1、流體流動(dòng)知識(shí)點(diǎn)一、 流體靜力學(xué)基本方程式P2Pig(zi Z2)或 p p。 gh注意：i、應(yīng)用條件：靜止的連通著的同一種連續(xù)的流體。2、壓強(qiáng)的表示方法：絕壓一大氣壓=表壓 表壓常由壓強(qiáng)表來(lái)測(cè)量；大氣壓一絕壓=真空度真空度常由真空表來(lái)測(cè)量。3、壓強(qiáng)單位的換算：1atm=760mmHg=10.33mH20=101.33kPa=1.033kgf/cm2=1.033at4、應(yīng)用：水平管路上兩點(diǎn)間壓強(qiáng)差與 U型管壓差計(jì)讀數(shù)R的關(guān)系:Pi P2 ( a)gR處于同一水平面的液體，維持等壓面的條件必須時(shí)靜止、連續(xù)和同一種液體、定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)的連續(xù)性方程式-物料衡算式A 常數(shù)ws u1 A1 1 u2 A2

2、2uA 常數(shù)A 常數(shù)Vsu1 A1u2 A2uA 常數(shù)常數(shù)，圓形管中流動(dòng)u1 / u2A2 / A d； / d；221定態(tài)流動(dòng)的柏努利方程式能量衡算式以單位質(zhì)量流體(1kg流體)為基準(zhǔn)的伯努利方程：u12WegZ2P2hf討論點(diǎn)：1、流體的流動(dòng)滿(mǎn)足連續(xù)性假設(shè)。2、理想流體，無(wú)外功輸入時(shí)，機(jī)械能守恒式:gZ1巳U122gZ 2P2U；23、可壓縮流體,當(dāng)厶p/p1<20%仍可用上式，.且 p = p m。4、注意運(yùn)用柏努利方程式解題時(shí)的般步驟,截面與基準(zhǔn)面選取的原則5、流體密度p的計(jì)算：理想氣體p =PM/RT混合氣體xm1 八 v12Xv2n Xvn混合液體1X w 1X w2X wn

3、mm2n上式中：Xvi -體積分率；xwi -質(zhì)量分率。6 gz、u2/2、p/p三項(xiàng)表示流體本身具有的能量，即位能、動(dòng)能和靜壓能。刀hf為流經(jīng)系統(tǒng)的能量損失。We為流體在兩截面間所獲得的有效功，是決定流體輸 送設(shè)備重要參數(shù)。輸送設(shè)備有效功率 Ne=Wews,軸功率N=Ne/n( W) 7、以單位重量流體為基準(zhǔn)的伯努利方程，各項(xiàng)的單位為m：2mH eZpuH fg 2 gRu：P2uj乙 -He Z2 - Hfg 2gg 2g以單位體積流體為基準(zhǔn)的伯努利方程，各項(xiàng)的單位為Pa:15WeghhfPa 而 Pfhfg乙P3、流型的比較： 質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方式； 速度分布，層流：2UiWe gZ2 P2h

4、f拋物線型，平均速度為最大速度的0.5倍;湍流：碰撞和混和使速度平均化。 阻力-層流：粘度內(nèi)摩擦力，湍流：粘度內(nèi)摩擦力 +湍流切應(yīng)力四、柏努利式中的刀hf（一）流動(dòng)類(lèi)型：1、雷諾準(zhǔn)數(shù)Re及流型Re=du p /卩=du/v,卩為動(dòng)力粘度，單位為Pa S；v = ii /p為運(yùn)動(dòng)粘度，單位m2/s。層流:Rew 2000，湍流:Re>4000;2000<Re<4000為不穩(wěn)定過(guò)渡區(qū)。2、牛頓粘性定律 T = i （du/dy）氣體的粘度隨溫度升高而增加，液體的粘度隨溫度升高而 降低。（二）流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的阻力損失1、直管阻力損失hfhf層流:f (Re)即64ReJ/kghf

5、范寧公式（層流、湍流均適用）.32 lu 哈根一泊稷葉公式。d2湍流區(qū)（非阻力平方區(qū)）：“百）高度湍流區(qū)（阻力平方區(qū)）：f(d具體的定性關(guān)系參見(jiàn)摩擦因數(shù)圖，并定量分析hf與u之間的關(guān)系推廣到非圓型管4 流通截面積dde 4 rH潤(rùn)濕周邊長(zhǎng)注：不能用de來(lái)計(jì)算截面積、流速等物理量2、局部阻力損失hf阻力系數(shù)法，hf2U/ c出口1.02進(jìn)口 0.5當(dāng)量長(zhǎng)度法，hf2le U d 2注意：截面取管出口內(nèi)外側(cè)，對(duì)動(dòng)能項(xiàng)及出口阻力損失項(xiàng)的計(jì)算有所不同 當(dāng)管徑不變時(shí),hf (在變徑管中作穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，不同管徑的管路加和,hf( (liLi)u_(i di) 2流體在水平變徑管中作穩(wěn)定流動(dòng)，在管徑縮小的地方

6、其靜壓能 減小0流體在水平等徑管中作穩(wěn)定流動(dòng)流體由于流動(dòng)而有摩擦阻力損失，流體的流速沿管長(zhǎng)丕變。流體流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力損失hf所損失的是機(jī)械能中的 靜壓能項(xiàng) 完全湍流（阻力平方區(qū)）時(shí)，粗糙管的摩擦系數(shù)數(shù)值只取決于 相對(duì)粗糙度。水由敞口恒液位的高位槽通過(guò)一管道流向壓力恒定的反應(yīng)器，當(dāng)管道上的閥 門(mén)開(kāi)度減小時(shí)，水流量將 減小，摩擦系數(shù)增大，管道總阻力不變。五、管路計(jì)算I.并聯(lián)管路：1、VV, V2 V32、hfh f ih f 2hf3各支路阻力損失相等。即并聯(lián)管路的特點(diǎn)是：（1）并聯(lián)管段的壓強(qiáng)降相等；（2）主管流量等于并聯(lián)的各管段流量之和；（3）并聯(lián)各管段中管子長(zhǎng)、直徑小的管段通過(guò)的 流量小。11

