化工原理復(fù)習(xí)

本科1概述1.1流體流動的考察方法質(zhì)點(diǎn)---含有大量分子的流體微團(tuán)，其尺寸遠(yuǎn)小于設(shè)備尺寸、遠(yuǎn)大于分子平均自由程連續(xù)性假定---流體是由無數(shù)質(zhì)點(diǎn)組成的，彼此間沒有間隙，完全充滿所占空間的連續(xù)介質(zhì)拉格朗日法---選定流體質(zhì)點(diǎn)歐拉法---選定空間位置化工原理較多采用歐拉法第一章流體流動粘性的物理本質(zhì)---分子間引力和分子熱運(yùn)動、碰撞牛頓粘性定律μ=f(物性，溫度)t↑,μ氣↑，μ液↓理想流體:假定μ=02流體靜力學(xué)靜力學(xué)方程等高等壓虛擬壓強(qiáng)②R=

mA.0；B.；C.U形管指示的是什么？PA-PB=pA-pBpC=pA+ρgRpC=pB+ρigRPA-PB=R(ρi-ρ)g指示的是虛擬壓差，只有等高時才是壓差3.2機(jī)械能守衡,J/kg柏努利方程的物理意義：三項機(jī)械能之和為常數(shù)或

，J/N=m

幾何意義：位頭、壓頭、速度頭總高為常數(shù)3.2.4工程應(yīng)用：(1)測風(fēng)量由1-1至2-2排方程壓差計：可得：

ρ,ρi,D,d,qV均相等，則R

R’A.>；B.=；C.<

從1-1截面至2-2截面排柏努利方程R與水平放、斜放、垂直放都無關(guān)4流體流動的內(nèi)部結(jié)構(gòu)4.1流動的型態(tài)判斷依據(jù)：雷諾數(shù)層流和湍流的本質(zhì)區(qū)別:是否存在速度、壓強(qiáng)的脈動性4.1.2流型判據(jù)Re<2000層流2000<Re<4000或為層流，或為湍流Re>4000湍流

4.4.2圓管速度分布層流條件下：積分得由，得湍流條件下：由于μ’的困難而無法解析解實測后歸納成

n=f(Re)5阻力損失本質(zhì)原因：流體有粘性直管阻力損失5.3摩擦系數(shù)5.3.1莫迪圖同一根管子，可以既是光滑管，又是粗糙管5.4.1局部阻力計算式工程上取，ζ---阻力系數(shù)或，le---當(dāng)量長度實測的ζ和le已成圖表，供設(shè)計使用阻力的單位有三種：①損失壓降Pa=N/m2②損失能量J/kg③損失壓頭J/N=m6.1.2阻力損失壓差—管路狀況—流量三者關(guān)系結(jié)論：①管路狀況一定，qV↑,hf↑②hf(ΔP)一定,ζ↑,qV↓③qV一定,ζ↑,hf↑圖中，ζ↑,則hfAB____,pA____,pB____,為什么6.2.1串聯(lián)管路計算方程特點(diǎn)：hf總=hf1+hf2+hf3

qV=qV1=qV2=qV3注意各段阻力計算的u、l、d、λ的不同6.2.2復(fù)雜管路計算并聯(lián)管路計算分流或合流時，有能量的損失和交換，有時ζ<0對于長管，三通處的阻力相對很小可忽略方程特點(diǎn)：

qV總=qV1+qV2注意hf不要重復(fù)計算7流速和流量的測量7.1畢托管

7.2孔板流量計文丘里流量計孔板流量計的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，阻力損失較大文丘里流量計特點(diǎn)：阻力損失較小，造價較高

7.3轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子流量計的特點(diǎn)：恒流速、恒壓差刻度換算：出廠標(biāo)準(zhǔn)：液體氣體流量計比較畢托管：測得點(diǎn)速度，流量須計算孔板流量計：測得銳孔平均速度，A0恒定,u0變化,Δp變化,不易阻塞轉(zhuǎn)子流量計：測得的流量讀數(shù)需換算Δp恒定,u0恒定,A0變化,易阻塞

1.概述目的：給流體加入機(jī)械能1．1管路特性第二章流體輸送機(jī)械2離心泵2．1離心泵的工作原理1．主要構(gòu)件葉輪：迫使液體高速旋轉(zhuǎn)，形成離心力場中心加入低勢能、低動能液體外緣輸出高勢能、高動能液體蝸殼：流道逐漸擴(kuò)大，將動能部分轉(zhuǎn)化成勢能2．2離心泵的特性曲線1．泵的有效壓頭泵內(nèi)損失：容積損失:部分流體漏回入口處水力損失:μ≠0,葉片數(shù)目有限機(jī)械損失:軸承、軸封的摩擦2．泵的有效功率

Pe=ρgqVHe

Pa基本上隨流量qV單調(diào)上升泵啟動時關(guān)出口閥3．泵的效率4．特性曲線的影響因素①密度:

ρ對He~qV,η~qV無影響;對Pa~qV有影響②粘度:

μ對He~qV,η~qV，Pa~qV都有影響③轉(zhuǎn)速:

當(dāng)n變化<20%時，比例定律：如果則有

2．3離心泵的流量調(diào)節(jié)和組合操作1．工作點(diǎn)工程處理方法：過程分解法2．流量調(diào)節(jié)①出口閥開度優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)簡便、靈活缺點(diǎn)：能耗②改變轉(zhuǎn)速n節(jié)能，但不方便新老泵特性曲線關(guān)系時，∴(等效率點(diǎn))

