食品工程原理復(fù)習(xí)資料-重要公式總結(jié),推薦文檔

1、食工原理復(fù)習(xí)資料單元操作：不同食品的生產(chǎn)過程使用各種物理加工過程，根據(jù)物理加工過程的各種操縱原理， 可以歸結(jié)為數(shù)個(gè)廣泛的基本過程，這些基本過程稱為單元操作。特點(diǎn)：若干個(gè)單元操作串聯(lián)起來組成的一個(gè)工藝過程稱為物理性操作。同一食品生產(chǎn)過程中可能會(huì)包含多個(gè)相同的單元操作。單元操作用于不同的生產(chǎn)過程其基本原理相同，進(jìn)行該操作的設(shè)備也可通用。三傳理論：?jiǎn)卧僮靼雌淅碚摶A(chǔ)可分為三類：流體流動(dòng)過程，傳熱過程，傳質(zhì)過程，以上三個(gè)過程包含三個(gè)理論，稱為三傳理論。（動(dòng)量傳遞，熱量傳遞，質(zhì)量傳遞）。物料衡算：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，以生產(chǎn)過程中或生產(chǎn)單元為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)出口處進(jìn)行定量計(jì)算，稱為物料衡算。第一章流體流動(dòng)

2、與輸送設(shè)備流體：具有流動(dòng)性的物體。如氣體，液體。特征：具有流動(dòng)性；抗剪和抗張能力很?。粺o固定形狀，隨容器形狀而變化；在外力作用下其內(nèi)部發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。密度：?jiǎn)挝惑w積流體的質(zhì)量，稱為流體的密度。a=f ( p,t )壓力：流體垂直作用于單位面積上的力，稱為流體的靜壓強(qiáng)，又稱為壓力。在靜止流體中， 作用于任意點(diǎn)不同方向上的壓力在數(shù)值上均相同。壓力的單位：（1） 按壓力的定義，其單位為 n/m2，或 pa；（2） 以流體柱高度表示，如用米水柱或毫米汞柱等。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的換算關(guān)系:1atm = 1.013105pa =760mmhg =10.33m h2o壓力的表示方法:表壓 = 絕對(duì)壓力 大氣壓力；真空

3、度 = 大氣壓力 絕對(duì)壓力靜力學(xué)基本方程：壓力形式p2 = p1 + ag(z1 - z2 )能量形式p1 + z g = p2 + z ga1a2適用條件：在重力場(chǎng)中靜止、連續(xù)的同種不可壓縮流體。（1） 在重力場(chǎng)中，靜止流體內(nèi)部任一點(diǎn)的靜壓力與該點(diǎn)所在的垂直位置及流體的密度有關(guān)，而與該點(diǎn)所在的水平位置及容器的形狀無關(guān)。18（2） 在靜止的、連續(xù)的同種液體內(nèi)，處于同一水平面上各點(diǎn)的壓力處處相等。液面上方壓力變化時(shí)，液體內(nèi)部各點(diǎn)的壓力也將發(fā)生相應(yīng)的變化。第二節(jié)流體動(dòng)力學(xué)體積流量 vs ： 單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道任意截面的流體體積， m3/s 或 m3/h。質(zhì)量流量 ms ： 單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道任意截

4、面的流體質(zhì)量， kg/s 或 kg/h。平均流速 u ：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流體在流動(dòng)方向上所流經(jīng)的距離，m/ s。質(zhì)量流速 g ：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道單位截面積的流體質(zhì)量，kg/（m2s）。相互關(guān)系：u=v/a;g=v=au內(nèi)摩擦力：運(yùn)動(dòng)著的流體內(nèi)部相鄰兩流體層間由于分子運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生相互作用，稱為流體的內(nèi)摩擦力或粘滯力。剪應(yīng)力（內(nèi)摩擦力）：t=f/a=u/定態(tài)(穩(wěn)定)流動(dòng)與非定態(tài)（不穩(wěn)定）流動(dòng)：流體流動(dòng)系統(tǒng)中，若各截面上的溫度、壓力、流速等物理量?jī)H隨位置變化，而不隨時(shí)間變化，這種流動(dòng)稱之為定態(tài)流動(dòng)；若流體在各截面上的有關(guān)物理量既隨位置變化，也隨時(shí)間變化，則稱為非定態(tài)流動(dòng)。定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量守恒連續(xù)性方程:

