化工原理复习资料综述

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1、华东理工大学网络教育学院 化工原理课程 学位考试复习 2007年7月,化工原理复习: 第一章 基本概念： 连续性假定 质点 拉格朗日法 欧拉法 定态流动 轨线与流线 系统与控制体 粘性的物理本质 总势能 理想流体与实际流体的区别 可压缩流体与不可压缩流体的区别 牛顿流体与非牛顿流体的区别 伯努利方程的物理意义 平均流速 均匀分布 均匀流段 层流与湍流的本质区别 稳定性与定态性 量纲 雷诺数的物理意义 量纲分析实验研究方法的主要步骤 摩擦系数 完全湍流粗糙管 局部阻力当量长度 驻点压强 孔板流量计、转子流量计的特点,重要公式： 牛顿粘性定律 静力学方程 机械能守恒式 雷诺数 阻力损失 ， 层流

2、或 局部阻力 当量直径,孔板流量计 ，,第二章 基本概念： 管路特性方程 输送机械的压头或扬程 离心泵理论压头的影响因素 叶片后弯原因 气缚现象 离心泵特性曲线 离心泵工作点 离心泵的调节手段 汽蚀现象 必需汽蚀余量(NPSH)r 离心泵的选型(类型、型号) 正位移特性 往复泵的调节手段 离心泵与往复泵的比较(流量、压头) 通风机的全压、动风压 真空泵的主要性能参数,重要公式： 管路特性 泵的有效功率 泵效率 最大允许安装高度 风机全压换算,第四章 基本概念： 非球形颗粒的当量直径 形状系数 颗粒群平均直径的基准 床层比表面 床层空隙率 数学模型法的主要步骤 架桥现象 过滤速率基本方程 过滤常

3、数及影响因素 洗涤速率 过滤机的生产能力 opt 叶滤机 板框压滤机 回转真空过滤机 加快过滤速率的途径,重要公式： 物料衡算： 三个去向： 滤液，滤饼中固体， 滤饼中液体 过滤速率基本方程 ，其中 恒速过滤 恒压过滤 生产能力 回转真空过滤 板框压滤机洗涤时间( ),第五章 基本概念： 曳力系数 斯托克斯区 牛顿区 (自由)沉降速度 重力沉降室加隔板 离心分离因数 旋风分离器主要评价指标 总效率 粒级效率 分割直径dpc 流化床的特点(混合、压降) 两种流化现象 聚式流化的两种极端情况 起始流化速度 带出速度 气力输送,重要公式： 斯托克斯沉降公式 ， 重力降尘室生产能力 除尘效率 流化床压

4、降,第六章 基本概念： 载热体 三种传热机理的物理本质 间壁换热传热过程的三个步骤 导热系数 热阻 推动力 流动对传热的贡献 强制对流 自然对流(加热、冷却面的位置) Nu=0.023Re0.8Prb的定性尺寸、定性温度，b值 液体沸腾的两个必要条件 核状沸腾 膜状沸腾 临界点 沸腾给热的强化 蒸汽冷凝的两种形式 排放不凝性气体 各种 的相对大小 斯蒂芬-波尔兹曼定律 黑体 黑度 灰体 传热过程的控制步骤 传热操作线 K与A的对应 逆流 并流 冷、热流体流动通道的主要选择原则,重要公式： 傅立叶定律 牛顿冷却定律 努塞尔数 普朗特数 圆管内强制湍流 受热b=0.4,冷却b=0.3 传热系数 传

5、热基本方程式,热量衡算式 或,第八章 基本概念： 吸收的目的和基本依据 主要操作费 解吸方法 选择吸收溶剂的主要依据 相平衡常数及影响因素 传质机理 气液相际物质传递步骤 有效膜理论与溶质渗透理论的结果差别 传质阻力控制 低浓度气体吸收特点 建立操作线方程的依据 HOG的含义 返混 最小液气比 NOG的计算方法 常用设备的HOG 吸收剂三要素及对吸收结果的影响 化学吸收与物理吸收的区别,重要公式： 亨利定律 ， ；相平衡 费克定律 传递速率 ； 对流传质 总传质系数 传质速率方程式,吸收过程基本方程式 对数平均推动力 吸收因数法 最小液气比 物料衡算式,第九章 基本概念： 蒸馏的目的及基本依据