7、 分支管路：1 V V1 V2 V32、分支點(diǎn)處至各支管終了時(shí)的總機(jī)械能和能量損失之和相等。六、柏努利方程式在流量測(cè)量中的運(yùn)用1、畢托管用來(lái)測(cè)量管道中流體的點(diǎn)速度。2、 孔板流量計(jì) 為定截面變壓差 流量計(jì)，用來(lái)測(cè)量管道中流體的流量。隨著Re 增大其孔流系數(shù) C0先減小，后保持為定值。3、轉(zhuǎn)子流量計(jì)為 定壓差變截面流量計(jì)。注意：轉(zhuǎn)子流量計(jì)的校正。測(cè)流體流量時(shí)，隨流量增加孔板流量計(jì)兩側(cè)壓差值將 增加，若改用轉(zhuǎn)子流量計(jì), 隨流量增加轉(zhuǎn)子兩側(cè)壓差值將不變。習(xí)題一、填空1、邊長(zhǎng)為a的正方形管道，其當(dāng)量直徑de為。（a）2、在定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)中，水連續(xù)地從粗圓管流入細(xì)圓管，粗管內(nèi)徑為細(xì)管的2倍則細(xì)管內(nèi)水的流速

8、為粗管內(nèi)流速的咅。（4）3、流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力可分為 _和兩種。局部阻力的計(jì)算方法有 和 o （直管阻力，局部阻力，阻力系數(shù)，當(dāng)量長(zhǎng)度）4、 在靜止的同一種連續(xù)流體的內(nèi)部， 各截面上能與能之和為常數(shù)。（位, 靜壓）5、開(kāi)口 U型管壓差計(jì)是基于 理的測(cè)壓裝置，它可以測(cè)量管路中 上的或o （流體靜力學(xué)任意截面表壓強(qiáng)真空度）6流體在管內(nèi)作湍流流動(dòng)時(shí)，在緊貼管壁處速度為 ,鄰近管壁處存在 層，且Re值越大，則該層厚度越o （零， 滯流（或?qū)恿鳎﹥?nèi) ?。ɑ蛐。?、實(shí)際流體在直管內(nèi)流過(guò)時(shí)，各截面上的總機(jī)械能守恒。因?qū)嶋H流體流動(dòng)時(shí) 有。（不，摩擦阻力）8、流體在一段裝有若干個(gè)管件的等徑直管中流過(guò)的

9、總能量損失的通式為，它的單位為(hf (I le)d9、定態(tài)流動(dòng)時(shí)，不可壓縮理想流體在管道中流過(guò)時(shí)各截面上 相等。它們是 和，每一種能量，但可以互相轉(zhuǎn)換 。（總機(jī)械能;位能、動(dòng)能和靜壓能、不一定相等）10、某設(shè)備的真空表讀數(shù)為500mmHg設(shè)備外環(huán)境大氣壓強(qiáng)為 640mmHg則它的絕對(duì)壓強(qiáng)為Pa （640-500=140mmH甘 140X 133.32 = 1.866 x 104Pa。）11、 流體在圓形直管內(nèi)作滯流（層流）流動(dòng)時(shí)，其速度分布呈 曲線,中心最大速度為平均速度的 倍。此時(shí)摩擦系數(shù)入與 無(wú)關(guān)，只隨 卩大而o （拋物線，2，£ /d，Re，減?。?2、流體在圓形直管內(nèi)流動(dòng)時(shí)

10、，在湍流區(qū)則摩擦系數(shù)入與_及有關(guān)。在完全湍流區(qū)則入與雷諾系數(shù)的關(guān)系線趨近于 。( Re, & /d，水平)二、選擇題1、 判斷流體流動(dòng)類(lèi)型的是(B )(A) Eu 準(zhǔn)數(shù)(B) Re 準(zhǔn)數(shù)(C)& /d(D) pf2、流體在圓形直管內(nèi)作定態(tài)流動(dòng)，雷諾準(zhǔn)數(shù)Re=150Q則其摩擦系數(shù)應(yīng)為(B )(A) 0.032 (B) 0.0427 (C) 0.0267 (D)無(wú)法確定3、 在法定單位制中，粘度的單位為(D )( A) cp( B) p( C) g/( cm.s )( D) Pa s4、 在靜止流體內(nèi)部各點(diǎn)的靜壓強(qiáng)相等的必要條件是(D )( A) 同一種流體內(nèi)部(B)連通著的兩種流

11、體( C) 同一種連續(xù)流體(D)同一水平面上，同一種連續(xù)的流體5、在一水平變徑管道，細(xì)管截面 A及粗管截面B與U管壓差計(jì)相連，當(dāng)流體流 過(guò)時(shí)，U管壓差計(jì)測(cè)量的是(C )(A) A、B兩截面間的總能量損失(B) A、B兩截面間的動(dòng)能差(C) A、B兩截面間的壓強(qiáng)差(D) A、B兩截面間的局部阻力5、管路由直徑為57 x 3.5mm的細(xì)管，逐漸擴(kuò)大到108x 4mm勺粗管，若流體在細(xì)管內(nèi)的流速為4m/s。則在粗管內(nèi)的流速為(B )( A) 2m/s(B) 1m/s( C) 0.5m/s(D) 0.25m/s6、 氣體在直徑不變的圓形管道內(nèi)作等溫定態(tài)流動(dòng)，則各截面上的(D )(A)速度相等(B)體積