5、ms1 = ms2 = = 常數(shù)u1a1 a1 = u2a2 a2 = = 常數(shù)=常數(shù)（不可壓縮流體）vs1 = vs 2 = l = 常數(shù)u1 a1 = u2 a2 = l = 常數(shù)定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)的圓管機(jī)械能守恒柏努利方程u d 2 = u d 2 = l = 常數(shù)1 12 2一、實(shí)際流體的柏努利方程以單位質(zhì)量流體為基準(zhǔn)：z g + 1 u 2 + p1 + w = z g + 1 u 2 + p2 + sw12 1ae22 2afj/kg以單位重量流體為基準(zhǔn)：z + 1 u 2 + p1+ h = z+ 1 u 2 + p2+ sh12g 1age22g 2agfj/n=m適用條件：（1）兩

6、截面間流體連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)；（2）適于不可壓縮流體，如液體；對(duì)于氣體，當(dāng)二、理想流體的柏努利方程p1 - p2 20% ，可用兩截面的平均密度 m 計(jì)算。p1理想流體是指沒有黏性（即流動(dòng)中沒有摩擦阻力）的不可壓縮流體。z g + 1 u 2 + p1 = z g + 1 u2 + p212 1a2+=z + 1 u 2p1z +2 2a1 u 2 + p2 aa12g 1g22g 2g表明理想流體在流動(dòng)過程中任意截面上總機(jī)械能、總壓頭為常數(shù)， 三、柏努利方程的討論（1） 當(dāng)系統(tǒng)中的流體處于靜止時(shí)，柏努利方程變?yōu)閦 g + p1 = z g + p2 1a2a上式即為流體靜力學(xué)基本方程式。（2） 在

7、柏努利方程式中， zg、 1 u 2 、 p 分別表示單位質(zhì)量流體在某截面上所具有的位2a能、動(dòng)能和靜壓能；而 we、wf 是指單位質(zhì)量流體在兩截面間獲得或消耗的能量。輸送機(jī)械的有效功率：pe = mswe輸送機(jī)械的軸功率：p = pea=w*質(zhì)量流量/效率1-3-1 流體的黏度一、牛頓黏性定律第三節(jié)管內(nèi)流體流動(dòng)現(xiàn)象牛頓黏性定律表明流體在流動(dòng)中流體層間的內(nèi)摩擦力或剪應(yīng)力與法向速度梯度之間的關(guān)系，其表達(dá)式為.a f = a d u或dy牛頓黏性定律適用于層流。.a= ad udy黏度是度量流體黏性大小的物理量，一般由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。物理意義：促使流體在與流動(dòng)相垂直方向上產(chǎn)生單位速度梯度時(shí)的剪應(yīng)力。單位

8、：pas，cp1cp=10-3 pas影響因素：溫度與壓力。 液體：t，；不考慮 p 的影響。氣體：t，；一般在工程計(jì)算中也不考慮 p 的影響。剪應(yīng)力與速度梯度的關(guān)系符合牛頓黏性定律的流體，稱為牛頓型流體；不符合牛頓黏性定律的流體稱為非牛頓型流體。運(yùn)動(dòng)黏度為黏度 與密度 的比值，單位為 m2/s，也是流體的物理性質(zhì)。一、流體流動(dòng)類型層流（或滯流）：流體質(zhì)點(diǎn)僅沿著與管軸平行的方向作直線運(yùn)動(dòng)，流體分為若干層平行向前流動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)之間互不混合；湍流（或紊流）：流體質(zhì)點(diǎn)除了沿管軸方向向前流動(dòng)外，還有徑向脈動(dòng)，各質(zhì)點(diǎn)的速度在大小和方向上都隨時(shí)發(fā)生變化，質(zhì)點(diǎn)互相碰撞和混合。二、流型判據(jù)雷諾準(zhǔn)數(shù)re = dau

