关，2f p u ∆∝,这一区域称为阻力平方区或完全湍流区。
2、局部阻力
（1）阻力系数法
2
'2f u h ξ= ξ为局部阻力系数，无因次。 出口损失 1.0ξ=出口；进口损失0.5ξ=进口
2、当量长度法
2
'
2f
le u h d λ= 注意：（1）管路出口动能和出口损失只能取一项。（2）不管突然扩大还是缩小，u 均取细管中的流速； 七、复杂管路
1、分支管路
(1)连续性方程：总管的质量流量等于各分支管路上的质量流量之和
12Ws Ws Ws =+，对不可压缩流体12Vs Vs Vs =+
(2)无轴功时的柏努利方程：
1122f f E E h E h =+∑=+∑
2、并联管路
123A B Vs Vs Vs Vs Vs =++=
123f f f h h h ∑=∑=∑
八、流量测量
1、变压头的流量计（恒截面）：（1）测速管（皮托管）；（2）孔板流量计；（3）文立里流量计
2、变截面（恒压差）流量计——转子流量计
第二章 流体输送机械
一、离心泵的主要部件
叶轮：
泵壳（蜗壳）：（1）集液作用，（2）转能作用
二、气缚现象与气蚀现象
气缚现象：因泵内存在气体而导致吸不上液体的现象称为“气缚现象”
气蚀现象：离心泵工作时，泵入口处形成真空，当真空达到一定时①液体部份汽化；②溶于水中的氧逸出，含汽泡的液体进入高压区后，汽泡急剧凝结破裂，产生高频、高冲击力的水击现象，造成对叶轮和泵壳的冲击，使材料疲劳而受到破坏，这种现象称为气蚀现象。
三、离心泵的特性曲线
H ～Q ：Q 增大，H 减小。
N ～Q ：Q 增大，N 增大；流量为0时N 最小所以泵要在流量为0时启动。 Ne HQ g ρ=
η～Q ：Q 增大，η先增大（流量为0时η为0），达到最大值后减小。
四、离心泵的允许安装高度
1、离心泵的允许吸上真空度法
允许吸上真空度Hs ：指为避免发生气蚀现象，离心泵入口处可允许达到的真空度：01p p Hs g
ρ-= Hs 是在1at 下以20℃的清水为介质进行的，若输送液体或操作条件与此不符，则应校正。 泵的允许安装高度：21012f u Hg Hs H g
=-- 由于H s 随流量Q 的增大而减小，所以计算安装高度时应以最大流量下的H s 计算。
2、气蚀余量法
允许气蚀余量：指泵入口处的静压头与动压头之和必须大于液体在操作温度下的饱和蒸汽压的某一最小允许值，以防气蚀现象的发生。
2112v p p u NPSH g g g
ρρ=+- 泵的允许安装高度
001v f p p Hg NPSH H g
ρ-=-- NPSH 随流量的增大而增大，在确定安装高度时应取最大流量下的NPSH 。
五、离心泵的工作点和流量调节
泵的特性曲线与管路特性曲线的交点，即为离心泵的工作点。
1、管路特性曲线调节流量
关小出口阀门，阻力变大，管路特性曲线变陡，工作点由M →M 1，Q 减小，H 增大。开大出口阀门，阻力变小，管路特性曲线变平坦，工作点由M →M 2，Q 增大，H 减小。
2、泵的特性曲线调节流量
（1）改变转速：若离心泵的转速变化不大（≤20%），则有比例定律：
''Q n Q n =; 2''()H n H n =; 3''()N n N n
=
转速提高，泵的特性曲线上移，工作点由M →M 1，Q 增大，H 增大。 转速降低，泵的特性曲线下移，工作点由M →M 2，Q 减小，H 减小。
（2）切削叶轮：切割定律
若某一离心泵的叶轮经切割变小（≤10%），则有切割定律：
切割后泵的特性曲线下移，工作点由M →M 2，Q 减小H 减小。 ''Q D Q D =; 2''()H D H D =; 3''()N D N D
= （3）离心泵的串、并联
①泵的并联
两台离心泵并联且各自的吸入管路相同，在一定的压头下的总流量等于两单台泵流量相加，管路特性曲线越平坦，泵的并联工作愈有利。
12H H H == 12Q Q Q =+
1Q 和1H 满足泵1的特性曲线方程，2Q 和2H 满足泵2的特性曲线方程。 ②泵的串联
两台离心泵串联，一定流量下的总压头等于两单台泵压头相加，总压头总是小于两台泵压头的两倍。管路特性曲线越平坦，泵的串联工作愈有利。
12H H H =+ 12Q Q Q ==
1Q 和1H 满足泵1的特性曲线方程，2Q 和2H 满足泵2的特性曲线方程。
六、往复泵
1、往复泵的特征
（1）具有正位移特性。(压头与流量之间无联系)
（1）有自吸作用；
（2）流量具有不均匀性；
单动泵Q Asn =；双动泵(2)Q A a sn =-
A 为活塞的表面积，a 为活塞杆的截面积，n 往复频率，s 为活塞的冲程。
2、往复泵的流量调节
（1）往复泵的工作点：管路特性曲线与泵的特性曲线的交点。
（2）往复泵的流量调节
①旁路调节：在入口和出口之间安装一旁路使一部分出口流体回到入口。
②改变活塞往复频率和冲程。
第三章 非均相物系的分离和固体流态化
一、形状系数φ（球形度）： φ=与非球形颗粒体积相等的球的表面积非球形颗粒的表面积
对球形颗粒φ＝1；非球形颗粒，φ<1，颗粒的形状越接近球形，φ越接近1；