12、流量相等(C)速度逐漸減小(D)質(zhì)量流速相等7、湍流與滯流的本質(zhì)區(qū)別是( C )(A) 湍流的流速大于滯流的 (B)湍流的 Re 值大于滯流的(C) 滯流無(wú)徑向脈動(dòng)，湍流有徑向脈動(dòng) (D) 湍流時(shí)邊界層較薄8、在阻力平方區(qū)內(nèi)，摩擦系數(shù)入(C )(A)為常數(shù)，與Re,& /d均無(wú)關(guān)(B)隨Re值加大而減小(C)與Re值無(wú)關(guān)，是& /d的函數(shù)(D)是Re值與& /d的函數(shù)9、 流體在圓形直管中作滯流流動(dòng)時(shí)，其直管阻力損失與流速u(mài) 的關(guān)系為( B)A、與u2成正比 B 、與u成正比 C 、與u1.75成正比 D 、與u0.55成正比三、判斷題1、在計(jì)算突然擴(kuò)大及突然縮小的局部

13、阻力時(shí)，公式中的流速應(yīng)該用小管中的流速。(V )2、不可壓縮的理想流體在管道內(nèi)作定態(tài)流動(dòng)，若無(wú)外功加入時(shí)，則流體在任一 截面上的總壓頭為一常數(shù)。 (V )3、 流體在管道任意截面徑向上各點(diǎn)的速度都是相同的，我們把它稱(chēng)為平均流速。(X )4、 在同一種連續(xù)流體內(nèi)，處于同一水平面上各點(diǎn)的壓強(qiáng)都相等。(X )5、某定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)中，若管路上安裝有若干個(gè)管件、閥門(mén)和若干臺(tái)泵，則此管 路就不能運(yùn)用連續(xù)性方程式進(jìn)行計(jì)算。 (X )6用U管壓力計(jì)測(cè)量管路中兩點(diǎn)的壓強(qiáng)差，其壓差值只與讀數(shù)R和兩流體的密度差有關(guān)，而與U管的粗細(xì)、長(zhǎng)短無(wú)關(guān)。(V )流體輸送機(jī)械 知識(shí)點(diǎn)一、工作原理基本部件：葉輪（612片后彎葉片）;

14、泵殼（蝸殼）（集液和能量轉(zhuǎn)換裝置）;軸 圭寸裝置（填料函、機(jī)械端面密圭寸）。原理：借助高速旋轉(zhuǎn)的葉輪不斷吸入、排出液體。注意：離心泵無(wú)自吸能力，因此在啟動(dòng)前必須先 灌泵，且吸入管路必須有底閥, 否則將發(fā)生“氣縛”現(xiàn)象。某離心泵運(yùn)行一年后如發(fā)現(xiàn)有氣縛現(xiàn)象，則應(yīng) 檢查進(jìn)口管路是否有泄漏現(xiàn)象。1、 壓頭H,又稱(chēng)揚(yáng)程H Z 空 HfgHQ2、有效功率 Ne Wews HgQ 軸功率N（kw）1023、離心泵的特性曲線通常包括 H-Q, N-Q, n -Q曲線，這些曲線表示在一定 轉(zhuǎn)速下輸送某種定的液體時(shí)泵的性能。由N-Q線上可看出：Q=0時(shí)，N=Nmin所以 啟動(dòng)泵和停泵都應(yīng)關(guān)閉泵的出口閥。離心泵特性

15、曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)，泵啟動(dòng)后，開(kāi)啟離心泵出口閥，出水管不出水，而泵 進(jìn)口處真空表指示真空度很高，可能出現(xiàn)的故障原因是吸入管路堵塞。若被輸送的流體粘度增高，則離心泵的壓頭 減少，流量減少，效率減少，軸功 率增大。三、離心泵的工作點(diǎn)1、 泵在管路中的工作點(diǎn)為 離心泵特性曲線 （H-Q）與管路特性曲線（He-Qe）的 交點(diǎn)。管路特性曲線為:He=K+BQe2、工作點(diǎn)的調(diào)節(jié)：既可改變 He-Qe來(lái)實(shí)現(xiàn)（改變閥門(mén)的開(kāi)度），又可通過(guò)改變 H-Q來(lái)實(shí)現(xiàn)（改變泵的轉(zhuǎn)速，葉輪的直徑及泵的串、并聯(lián)操作）。具體措施有改 變閥門(mén)的開(kāi)度，改變泵的轉(zhuǎn)速，葉輪的直徑及泵的串、并聯(lián)操作。兩臺(tái)同樣的離心泵并聯(lián)壓頭不變而流量加倍，串聯(lián)

16、則流量不變壓頭加倍。四、離心泵的安裝高度Hg為避免氣蝕現(xiàn)象的發(fā)生，離心泵的安裝高度小于等于允許按安裝高度Hg,注意氣蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。離心泵的安裝高度超過(guò)允許安裝高度時(shí)會(huì)發(fā)生氣蝕現(xiàn)象。習(xí)題一、填空1、離心泵的主要部件有 葉輪、泵殼和軸封裝置。2、 離心泵的泵殼制成蝸殼形，其作用有二：A、匯集液體；B、轉(zhuǎn)能裝置，即是 使部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為靜壓能。3、離心泵的主要性能參數(shù)有流量、軸功率、壓頭、效率、氣蝕余量等。4、 離心泵特性曲線包括 上二Q、N-Q、和n -Q三條曲線。它們是在一定 轉(zhuǎn)速下, 用常溫清水為介質(zhì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的。5、離心泵的壓頭（又稱(chēng)揚(yáng)程）指是泵對(duì)單位重量（1N）液體所提供的有效能量，