9、are 為無因次準(zhǔn)數(shù)，是流體流動(dòng)類型的判據(jù)。（1） 當(dāng) re2000 時(shí)，流動(dòng)為層流，此區(qū)稱為層流區(qū)；（2） 當(dāng) re4000 時(shí)，一般出現(xiàn)湍流，此區(qū)稱為湍流區(qū)；（1-28）（3） 當(dāng) 2000 re 4000 時(shí)，流動(dòng)可能是層流，也可能是湍流，該區(qū)稱為不穩(wěn)定的過渡區(qū)。根據(jù) re 準(zhǔn)數(shù)的大小將流動(dòng)分為三個(gè)區(qū)域：層流區(qū)、過渡區(qū)、湍流區(qū)，但流動(dòng)類型只有兩種：層流與湍流。雷諾準(zhǔn)數(shù)物理意義：表示流體流動(dòng)中慣性力與黏性力的對(duì)比關(guān)系，反映流體流動(dòng)的湍動(dòng)程度。第四節(jié)流體流動(dòng)阻力1-4-1 流體在直管中的流動(dòng)阻力一、直管阻力的通式范寧公式的幾種形式：能量損失wf = a l u2d 2wl u 2壓頭損失hf

10、 = f agd 2gdl au2壓力損失pf = awf = ad2二、層流時(shí)的摩擦系數(shù)層流時(shí)摩擦系數(shù) 是雷諾數(shù) re 的函數(shù)a= 64re流體在直管內(nèi)層流流動(dòng)時(shí)能量損失的計(jì)算式為w = 32alufad232alu或dpf =d 2哈根-泊謖葉方程表明層流時(shí)阻力與速度的一次方成正比。三、湍流時(shí)的摩擦系數(shù)a湍流時(shí)摩擦系數(shù) 是 re 和相對(duì)粗糙度 的函數(shù)：da-re- d 圖 ：a=a(re, a )da（1）層流區(qū)re2000=64/re， 與無關(guān)wf, hf u1a d（2）過渡區(qū)2000 re 4000=f（re，a）da）wf, hf u12d（4） 完全湍流區(qū)re re c=f（）與

11、 re 無關(guān)wf, hf u2d(阻力平方區(qū))(虛線以上) 1-4-2 局部阻力一、阻力系數(shù)法將局部阻力表示為動(dòng)能的某一倍數(shù)，22w = au或 = a uf2hf 2g式中， 稱為局部阻力系數(shù)，一般由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。注意，計(jì)算突然擴(kuò)大與突然縮小局部阻力時(shí)，u 為小管中的大速度。進(jìn)口阻力系數(shù)a進(jìn)口 = 0.5 ，出口阻力系數(shù)a出口 = 1 。二、當(dāng)量長(zhǎng)度法將流體流過管件或閥門的局部阻力，折合成直徑相同、長(zhǎng)度為le 的直管所產(chǎn)生的阻力即w = ale u 2或h = ale u 2fd 2fd 2g式中l(wèi)e 稱為管件或閥門的當(dāng)量長(zhǎng)度，也是由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。1-4-3 流體在管路中的總阻力當(dāng)管路直徑相同時(shí)，總

12、阻力： l u 2wf = wf + wf = a + a 或wf= wf + wfd 2l + l u 2= aed2注意：計(jì)算局部阻力時(shí)，可用局部阻力系數(shù)法，亦可用當(dāng)量長(zhǎng)度法，但不能用兩種方法重復(fù)計(jì)算。1-7-1 離心泵第七節(jié)流體輸送設(shè)備氣縛現(xiàn)象：離心泵啟動(dòng)前泵殼和吸入管路中沒有充滿液體，則泵殼內(nèi)存有空氣，而空氣的密度又遠(yuǎn)小于液體的密度，故產(chǎn)生的離心力很小，因而葉輪中心處所形成的低壓不足以將貯槽內(nèi)液體吸入泵內(nèi)，此時(shí)雖啟動(dòng)離心泵，也不能輸送液體，此種現(xiàn)象稱為氣縛現(xiàn)象，表明離心泵無自吸能力。因此，離心泵在啟動(dòng)前必須灌泵。2.離心泵的主要部件 葉輪 泵殼 軸封裝置二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線1

