化工原理各章知识点汇总（各专业根据已学章节对应复习）

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第二篇：化工原理知识点学习

第一章流体流动

一．基本内容

1．    流体静力学方程及应用

2．    稳定流动系统物料衡算——连续性方程

机械能衡算——柏努利方程

3．    管内流体流动阻力：

（1） 两种流动类型及判断。

（2） 流动阻力计算：直管阻力和局部阻力

二．基本概念

1．    稳定流动：与流动有关的物理量不随时间的改变，但可随位置而改变，其质量流量为常数。

2．    等压面：静止连续同一流体，同一水平面。

3．    滞流与湍流，滞流底层：

（1） 两种流动类型本质区别在于流体质点运动规律不同；

（2） 在湍流流体中近壁面处总存在一薄层滞流流体，称为滞流底层（层流内层）；

（3） 滞流与湍流之速度分布：

a． 层流：点速度ur与其所处半径r成抛物线关系，平均流速u为管中心线处最大速度umax的1/2倍。

b．湍流：平均流速u为umax的0.8~0.82倍。

4． 流体流动阻力产生的原因：流体存在粘性，流动时产生粘滞力（内摩檫力），质点的相互作用（包括质点的脉动以及由于流道截面大小及方向的改变引起的）；

5．  串联管路，并联管路及其特点：

（1） 串联管路：管径不同的管段串联而成

特点：①w₁=w₂=……=w，㎏/s 各管段相同；ρ=常数， V1=V2=……=V ，；

②，J/㎏ 总阻力等于各段阻力之和。

（2）             并联管路：先分后合的管路

特点：①w=w₁+w₂+……，㎏/s 总管流率等于各管段流率之和；

②……， J/kg 各支管段（每kg流体）阻力相等。

6．管路视作一整体，存在能量平衡：

（1）任何局部阻力的增加，将使管内流量下降；

（2）下游阻力↑，使上游压力↑

（3）上游阻力↑，使下游压力↓

（4）阻力损失总是表现为势能的降低。

7．当量直径，水力半径：

，

三．基本公式：

1． 流体静力学方程：,Pa

,

水平液柱差压计：，Pa。

若直管管径不变时：读数R[即△P_f=]反映流动阻力；

若管径不同：读数R[即△P_f =]反映流动阻力与动能改变。

2． 流量公式：V_s=u·A , /s, , m/s

圆形管道，

管径的计算式， ，m

3. 流量计：, 而其中

不同流量计压差ΔP与截面A不同

（1）   孔板流量计：，——孔径，m

故恒截面（A₀） 变压差（RΔP）

（2）转子流量计：；——玻管与转子间环隙截面积，m²

, 均为转子的参数。

故恒压差（）变截面（倒锥形）

4. 连续性方程：w₁=w₂=……w，㎏/s

ρ=常数，, m³/s;

,

5.柏努利方程：

ρ=常数，,J/kg

， m，压头

6.阻力计算

, J/kg

, (注意压降与ΔP压差区别)

完全湍流

第二章 流体输送设备

一． 基本内容

1． 离心泵的基本构造及工作原理；

2． 离心泵主要性能参数及特性曲线；

3． 离心泵安装高度；

4． 管路特性曲线及离心泵流量调节；

5． 离心泵类型及选用；

6． 其他类型泵及风机。

二． 基本概念

1． 离心泵的主要部件：叶轮（开式，半开式，闭式），泵壳（蜗壳形，可将动能转变为静压能），轴封装置（填料轴封，机械轴封）

2． 离心泵的主要性能参数：由泵自身结构、形状、尺寸及转速决定

H，m（扬程）； Q, m³/h（流量）； η,%（效率）； N,W（轴功率）

（1）其相互关系由特性曲线反映：

一般Q↑ H↓ ；Q↑ N↑；而η随Q先↑后↓有一最高点，称设计点，（铭牌数值均为该点）

（2）密度ρ↑：H，Q不变； N↑；

流体粘度μ↑：H↓ ，Q ↓，η↓ ，N ↑

（3）转速n，叶轮直径D的改变

       切割定律：

3． 气缚现象：离心泵启动前未充满液体，泵壳内存在空气，由于空气密度小，产生之离心力较小，吸入口形成的真空不足以吸液，故不能输送液体。

可通过先灌液，或在吸入管底部装上底阀（止逆阀）来克服气缚现象。

4． 汽蚀现象：在离心泵叶轮入口压力最低处，若该处液体的压力等于或低于输送液体温度下的饱和蒸汽压时，会产生大量气泡，小气泡随液体流到高压区时气泡破裂，重新凝结，质点相互撞击，产生极高局部动能，打击金属表面，金属表面逐渐疲劳而破坏。产生汽蚀现象时，泵体震动，产生噪音。

