(完整版)食品工程原理復(fù)習(xí)資料-重要公式總結(jié)

1、1食工原理復(fù)習(xí)資料食工原理復(fù)習(xí)資料單元操作單元操作： 不同食品的生產(chǎn)過(guò)程使用不同食品的生產(chǎn)過(guò)程使用各種物理加工過(guò)程各種物理加工過(guò)程，根據(jù)物理加工過(guò)程的各種操縱原理根據(jù)物理加工過(guò)程的各種操縱原理，可以歸結(jié)為數(shù)個(gè)廣泛的基本過(guò)程可以歸結(jié)為數(shù)個(gè)廣泛的基本過(guò)程，這這些基本過(guò)程稱(chēng)為單元操作。些基本過(guò)程稱(chēng)為單元操作。特點(diǎn)特點(diǎn)：若干個(gè)單元操作串聯(lián)起來(lái)組成的一個(gè)工藝過(guò)程稱(chēng)為物理性操作若干個(gè)單元操作串聯(lián)起來(lái)組成的一個(gè)工藝過(guò)程稱(chēng)為物理性操作。同一食品生產(chǎn)過(guò)程中同一食品生產(chǎn)過(guò)程中可能會(huì)包含多個(gè)相同的單元操作可能會(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(guò)程其基本原理相同單元操作用于不同的生產(chǎn)過(guò)程其基本原理相同，

2、進(jìn)進(jìn)行該操作的設(shè)備也可通用。行該操作的設(shè)備也可通用。三傳理論三傳理論：?jiǎn)卧僮靼雌淅碚摶A(chǔ)可分為三類(lèi)單元操作按其理論基礎(chǔ)可分為三類(lèi)：流體流動(dòng)過(guò)程流體流動(dòng)過(guò)程，傳熱過(guò)程傳熱過(guò)程，傳質(zhì)過(guò)程傳質(zhì)過(guò)程，以上以上三個(gè)過(guò)程包含三個(gè)理論，稱(chēng)為三傳理論。（動(dòng)量傳遞，熱量傳遞，質(zhì)量傳遞）。三個(gè)過(guò)程包含三個(gè)理論，稱(chēng)為三傳理論。（動(dòng)量傳遞，熱量傳遞，質(zhì)量傳遞）。物料衡算物料衡算：根據(jù)質(zhì)量守恒定律根據(jù)質(zhì)量守恒定律，以生產(chǎn)過(guò)程中或生產(chǎn)單元為研究對(duì)象以生產(chǎn)過(guò)程中或生產(chǎn)單元為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)出口處進(jìn)行定對(duì)其進(jìn)出口處進(jìn)行定量計(jì)算，稱(chēng)為物料衡算。量計(jì)算，稱(chēng)為物料衡算。第一章流體流動(dòng)與輸送設(shè)備第一章流體流動(dòng)與輸送設(shè)備流體：具有流

3、動(dòng)性的物體。如流體：具有流動(dòng)性的物體。如氣體氣體，液體液體。特征特征：具有流動(dòng)性具有流動(dòng)性；抗剪和抗張能力很小抗剪和抗張能力很??；無(wú)固定形狀無(wú)固定形狀，隨容器形狀而變化隨容器形狀而變化；在在外力作用下其內(nèi)部發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。外力作用下其內(nèi)部發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。密度密度：?jiǎn)挝惑w積流體的質(zhì)量單位體積流體的質(zhì)量，稱(chēng)為流體的密度稱(chēng)為流體的密度。P=f（p,T）壓力壓力：流體垂直作用于單位面積上流體垂直作用于單位面積上的力的力，稱(chēng)為流體的靜壓強(qiáng)稱(chēng)為流體的靜壓強(qiáng)，又稱(chēng)為壓力又稱(chēng)為壓力。在靜止流體中在靜止流體中，作用于任意點(diǎn)不同方向上的壓力在數(shù)作用于任意點(diǎn)不同方向上的壓力在數(shù)值上均相同。值上均相同。壓力的單位：壓力的

4、單位：（1 1）按壓力的定義，其單位為）按壓力的定義，其單位為 N/mN/m2, ,或或 PaPa；（2）以流體柱高度表示，如用米水柱或毫米汞柱等以流體柱高度表示，如用米水柱或毫米汞柱等。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的換算關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的換算關(guān)系: :latm=1.013X105Pa=760mmHg=10.33mH2O壓力的表示方法壓力的表示方法:表壓表壓= =絕對(duì)壓力絕對(duì)壓力大氣壓力；真空度大氣壓力；真空度= =大氣壓力大氣壓力絕對(duì)壓力靜力學(xué)基本方程：絕對(duì)壓力靜力學(xué)基本方程：壓力形式壓力形式p2=p1+pg（z1-z2）能量形式能量形式電電+zg二厶+zgP1P2適用條件：在重力場(chǎng)中靜止、連續(xù)的同種不可壓縮流