13、. 性能參數(shù)流量 q離心泵單位時(shí)間內(nèi)輸送到管路系統(tǒng)的液體體積， m3/s 或 m3/h。壓頭（揚(yáng)程）h單位重量的液體經(jīng)離心泵后所獲得的有效能量，j /n 或 m 液柱。效率 反映泵內(nèi)能量損失，主要有容積 損失、水力損失、機(jī)械損失。軸功率 p離心泵的軸功率是指由電機(jī)輸入離心泵泵軸的功率， w 或 kw。離心泵的有效功率 pe 是指液體實(shí)際上從離心泵所獲得的功率。a= pe 100%p泵的有效功率：p = qhag或pe = qhae泵的軸功率為p =2. 特性曲線qhaga102或p =qha102a離心泵特性曲線是在一定轉(zhuǎn)速下，用 20水測(cè)定，由 h-q、p-q、-q 三條曲線組成。p（1）h

14、-q 曲線：離心泵的壓頭在較大流量范圍內(nèi)隨流量的增大而減小。不同型號(hào)的離心泵，h-q 曲線的形狀有所不同。p/kw（2）p-q 曲線：離心泵的軸功率隨流量的增大而增大，當(dāng)流量 q0 時(shí)，泵軸消耗的功率最小。因此離心泵啟動(dòng)時(shí)應(yīng)關(guān)閉出口閥門， 使啟動(dòng)功率最小，以保護(hù)電機(jī)。（3）a-q 曲線：開始泵的效率隨流量的增大而增大，達(dá)到一最大值后，又隨流量的增加而下降。這說明離心泵在一定轉(zhuǎn)速下有一最高效率點(diǎn)，該點(diǎn)稱為離心泵的設(shè)計(jì)點(diǎn)。一般離心泵出廠時(shí)銘牌上標(biāo)注的性能參數(shù)均為最高效率點(diǎn)下之值。高效率區(qū)通常為最高效率的 92左右的區(qū)域。3. 影響離心泵性能的主要因素密度：q 不變，h 不變， 基本不變，p； 黏度

15、：q，h，p；轉(zhuǎn)速：比例定律 q1 = n1 ; h1 = ( n1 )2 ; p1 = ( n1 )3q2n2 h 2n2p2n2葉輪直徑：切割定律q1 = d1 ; h1 = ( d1 ) 2 ; p1 = ( d1 )3q2 d2 h 2d2p2d2三、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)1. 管路特性曲線管路特性曲線表示在特定的管路系統(tǒng)中，輸液量與所需壓頭的關(guān)系，反映了被輸送液體對(duì)輸送機(jī)械的能量要求。管路特性曲線hqmheq泵特性曲線管路特性方程h e = a + bq 2h其中a = dz + dp ， b = a 8l + sleag 2 gd 5hm管路特性曲線僅與管路的布局及操作條件有關(guān)，

16、而與泵的性能無關(guān)。曲線的截距 a 與兩貯槽間液位差 dz 及操作壓qmq力差 dp 有關(guān)，曲線的陡度 b 與管路的阻力狀況有關(guān)。高阻力管路系統(tǒng)的特性曲線較陡峭， 低阻力管路系統(tǒng)的特性曲線較平坦。2. 工作點(diǎn)泵安裝在特定的管路中，其特性曲線 h-q 與管路特性曲線 he-q 的交點(diǎn)稱為離心泵的工作點(diǎn)。若該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的效率在離心泵的高效率區(qū)，則該工作點(diǎn)是適宜的。工作點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的流量與壓頭，可利用圖解法求取，也可由管路特性方程：h e = f (q)泵特性方程：h = a(q)聯(lián)立求解。3. 流量調(diào)節(jié)（1） 改變管路特性曲線最簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)方法是在離心泵排出管線上安裝調(diào)節(jié)閥。改變閥門的開度，就是改變管路的阻