二、床层空隙率ε：反映床层疏密程度
ε-=床层体积颗粒体积床层体积
三、重力沉降
23
2()642t s u d d g ρππρρξ
-= Re t t du ρμ= d 为颗粒直径，μ为流体的粘度。
①层流区（斯托克斯阻力定律）：24Re t
ξ=
(10-4 18.5Re t ξ= (1 ③湍流区（牛顿区）：ξ=0.44 (1000 四、重力沉降设备 降尘室的生产能力：t Vs u bl ≤ 含尘气体的最大处理量为降尘室底面积bl 与沉降速度ut 的乘积，与降尘室的 高度无关。 五、恒压过滤基本方程式 22e e V KA θ= 或2e e q K θ= 222e V VV KA θ+= 或22e q qq K θ+= 12s K k p -=∆ 六、滤饼的洗涤 1、洗涤速率 洗涤速率指单位时间内消耗的洗水体积即 ()w w dV u d θ = ①横穿洗法： 1()()4w w E dV dV u d d θθ == ②量换洗法： ()()w w E dV dV u d d θθ == 2、洗涤时间 以w V 的洗水洗涤滤饼，洗涤时间:w w w V u θ= 七、间隙过滤机的生产能力 操作周期：w D T θθθ=++ 生产能力：V Q T = Q=V/T 第四章 传热 一、传热速率 t Q R ∑∆=∑ Δt 为传热温差，R 为整个传热面的热阻 平壁导热的热阻：b R s λ= 圆筒壁导热热阻：m b R s λ= 21b r r =-为圆筒壁的厚度； 2m m s r L π=为圆筒壁的对数平均面积； 2121 ln m r r r r r -=为圆筒壁的对数平均半径。 对流传热热阻：1R s α= 二、热量衡算 若忽略热损失时，热流体放出的热量等于冷流体吸收的热量 1221()()h h h c c c Q W I I W I I =-=- 流体无相变：I Cp t ∆=∆ 流体有相变：I r ∆= c 三、总传热速率方程 m Q ks t =∆ 传热面积：002s r L π=（我国以外表面积为准） 总传热系数： 000111m i i b ks s s s αλα=++ 总热阻由热阻大的那一侧的对流传热所控制，当两个流体的对流传热系数相差较大时，要提高k ，关键在于提高对流传热系数较小一侧的α。 平均温差：2121 ln m t t t t t ∆-∆∆=∆∆ 逆流有利于增大传热温差、减小传热面积、节省加热剂或冷却剂用量、减小传热面积；并流有利于控制流体的出口温度。 四、迪特斯（Dittus ）—贝尔特（Boelter ）关联式 在壁温和流体平均温度相差不大的情况下： 0.80.023Re Pr n Nu = 液体被加热n=0.4，流体被冷却n=0.3 五、有相变的传热 1、蒸汽冷凝 膜状冷凝和滴状冷凝： 冷凝传热中，不凝性气体的除去有利于提高对流传热系数。 2、液体沸腾 第五章 蒸馏 一、全塔物料衡算 总物料衡算： F=D+W 易挥发组分质量衡算： Fx F =Dx D +Wx W 塔顶易挥发组分回收率： Dx D /Fx F 塔底难挥发组分回收率： W(1-x W )/F(1-x F ) 二、理想体系的汽液平衡方程 1(1)x y x αα= +- 相对挥发度α愈大，表示A 较B 愈易挥发，愈有利于分离，α=1时y=x ，混合液不能用一般的蒸馏方法进行分离。 三、操作线方程 1、精馏段的操作线方程 1111n n D R y x x R R +=+++ （L R D =称为回流比） 表示在一定操作条件下，由第n 板下降的液相组成 x n 与相邻的n+1板的上升蒸汽组成y n+1间的关系。 2、提馏段操作线方程： ''1'''m m w L W y x x L W L W +=--- 表示在一定操作条件下，提馏段内第m 板下降的液相组成与第m+1板上升的蒸汽组成间的关系。 四、进料方程 1、进料热状态参数 'V F V L I I L L q F I I --= =- q 表示进料热状态参数即1kmol 原料液变为饱和蒸气所需的热量/原料液的kmol 汽化潜热。 2、q 与V 、V'及L 、L'的关系 'L L qF =+ '(1)V V q F =+- 3、进料方程（q 线方程） 111 F q y x x q q = --- 为两操作线交点的轨迹 五、回流比 1、全回流 精馏塔塔顶上升的蒸汽经全凝器冷凝后，冷凝液全部回流至塔内，在全回流下，D 、W 、F 均为0 L R D ==∞ 2、最小回流比min R 正常平衡曲线时最小回流比 min min 1D q D q x x R R x y -= +- (,)q q x y 为q 线与平衡线交点的坐标 六、塔高和塔径 塔高：(1)t z Np H =- T p N E N = （N P 为实际塔板数，E 全塔效率，Ht 板间距） 塔径：D =：塔内径，u:空塔气速，Vs:塔内上升蒸汽的体积流量。 