3．組合操作①串聯(lián)組合同樣流量下，兩泵壓頭相加

H單=φ(qV)，H串=2φ(qV)例如：H單=20-2qV2

H串=40-4qV2工作點(diǎn)H’≠2H②并聯(lián)組合同樣壓頭下，兩泵流量相加H單=φ(qV)，例如：H單=20-2qV2H并=20-0.5qV2工作點(diǎn)

qV’≠2qV2.4離心泵的安裝高度1．汽蝕現(xiàn)象(錄像)葉輪入口K處壓強(qiáng)最低，Hg太大時，pK≤pV,液體汽化，形成汽泡，受壓縮后潰滅。后果：葉輪受沖擊而出現(xiàn)剝落泵軸振動強(qiáng)烈，甚至振斷規(guī)定必需汽蝕余量(NPSH)r=(NPSH)c+Δ,進(jìn)泵樣本，與流量有關(guān)實際汽蝕余量須比(NPSH)r大0.5m以上，最大允許安裝高度[Hg]為實際安裝高度Hg<[Hg]即可。2．5離心泵的類型與選用1．類型①清水泵---單級、多級、雙吸②耐腐蝕泵---用耐腐蝕材料③油泵---密封良好④液下泵---轉(zhuǎn)軸特別長⑤屏蔽泵---無密封、無泄漏2．選用①根據(jù)泵的工作條件，如腐蝕性、潛水等確定泵的類型；②根據(jù)管路所需的qV，H，確定泵的型號。3．往復(fù)泵3.1主要構(gòu)件：泵缸、活塞、活門3.2工作原理：直接提供壓強(qiáng)能3.3流量特點(diǎn)：1)正位移特性:流量由泵決定,與管路特性無關(guān)2)流量:qV=ALnηV

A泵缸截面,L活塞行程,

n轉(zhuǎn)速,ηV容積效率3)不均勻性:加氣室,雙動,多缸4)流量調(diào)節(jié):①旁路閥②改變轉(zhuǎn)速和行程3.4揚(yáng)程:在電機(jī)功率范圍內(nèi)，由管路特性決定3.5操作:一般無氣縛，能自吸3.6安裝:不裝出口調(diào)節(jié)閥也有汽蝕問題5．氣體輸送機(jī)械5.1氣體輸送機(jī)械分類按結(jié)構(gòu)分：離心式例：離心風(fēng)機(jī)往復(fù)式往復(fù)式壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)式羅茨風(fēng)機(jī)流體作用式噴射泵一般按進(jìn)出口壓強(qiáng)差分：通風(fēng)機(jī)：出口壓強(qiáng)≤15kPa(表)鼓風(fēng)機(jī)：出口壓強(qiáng)15kPa~0.3MPa(表)壓縮機(jī)：出口壓強(qiáng)>0.3MPa(表)真空泵：生成負(fù)壓，進(jìn)口<0.1MPa,出口0.1MPa5.3通風(fēng)機(jī)2．離心式通風(fēng)機(jī)原理與離心泵相同，不同之處：①風(fēng)壓pT∝ρ②動能在總機(jī)械能中所占比重明顯3．特性曲線參數(shù)：風(fēng)量qV,風(fēng)壓pT,pS,功率P,效率η出廠標(biāo)準(zhǔn)：0.1MPa,20℃空氣,ρ=1.2kg/m3以入口狀態(tài)為基準(zhǔn)：①qV,②ρ,③pT,使用中注意換算1概述固定床—由許多固體顆粒堆積成的靜止顆粒層2顆粒床層的特性2.1單顆粒的特性非球形：定當(dāng)量直徑，目標(biāo)不同結(jié)果不同

體積當(dāng)量dev,球形度(形狀系數(shù))ψψ≤1第四章流體通過顆粒層的流動2.2顆粒群的特性平均直徑dm，準(zhǔn)則：比表面相等3．流體通過固定床的壓降數(shù)學(xué)模型法主要步驟：3.1

解數(shù)學(xué)模型康采尼方程適用范圍：Re’<2歐根方程：粘性項慣性項Re’<3時，可忽略慣性項Re’>100時，可忽略粘性項4．過濾原理及設(shè)備架橋現(xiàn)象5過濾計算5.1物料衡算懸浮液含固量表示方法：質(zhì)量分?jǐn)?shù)w,kg固體/kg懸浮液體積分?jǐn)?shù)φ,m3固體/m3懸浮液

取1kg懸浮液取1m3懸浮液注意：①三個去向要清楚②基準(zhǔn)要選好取1kg濾餅取1m3濾餅,

5.2過濾速率qe為過濾介質(zhì)當(dāng)量濾液量不可壓縮濾餅，r=常數(shù),K∝ΔP可壓縮濾餅,r=r0ΔPS,K∝ΔP1-S,S為壓縮指數(shù)qe與介質(zhì)性質(zhì)、懸浮液性質(zhì)有關(guān)5.3過濾基本方程的應(yīng)用1．恒速過濾若τ=0,q=0則2.恒壓過濾若τ=0,q=0則

q2+2qqe=Kτ或V2+2VVe=KA2τ3.先變壓后恒壓從τ=τ1,q=q1起開始恒壓操作或4．生產(chǎn)能力的優(yōu)化間歇過濾機(jī)恒壓操作有優(yōu)化問題令可得