17、力狀況，從而使管路特性曲線發(fā)生變化。這種改變出口閥門開度調(diào)節(jié)流量的方法，操作簡(jiǎn)便、靈活，流量可以連續(xù)變化，故應(yīng)用較廣，尤其適用于調(diào)節(jié)幅度不大，而經(jīng)常需要改變流量的場(chǎng)合。但當(dāng)閥門關(guān)小時(shí)，不僅增加了管路的阻力，使增大的壓頭用于消耗閥門的附加阻力上，且使泵在低效率下工作，經(jīng)濟(jì)上不合理。（2） 改變泵特性曲線通過改變泵的轉(zhuǎn)速或直徑改變泵的性能。由于切削葉輪為一次性調(diào)節(jié)，因而通常采用改變泵的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)方法，不額外增加阻力，且在一定范圍內(nèi)可保持泵在高效率下工作，能量利用率高。四、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度1. 汽蝕現(xiàn)象汽蝕現(xiàn)象是指當(dāng)泵入口處壓力等于或小于同溫度下液體的飽和蒸氣壓時(shí)，液體發(fā)

18、生汽化， 氣泡在高壓作用下，迅速凝聚或破裂產(chǎn)生壓力極大、頻率極高的沖擊，泵體強(qiáng)烈振動(dòng)并發(fā)出噪聲，液體流量、壓頭（出口壓力）及效率明顯下降。這種現(xiàn)象稱為離心泵的汽蝕。3. 離心泵的允許安裝高度離心泵的允許安裝高度是指貯槽液面與泵的吸入口之間所允許的垂直距離。 - shh= p0 - p1 允 - 1u 2g允ag2gf 0-1h= p0 - pv -（npsh）- shg 允ag允f 0-1根據(jù)離心泵樣本中提供的允許汽蝕余量(npsh )允 ，即可確定離心泵的允許安裝高度。實(shí)際安裝時(shí)，為安全計(jì)，應(yīng)再降低 0.51m。判斷安裝是否合適：若 h g實(shí) 低于 h g允 ，則說明安裝合適，不會(huì)發(fā)生汽蝕現(xiàn)

19、象，否則，需調(diào)整安裝高度。欲提高泵的允許安裝高度，必須設(shè)法減小吸入管路的阻力。泵在安裝時(shí)，應(yīng)選用較大的吸入管路，管路盡可能地短，減少吸入管路的彎頭、閥門等管件，而將調(diào)節(jié)閥安裝在排出管線上。1. 離心泵的類型按輸送液體性質(zhì)和使用條件，離心泵可分為以下幾種類型：（1）清水泵（2）耐腐蝕泵（3）油泵（4）（5）屏蔽泵2. 離心泵的選用基本步驟：（1）確定輸送系統(tǒng)的流量和壓頭（2）選擇離心泵的類型與型號(hào)（3）核算泵的軸功率1-7-2 其它類型化工用泵一、往復(fù)式泵1. 往復(fù)泵（1） 往復(fù)泵的構(gòu)造及工作原理主要部件：泵缸、活塞、活塞桿、吸入閥和排出閥。工作原理：依靠活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，吸入并排出液體。（2）往

20、復(fù)泵的流量與壓頭單動(dòng)泵流量qt = asn當(dāng)活塞直徑、沖程及往復(fù)次數(shù)一定時(shí)，往復(fù)泵的理論流量為一定值。往復(fù)泵的壓頭與泵的幾何尺寸無關(guān)，與流量也無關(guān)。往復(fù)泵具有正位移特性，即流量?jī)H與泵特性有關(guān)，而提供的壓頭只取決于管路狀況。（3）往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)多采用旁路調(diào)節(jié)或改變活塞沖程或往復(fù)次數(shù)。往復(fù)泵適用于輸送小流量、高壓頭、高黏度的液體，但不適于輸送腐蝕性液體及有固體顆粒的懸浮液。旋轉(zhuǎn)泵與往復(fù)泵一樣，也具有正位移特性，因此也采用旁路調(diào)節(jié)或改變旋轉(zhuǎn)泵的轉(zhuǎn)速， 以達(dá)調(diào)節(jié)流量的目的。風(fēng)壓 pt 是指單位體積的氣體流經(jīng)通風(fēng)機(jī)后獲得的能量， j/m3 或 pa。第二章非均相物系分離非均相物系分離的依據(jù)是連續(xù)相與分