第六章 吸 收 一、亨利定律 1、以p i ~x i 表示的平衡关系 *i i p Ex = E ：亨利系数（Pa ，kpa ）；难溶气体E 很大，易溶气 体E 很小；对一定的气体和一定的溶剂，E 随温度升高而加大，体现出气体的溶解度随温度升高而减小的趋势。 2、以p i ~c i 表示的平衡关系 *i i c p H = c i ：摩尔浓度（kmol/m 3 ） ；H ：溶解度系数（kmol/m 3*kpa ） 易溶气体H 很大，难溶气体的H 很小；H 随温度升高而减小。 3、以y ~x 表示的平衡关系 *i i y mx = m ：相平衡常数，E m p = 二、吸收速率方程式 =⨯吸收速率传质系数传质推动力 1、膜吸收速率方程 （1）气膜 以压差(p A -p Ai )为推动力： ()A G A Ai N k p p =- 以摩尔分率差(y A -y Ai )表示推动力：()A y A Ai N k y y =- （2）液膜 以摩尔浓度差(ci-c)为推动力：()A L Ai A N k c c =- 以摩尔分率差(xi-x)为推动力：()A x Ai A N k x x =- 2、总吸收速率方程 (p A -p A *)表示总推动力：(*)A G N K p p =- (c A *-c A )为总推动力: (*)A L N K c c =- 三、全塔物料衡算 在逆流操作的吸收塔内，气体自下而上、液体自上而下流动，塔顶11'、塔底22' 对溶质A 做全塔物料衡算：1212()()V Y Y L X X -=- 溶质的吸收率或回收率：12 1 Y Y Y φ-= 四、吸收塔的操作线方程与操作线 11()L L Y X Y X V V =+- 或22()L L Y X Y X V V =+- L/V 称为液气比。 吸收操作中，吸收操作线必位于平衡线上方，即溶质在气相中的实际浓度总是高于与之接触的液相的平衡浓度即Y>Y*，Y-Y*就是吸收操作中的推动力；若操作线位于平衡线的下方，则进行脱吸操作。 五、吸收剂用量的确定 正常情况下最小液气比： 12min *12 ()Y Y L V X X -=- (L/V)min 称为最小液气比，X 1*表示与Y 1成平衡的吸收液浓度，若平衡关系满足亨利定律X 1*=Y 1/m 六、填料层高度 OG OG z H N = 传质单元高度：OG Y V H K a = Ω 传质单元数：*12*22 1 ln[(1)]1OG Y Y N s s s Y Y -=-+-- 12OG m Y Y N Y -= ∆ (12 1 2 ln m Y Y Y Y Y ∆-∆∆=∆∆ *111Y Y Y ∆=-,*222Y Y Y ∆=-) mV s L = 称为脱吸因数，为平衡线的斜率m 与操作线的斜率L/V 的比值。S 小于1有利于提高溶质的吸收率，出塔气体与进塔液体趋近平衡，需采用较大的液体量使操作线斜率大于平衡线斜率（即S 小于1）；若要获得最浓的吸收液，必使出塔液体与进塔气体趋近平衡，要求采用小的液体量使操作线斜率小于平衡线斜率（即S 大于1）。 第七章 干 燥 一、湿空气的性质 1、湿度H （湿含量） 0.622v v p H p p = - /kg kg 水汽绝干气 绝干空气，H=0去湿能力最大；饱和空气去湿能力为0 2、相对湿度Φ 100%v s p p φ= ⨯ 绝干空气Φ=0，去湿能力最大；饱和空气Φ=1，无去湿能力。 3、比容（湿容积υH ） 以1kg 绝干空气为基准的湿空气的体积称为湿空气的比容，又称湿容积υH ，单位为：m 3湿空气/kg 绝干气 273101330 (0.772 1.244)273H t H p ν+=+⨯ ⨯ 4、比热容c H 常压下，将湿空气中1kg 绝干空气及相应的Hkg 水气的温度升高或降低1℃所需要或放出的热量称为比热容c H 表示,单位kJ/kg 绝干气·℃。 1.01 1.88H C H =+ 5、焓I 以1kg 绝干空气为基准的绝干空气的焓与相应Hkg 水气的焓之和为湿空气的焓I ，单位，kJ/kg 绝干气 (1.01 1.88)2490I H t H =++ 6、干球温度t、与湿球温度tw、绝热饱和冷却温度t as 、露点t d 二、湿物料的性质 1、湿基含水量ω 2、干基含水量X： 1 X ω ω = - 三、干燥过程中的物料衡算 1、水分蒸发量W 2112 ()() W L H H G X X =-=- 2、空气消耗量L 12 2121 () G X X W L H H H H - == -- 湿空气的消耗量L w 1 (1) w L L H =+ 3、干燥产品的流量G2 1122 (1)(1) G G G ωω =-=- 四、干燥系统的热量衡算 温度为t。，湿度为H。,焓为I。的新鲜空气，经预热器后状况为t 1 、H 1 (=H。)、 I 1 ；在干燥器中与湿物料进行逆流干燥，离开干燥器时湿度增加而温度下降，状 况变为t 2 、H 2 、I 2 ，绝干空气流量为L(kg/s)。物料进、出干燥器时的干基含水量 分别为X 1 、X 2 ；温度为θ 1 、θ 2 ；焓为I 1 '、I 2 '；绝干物料的流量为G(kg/s)。 ' s w I c Xc =+ 预热器消耗的热量为Qp(kW)；向干燥器补充的热量Q D ；干燥器向周围损失的 热量为Q L 1、预热器消耗的热量 10()p Q L I I =- 2、向干燥器补充的热量 ' '212 1()()D L Q L I I G I I Q =-+-+ 3、干燥系统消耗的总热量 ' '2021()()p L L Q Q Q L I I G I I Q =+=-+-+ 4、干燥系统的热效率 2(2490 1.88) W t Q η+≈ 五、干燥时间的计算 1、恒速阶段干燥时间： 11()C C X X G S U τ-= g U C ：临界干燥速率kg/m 2·s ；X 1：物料的初始含水量kg/kg 绝干料；X C ：物料的临 界含水量；G'/S ：单位干燥面积上的绝干物料量kg 绝干料/m 2。 2、降速阶段干燥时间： (*)x U k X X =- 22(*)*ln * C C C X X X X G S U X X τ--= -g 第一章 流体流动 一、压强 1、单位之间的换算关系： 221101.3310330/10.33760atm kPa kgf m mH O mmHg ==== 2、压力的表示 （1）绝压：以绝对真空为基准的压力实际数值称为绝对压强（简称绝压），是流体的真实压强。 （2）表压：从压力表上测得的压力，反映表内压力比表外大气压高出的值。 表压=绝压-大气压 （3）真空度：从真空表上测得的压力，反映表内压力比表外大气压低多少 真空度=大气压-绝压 3、流体静力学方程式 0p p gh ρ=+ 二、牛顿粘性定律 F du A dy τμ= = τ为剪应力； du dy 为速度梯度；μ为流体的粘度； 粘度是流体的运动属性，单位为Pa ·s ；物理单位制单位为g/(cm·s)，称为P （泊），其百分之一为厘泊cp 111Pa s P cP ==g 液体的粘度随温度升高而减小，气体粘度随温度升高而增大。 三、连续性方程 若无质量积累，通过截面1的质量流量与通过截面2的质量流量相等。 111222u A u A ρρ= 对不可压缩流体 1122u A u A = 即体积流量为常数。 四、柏努利方程式 单位质量流体的柏努利方程式： 22u p g z We hf ρ???++=-∑ 22u p gz E ρ ++=称为流体的机械能 单位重量流体的能量衡算方程： Hf He g p g u z -=?+?+?ρ22 z ：位压头（位头）；22u g ：动压头（速度头） ；p g ρ：静压头（压力头） 有效功率：Ne WeWs = 轴功率：Ne N η = 五、流动类型 雷诺数：Re du ρ μ = Re 是一无因次的纯数，反映了流体流动中惯性力与粘性力的对比关系。 （1）层流： Re 2000≤：层流（滞流） ，流体质点间不发生互混，流体成层的向前流动。圆管内层流时的速度分布方程： 2 max 2(1)r r u u R =- 层流时速度分布侧型为抛物线型 （2）湍流 Re 4000≥：湍流（紊流） ，流体质点间发生互混，特点为存在横向脉动。 即，由几个物理量组成的这种数称为准数。 六、流动阻力 1、直管阻力——范宁公式 2 2 f l u h d λ= f f f p h H g g ρ?== （1）层流时的磨擦系数：64 Re λ=，层流时阻力损失与速度的一次方成正比，层流区又称为阻力一次方区。 （2）湍流时的摩擦系数 ①(Re,)f d ελ=（莫狄图虚线以下）:给定Re ，λ随d ε增大而增大；给定d ε ，λ 随Re 增大而减小。（2f p u λ?∝,虽然u 增大时, Re 增大, λ减小，但总的f p ?是增大的） ②()f d ελ=（莫狄图虚线以上），λ仅与d ε 有关，2f p u ?∝,这一区域称为阻力 平方区或完全湍流区。 2、局部阻力 （1）阻力系数法 一、流体力学及其输送 1.单元操作：物理化学变化的单个操作过程，如过滤、蒸馏、萃取。 2.四个基本概念：物料衡算、能量衡算、平衡关系、过程速率。 3.牛顿粘性定律：F=±τA=±μAdu/dy ，(F ：剪应力；A ：面积；μ：粘度；du/dy ：速度梯度)。 4.两种流动形态：层流和湍流。流动形态的判据雷诺数Re=duρ/μ；层流—2000—过渡—4000—湍流。当流体层流时，其平均速度是最大流速的1/2。 5.连续性方程：A1u1=A2u2；伯努力方程：gz+p/ρ+1/2u2=C 。 6.流体阻力=沿程阻力+局部阻力；范宁公式：沿程压降：Δpf=λlρu2/2d ，沿程阻力：Hf=Δpf/ρg=λl u2/2dg(λ：摩擦系数)；层流时λ=64/Re ，湍流时λ=F(Re ，ε/d)，(ε：管壁粗糙度)；局部阻力hf=ξu2/2g ，(ξ：局部阻力系数，情况不同计算方法不同) 7.流量计：变压头流量计(测速管、孔板流量计、文丘里流量计)；变截面流量计。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。 8.