17、 它的單位是m。6離心泵安裝在一定管路上，其工作點(diǎn)是泵的特性曲線和管路特性曲線的交點(diǎn)。7、若被輸送的粘度大于常溫下清水的粘度時(shí)， 則離心泵的壓頭減少，流量減少， 效率下降，軸功率增大。8、 離心泵將低位敝口水池的水送到高位敝口水槽中，若改送密度為1200Kg/mt 而其他性質(zhì)與水相同的液體，則泵的流量 不變，壓頭不變：軸功率增大。10、離心泵通常采用 出口閥門(mén)調(diào)節(jié)流量:、選擇14、 當(dāng)其他條件不變，僅液體的密度改變時(shí)，離心泵的壓頭H和軸功率N的變化 為（B ）A、H、N均不變 B、H不變，N改變 C、H改變，N不變 D、H N均改變15、離心泵的軸功率是（C ）A、在流量為零時(shí)最大 B、在壓頭

18、最大時(shí)最大C、在流量為零時(shí)最小 D、在工作點(diǎn)處最小18、離心泵的效率n與流量 Q的關(guān)系為（B ）A Q增大則n增大B、Q增大，n先增大后減小C、Q增大則n減小D 、Q增大，n先減小后增大19、離心泵的軸功率N與流量Q的關(guān)系為（A ）A、Q增大，N增大、Q增大，N先增大后減小C、Q增大，N減小、Q增大，N先減小后增大21、離心泵停止操作時(shí)，應(yīng)A、先關(guān)出口閥后停電先停電后關(guān)出口閥C、先關(guān)出口閥或先停電均可單機(jī)泵先停電，多級(jí)泵先關(guān)出口閥22、離心泵的工作點(diǎn)是指（A、與泵最高效率時(shí)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)由泵的特性曲線所決定的點(diǎn)C、由管路特性所決定的點(diǎn)泵的特性曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)、判斷1、離心泵的效率不隨所輸送液

19、體的密度變化而變化。(V)2、 離心泵啟動(dòng)前需要向泵充滿(mǎn)被輸送的液體，否則將可能發(fā)生氣蝕現(xiàn)象。（X）3、 離心泵的安裝高度超過(guò)允許吸上高度時(shí)，將可能發(fā)生氣縛現(xiàn)象。（X ）4、離心泵的銘牌上標(biāo)出的性能參數(shù)是指該泵在運(yùn)行時(shí)效率最高點(diǎn)的性能參數(shù)。（V ）5、離心泵的工作點(diǎn)是泵的特性曲線H-Q與其所在的管路特性曲線He-Qe的交點(diǎn)。（V ）7、離心泵通常采用改變泵的轉(zhuǎn)速方法來(lái)調(diào)節(jié)流量。（X ）四、計(jì)算題1、如圖所示，某車(chē)間要將地面敞口貯槽內(nèi)密度為1120Kg/m的溶液送至高位槽內(nèi)，槽內(nèi)表壓強(qiáng)為3.92 xiO4Pa,需要的送液量為120 m3/h，輸送管路為© 140x 4.5mm的鋼管，其

20、計(jì)算總長(zhǎng)度為140m（包括直管長(zhǎng)度和所有局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng) 度），兩液面高度差厶z = 11m摩擦系數(shù)入為0.03。試問(wèn)能否送用n = 2900r/min、在圖中兩液面間列伯努利方程得2He ZHfg 2g式： z = 11m， u= 0， p 3.92?10403.92?104 Pa管內(nèi)流速：120/3600u2.474m/ s-(0.131)24Hf1400.03Ile U2d 2g0.131(2.474)22 9.819.97m把以上各值代入，可得:He 1143.92 101120 9.819.9724.54m(確定能否選用)o輸送系統(tǒng)所需的流量Qe= 120 m/h，壓頭He= 24.

21、54m,而離心泵能提供的流量Q= 132 m3/h>Qe,提供的壓頭30m>He且溶液的性質(zhì)與水相近，故能選用該水泵。2、離心泵在一定輸送流量范圍和轉(zhuǎn)速下，壓頭和流量間關(guān)系可表示為H= 252.0Q2 (式中H單位為m, Q單位為nVmin )。若將該泵安裝在特定管路內(nèi)，該管 路特性方程可表示為He 20 1.86Q；(式中He單位為m，Qe為nVmin )。試求:(1) 輸送常溫下清水時(shí)，該泵的流量、壓頭和軸功率。(2) 輸送密度為1200Kg/m的水溶液時(shí)，該泵的流量、壓頭和軸功率。假設(shè)該 泵的效率為60%。解：根據(jù)離心泵的工作點(diǎn)定義可得：Q=Qe H=He1、求輸送常溫下清水

22、時(shí)，該泵的性能。由 H=He 可得：25 2.0Q20 1.86Qe解出 Q= 1.138m3/min =68.3m 3/h=0.019m3/sH 25 2.0Q2 25 2 (1.138)2 22.4m1.13822.4 1000102102 0.66.942kW2、求輸送密度為1200Kg/m的水溶液時(shí)，該泵的性能。當(dāng)輸送液體的密度改變時(shí)，泵的流量和壓頭不變。故Q' Q 0.019m3/sH ' H 22.4m而軸功率發(fā)生變化QH1020.019 22.4 1200102 0.68.345KW1非均相分離知識(shí)點(diǎn)四、重力沉降設(shè)備降塵室的生產(chǎn)能力： V qbl含塵氣體的最大處理

