農(nóng)學(xué)化工原理復(fù)習(xí)課件農(nóng)學(xué)化工原理復(fù)習(xí)課件農(nóng)學(xué)化工原理復(fù)習(xí)課件應(yīng)用:1.柏氏方程與靜力學(xué)結(jié)合;2.柏氏方程與流量計結(jié)合;3.柏氏方程與流體輸送機(jī)械結(jié)合;4.循環(huán)系統(tǒng)。管路特點(diǎn):1.簡單管路特點(diǎn):2.并聯(lián)管路特點(diǎn)：12021/2/23應(yīng)用:1.柏氏方程與靜力學(xué)結(jié)合;2.柏氏方程與流量計結(jié)合;3.柏氏方程與流體輸送機(jī)械結(jié)合;4.循環(huán)系統(tǒng)。管路特點(diǎn):1.簡單管路特點(diǎn):(2)

2.并聯(lián)管路特點(diǎn)：(1)(2)(1)

22021/2/23分支管路特點(diǎn):

(1)(2)關(guān)于阻力損失∑hf32021/2/23關(guān)于

注重區(qū)域:3.完全湍流區(qū).

對一定管糸,.

一定,則,.

又稱之為阻力平方區(qū)1.層流區(qū).,

又稱之為阻力一次方區(qū).2.湍流區(qū).管路阻力的計算方法有兩種:當(dāng)量長度法阻力糸數(shù)法42021/2/23關(guān)于離心泵:需求曲線能力曲線關(guān)于工作點(diǎn)的調(diào)節(jié):1.調(diào)節(jié)HL～qV曲線→閥調(diào)節(jié);2.調(diào)節(jié)H～qV曲線→改變轉(zhuǎn)速n及葉輪直徑D;52021/2/23關(guān)于離心泵的串聯(lián)與并聯(lián):單泵:并聯(lián)泵:單泵:串聯(lián)泵:允許吸上真空度HS與汽蝕余量△h:定義式:關(guān)系式:應(yīng)用式:62021/2/2372021/2/23關(guān)于傳熱:傳熱面積管程流體的流通截面積Af為:：

m為管程數(shù)82021/2/231.2.3.4.△t=t2-t1或△t=T1-T2;描繪一側(cè)流體被加熱或被冷卻(無相變)時的傳熱速率?！鱰=tW-t或△t=T-TW;描繪流體與壁面之間的對流傳熱速率?！鱰=為冷熱流體的對數(shù)平均溫差;描述高溫流體通過壁面將熱傳給冷流體的傳熱速率?！鱰=TW–tW;描繪熱由高溫壁面通過熱傳導(dǎo)的方式傳給低溫壁面的傳熱速率。92021/2/23對流傳熱中常用的準(zhǔn)數(shù)

定義名稱意義努塞爾準(zhǔn)數(shù)待求準(zhǔn)數(shù),包括待求的給熱系數(shù)雷諾準(zhǔn)數(shù)反映對流強(qiáng)度對傳熱的影響普蘭特準(zhǔn)數(shù)反映流體物性的影響格拉斯霍夫準(zhǔn)數(shù)反映自然對流的影響102021/2/23112021/2/231．如右圖管中充滿水,U形差壓計的讀數(shù)為零,則_____。管內(nèi)流體一定處于靜止?fàn)顟B(tài);B.管內(nèi)流體一定從1流向2;C.管內(nèi)流體一定從2流向1;D.以上三種答案都不對。2．層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是。湍流流速大于層流流速；B.流動阻力大的為湍流，流動阻力小的為層流；C.層流的雷諾數(shù)小于湍流的雷諾數(shù)；D.層流無徑向脈動，而湍流有徑向脈動。3.當(dāng)喉徑與孔徑一樣時,文丘里流量計的孔流系數(shù)CV比孔板流量計的孔流系數(shù)C0________,文丘里流量計的能量損失比孔板流量計的能量損失___________________。122021/2/234．用離心泵將水池的水抽吸到水塔中，設(shè)水池和水塔水面維持恒定，假設(shè)離心泵在正常操作范圍內(nèi)工作，開大出口閥門將導(dǎo)致。A.送水量增加，泵的壓頭下降B.送水量增加，泵的壓頭增大C.送水量增加，泵的軸功率不變D.送水量增加，泵的軸功率下降5．對于圖所示的并聯(lián)管路，各支管及其總管阻力間的關(guān)系應(yīng)是。A.〔∑hf〕A-1-B>(∑hf)A-2-BB.(∑hf)A-B>(∑hf)A-1-B+(∑hf)A-2-BC.(∑hf)A-B>(∑hf)A-1-B=(∑hf)A-2-BD.(∑hf)A-B=(∑hf)A-1-B=(∑hf)A-2-B6．根據(jù)因次分析法，對于湍流強(qiáng)迫對流傳熱，其準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式可簡化為_________。A.Nu=f(Re,Pr,Gr)B.Nu=f(Re,Pr)C.Nu=f(Re,Gr)A.送水量增加，泵的壓頭下降