离心泵主要参数：流量、压头、效率（容积效率ηv ：考虑流量泄漏所造成的能量损失；水力效率ηH ：考虑流动阻力所造成的能量损失；机械效率ηm ：考虑轴承、密封填料和轮盘的摩擦损失。）、轴功率；工作点(提供与所需水头一致)；安装高度(气蚀现象，气蚀余量)；泵的型号(泵口直径和扬程)；气体输送机械：通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。 9. 常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度1.29 kg/m3 1atm =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 10. 管路总阻力损失的计算 11. 离心泵的构件: 叶轮、泵壳（蜗壳形）和 轴封装置 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。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。原因（①安装高度太高②被输送流体的温度太高，液体蒸汽压过高；③吸入管路阻力或压头损失太高）各种泵：耐腐蚀泵:输送酸、碱及浓氨水等腐蚀性液体 12. 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。 13.流体输送机械分类 222'2e 2e 2u d l l u d l l u d l h h h f f f ??? ? ??++=???? ??+=??? ??+=+=∑ ∑∑∑∑∑ζλλζλ 一、压强 1、单位之间的换算关系： 1atm 101.33kPa 10330kgf/m210.33mH2O 760mmHg 2、压力的表示 （1）绝压：以绝对真空为基准的压力实际数值称为绝对压强（简称绝压），是流体的真实压强。 （2）表压：从压力表上测得的压力，反映表内压力比表外大气压高出的值。表压二绝压-大气压 （3）真空度：从真空表上测得的压力，反映表内压力比表外大气压低多少真空度=大气压-绝压 3、流体静力学方程式 p P0 gh 二、牛顿粘性定律 F du A dy T为剪应力；为速度梯度；为流体的粘度； dy 粘度是流体的运动属性，单位为Pa -s;物理单位制单位为g/（cm ? s），称为P（泊）, 其百分之一为厘泊cp 1Pags 1P 1cP 液体的粘度随温度升高而减小，气体粘度随温度升高而增大。 三、连续性方程 若无质量积累，通过截面1的质量流量与通过截面2的质量流量相等。 第一章流体流动 1U1A1 U2 A2 对不可压缩流体 U1A U2A2 即体积流量为常数 四、柏努利方程式 单位质量流体的柏努利方程式: 2 g z — We hf y 2 2 ":卫E称为流体的机械能 单位重量流体的能量衡算方程: u2 2g He Hf 五、流动类型 Re 是一无因次的纯数，反映了流体流动中惯性力与粘性力的对比关系。 （1）层流： Re 2000:层流（滞流），流体质点间不发生互混，流体成层的向前流动 圆管内层流 时的速度分布方程： 2 U r U max （1 层流时速度分布侧型为抛物线型 R （2）湍流 Re 4000：湍流（紊流），流体质点间发生互混，特点为存在横向脉动 即，由几个物 理量组成的这种数称为准数。 六、流动阻力 1、直管阻力一一范宁公式 h f 上上H f g g 2 z :位压头（位头）；—:动压头（速度头） 2g 匕：静压头（压力头） g 有效功率: Ne WeWs 轴功率：N Ne 雷诺数：Re du 化工原理各章节知识点总结 化工原理是化学工程专业的基础课程，主要介绍了化学工程的基本概念、理论和技术。下面是各章节的知识点总结： 第一章：化工原理的基本概念和性质 1.化工原理的定义和基本任务 2.化工原理的基本性质和特点 3.化工原理的基本方法和技术 第二章：化学平衡和能量平衡 1.化学反应平衡的条件和表达式 2.平衡常数和平衡常数表达式 3.能量平衡的基本原理和方法 4.热力学和热力学函数 5.熵和化学势的概念和计算 第三章：物相平衡 1.物质在不同相之间存在的平衡条件 2.相平衡的相图和相平衡计算 3.蒸馏和萃取等物相平衡的应用 第四章：质量平衡和物质迁移 1.质量平衡的基本原理和方程 2.质量平衡的应用：反应工艺和物料平衡 3.物质迁移的基本理论和计算方法 第五章：流体力学 1.流体的基本概念和性质 2.流体的连续性方程和动量方程 3.流体的能量方程和压力损失 4.流体的流动和阻力的计算 第六章：传递现象 1.传递现象的基本概念和分类 2.传递现象的数学模型和方程 3.质量传递、热量传递和动量传递的计算第七章：反应工程基础 1.化学反应的速率和速率方程 2.反应速率的测定和表达 3.反应工程的热力学和动力学分析 4.反应器的分析和设计 第八章：传热和传质 1.传热的基本机制和传热方式 2.导热和对流传热的计算 3.汽液传质和固液传质的计算 第九章：流体传动和流动分布 1.流体传动的基本方式和流动性质 2.流体传动的计算和分析 3.