5、體。（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 1）在重力場(chǎng)中，靜止流體內(nèi)）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)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而與該點(diǎn)所在的水平位置及容器的形狀無(wú)關(guān)。的形狀無(wú)關(guān)。12（2 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）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。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)第二節(jié)流體動(dòng)力學(xué)體積流量

6、體積流量V VS: :單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道任意截面的流體體積，單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道任意截面的流體體積，m/sm/s 或或 m/hm/h。質(zhì)量流量質(zhì)量流量m mS: :單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道任意截面的流體質(zhì)量，單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道任意截面的流體質(zhì)量，kg/skg/s 或或 kg/hkg/ho o平均流速平均流速u(mài): :單位時(shí)間內(nèi)流體在流動(dòng)方向上所流經(jīng)的距離，單位時(shí)間內(nèi)流體在流動(dòng)方向上所流經(jīng)的距離，m/S So o質(zhì)量流速質(zhì)量流速G G: :單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道單位截面積的流體質(zhì)量，單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道單位截面積的流體質(zhì)量，kg/kg/（m m2s s）。）。相互關(guān)系：相互關(guān)系：U=V/A;G=U=V/A;G=

7、P PV=V=P PAUAU內(nèi)摩擦力內(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(chēng)為流體的內(nèi)摩運(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(chēng)為流體的內(nèi)摩擦力或粘滯力。擦力或粘滯力。剪應(yīng)力（內(nèi)摩擦力）：剪應(yīng)力（內(nèi)摩擦力）：t=F/A=t=F/A=u uu/u/5 5定態(tài)（穩(wěn)定）流動(dòng)與非定態(tài)（不穩(wěn)定）流動(dòng)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隨位置變化速等物理量?jī)H隨位置變化，而不隨時(shí)間變化而不隨時(shí)間變化，這種流動(dòng)稱(chēng)之為定態(tài)流動(dòng)這種流動(dòng)稱(chēng)之為定態(tài)流動(dòng)；若流體

8、在各截面上的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(chēng)為非定態(tài)流動(dòng)。有關(guān)物理量既隨位置變化，也隨時(shí)間變化，則稱(chēng)為非定態(tài)流動(dòng)。定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量守恒定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量守恒連續(xù)性方程連續(xù)性方程: :m=m=二常數(shù)SIS2upA二UPA二.二常數(shù)111222P=常數(shù)（不可壓縮流體）IIV=V=A=常數(shù)S1S2uA=uA=A=常數(shù)1122圓管定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)的定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)的ud2=ud2八八=常數(shù)常數(shù)1122一、實(shí)際流體以單位質(zhì)量流體為基準(zhǔn)一、實(shí)際流體以單位質(zhì)量流體為基準(zhǔn): :1Z1g+2U12+J/kgJ/kg以單位重量流體為基準(zhǔn)以單位重量流體為基準(zhǔn)=Z+丄 u2+上222g2pg機(jī)械

9、能守恒機(jī)械能守恒柏努利方程柏努利方程的柏努利方程的柏努利方程2g1pg+Ehf3J/N=mJ/N=m 適用條件：（適用條件：（1 1）兩截面間流體連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)；（）兩截面間流體連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)；（2 2）適于不可壓縮流體，如液體；）適于不可壓縮流體，如液體；對(duì)于氣體，當(dāng)厶二對(duì)于氣體，當(dāng)厶二Z20%，可用兩截面的平均密度，可用兩截面的平均密度P Pm m計(jì)算。計(jì)算。p1二、理想流體的柏努利方程二、理想流體的柏努利方程理想流體是指沒(méi)有黏性（即流動(dòng)中沒(méi)有摩擦阻力）的不可壓縮流體。理想流體是指沒(méi)有黏性（即流動(dòng)中沒(méi)有摩擦阻力）的不可壓縮流體。zg+u2+冬=zg+u2+匕121P222P1p1pz+u2+片