23、量為降塵室底面積 bl與沉降速度ut的乘積，與降塵室的 高度無(wú)關(guān)。、恒壓過(guò)濾基本萬(wàn)程式222VVeKA (e)或q qeK(e)Ve2KA2e或qeK eV22VVeKA2或2q2qqe KK 2k p1 srv六、濾餅的洗滌1、洗滌速率洗滌速率指單位時(shí)間內(nèi)消耗的洗水體積即(dV) Uw ()wd橫穿洗法：(dV)V . / wd置換洗法:(dV)(dV)uw (丿w (丿Edd2、洗滌時(shí)間以Vw的洗水洗滌濾餅，洗滌時(shí)間VwUw21七、間隙過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力操作周期:生產(chǎn)能力:、填空4、在規(guī)定的沉降速度條件下，降塵室的生產(chǎn)能力只取決于而與其無(wú)關(guān)。（降塵室底面積；高度）Vs Aut5、 過(guò)濾常數(shù)是

24、K由及 定的常數(shù)；而介質(zhì)常數(shù) _與是反映勺常數(shù)。（物料特性過(guò)濾壓強(qiáng)差qe或Vee 過(guò)濾介質(zhì)阻力大?。?、 過(guò)濾操作有和種典型方式。（恒壓過(guò)濾恒速過(guò)濾 ）9、沉降操作是指在某種 中利用分散相和連續(xù)相之間的差異，使之發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)分離的操作過(guò)程。沉降過(guò)程有沉降和沉降兩種方式。（力場(chǎng)；密度；重力；離心）13、實(shí)現(xiàn)過(guò)濾操作的外力可以是 、或 。（重力；壓強(qiáng)差；慣性離心力）17、用板框式過(guò)濾機(jī)進(jìn)行恒壓過(guò)濾操作，隨著過(guò)濾時(shí)間的增加，濾液量 ,生產(chǎn)能力 。（增加；不變）分析：由恒壓過(guò)濾方程 Q V TW D可知濾液量隨過(guò)濾時(shí)間的增大而增加。而間歇過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力可知生產(chǎn)能力只與操作周期有關(guān)。、選擇題3、

25、某粒徑的顆粒在降塵室中沉降，若降塵室的高度增加一倍，則該降塵室的生產(chǎn)能力將(C)(A)增加一倍(B)為原來(lái)的1/2(C)不變(D)不確定5、以下表達(dá)式中正確的是A )。dV dA P r (V Ve)A、過(guò)濾速率與過(guò)濾面積的平方成正比B、過(guò)濾速率與過(guò)濾面積成正比C、過(guò)濾速率與所得濾液體積成正比D過(guò)濾速率與虛擬濾液體積成正比判斷題2、過(guò)濾操作屬于定態(tài)操作。(X )8、連續(xù)過(guò)濾機(jī)中進(jìn)行的過(guò)濾都是恒壓過(guò)濾，間歇過(guò)濾機(jī)中也多為恒壓過(guò)濾(V )傳熱基本知識(shí)一、傳熱速率Q tR t為傳熱溫差,平壁導(dǎo)熱的熱阻:R為整個(gè)傳熱面的熱阻R衛(wèi)s圓筒壁導(dǎo)熱熱阻:傳熱面積：s02 r°L （我國(guó)以外表面積為準(zhǔn)

26、）ri為圓筒壁的厚度;rmL為圓筒壁的對(duì)數(shù)平均面積;2 土為圓筒壁的對(duì)數(shù)平均半徑。ri對(duì)流傳熱熱阻:、熱量衡算若忽略熱損失時(shí)，熱流體放出的熱量等于冷流體吸收的熱量QWh(Ihi Ih2)Wc(Ic2 lei)流體無(wú)相變：I Cp t三、總傳熱速率方程Q ks tm總傳熱系數(shù)：-ks00s0sm isi總熱阻由熱阻大的那一側(cè)的對(duì)流傳熱所控制，當(dāng)兩個(gè)流體的對(duì)流傳熱系數(shù)相 差較大時(shí)，要提高k，關(guān)鍵在于提高對(duì)流傳熱系數(shù)較小一側(cè)的a。平均溫差:tmInt2ti逆流有利于增大傳熱溫差、減小傳熱面積、節(jié)省加熱劑或冷卻劑用量、減小 傳熱面積；并流有利于控制流體的出口溫度?；靖拍詈突驹砝酶鹘M分揮發(fā)度不同

27、將液體混合物部分汽化而使混合物得到分離的單 元操作稱(chēng)為蒸餾。這種分離操作是通過(guò)液相和氣相之間的 質(zhì)量傳遞過(guò)程來(lái) 實(shí)現(xiàn)的。兩組分溶液的氣液平衡拉烏爾定律理想溶液的氣液平衡關(guān)系遵循拉烏爾定律:0a=PaXapb=P°Xe=Pb0( 1-x A)根據(jù)道爾頓分壓定律：pA=Pyx而P=p+pte則兩組分理想物系的氣液相平衡關(guān)系：xa=（ P-Pb0）/ （ Pa0 Pb0）泡點(diǎn)方程ya=pa0xa/P露點(diǎn)方程對(duì)于任一理想溶液，利用一定溫度下純組分飽和蒸汽壓數(shù)據(jù)可求得平衡的氣液相組成；反之，已知一相組成，可求得與之平衡的另一相組成和溫度（試差法）。用相對(duì)揮發(fā)度表示氣液平衡關(guān)系 溶液中各組分的揮

28、發(fā)度V可用它在蒸汽中的分壓和與之平衡的液相中的摩爾分率來(lái)表示，即Va=Pa/XaVb=Pb/X b溶液中易揮發(fā)組分的揮發(fā)度對(duì)難揮發(fā)組分的揮發(fā)度之比為相對(duì)揮發(fā)度。其表達(dá)式有：a =Va/ Vb= ( pa/x a) / ( pb/x b) =yAXB/y bxa對(duì)于理想溶液:a =Pa0/p b0氣液平衡方程： y a X/1+ (a 1) xa值的大小可用來(lái)判斷蒸餾分離的難易程度。a愈大，揮發(fā)度差異愈大，分離愈易；ai時(shí)不能用普通精餾方法分離。氣液平衡相圖溫度一組成（t-x-y ）圖該圖由飽和蒸汽線（露點(diǎn)線）、飽和液體線（泡點(diǎn)線）組成，飽和液體 線以下區(qū)域?yàn)橐合鄥^(qū)，飽和蒸汽線上方區(qū)域?yàn)?過(guò)熱蒸