流动分布的原理和应用 第十章：分离工程基础 1.分离过程的基本概念和分类 2.平衡分离的基本理论和计算 3.萃取、吸附和蒸馏等分离工艺的应用 第十一章：生化反应工程基础 1.生物反应器的基本概念和种类 2.酶反应和微生物反应的基本原理 3.生化反应器的分析和设计 以上是化工原理各章节的知识点总结，涵盖了化工原理的核心内容。 化工原理基本知识点 一、物质转化 物质的转化是化工过程中最基本的环节之一、物质转化包括化学反应、分离提取以及催化等。化学反应是指通过物质之间的化学反应，将原料转 化为产物。分离提取是将混合物中的各种组分分开或提取出所需的组分， 常见的分离方法有蒸馏、结晶、吸附、萃取等。催化是指通过催化剂的作用，促使反应速率提高或选择性改变。 二、能量转移 能量转移是指在化工过程中，能量从一个系统传递到另一个系统的过程。能量转移有传导、传热、传质、传动等形式。传导是指热量、电流或 质量在不同物体或介质之间由高温区向低温区传递的过程。传热是指热量 由高温物体通过传导、对流或辐射途径传递到低温物体的过程。传质是指 物质在不同浓度或温度条件下由高浓度或温度区向低浓度或温度区传递的 过程。传动是指物质在介质中的传递过程，包括传质、传热、传动等。 三、反应原理 化学反应原理是研究化学反应中物质的物质转化或化学键的断裂与形 成等过程的规律。反应速率是反应条件下单位时间内反应物消失的量，影 响反应速率的因素有温度、浓度、催化剂等。反应平衡是指在一定温度下，反应物和生成物浓度达到一定比例时，反应物和生成物浓度不再发生变化 的状态。平衡常数是用来描述反应平衡程度的物理量。 四、化工工艺流程 化工工艺流程是指将原料经过一系列的物质转化和能量转移的过程， 得到所需产物的方法、步骤和设备。化工工艺流程包括原料准备、反应过程、分离提取、能量转移和产品制备等。原料准备是指将原料加工处理后，满足反应所需的要求。反应过程是指根据反应条件，将原料转化为产物的 过程。分离提取是将反应生成物中得到所需产物并与其他组分分离的过程。能量转移是热量、物质或动能在设备中的传递和转换过程。产品制备是指 根据产品的要求，经过加工、过滤、干燥等工艺，制得成品。 五、工艺控制 工艺控制是指对化工工艺流程进行监测和调节，以保证工艺参数的稳 定和产品质量的良好。工艺控制包括温度、压力、流量、质量、液位等参 数的调节和监测。工艺控制可以通过仪表、传感器、自动控制系统等手段 实现。工艺控制的目标是提高生产效率、降低生产成本、保证产品质量和 安全生产。 以上是化工原理基本知识点的详细介绍，包括物质转化、能量转移、 反应原理、化工工艺流程和工艺控制等内容。化工原理是化学工程及相关 领域的基础知识，对于学习和应用化工相关的工作具有重要的作用。希望 以上内容对您有所帮助。 化工原理知识点总结整理 一、流体力学及其输送 1.单元操作：物理化学变化的单个操作过程，如过滤、蒸馏、萃取。 2.四个基本概念：物料衡算、能量衡算、平衡关系、过程速率。 3.牛顿粘性定律：F=±τA=±μAdu/dy，(F：剪应力；A：面积；μ：粘度；du/dy：速度梯度)。 4.两种流动形态：层流和湍流。流动形态的判据雷诺数Re=duρ/μ；层流—2000—过渡—4000—湍流。当流体层流时，其平均速度是最大流速的1/2。 5.连续性方程：A1u1=A2u2；伯努力方程：gz+p/ρ+1/2u2=C。 6.流体阻力=沿程阻力+局部阻力；范宁公式：沿程压降：Δpf=λlρu2/2d，沿程阻力：Hf=Δpf/ρg=λl u2/2dg(λ：摩擦系数)；层流时λ=64/Re，湍流时λ=F(Re，ε/d)，(ε：管壁粗糙度)；局部阻力hf=ξu2/2g，(ξ：局部阻力系数，情况不同计算方法不同) 7.流量计：变压头流量计(测速管、孔板流量计、文丘里流量计)；变截面流量计。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。 8.离心泵主要参数：流量、压头、效率（容积效率ηv：考虑流量泄漏所造成的能量损失；水力效率ηH：考虑流动阻力所造成 的能量损失；机械效率ηm ：考虑轴承、密封填料和轮盘的摩擦损失。）、轴功率；工作点(提供与所需水头一致)；安装高度(气蚀现象，气蚀余量)；泵的型号(泵口直径和扬程)；气体输送机械：通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。 9. 常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度 1.29 kg/m3 1atm =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 10. 管路总阻力损失的计算 11. 离心泵的构件: 叶轮、泵壳（蜗壳形）和 轴封装置 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。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。