10、=z+u2+2-12g1Pg22g2Pg表明理想流體在流動(dòng)過(guò)程中任意截面上總機(jī)械能、總壓頭為常數(shù)表明理想流體在流動(dòng)過(guò)程中任意截面上總機(jī)械能、總壓頭為常數(shù)三、柏努利方程的討論三、柏努利方程的討論（1 1）當(dāng)系統(tǒng)中的流體處于靜止時(shí)，柏努利方程變?yōu)椋┊?dāng)系統(tǒng)中的流體處于靜止時(shí)，柏努利方程變?yōu)閦g+呂=zg+旦1P2P上式即為流體靜力學(xué)基本方程式。上式即為流體靜力學(xué)基本方程式。（2 2）在柏努利方程式中，）在柏努利方程式中，zgzg、1u2、p分別表示單位質(zhì)量流體在某截面上所具有的分別表示單位質(zhì)量流體在某截面上所具有的位位2P能、動(dòng)能和靜壓能；而能、動(dòng)能和靜壓能；而W We e、刀刀W Wf f是指單位

11、質(zhì)量流體在兩截面間獲得或消耗的能量。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：輸送機(jī)械的有效功率：P=mWeseP輸送機(jī)械的軸功率：輸送機(jī)械的軸功率：P=f=w*f=w*質(zhì)量流量效率質(zhì)量流量效率第三節(jié)管內(nèi)流體流動(dòng)現(xiàn)象第三節(jié)管內(nèi)流體流動(dòng)現(xiàn)象1-3-11-3-1 流體的黏度流體的黏度一、牛頓黏性定律一、牛頓黏性定律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)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)式為系，其表達(dá)式為duduF=RA或或dyT=R-dy牛頓黏性定律適用于層流。牛頓黏性定律適用于層流。4

12、黏度是度量流體黏性大小的物理量黏度是度量流體黏性大小的物理量，一般由實(shí)驗(yàn)測(cè)定一般由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。物理意義物理意義：促使流體在與流動(dòng)相垂直方促使流體在與流動(dòng)相垂直方向上產(chǎn)生單位速度梯度時(shí)的剪應(yīng)力。向上產(chǎn)生單位速度梯度時(shí)的剪應(yīng)力。單位：?jiǎn)挝唬篜aPa. .s,cP1cP=10s,cP1cP=10-3PaPa. .s s影響因素：溫度與壓力。液體：影響因素：溫度與壓力。液體：T Tf,Uf,U| |；不考慮不考慮p p的影響。的影響。氣體：氣體：T Tf,Uff,Uf；一般在工程計(jì)算中也不考慮一般在工程計(jì)算中也不考慮p p的影響。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剪應(yīng)力與速度梯度的關(guān)系

13、符合牛頓黏性定律的流體, ,稱(chēng)為牛頓型流體；不符合牛頓黏性定稱(chēng)為牛頓型流體；不符合牛頓黏性定律的流體稱(chēng)為非牛頓型流體。律的流體稱(chēng)為非牛頓型流體。運(yùn)動(dòng)黏度為黏度運(yùn)動(dòng)黏度為黏度 U U 與密度與密度 P P 的比值，單位為的比值，單位為 m m2/s,/s,也是流體的物理性質(zhì)。也是流體的物理性質(zhì)。一、流體流動(dòng)類(lèi)型一、流體流動(dòng)類(lèi)型層流層流( (或滯流或滯流) )：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體分為若干層平行向前流動(dòng)流動(dòng), ,質(zhì)點(diǎn)之間互不混合；質(zhì)點(diǎn)之間互不混合；湍流湍流( (或紊流或紊流) )： 流體質(zhì)點(diǎn)除了沿管軸方向

14、向前流動(dòng)外流體質(zhì)點(diǎn)除了沿管軸方向向前流動(dòng)外, ,還有徑向脈動(dòng)還有徑向脈動(dòng), ,各質(zhì)點(diǎn)的速度在大小各質(zhì)點(diǎn)的速度在大小和方向上都隨時(shí)發(fā)生變化和方向上都隨時(shí)發(fā)生變化, ,質(zhì)點(diǎn)互相碰撞和混合。質(zhì)點(diǎn)互相碰撞和混合。二、流型判據(jù)二、流型判據(jù)雷諾準(zhǔn)數(shù)雷諾準(zhǔn)數(shù)dpuRe=ReRe為無(wú)因次準(zhǔn)數(shù)為無(wú)因次準(zhǔn)數(shù), ,是流體流動(dòng)類(lèi)型的判據(jù)。是流體流動(dòng)類(lèi)型的判據(jù)。(1)(1)當(dāng)當(dāng)ReReW W20002000 時(shí)，流動(dòng)為層流，此區(qū)稱(chēng)為層流區(qū)；時(shí)，流動(dòng)為層流，此區(qū)稱(chēng)為層流區(qū)；(2)(2)當(dāng)當(dāng)ReRe40004000 時(shí)，一般出現(xiàn)湍流，此區(qū)稱(chēng)為湍流區(qū)；時(shí)，一般出現(xiàn)湍流，此區(qū)稱(chēng)為湍流區(qū)；(3)(3)當(dāng)當(dāng) 20002000ReR