29、汽區(qū)，兩曲線之間區(qū)域?yàn)?氣 液共存區(qū)。氣液兩相呈平衡狀態(tài)時(shí)，氣液兩相溫度相同，但氣相組成大于液相組成;若氣液兩相組成相同，則氣相露點(diǎn)溫度大于液相泡點(diǎn)溫度。X-y圖精餾原理精餾過(guò)程是利用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理進(jìn)行的,精餾操作的 依據(jù)是混合物中各組分揮發(fā)度的差異，實(shí)現(xiàn)精餾操作的必要條件包括塔頂 液相回流和塔底產(chǎn)生上升蒸汽。精餾塔中各級(jí)易揮發(fā)組分濃度由上至下逐 級(jí)降低;精餾塔的塔頂溫度總是低于塔底溫度， 原因之一是：塔頂易揮發(fā) 組分濃度高于塔底，相應(yīng)沸點(diǎn)較低；原因之二是：存在壓降使塔底壓力高 于塔頂，塔底沸點(diǎn)較高。當(dāng)塔板中離開(kāi)的氣相與液相之間達(dá)到相平衡時(shí)，該塔板稱(chēng)為理論板。精餾過(guò)程中，再沸

30、器的作用是提供一定量的上升蒸汽流，冷凝器的作用是 提供是提供塔頂液相產(chǎn)品及保證由適宜的液相回流。兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算全塔物料衡算 總物料衡算：F=D+W易揮發(fā)組分：Fx F=Dx+Wx塔頂易揮發(fā)組分回收率：n d= ( Dx/Fxf) X 100%塔底難揮發(fā)組分回收率：n w=W( 1-xw) /F( 1-xf) X 100%精餾段物料衡算和操作線方程總物料衡算：V=L+D易揮發(fā)組分：Vy n+1=LXn+Dx)操作線方程：y n+1=(L/V)X n+(D/V)X D=R/(R+1)X n+1/(R+1)X D其中：R=L/D回流比上式表示在一定操作條件下，精餾段內(nèi)自任意第n層板下降的液相組

31、成 xn與其相鄰的下一層板(第 n+1層板)上升蒸汽相組成 yn+1之間的關(guān)系。 在xy坐標(biāo)上為直線，斜率為 R/R+1,截距為xD/R+1。提餾段物料衡算和操作線方程總物料衡算：L ' =V' +W易揮發(fā)組分：L ' Xm' =V' ym+1 +Ww操作線方程：y m+1、= ( L' /V ') Xm'( W/V) Xw上式表示在一定操作條件下，提餾段內(nèi) 自任意第 m層板下降的液相組成 xm' 與其相鄰的下一層板(第 m+1層板)上升蒸汽相組成 ym+1 之間的 關(guān)系。L'除與L有關(guān)外，還受進(jìn)料量和進(jìn)料熱狀況的

32、影響。進(jìn)料熱狀況參數(shù) 2實(shí)際操作中，加入精餾塔的原料液可能有五種熱狀況：（1）溫度低于泡點(diǎn)的冷液體；（2）泡點(diǎn)下的飽和液體；（3）溫度介于泡點(diǎn)和露點(diǎn)的氣液混合 物；（4）露點(diǎn)下的飽和蒸汽；（5）溫度高于露點(diǎn)的過(guò)熱蒸汽。I V lF 將1 kmol進(jìn)料變?yōu)轱柡驼羝璧臒崃縭?原料液的千摩爾汽化潛熱不同進(jìn)料熱狀況下的q值進(jìn)料熱狀況冷液體飽和液體氣液混合物飽和蒸汽過(guò)熱蒸汽q值>11010<0對(duì)于飽和液體、氣液混合物和飽和蒸汽 進(jìn)料而言,q值等于進(jìn)料中的液相分率。L' =L+qFV=V ' -（ q-1） Fq 線方程（進(jìn)料方程）為： y=q/ （q-1） x-xf/（

33、q-1）上式表示兩操作線交點(diǎn)的軌跡方程。塔底再沸器相當(dāng)于一層理論板（氣液兩相平衡），塔頂采用分凝器時(shí)，分凝 器相當(dāng)于一層理論板。由于冷液進(jìn)料時(shí)提餾段內(nèi)循環(huán)量增大， 分離程度提高，冷 液進(jìn)料較氣液混合物進(jìn)料所需理論板數(shù)為少?；亓鞅燃捌溥x擇全回流R=L/D= X，操作線與對(duì)角線重合，操作線方程 yn+仁xn，達(dá)至卩給定分離程度所 需理論板層數(shù) 最少為Nmin。最小回流比當(dāng)回流比逐漸減小時(shí)，精餾段操作線截距隨之逐漸 增大，兩操作線位置將向平 衡線靠近,為達(dá)到相同分離程度所需理論板層數(shù)亦逐漸 增多。達(dá)到恒濃區(qū)（夾緊區(qū))回流比最小，所需理論板無(wú)窮多正常平衡線Rmin= (XDyq) / ( yqxq)飽