6、 主要操作费用 双组份汽液平衡自由度 泡点 露点 总压对相对挥发度的影响 平衡蒸馏 简单蒸馏 连续精馏 间歇精馏 特殊精馏 精馏的必要条件 理论板 板效率 恒摩尔流假设及主要条件 加料热状态参数q值的含义及取值范围 建立操作线的依据 操作线为直线的条件 最优加料位置 挟点恒浓区的特征 全回流 芬斯克方程 最小回流比 最适宜回流比 灵敏板 恒沸精馏与萃取精馏的主要异同点,相平衡方程 物料衡算 轻组分回收率 默弗里板效率 q线方程 塔内气液流率 精馏段操作方程,提馏段操作方程 最小回流比 芬斯克方程,第十章 基本概念： 对传质过程最有利的理想流动条件 板式塔三种气液接触状态 转相点 筛板塔负荷性能

7、图 全塔效率 操作弹性 常用塔板类型 常用填料类型 载点 泛点 最小喷淋密度 等板高度HETP,重要公式： 全塔效率 填料塔高度,第十一章 基本概念： 萃取的目的及原理 溶剂的必要条件 分配系数 萃取相 萃余相 萃取液 萃余液 选择性系数 单级萃取图解法 重要公式： 分配系数 选择性系数 单级萃取,第十二章 基本概念： 溶液结晶的基本原理 造成过饱和度方法 溶解度曲线 超溶解度曲线 溶液结晶的两个阶段 过饱和度对结晶速率的影响 吸附现象 物理吸附与化学吸附的区别 吸附分离的基本原理 常用的吸附解吸循环 常用吸附剂 吸附等温线 负荷曲线 浓度波 透过曲线 透过点 饱和点 膜分离基本原理 膜分离过

8、程 膜分离推动力 浓差极化 阴膜 阳膜,第十三章 基本概念： 过程方向的判据 tas与tw在物理含义上的差别 重要公式： 湿度 相对湿度 , 当 ; , 当 焓 比容 湿球温度 绝热饱和温度,路易斯规则 空气-水系统 ，,第十四章 基本概念： 物料去湿的常用方法 对流干燥过程的特点 主要操作费用 td, tW, t 的大小关系 改变湿空气温度、湿度的工程措施 平衡蒸汽压曲线 结合水与非结合水 平衡含水量 自由含水量 恒速干燥阶段物料表面温度 临界含水量及其影响因素 热效率 理想干燥过程的条件 提高热效率的措施,重要公式： 干燥速率 恒速段速率 间隙干燥 恒速段时间： 降速段时间： (近似直线处

9、理),连续干燥 物料衡算 热量衡算 预热器 理想干燥 热效率 当Q损=0, Q补=0时,典型试卷分析 一、填空（25分） 1、对于气体，温度升高，粘度 ；对于液体，温度降低，粘度 。水在管道中的常用流速范围是 m/s ；低压气体在管道中的常用流速范围是 m/s。 2、湍流与层流的根本区别在于 。在圆形直管内，如Re=1600，则= ，管内的平均流速是管中心流速的 倍。 3、流体以一定的质量流量在水平直管内作层流流动时，Re 值随管径增加而 ，随流体密度增加而 ；压降随管子相对粗糙度增加而 。（增大、减小、不变、不确定）,4属于正位移泵形式，除往复泵外，还有 ， 等型式。 5往复泵的流量调节方法

10、有 和 。 6启动离心泵前，应先 和 。 7、吸收操作的依据是_；精馏操作的依据是_。 8、精馏操作中，若 上升，而回流量L和进料状态（F，xf，q）均保持不变，则 R_，xD_，xW_, _。(变大，变小，不变，不确定) 9吸收、解吸操作时，低温对_有利；低压对_有利。,10恒摩尔流的主要前提是_。连续精馏塔设计时，如将原来的泡点回流改为冷回流，其他设计条件不变，则所需理论板数_（增加、减少）。 11、在常压下，常温不饱和湿空气经预热器间接加热后，该空气的下列状态参数有何变化？湿度H_，相对湿度_，湿球温度tw_，露点td_，焓I_。（升高，降低，不变，不确定）,一、1增大，增大，13，81