B.送水量增加，泵的壓頭增大132021/2/231.如圖所示,由水庫將水打入一敞口水池，水池水面比水庫水面高60m，要求的流量為，輸送管內(nèi)徑為156mm，在閥門全開時，管長度(包括局部阻力當(dāng)量長度在內(nèi))為1000m，對將采用的泵在V=65~135范圍內(nèi)屬于高效區(qū)，在高效區(qū)中，泵的性能曲線近似為直線表示(H的單位為m，V的單位，轉(zhuǎn)速為2900轉(zhuǎn)/分)，管路摩擦系數(shù)水的密度；(1)核算泵能否滿足要求；

(2)如泵的效率在時為68%，求泵的軸功率；如用閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于閥門關(guān)小而損失的功率為多少()?142021/2/232.在86根252.5mm,長3m不銹鋼管構(gòu)成的單管程列管式換熱器內(nèi),用飽和水蒸汽在管間冷凝加熱管內(nèi)呈湍流流動的某溶液,溶液進(jìn)、出口溫度分別為20℃和70℃,比熱為3kJ/kg℃,給熱系數(shù)為500W/m2℃,飽和水蒸汽溫度為132.9℃,給熱系數(shù)為104W/m2℃,不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為16W/m.℃,垢層熱阻和熱損失可忽略不計.試確定:

(1)換熱器每小時能處理多少溶液(2)假設(shè)溶液量增加一倍,在其它條件不變情況下,用改變飽和水蒸汽的溫度來完成消費(fèi)任務(wù),飽和水蒸汽的溫度應(yīng)變?yōu)槎嗌?52021/2/23流量為9.17kg/s和溫度為20℃的水在面積50m2列管換熱器中逆流將110℃的醋酸冷卻到40℃，冷卻水的出口溫度為45℃。但換熱器投入運(yùn)行一段時間后，冷、熱流體的流量和進(jìn)口溫度均不變，但測得冷卻水的出口溫度降為38℃，求〔1〕前后總傳熱系數(shù)改變多少？〔2〕換熱器的污垢熱阻為多少？〔3〕假設(shè)冷、熱流體的對流傳熱分系數(shù)的比值為1：3，為了進(jìn)步傳熱總系數(shù)，你認(rèn)為進(jìn)步哪一種流體的傳熱分系數(shù)更有效，為什么？162021/2/23圖示離心泵管路系統(tǒng)，將水從低位槽送往高位槽，吸入管直徑d1=80mm，長l1=6m，摩擦系數(shù)λ1=0.02。排出管直徑d2=60mm，長l2=13m，摩擦系數(shù)λ2=0.03，在排出管C處裝有閥門，其部分阻力系數(shù)ζ＝6.4，吸入管路和排出管路各有一個90o彎頭，ζ=0.75。管路兩端水面高度差H＝10m，泵進(jìn)口高于水面2m，管內(nèi)水流量為12L/s。試求：〔1〕每kg流體需從泵獲得多少機(jī)械能〔泵的有效功he=J/kg〕？(2)泵進(jìn)、出口斷面的壓強(qiáng)PA和PB各為多少(N/m2)？(3)假如是高位槽中的水沿同樣管路向下〔低位槽〕流出，管內(nèi)流量不變，問是否需要安裝離心泵？172021/2/23氣體吸收物料衡算傳質(zhì)機(jī)理氣液相平衡亨利定律分子擴(kuò)散渦流擴(kuò)散雙膜理論傳質(zhì)速率方程操作線方程溶劑選擇T、P選擇吸收填料層高度計算吸收劑用量確實(shí)定低濃氣體吸收、解吸高濃吸收、解吸化學(xué)吸收傳質(zhì)單元數(shù)數(shù)值積分圖解法吸收因子法平均推動力法根本法吸收182021/2/23一、吸收過程的相平衡關(guān)系1.亨利定律2.y——x形式3.p——c關(guān)系式4.Y——X形式當(dāng)m趨近1或當(dāng)X很小時192021/2/23吸收傳質(zhì)理論與吸收速率方程雙膜理論