原因（①安装高度太高②被输送流体的温度太高，液体蒸汽压过高；③吸入管路阻力或压头损失太高）各种泵：耐腐蚀泵:输送酸、碱及浓氨水等腐蚀性液体 222'2e 2e 2 u d l l u d l l u d l h h h f f f ⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛++=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=∑∑∑∑∑∑ζλλζλ 第一章、流体流动 一、流体静力学 二、流体动力学 三、流体流动现象 四、流动阻力、复杂管路、流量计 一、流体静力学： ●压力的表征：静止流体中，在某一点单位面积上所受的压力，称为静压力， 简称压力，俗称压强。 表压强（力）＝绝对压强（力）-大气压强（力）真空度＝大气压强-绝对压 大气压力、绝对压力、表压力（或真空度）之间的关系 ●流体静力学方程式及应用： 压力形式备注：1)在静止的、连续的同一液体内，处于同一 能量形式水平面上各点压力都相等。 此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。 应用： U型压差计 倾斜液柱压差计 微差压差计 二、流体动力学 ●流量 质量流量 mS kg/s mS=VSρ 体积流量 VS m3/s 质量流速 G kg/m2s (平均)流速u m/s G=uρ ●连续性方程及重要引论： ●一实际流体的柏努利方程及应用（例题作业题） m S=GA=π/4d2G V S=uA=π/4d2u 以单位质量流体为基准： J/kg 以单位重量流体为基准： J/N=m 输送机械的有效功率： 输送机械的轴功率：（运算效率进行简单数学 变换） 应用解题要点： 1、作图与确定衡算范围:指明流体流动方向，定出上、下游界面； 2、截面的选取：两截面均应与流动方向垂直； 3、基准水平面的选取：任意选取，必须与地面平行，用于确定流体位能 的大小； 4、两截面上的压力：单位一致、表示方法一致； 5、单位必须一致：有关物理量的单位必须一致相匹配。 三、流体流动现象： ●流体流动类型及雷诺准数： （1）层流区 Re<2000 （2）过渡区 2000< Re<4000 （3）湍流区 Re>4000 本质区别：（质点运动及能量损失区别）层流与端流的区分不仅在于各有不同 的Re 值，更重要的是两种流型的质点运动方式有本质区别。 流体在管内作层流流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动，各质点互 不碰撞，互不混合 流体在管内作湍流流动时，其质点作不规则的杂乱运动并相互碰撞，产生 大大小小的旋涡。由于质点碰撞而产生的附加阻力较自黏性所产生的阻力大 得多，所以碰撞将使流体前进阻力急剧加大。 管截面速度大小分布： 无论是层流或揣流，在管道任意截面上，流体质点的速度均沿管径而变化， 管壁处速度为零，离开管壁以后速度渐增，到管中心处速度最大。 层流：1、呈抛物线分布；2、管中心最大速度为平均速度的2倍。 湍流：1、层流内层；2、过渡区或缓冲区；3、湍流主体 湍流时管壁处的速度也等于零，靠近管壁的流体仍作层流流动，这－作层 流流动的流体薄层称为层流内层或层流底层。自层流内层往管中心推移，速 度逐渐增大，出现了既非层流流动亦非完全端流流动的区域，这区域称为缓 冲层或过渡层，再往中心才是揣流主体。层流内层的厚度随Re 值的增加而减 小。 层流时的速度分布 湍流时的速度分布 四、流动阻力、复杂管路、流量计： ●计算管道阻力的通式：（伯努利方程损失能） 2 2 流体流动知识点 一、 流体静力学基本方程式 P 2 P i g(z i Z 2)或 p p 。 gh 注意：i 、应用条件：静止的连通着的同一种连续的流体。 2、 压强的表示方法： 绝压一大气压=表压 表压常由压强表来测量； 大气压一绝压=真空度真空度常由真空表来测量。 3、 压强单位的换算： 1atm=760mmHg=10.33mH 20=101.33kPa=1.033kgf/cm2=1.033at 4、应用：水平管路上两点间压强差与 U 型管压差计读数R 的关系: P i P 2 ( A )gR 处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须时静止、连续和同一种液体 、定态流动系统的连续性方程式--物料衡算式 定态流动的柏努利方程式 能量衡算式 以单位质量流体(1kg 流体)为基准的伯努利方程： A 常数 w s u 1 A 1 1 u 2 A 2 2 uA 常数 A 常数 V s u 1 A 1 u 2 A 2 uA 常数 常数， 圆形管中流动 u 1 / u 2 A 2 / A d ； / d ； u 12 We gZ 2 P 2 h f 讨论点：1、流体的流动满足连续性假设。 22 2、理想流体，无外功输入时，机械能守恒式: gZ1巳U12 2gZ 2P2 U； 2 3、可压缩流体,当厶p/p1<20%仍可用上式， .