11、5 2流体质点是否存在着脉动性，0.04，0.5 3降低，不变，不变 4齿轮泵，螺杆泵 5旁路阀，改变转速 6灌泵，排气 7气体各组分溶解度的不同，液体混合物各组分挥发度的不同 8变小，变小，变小，变小 9吸收，解吸 10混合物各组分的摩尔汽化潜热相等，减少 11不变，降低，升高，不变，升高,二、带泵管路(18分) 图示输水管路，用离心泵将江水输送至常压高位槽。已知吸入管直径703mm，管长lAB=25m，压出管直径603mm，管长lCD=80m（管长均包括局部阻力的当量长度），摩擦系数均为0.025，Z=11m，离心泵特性曲线 为He=30-6105qV2，式中 He：m；qV：m3/s。试

12、求： (1)管路流量为多少m3/h， (2)旱季江面下降2m， 与原流量相比，此时流 量下降百分之几？,解:(1)管路特性： He=Z+p/g+8l1qV2/(2gd15)+ 8l2qV2/(2gd25) =11+80.025(25/0.0645+80/0.0545)qV2/ (29.81) = 11+4.08105qV2 泵的特性：He = 306105 qV2 He = He 解得qV = 4.3410-3m3/s=15.6 m3/h (2)当江面下降2m时， He= 11+4.08105qV2， He = He 解得qV = 4.1110-3m3/s=14.78 m3/h 流量下降(4.

13、34-4.11)/4.34=5.4%,三、传热计算（20分） 在某套管换热器中用饱和水蒸汽加热苯液 ，苯在542 mm的钢管内流动。120的饱和水蒸汽在环隙冷凝。已测出苯的进口温度为30，出口温度为60，流量为4000 kg/h。苯和水蒸汽的的对流给热系数分别为500W/m2K和10000W/m2K，管内壁的污垢热阻为0.0004m2K/W，忽略管壁热阻、管外壁的污垢热阻及热损失。已知操作条件下苯的热容为1.9kJ/kgK，蒸汽的汽化潜热为2204kJ/kg，试求： 1、饱和水蒸汽的消耗量； 2、套管的长度。,解：1） 2） =73.99,3） 得 所以 t2=56.3,四、吸收计算（17分）

14、 某填料吸收塔，用清水逆流吸收混合气中的可溶组分A。入塔气体中A组分浓度 y1 = 0.05（摩尔分数，下同），相平衡 y=0.4x，回收率要求95%，操作液气比为最小液气比的1.4倍。填料的传质单元高度为0.2m。 1、所需的填料层高度为多少？ 2、在上述塔高下进行操作，现入塔气体中A组分浓度上升为 y1 = 0.06，则出塔气体浓度将为多少？,解：1）x2=0, =7.02,H=HOGNOG=0.27.02=1.40m 2）H不变，NOG不变， ， 得y2=0.003,五、精馏计算（20分） 用板式精馏塔在常压下分离苯甲苯溶液，塔顶设全凝器，塔釜间接加热，苯对甲苯的平均相对挥发度为 = 2.47。进料为150 kmol/h、含苯0.4（摩尔分数，下同）的饱和蒸汽。要求塔顶馏出液组成xD =0.97，塔釜残液组成xW = 0.02。所用回流比为最小回流比的1.5倍。试求： 1、塔顶产品量D和塔底产品量W； 2、精馏段操作线方程； 3、操作时，全凝器冷凝液组成为0.97，求由塔顶往下第二块理论板上升的汽相组成。,解：1）q=0, xF=0.4, =60kmol/h W=F-D=90kmol/h 2）ye=xF=0.4, R=1.5Rm=4.56 精馏段 =0.820x+0.1745,3）y1=xD=0.97, 得y2=0.8200.929+0.1745=0.936,