〔1〕互相接觸的兩流體間存在著穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)各存在著一個很薄〔等效厚度分別為1和2〕的流體膜層。溶質(zhì)以分子擴(kuò)散方式通過此兩膜層?！?〕相界面?zhèn)髻|(zhì)阻力零，即yi*=f(xi)〔3〕相際的傳質(zhì)阻力集中在兩個膜層內(nèi)。202021/2/23吸收速率方程——?dú)庀唷矚饽ぁ硞髻|(zhì)速率方程——液相〔液膜〕傳質(zhì)速率方程氣相傳質(zhì)速率方程常用的表達(dá)形式有三種對

y值較小的低濃度吸收：

212021/2/23液相傳質(zhì)速率方程常用的表達(dá)形式也有三種液相濃度很低時：

同理可得液相分傳質(zhì)系數(shù)之間關(guān)系:式中cm為液相的總摩爾濃度氣相為基準(zhǔn)：

液相為基準(zhǔn)：

總傳質(zhì)速率方程相平衡關(guān)系為直線氣膜控制過程與液膜控制過程如何判斷？222021/2/23吸收塔的計算全塔物料衡算為：

V,Y2V,Y1L,X1L,X2V,YL,X吸收率

:操作線方程與操作線上兩式均稱為吸收操作線方程,〔L/V〕稱為吸收塔操作的液氣比。V,Y2V,Y1L,X2V,YL,XV,Y2V,Y1L,X1L,X2V,YL,X232021/2/23吸收劑用量確實(shí)定操作線將與平衡線相交時操作線將與平衡線相切時X1,max=X1*X1,max<X1*YXoY*=f(X)Y1X2Y2BX1,max=X1*(L/V)minCYoY1Y2XY*=f(X)X2BX1*(L/V)minCX1,max242021/2/23低濃度氣體吸收過程分析低濃度氣體吸收填料層高度的計算

填料層高度Z的計算式：依據(jù):(1)兩相在塔中流量變化小，且漂流因子接近于1,因而分傳質(zhì)系數(shù)、在全塔大致保持常數(shù)。

(2)因濃度較低，濃度對和影響不大。對高濃度氣體,假設(shè)在塔內(nèi)吸收的量并不大(如高濃度難溶氣體吸收),具有低濃度氣體吸收的特點(diǎn)，也可按低濃度吸收處理。特點(diǎn)：低濃度氣體吸收（y1<10%）可作如下近似處理:

、

沿塔高變化小，可取塔頂和塔底條件下的平均值。252021/2/23以氣相為基準(zhǔn)：傳質(zhì)單元數(shù)與傳質(zhì)單元高度以液相為基準(zhǔn):△Ym為全塔平均推動力相內(nèi)傳質(zhì)表示當(dāng)Y*=MX或Y=MX+B時，可導(dǎo)出如下關(guān)系式:262021/2/23平衡線為直線時傳質(zhì)單元數(shù)的計算特別是當(dāng)X2=0,

r=,此時(3)為:傳質(zhì)單元數(shù)的計算272021/2/23圖解積分法或數(shù)值積分法求解傳質(zhì)單元數(shù)平衡線為曲線時傳質(zhì)單元數(shù)的計算282021/2/23高濃度氣體吸收過程分析低濃度與高濃度氣體吸收的主要差異在于濃度沿著塔高變化的大小。高濃度吸收濃度變化大，溶質(zhì)溶解量大，從塔底至塔頂氣體流率變化也大，這使得高濃度吸收過程有以下特點(diǎn)：1、通常為非等溫吸收。由于溶質(zhì)A的溶解量大，產(chǎn)生的溶解熱能使吸收劑溫度顯著升高，相平衡關(guān)系也將沿塔高變化。溫度升高，溶質(zhì)的溶解度下降，對吸收不利。但對于液氣比較大，而溶解熱又不大，或者吸收塔的散熱效果好，能及時將溶解熱移出的情況，也可作等溫吸收考慮。

2、傳質(zhì)系數(shù)沿塔高變化大。(漂流子的影響必須考慮)3.高濃度氣體吸收Z的計算一般采用相內(nèi)傳質(zhì)速率方程，濃度采用摩爾分?jǐn)?shù)。高濃度氣體吸收填料層高度的計算292021/2/23在一填料塔中，用含苯0.00015〔摩爾分?jǐn)?shù)，下同〕的洗油逆流吸收混合氣體中的苯?；旌蠚獾奶幚砹繛?3.6kmo