34、和液體進(jìn)料時(shí)：Xq=XF飽和蒸汽進(jìn)料時(shí)：yq=yF不正常平衡線由a(xd，yD)或c(xw，yw)點(diǎn)向平衡線作切線，由切線斜率或截距求Rmin。適宜回流比R=( 1.12) Rmin精餾設(shè)計(jì)中，當(dāng)回流比增大時(shí)所需理論板數(shù) 減少，同時(shí)蒸餾釜中所需加熱 蒸汽消耗量增加，塔頂冷凝器中冷卻介質(zhì)消耗量 增加，操作費(fèi)用相應(yīng)增加， 所需塔徑增大。精餾操作時(shí)，若F、D、xf、q、R、加料板位置都不變，將塔頂泡點(diǎn)回流 改為冷回流，則塔頂產(chǎn)品組成XD變大。精餾設(shè)計(jì)中，回流比愈大，操作能耗愈大，隨著回流比逐漸增大，操作費(fèi) 和設(shè)備費(fèi)的總和將呈現(xiàn)先減小后增大的過(guò)程。板效率和實(shí)際塔板數(shù)單板效率(默弗里效率)EmV= (

35、yn-yn+1)/( yn*-y n+1)EmL= ( Xn-1-Xn)/ / Xn-1 Xn* )全塔效率E= / NT/NP) x100%精餾塔中第 n-1, n,n+1 塊理論板，yn+1<yn，tn-1<tn， yn>Xn-1。精餾塔中第n-1,n,n+1塊實(shí)際板，Xn*<xn，yn*>yn。25蒸八、塔頂易揮發(fā)組分回收率： Dxd/Fxf塔底難揮發(fā)組分回收率：W(1-xW/F(1-x f)、理想體系的汽液平衡方程X1(1)x相對(duì)揮發(fā)度a愈大，表示A較B愈易揮發(fā)，愈有利于分離，a =1時(shí)y=X,混 合液不能用一般的蒸餾方法進(jìn)行分離。三、操作線方程1、精餾段

36、的操作線方程yn 1n板下降的液相組成x n與相鄰的n+1板的上(R舟稱(chēng)為回流比)1L' 'Wym 1mwL' WL' W表示在一定操作條件下，由第 升蒸汽組成yn+1間的關(guān)系。2、提餾段操作線方程：表示在一定操作條件下，提餾段內(nèi)第m板下降的液相組成與第m+1板上升的 蒸汽組成間的關(guān)系。2四、進(jìn)料方程1、進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)L' LFIv IfIvIl35q表示進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)即Ikmol原料液變?yōu)轱柡驼魵馑璧臒崃?原料液的kmol 汽化潛熱。2、q與V、V'及L、L'的關(guān)系L' L qFV' V (q 1)F3、進(jìn)料方程（q線

37、方程）Xf為兩操作線交點(diǎn)的軌跡五、回流比1、全回流冷凝液全部回流至塔內(nèi)，在全回流精餾塔塔頂上升的蒸汽經(jīng)全凝器冷凝后, 下，D W F均為02、最小回流比Rmin正常平衡曲線時(shí)最小回流比Xd XqXdYq（Xq, yq）為q線與平衡線交點(diǎn)的坐標(biāo)六、塔高和塔徑塔高：z (Np 1)HtE當(dāng)（2為實(shí)際塔板數(shù)，E全塔效率，Ht板間距）塔徑：D ,4：D :塔內(nèi)徑，u:空塔氣速，Vs:塔內(nèi)上升蒸汽的體積流量。一、填空題1、蒸餾是分離均相液體混合物 的一種方法,其分離依據(jù)是混合物中各組分的 揮 發(fā)性差異，分離的條件是造成氣液兩相系統(tǒng)2、雙組分溶液的相對(duì)揮發(fā)度a是溶液中 易揮發(fā)組分的揮發(fā)度對(duì)難揮發(fā)組分的揮發(fā)

38、度之比，若a =1表示不能用普通蒸餾方法分離。物系的a值愈大，在x-y圖中的平衡曲線愈 遠(yuǎn)離 對(duì)角線。3、工業(yè)生產(chǎn)中在精餾塔內(nèi)將 多次部分氣化過(guò)程和多次部分冷凝過(guò)程有機(jī)結(jié)合起 來(lái)而實(shí)現(xiàn)操作的。而 回流是精餾與普通蒸餾的本質(zhì)區(qū)別。4、精餾塔的作用是提供氣液接觸進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)的場(chǎng)所。5、在連續(xù)精餾塔內(nèi)，加料板以上的塔段稱(chēng)為 精餾段，其作用是提濃上升蒸汽中 易揮發(fā)組分；加料板以下的塔段（包括加料板）稱(chēng)為提餾段，其作用是提濃下 降液體中難揮發(fā)組分6離開(kāi)理論板時(shí)，氣液兩相達(dá)到 平衡狀態(tài)，即兩相溫度相等,組成互成平衡。7、精餾塔的塔頂溫度總是低于塔底溫度，其原因有（1）塔頂易揮發(fā)組分含量高 和（2）塔底壓

39、力高于塔頂。8、精餾過(guò)程回流比R的定義式為R= L/D ;對(duì)于一定的分離任務(wù)來(lái)說(shuō)，當(dāng) R=二時(shí)，所需理論板數(shù)為最少，此種操作稱(chēng)為 全回流：而R= Rmin時(shí)，所 需理論板數(shù)為。9、精餾塔有五種進(jìn)料熱狀況，其中以冷液進(jìn)料 q值最大，進(jìn)料溫度 小于泡點(diǎn)溫 度。10、某連續(xù)精餾塔中，若精餾段操作線方程的截距等于零，則回流比等于 亠， 餾出液流量等于零，操作線方程為 yn+1=xn選擇題1、精餾操作時(shí)，增大回流比R,其他操作條件不變，則精餾段液氣比L/V ( A ), 餾出液組成 xD (A), 釜?dú)堃航M成 xW (D ). A 增加 B 不變 C 不 確定 D 減小2、精餾塔的設(shè)計(jì)中，若進(jìn)料熱狀況由