21、散相具有不同的物理性質(zhì)，因此可以用機(jī)械的方法將兩相分離。操作方式分為兩種：（1） 沉降分離顆粒相對(duì)于流體（靜止或運(yùn)動(dòng)）運(yùn)動(dòng)的過程稱沉降分離。分為重力沉降、離心沉降。（2） 過濾流體相對(duì)于固體顆粒床層運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)固液分離的過程稱過濾。分為重力過濾、離心過濾、加壓過濾和真空過濾，也可分為恒壓過濾、先恒速后恒壓過濾。第三章傳熱第一節(jié)概 述11 傳熱的基本方式熱傳遞三種基本方式：傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。傳導(dǎo)是物體中溫度較高部分分子，通過碰撞或振動(dòng)將熱能以動(dòng)能形式傳給相鄰溫度較低部分的分子，這種物體內(nèi)分子不發(fā)生宏觀位移的傳熱方式。對(duì)流是流體之間的宏觀相對(duì)位移所產(chǎn)生的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，將熱量由空間中一處傳到他處的現(xiàn)象。輻

22、射是一種以電磁波傳遞熱量的方式。工業(yè)的換熱方法：間壁式換熱、混合式換熱和蓄熱式換熱。12 穩(wěn)定傳熱與不穩(wěn)定傳熱穩(wěn)定傳熱若傳熱系統(tǒng)中各點(diǎn)的溫度僅隨位置變而不隨時(shí)間變，則此傳熱過程為穩(wěn)定傳熱。不穩(wěn)定傳熱若傳熱系統(tǒng)中各點(diǎn)的溫度既隨位置變又隨時(shí)間而變，則此傳熱過程為不穩(wěn)定傳熱。第二節(jié)熱傳導(dǎo)21 熱傳導(dǎo)的基本概念和付立葉定律付立葉定律dq = -ads tn式中負(fù)號(hào)表示熱流體方向與溫度梯度方向相反，即熱量從高溫傳向低溫。22 導(dǎo)熱系數(shù)付立葉定律中的比例系數(shù)a= dads tn，其值等于溫度梯度下的熱通量。因此， 值表示了物質(zhì)導(dǎo)熱能力的大小，是表征物質(zhì)導(dǎo)熱性能的參數(shù)，稱為導(dǎo)熱系數(shù)。1.對(duì)流傳熱速率方程第三

23、節(jié)對(duì)流傳熱流體與壁面間的對(duì)流傳熱速率由牛頓冷卻定律表達(dá)式：dq = t - tw =a(t - t1wads)ds對(duì)流傳熱系數(shù)和傳熱面積以及溫度差相對(duì)應(yīng)。q = a(t - tw )siq = a(tw - t)s042 總傳熱速率方程第四節(jié)傳熱計(jì)算冷、熱流體通過間壁的傳熱過程是熱流體與壁面的對(duì)流傳熱，壁內(nèi)的導(dǎo)熱和另一側(cè)壁面與冷流體的對(duì)流傳熱三個(gè)環(huán)節(jié)的串聯(lián)過程。對(duì)于穩(wěn)定傳熱過程，冷、熱流體間的傳熱速率：43 平均溫度差1. 恒溫傳熱：dtm = t - t2. 變溫傳熱：逆流或并流dtm= dt2 - dt1dtln2dt1當(dāng)2 時(shí)dtm= dt2 + dt1 244 總傳熱系數(shù)1. 外表面為

24、基準(zhǔn)的總傳熱系數(shù)計(jì)算式為：1 = d0+ bd0 + 1 + rd0 + rdk 02. 熱面積aidiad ma0sis0i傳熱面積s0 = d0 ln式中：so換熱器傳熱的外表面積，l換熱器管長(zhǎng)，n換熱器的管子根數(shù)。第五節(jié) 對(duì)流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式51 影響對(duì)流傳熱系數(shù)的因數(shù)流體物性，主要是比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)、密度和黏度；流體的流動(dòng)狀態(tài)；流動(dòng)的原因是強(qiáng)制對(duì)流還是流體自然對(duì)流；傳熱面的形狀、位置和大??；傳熱過程中有無相態(tài)變化53 流體有相變時(shí)對(duì)流傳熱系數(shù)1. 蒸氣在管外膜狀冷凝的傳熱系數(shù)（1） 飽和蒸氣在垂直管或垂直板上膜狀冷凝re1800a= 1.13( ra2ga3aldt)1 / 4re180

