化工原理复习资 2.doc

绪论 1千卡=427千克（力）*米=4.187kj N*m=J/s=W N/m3=Pa 1kgf=9.81kg*m/s=9.81N 1atm=1.103*105Pa=10.33mH2O=760mmHg 1、化工生产过程：原理_—产品 预处理——化学反应——后处理 2、研究对象：单元操作 3、单元操作分类：动量传递、传热、传质、热质同传 一、体流动与输送机械 离心泵的气傅：离心泵启动时，如泵壳和吸入管路没有充满液体，则壳内存在空气，因空气密度很低，旋转后产生的离心力很小，因而叶轮中心区所形成的低压不足以将贮槽内液体吸入泵内，虽然启动离心泵也不能输送液体，此种现象成为气缚。 气蚀现象：当离心泵叶片的入口附近的液体的静压强等于或小雨输送温度下液体的饱和蒸汽压时，液体将在该处部分汽化，产生气泡，含气泡的液体进入叶轮高压区后，气泡将急剧凝结或破裂，因气泡的消失产生局部真空，此时周围的液体以极高的速度流向原气泡占据空间，产生极大的局部冲击力，因此这种冲击压力的反作用下，导致泵壳和叶轮破坏，这种现象称为气蚀现象。 气蚀的危害：1、离心泵的性能下降，泵的流量、压头和效率均降低。若生成大量的气泡，则可能出现气缚现象，且使离心泵停止工作。2、产生噪音和振动，影响离心泵正常运行和工作环境。3、泵壳和叶轮的材料遭受损坏，降低了泵的使用寿命。 克服方法：应设法使叶片入口附近的压强高于输送温度下的液体饱和蒸汽压。根据泵的抗气蚀性能，合理地确定泵的安装高度 影响离心泵性能的主要因素及相关关系？ 答：（1）液体物理性质的影响，不同的流体，其特征曲线不同。A、液体密度的影响：离心泵的流量和扬程与密度无关，泵的轴功率和效率与密度成正比。B、液体黏度的影响：离心泵所输送的液体黏度越大，则泵的流量，扬程、效率均变小。 离心泵转速的影响：对于同一型号的泵，当效率、叶轮直径不变时，泵的流量、扬程、轴功率均随泵轴转速的变化而变化。Q2/Q1=N2/N1,H2/H1=（n2/n1）2，P2/P1=（D2/D1）3 叶轮直径的影响：对于同一型号的泵，在同一转速下，当叶轮直径变化不超过20%可以认为效率不变。Q2/Q1=D2/D1，H2/H1=（D2/D12，P2/P1=（D2/D1）3 离心泵主要性能参数：流量、压头、效率、轴功率 流体静力学方程（适用条件：静止、连续、同种液体，处于同一水平面上各点压力均相等） 1、粘度：液体粘度随温度升高而降低，气体粘度随温度升高而升高 流体流动形态： 层流、传流 层流速度分布：层流时承抛物线 层流区：摩擦系数与内诺准数承直线关系。阻力损失与流速的一次方承正比，与管径的二次方承反比 完全湍流区：摩擦系数与相对粗糙度有关。阻力损失与流速的二次方承正比。 1、流体输送机械 工作原理：灌泵（泵壳和吸入管路充满被输送液体）——排出管路的压差（叶轮旋转流体径向运动获得能量沿高压线排出）——吸入管路的压差(叶轮中心形成低压在储槽与吸入管路间压差作用下流体吸入，如此，叶轮不停转动实现流体输送) 气傅现象： 形成原因：未充满液体，离心力小，启动泵也不能输送液体 措施：灌泵 主要部件：叶轮（机械能转化为静压能和动能） 轴封装置（防止高压液体漏出、‘空气吸入低压区） 泵壳（汇集液体和能量双重功能） 离心泵工作点：管路特性曲线和泵特性曲线交点 流量调节：管路上调节排出管路的阀门、泵特性调节转速和叶轮 气蚀现象：形成原因：叶轮入口处的绝对压力低于输送蒸汽液体在工作温度下的饱和蒸汽压。 危害：叶轮损害 如何避免：泵安装高度不能过高，已保障泵内最低压力大于该 操作温度下的饱和蒸汽压。 传热（温差引起） 1、冷热流体接触方式：直接接触式、间壁式、蓄热式 间壁式换热器传热过程：热流体通过对流传热把热量传递给壁的一面 热量通过热传导热量传递给间壁另一侧 热量通过对流传热传递给冷流体 传热三种方式：对流传热 热传导 热辐射 对流传热 过程分析：热阻主要集中在紧挨管壁的只留层中 牛顿冷却定律：影响对流传热系数的因素：引起流动的原因 流动状况 流体性质 传热面状况 关系：对流传热系数与流速的0.8次方成正比，与管径的1.8次方成反比 蒸汽冷凝现象：膜状冷凝 滴状冷凝 工业上用膜状冷凝 传热过程强化： 提高总传质系数 提高传热面积 提高平均温差 气体吸收 相组成表示方法： 质量分数 摩尔分数 物质的量浓度等 相互关系 吸收过程： 利用混合物各组分在溶液中溶解度的差异而使气体混合物各组分分离的单元操作。 其依据是混合物各组分在某种溶剂中溶解度的差异 吸收剂的选用： 溶解度（溶解度高吸收速率高