40、原來(lái)的飽和蒸汽進(jìn)料改為飽和液體進(jìn)料，其他條件維持不變，則所需的理論塔板數(shù)NT( A) ,提餾段下降液體流量 L'(C)。A、減少B、不變 C、增加D、不確定3、 對(duì)于飽和蒸汽進(jìn)料，則有L'(L ， V'( B ) V。A 等于 B 小于 C大于不確定4、 精餾塔中由塔頂向下的第n-1，n， n+1 層塔板，其氣相組成關(guān)系為( C )A yn+1>yn>yn-1B yn+1=yn=yn-1C yn+1<yn<yn-1D 不確定5、完成某分離任務(wù)需理論板數(shù)為 NT=7 (包括再沸器)，若Et=50%，則塔內(nèi)需實(shí)際板數(shù)(不包括再沸器)為(C)。A、14

41、層B、10 層C、 12 層 D、無(wú)法確定6、若進(jìn)料量、進(jìn)料組成、進(jìn)料熱狀況都不變，要提高XD，可米用(C)0A、減少回流比B、增加提餾段理論板數(shù)C、增加精餾段理論板數(shù)D、塔釜保溫良好7、精餾塔采用全回流時(shí)，其兩操作線(A)A 與對(duì)角線重合B 距平衡線最近斜率為零D 在 y 軸上的截距為 18、精餾的兩操作線都是直線，主要是基A 理論板的概念B 理想溶液C 服從拉烏爾定律摩爾流假設(shè)9、當(dāng)XF、XD、XW和q 定時(shí)，若減小回流比R,其他條件不變，則( B )A 精餾段操作線的斜率變小，兩操作線遠(yuǎn)離平衡線 B 精餾段操作線的斜率 變小，兩操作線靠近平衡線C 精餾段操作線的斜率變大，兩操作線遠(yuǎn)離平衡

42、線 D 精餾段操作線的斜率 變大，兩操作線靠近平衡線判斷題1、理想溶液中組分的相對(duì)揮發(fā)度等于同溫度下兩純組分的飽和蒸汽壓之比(V )2、從相平衡 X-y 圖中可以看出，平衡曲線距離對(duì)角線越近，則表示該溶液越容 易分離(x )3、用于精餾計(jì)算的恒摩爾液流假定，就是指從塔內(nèi)兩段每一層塔板下降的液體 摩爾流量都相等( x )4、精餾段操作線的斜率隨回流比的增大而增大，所以當(dāng)全回流時(shí)精餾段操作線 斜率為無(wú)窮大( x )5、用圖解法求理論塔板數(shù)時(shí)，適宜的進(jìn)料位置應(yīng)該在跨過(guò)兩操作線交點(diǎn)的梯級(jí) 上( V )6、當(dāng)進(jìn)料量、進(jìn)料組成及分離要求都一定時(shí)，兩組分連續(xù)精餾塔所需理論塔板 數(shù)的多少與( 1)操作回流比有

43、關(guān)( V ) (2)原料液的溫度有關(guān)( V )7、對(duì)于精餾塔的任何一層理論板來(lái)說(shuō) ，其上升蒸汽的溫度必然等于其下降液體 的溫度 ( V )8、當(dāng)F、XF一定時(shí)，只要規(guī)定了分離程度 XD和XW，則D和W也就被確定了。9、 當(dāng)精餾操作的回流比減少至最小回流比時(shí)，所需理論板數(shù)為最小。（x ）10、在精餾操作中， 若進(jìn)料的熱狀況不同， 則提餾段操作線的位置不會(huì)發(fā)生變化。（ x ）一、亨禾I定律1、以PiXi表示的平衡關(guān)系p EXiE:亨利系數(shù)(Pa, kpa);難溶氣體E很大，易溶氣體E很??；對(duì)一定的氣體和一定的溶劑，E隨溫度升高而加大，體現(xiàn)出氣體的溶 解度隨溫度升高而減小的趨勢(shì)。2、以pi Ci表示

44、的平衡關(guān)系p* -Clc i :摩爾濃度(kmol/m3) ； H：溶解度系數(shù)(kmol/m3*kpa)H易溶氣體H很大，難溶氣體的H很?。籋隨溫度升高而減小。3、以yx表示的平衡關(guān)系水Eyimxm :相平衡常數(shù)，m p二、吸收速率方程式吸收速率傳質(zhì)系數(shù)傳質(zhì)推動(dòng)力1、膜吸收速率方程(1) 氣膜以壓差(PPaJ為推動(dòng)力：Na kG(pA pAi)以摩爾分率差(yA-y Ai)表示推動(dòng)力：Na ky(yA y)(2) 液膜以摩爾濃度差(Ci-C)為推動(dòng)力：Na kL(CAi Ca)以摩爾分率差(xi-x)為推動(dòng)力：Na kX(xAi xA)2、總吸收速率方程(p a-Pa*)表示總推動(dòng)力：Na KG(p p*)(C A*-C a)為總推動(dòng)力：Na Kl(c* c)三、全塔物料衡算在逆流操作的吸收塔內(nèi)，氣體自下而上、液體自上而下流動(dòng)，塔頂 11'、塔 底22'對(duì)溶質(zhì)A做全塔物料衡算：V(Yi Y2) L(Xi X2)溶質(zhì)的吸收率或回收率：丫均丫四、吸收塔的操作線方程與操作線丫 V X (Y1 V X1)或 丫 V X (Y2 V X2)L/V 稱(chēng)為液氣比。吸收操作中，吸收操作線必位于平衡線上方，即溶質(zhì)在氣相中的實(shí)際濃度總 是高于與之接觸的液相