为避免汽蚀现象产生，泵的安装位置不能太高。

5． 离心泵安装高度Hg：

6． 离心泵工作点：为管路特性曲线与离心泵特性曲线交点

流量调节：（1）改变出口阀门开度（实为改变管路特性曲线）；

（2）改变转速n或叶轮直径D（实为改变离心泵特性曲线）。

7. 离心泵选型：（离心泵提供的）H，Q同时稍大于He，Qe（管路所需）

8. 往复泵与离心泵比较：

（1）  流量：往复泵流量只与泵的几何尺寸有关，而与泵的压头及管路情况无关。当运转时要强制排液，故往复泵为一种容积泵（正位移泵）。

（2）压头：压头与泵的几何尺寸及流量无关。

（3）安装高度：往复泵也是借压差吸液，但有自吸能力（无需灌液）。其吸上高度（安装高度）也有限制。

（4）流量调节：往复泵为容积泵，其流量调节不能采用出口阀门，只能采用回路调节装置，即用支路阀门调节。

三． 基本公式：

1． 泵的扬程测定：

2． 管路特性方程：

3.安装高度：

必需气蚀余量

4.轴功率 ，

而有效功率（不为泵的主要性能参数）

第三章 非均相物系分离

一．基本内容：每个单元操作包括原理及应用两部分

1.重力沉降

2.离心沉降

3.过滤

二．重力沉降

1.基本概念

（1）重力沉降速度ut：自由沉降至匀速阶段，当物系及操作条件一定时，

u_t与d对应，d↑ ut↑； d一定，ut一定

（2）降尘室生产能力：单位时间内所处理的气量，m³/h，

对一定物系降尘室生产能力只取决于降尘室底面积，与高度无关。

（3）降尘室中颗粒分离出来的条件：停留时间θ=沉降时间

2.基本公式：

（1）

Re≤1 层流时 （斯托克斯公式）

（2）Vs≤ut(L·b), （L·b）为沉降面积，Vs取决于沉降面积

三．离心沉降

1.基本概念

（1）离心沉降速度u_r：

当物系及操作条件一定时，u_r不仅与d有关，还与离心加速度有关， 同一颗粒d，↑ R↓ ，则u_r↑。

（2）分离因数：同一颗粒所受离心力与重力之比，反映离心力场较重力场强化程度。

（3）旋风分离器的临界粒径：理论上能100%分离下来的最小颗粒直径。

2.基本公式：

（1）  ，

Re≤1 ，

（2） 

四．过滤

1.基本概念

（1）过滤阻力：

以滤饼阻力为主

（2）两种过滤操作方式

恒压过滤：推动力ΔP 不变，随时间θ而↓

恒速过滤：ΔP随时间θ而↑

（3）过滤速度及速率

过滤速率：

过滤速度：

（4)过滤周期四个阶段：过滤、洗涤、去湿、整理卸料。

2.基本公式

（1）  恒压过滤方程：

或

注意：

(1) K, (), ---过滤常数，实验测定。

K，m²/s； , m³；=/A, m³/m²；, s；

(2) V(q)及θ为累积量；

（3）V,（q）均反映过程阻力，V_e(q_e)反映介质阻力。

（4）忽略介质阻力，则

（2）恒压过滤机的生产能力Q：

，m³/h

其中V，θ对应于恒压过滤方程。qw

对于转筒真空过滤机：T=60/n，s，θ=60/（n·ψ），s

(侧面积)

（3）    洗涤速率（dv/dθ）_W :

横穿洗涤法（框板过滤机）：

或

（4）板框过滤机：框数为N，框内边长为，框内厚度为b

过滤面积A=N·×2 ；滤框容积 V_框=N× ×b；

（5）滤液体积V与滤饼体积

，，其中， /。

第六章传热

一．基本内容

1.  导热速率——傅立叶定律

2.  对流传热速率——牛顿冷却定律

3.  传热计算——传热速率方程

4.  热量衡算

二．基本概念

1．传热的三种基本方式：导热、对流传热、热辐射

2．导热系数：；气体可视为热的绝缘体。

3. 对流传热系数：取决于（1）流体物性；（2）流动情况；（3）传热面情况。

；，；

空气中自然对流； 空气中强制对流；

水的强制对流； 水蒸气冷凝 ;

水沸腾 1500～45000

4．稳定传热中，传热速率为常数,则推动力(温度差)与阻力成正比

（1）导热热阻；对流传热热阻；总热阻；

（2）总热阻取决于热阻最大部分，减阻必须从阻力最大部分入手；

（3）壁温接近于热阻小(或α大)的一侧流体的温度。

5．减阻

（1）无相变传热：减薄层流内层厚度；

（2）蒸汽冷凝：减薄冷凝液膜厚，排除不凝性气体；

（3）大容器内液体沸腾：保持泡核沸腾阶段，促使气泡产生、长大、上升。

三． 基本公式

1．导热速率:

薄壁:

对圆筒壁: S——侧面积，

2.       对流传热速率:

3.       总传热速率方程:

                                

4.       热量衡算式

两侧均无相变且不考虑热损失

5.       圆形直管内作强制湍流时：

时