15、e40004000 時(shí)時(shí), ,流動(dòng)可能是層流流動(dòng)可能是層流, ,也可能是湍流也可能是湍流, ,該區(qū)稱(chēng)為不穩(wěn)定的過(guò)渡區(qū)。該區(qū)稱(chēng)為不穩(wěn)定的過(guò)渡區(qū)。根據(jù)根據(jù)ReRe準(zhǔn)數(shù)的大小將流動(dòng)分為三個(gè)區(qū)域：層流區(qū)、過(guò)渡區(qū)、湍流區(qū)，但流動(dòng)類(lèi)型只有兩準(zhǔn)數(shù)的大小將流動(dòng)分為三個(gè)區(qū)域：層流區(qū)、過(guò)渡區(qū)、湍流區(qū)，但流動(dòng)類(lèi)型只有兩種：層流與湍流。種：層流與湍流。雷諾準(zhǔn)數(shù)物理意義雷諾準(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)程反映流體流動(dòng)的湍動(dòng)程度。度。第四節(jié)流體流動(dòng)阻力第四節(jié)流體流動(dòng)阻力1-4-11-4-1 流體在直管中的流動(dòng)阻力流體在直管中的流動(dòng)阻力一、直管

16、阻力的通式一、直管阻力的通式范寧公式的幾種形式：范寧公式的幾種形式：lu2能量損失能量損失W=-fd21-28)1-28)5壓頭損失壓頭損失lpu2壓力損失壓力損失Apf二P氣二九氣二九ffd2二、層流時(shí)的摩擦系數(shù)二、層流時(shí)的摩擦系數(shù)層流時(shí)摩擦系數(shù)入是雷諾數(shù)層流時(shí)摩擦系數(shù)入是雷諾數(shù)ReRe的函數(shù)的函數(shù)64人一Re流體在直管內(nèi)層流流動(dòng)時(shí)能量損失的計(jì)算式為流體在直管內(nèi)層流流動(dòng)時(shí)能量損失的計(jì)算式為W=32ufpd2表明層流時(shí)阻力與速度的一次方成正比。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)三、湍流時(shí)的摩擦系數(shù)8湍流時(shí)摩擦系數(shù)入是湍流時(shí)摩擦系數(shù)入是ReRe和相對(duì)粗糙度虧的函數(shù)和相對(duì)粗糙

17、度虧的函數(shù): :d九=屮（Re,8）d入入-ReRe-圖：圖：d1）層流區(qū)）層流區(qū)ReRe20008入入=64/=64/ReRe, ,與二無(wú)關(guān)與二無(wú)關(guān)dW Wfh hf f* *u ui2）過(guò)渡區(qū)）過(guò)渡區(qū)2000ReRe40008入才入才（ReRe, ,dW Wfh hf* *u ui24）完全湍流區(qū)）完全湍流區(qū)ReReReRecc8入入= =f f()()與與ReRe無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)dW Wf f, ,h hf f* *u u2（阻力平方阻力平方區(qū)區(qū)）（虛線以上虛線以上）1-4-21-4-2 局部阻力局部阻力一、阻力系數(shù)法一、阻力系數(shù)法將局部阻力表示為動(dòng)能的某一倍數(shù)將局部阻力表示為動(dòng)能的某一倍數(shù)u2

18、氣氣 乂式中式中，Z Z 稱(chēng)為局部阻力系數(shù)稱(chēng)為局部阻力系數(shù)，一般由實(shí)驗(yàn)測(cè)定一般由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。注意注意，計(jì)算突然擴(kuò)大與突然縮小局部阻力時(shí)計(jì)算突然擴(kuò)大與突然縮小局部阻力時(shí), ,u u為小管中的大速度。為小管中的大速度。.32卩l(xiāng)uAp=fd2哈根哈根- -泊謖葉方程泊謖葉方程U22?6進(jìn)口阻力系數(shù)進(jìn)口阻力系數(shù)C二0.5，出口阻力系數(shù)，出口阻力系數(shù)匚山二1。進(jìn)口出口二、當(dāng)量長(zhǎng)度法二、當(dāng)量長(zhǎng)度法將流體流過(guò)管件或閥門(mén)的局部阻力，折合成直徑相同、長(zhǎng)度為將流體流過(guò)管件或閥門(mén)的局部阻力，折合成直徑相同、長(zhǎng)度為l的直管所產(chǎn)生的阻力即的直管所產(chǎn)生的阻力即e式中式中l(wèi)稱(chēng)為管件或閥門(mén)的當(dāng)量長(zhǎng)度，也是由實(shí)驗(yàn)測(cè)定稱(chēng)為管件或