25、0a= 0.0077( a2ga3 )1/ 3 re0.4a2特征尺寸取垂直管長(zhǎng)或板的高度定性溫度蒸氣冷凝潛熱 r 取飽和溫度 ts 下的值，其余物性取液膜平均溫度tm = (tw + ts ) / 2 下的值。（2） 蒸氣在水平管外冷凝第六節(jié)輻射傳熱61黑 體 、 鏡 體 、 透 熱 體 和 灰 體 的 概 念黑體：能全部吸收輻射能的物體，其吸收率。黑體又稱為絕對(duì)黑體。鏡體：又稱絕對(duì)白體，是指能全部反射輻射能，即反射率的物體。透熱體：能透過全部輻射能，即透過全部輻射能，即透過率的物體。灰體：能以相同的吸收率且部分地吸收由零到所有波長(zhǎng)范圍的輻射能物體。62 斯蒂芬波爾茨曼定律.物體的輻射能力指

26、物體在一定溫度下，單位時(shí)間內(nèi)所發(fā)射的全部波長(zhǎng)的總能量（m2）。黑體的輻射能力 的表達(dá)式斯蒂芬波爾茨曼定律：63 灰體的輻射能力及黑度黑度： 灰體的輻射能力 e 與同溫度下黑體輻射能力之比。即灰體的輻射能力 e 可由下式表達(dá)第七節(jié) 換熱器1. 各種類型的換熱器：套管式換熱器，夾套式換熱器，板式換熱器3傳熱過程的強(qiáng)化途徑()增大傳熱面積；增大換熱器單位體積的傳熱面積。()增大平均傳熱溫差。平均溫差的大小取決于兩流體的溫度和流動(dòng)方式，采用逆流操作可獲得較大的傳熱溫差。()增大總傳熱系數(shù)。提高值必須減少各項(xiàng)熱阻。減少熱阻的方法有：提高對(duì)流傳熱系數(shù)（加大流速）；防止結(jié)垢或及時(shí)清除垢層等。熱補(bǔ)償方式：浮頭

27、補(bǔ)償，補(bǔ)償圈補(bǔ)償，u 形管補(bǔ)償。第四章 蒸發(fā)蒸發(fā)操作主要用于提高溶質(zhì)的濃度；濃縮溶液和回收溶劑；獲得純凈的溶劑等。蒸發(fā)操作：是將溶液加熱至沸點(diǎn)，使其中揮發(fā)性溶劑與不揮發(fā)性溶質(zhì)的分離過程。蒸發(fā)操作進(jìn)行的條件：是供給溶劑汽化所需的熱量，并將產(chǎn)生的蒸氣及時(shí)排除。蒸發(fā)器的加熱室通常采用間壁式換熱器，其兩側(cè)為恒溫。蒸發(fā)過程的特點(diǎn)是（與傳熱相比較）：1. 因溶液沸點(diǎn)升高等因素會(huì)引起溫度差損失；2. 因蒸發(fā)過程耗熱量很大，所以應(yīng)充分考慮熱能利用；3. 因處理物料性質(zhì)不同，故需充分考慮物料的特性及工藝條件，再選擇或設(shè)計(jì)適宜的蒸發(fā)器。三、蒸發(fā)操作的分類可按蒸發(fā)模式、按操作條件（壓力）及效數(shù)等進(jìn)行分類。一、單效蒸

28、發(fā)流程第二節(jié) 單效蒸發(fā)與真空蒸發(fā)蒸發(fā)器由加熱器和蒸發(fā)室組成，此外還需除沫器、冷凝器等。（2）總傳熱系數(shù) k 的確定蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)可按下式計(jì)算第三節(jié) 多效蒸發(fā)k = 1ai+ ri1+ b + r + 1a0a0采用多效蒸發(fā)的目的是為了減少新鮮蒸氣用量，具體方法是將前一效的二次蒸氣作為后一效的加熱蒸氣。多效蒸發(fā)：若將二次蒸汽通道另一壓力較低的蒸發(fā)器作為加熱蒸汽，則可提高加熱蒸汽的利用率，這種串聯(lián)蒸發(fā)操作叫多效蒸發(fā)。多效蒸發(fā)流程 1 并流流程 2 逆流流程 3平流流程膜分離過程：超濾，反滲透，微濾，電滲析。第七章干燥一、干燥過程的分類及應(yīng)用1、物料的干燥 ：機(jī)械去濕法物理去濕法干燥方法：傳導(dǎo)干