且p = p m。 4、注意运用柏努利方程式解题时的•般步骤, 截面与基准面选取的原则 5、流体密度p的计算： 理想气体p =PM/RT 混合气体x m 1 八v1 2X v2n X vn 混合液体1X w 1X w2X wn m m2n 上式中：X vi --体积分率；x wi --质量分率。 6 gz、u2/2、p/p三项表示流体本身具有的能量，即位能、动能和静压能。刀h f 为流经系统的能量损失。We为流体在两截面间所获得的有效功，是决定流体输送设备重要参数。输送设备有效功率Ne=Wew s,轴功率N=Ne/n( W) 7、以单位重量流体为基准的伯努利方程，各项的单位为m： 2 H e Z p u H f g 2 g R u：P2 uj 乙」 -He Z2—- H f g 2g g 2g 以单位体积流体为基准的伯努利方程，各项的单位为Pa: W e gh h f P a 而P f h f [m] 化工原理知识点总结复习重点(完美版) 第一章、流体流动 一、流体静力学 二、流体动力学 三、流体流动现象 四、流动阻力、复杂管路、流量计 一、流体静力学： 压力的表征：静止流体中，在某一点单位面积上所受的压力，称为静压力，简称压力，俗称压强。 表压强（力）＝绝对压强（力）-大气压强（力）真空度＝大气压强-绝对压 大气压力、绝对压力、表压力（或真空度）之间 的关系 ● 流体静力学方程式及应用： 压力形式 )(2112z z g p p -+=ρ 备注：1)在静止的、 连续的同一液体内，处于同一 能量形式 g z p g z p 2211+=+ρρ 水平面上各点压力都相等。 此方程式只适用于静止的连通着的同一种连 续的流体。 应用： U 型压差计 gR p p )(021ρρ-=- 倾斜液柱压差计 微差压差计 二、流体动力学 ● 流量 质量流量 m S kg/s m S =V S ρ 体积流量 V S m 3/s 质量流速 G kg/m 2s (平均)流速 u m/s G=u ρ ● 连续性方程及重要引论： 22 112 )(d d u u = ● 一实际流体的柏努利方程及应用（例题作业题） 以单位质量流体为基准： f e W p u g z W p u g z ∑+++=+++ρρ222212112121 J/kg 以单位重量流体为基准： f e h g p u g z H g p u g z ∑+++=+++ρρ222212112121 J/N=m 输送机械的有效功率： e s e W m N = 输送机械的轴功率： η e N N = 第一章、流体流动 一、 流体静力学 二、 流体动力学 三、 流体流动现象 四、 流动阻力、复杂管路、流量计 一、流体静力学： ● 压力的表征：静止流体中，在某一点单位面积上所受的压力，称为静压力，简称压力， 俗称压强。 表压强（力）＝绝对压强（力）-大气压强（力） 真空度＝大气压强-绝对压 大气压力、绝对压力、表压力（或真空度）之间的关系 ● 流体静力学方程式及应用： 压力形式 )(2112z z g p p -+=ρ 备注：1)在静止的、连续的同一液体内，处于同一 能量形式 g z p g z p 22 11 += +ρ ρ 水平面上各点压力都相等。 此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。 应用： U 型压差计 gR p p )(021ρρ-=- 倾斜液柱压差计 微差压差计 二、流体动力学 ● 流量 质量流量 m S kg/s m S =V S ρ 体积流量 V S m 3/s 质量流速 G kg/m 2s (平均)流速 u m/s G=u ρ ● 连续性方程及重要引论： 22 112)(d d u u = ● 一实际流体的柏努利方程及应用（例题作业题） 以单位质量流体为基准：f e W p u g z W p u g z ∑+++=+++ ρ ρ222212112121 J/kg 以单位重量流体为基准：f e h g p u g z H g p u g z ∑+++=+++ ρρ222212112121 J/N=m 输送机械的有效功率： e s e W m N = 输送机械的轴功率： η e N N = （运算效率进行简单数学变换） 应用解题要点： 1、 作图与确定衡算范围:指明流体流动方向，定出上、下游界面； 2、 截面的选取：两截面均应与流动方向垂直； 3、 基准水平面的选取：任意选取，必须与地面平行，用于确定流体位能的大小； 4、 两截面上的压力：单位一致、表示方法一致； m S =GA=π/4d 2G V S =uA=π/4d 2u(完整版)化工原理基本知识点
(完整版)化工原理知识点总结整理
完整版化工原理基本知识点
化工原理各章节知识点总结
化工原理基本知识点
化工原理知识点总结整理
化工原理知识点总结复习重点(完美版)
(完整版)化工原理基本知识点(整理版)_10472
化工原理知识点总结复习重点(完美版)
化工原理知识点总结复习重点(完美版)