29、燥：熱能以傳導(dǎo)的方式傳給濕物料；對(duì)流干燥：熱能以對(duì)流方式由熱氣體傳給與其直接接觸的濕物料； 輻射干燥：熱能以電磁波的形式由輻射器發(fā)射；介電加熱干燥：由高頻電場(chǎng)的交變作用使物料加熱而達(dá)到干燥的目的。第二節(jié)濕空氣的性質(zhì)及濕度圖一、濕空氣的性質(zhì)1. 濕空氣的狀態(tài)參數(shù)（以單位質(zhì)量的干空氣為基準(zhǔn)） 濕度 h ：kg/kg 干空氣h = 0.622 nvnah = 0.622 p= 0.622a ps飽和濕度 hs：p - pp -a psh = 0.622 pssp - ps是總壓和溫度的函數(shù)。相對(duì)濕度 ：a= pv 100%( ppss p)a= pv 100%( p p) ps濕空氣比容 h ：27

30、3 + tah= (0.773 + 1.244h )273m3/kg 干空氣濕比熱容 ch：ch=1.01+1.88h kg/kg 干空氣 濕空氣的焓 i： i=(1.01+1.88h)t+2490h絕熱飽和溫度 tas ：tas= t - vas (hchas - h )干球溫度 t：用普通溫度計(jì)測(cè)得的濕空氣的溫度，為濕空氣的真實(shí)溫度。濕球溫度 tw :t= t - kh rw (hwaw- h )露點(diǎn) td ：不飽和空氣在總壓及濕度不變的情況下，冷卻達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度，稱為該空氣的露點(diǎn)。濕球溫度 tw 和絕熱飽和溫度 tas 的關(guān)系（1） 對(duì)于空氣和水的系統(tǒng) tas=tw，tas 與 t

31、w 在本質(zhì)上截然不同tas熱力學(xué)性質(zhì)；tw 取決于動(dòng)力學(xué)因素。（2） tas兩相都達(dá)到平衡時(shí)的溫度； tw 傳質(zhì)傳熱過程達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的溫度。（3） tas氣液間的傳遞振動(dòng)力由大變小，最終趨于零； tw 穩(wěn)定后的氣液間的傳遞推動(dòng)力不變。對(duì)一定狀態(tài)的空氣，不飽和： t tas = tw td 飽 和 ： t = tas = tw = td二.濕空氣的濕度圖 h-i常壓下濕空氣的 h-i 圖，采用兩個(gè)坐標(biāo)夾角為 135 的坐標(biāo)圖，以提高讀數(shù)的準(zhǔn)確性。同時(shí)為了便于讀數(shù)及節(jié)省圖的幅面，將斜軸(圖中沒有將斜軸全部畫出)上的數(shù)值投影在輔助水平軸上。濕空氣的 h-i 圖由以下諸線群組成。1、等濕度線(等 h 線)群等濕度線是平行于縱軸的線群。2. 等焓線(等 i 線)群等焓線是平行于斜軸的線群。3. 等干球溫度線(等 t 線)群將式（7-9）改寫成i = (1.88t + 2490)h + 1.01t諸等 t 線是不平行的。4. 等相對(duì)濕度線(等 線)群h = 0.622aps p -aps5. 蒸氣分壓線p =hp0.622 + h第四節(jié)干燥速率和干燥時(shí)間一、物料中所含濕分的性質(zhì)1. 平衡水分和自由水分平衡水分：一定空氣狀態(tài)下，物料中所含水分不再因與空氣接觸時(shí)間的延長(zhǎng)而有所增減， 物料中所含的水分稱為在此空氣狀態(tài)下，該物料的平衡水分，用 x*表示。平衡水分隨物料種類的不同而有很大