19、閥門(mén)的當(dāng)量長(zhǎng)度，也是由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。e1-4-31-4-3 流體在管路中的總阻力流體在管路中的總阻力當(dāng)管路直徑相同時(shí)，總阻力：當(dāng)管路直徑相同時(shí)，總阻力：工氣二氣+氣十十+珂u2/+工/u2或或工W=W+W=X-十-fffd2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。重復(fù)計(jì)算。第七節(jié)流體輸送設(shè)備第七節(jié)流體輸送設(shè)備1-7-11-7-1 離心泵離心泵氣縛現(xiàn)象氣縛現(xiàn)象：離心泵啟動(dòng)前泵殼和吸入管路中沒(méi)有充滿液體離心泵啟動(dòng)前泵殼和吸入管路中沒(méi)有充滿液體，則泵殼內(nèi)存有空氣則泵殼內(nèi)存有空氣，而空

20、氣的而空氣的密度又遠(yuǎn)小于液體的密度密度又遠(yuǎn)小于液體的密度，故產(chǎn)生的離心力很小故產(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)內(nèi)液體吸入泵內(nèi)，此時(shí)雖啟動(dòng)離心泵此時(shí)雖啟動(dòng)離心泵，也不能輸送液體也不能輸送液體，此種現(xiàn)象稱(chēng)為氣縛現(xiàn)象此種現(xiàn)象稱(chēng)為氣縛現(xiàn)象，表明離心泵表明離心泵無(wú)自吸能力。因此，離心泵在啟動(dòng)前必須灌泵。無(wú)自吸能力。因此，離心泵在啟動(dòng)前必須灌泵。2.2.離心泵的主要部件葉輪泵殼軸封裝置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)與特性曲線二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線1.1. 性能參數(shù)性能參數(shù)流量流量Q Q離心泵單位時(shí)間內(nèi)

21、輸送到管路系統(tǒng)的液體體積，離心泵單位時(shí)間內(nèi)輸送到管路系統(tǒng)的液體體積，m/s或或 m m3/h/h。壓頭（揚(yáng)程）壓頭（揚(yáng)程）H H單位重量的液體經(jīng)離心泵后所獲得的有效能量，單位重量的液體經(jīng)離心泵后所獲得的有效能量，J/NJ/N 或或 m m 液柱。液柱。效率效率n n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。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。軸功率軸功率p p離心泵的軸功率是指由電機(jī)輸入離心泵泵軸的功率，離心泵的軸功率是指由電機(jī)輸入離心泵泵軸的功率，W W 或或 kWkW。離心泵的有效功率離心泵的有效功率P Pe是指液體實(shí)際上從離心泵所獲得的功率。是指液體實(shí)際上從

22、離心泵所獲得的功率。P耳=ex100%PW=xfed2hf其中其中7管路特性方程管路特性方程H=A+BQ2eA=Az+-P,Pg8l+Slengd5泵的有效功率：泵的有效功率：P二QPg或或P_Qpe102泵的軸功率為泵的軸功率為P_QHpg或或P_QPni02n2.2.特性曲線特性曲線離心泵特性曲線是在一定轉(zhuǎn)速下，用離心泵特性曲線是在一定轉(zhuǎn)速下，用 2020C C 水測(cè)定，由水測(cè)定，由H H- -Q Q、P P- -Q Q、n n- -Q Q三條曲線組成。三條曲線組成。（1 1）H H-Q 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)的離心曲線：離心泵的壓頭在較大流量范圍

23、內(nèi)隨流量的增大而減小。不同型號(hào)的離心泵，泵，H H-Q Q曲線的形狀有所不同。曲線的形狀有所不同。（2 2）P P-Q Q曲線曲線： 離心泵的軸功率隨流量的增大離心泵的軸功率隨流量的增大而增大，當(dāng)流量而增大，當(dāng)流量Q Q=0=0 時(shí)，泵軸消耗的功率最小。因時(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(mén)此離心泵啟動(dòng)時(shí)應(yīng)關(guān)閉出口閥門(mén)， 使啟動(dòng)功率最小使啟動(dòng)功率最小，以保護(hù)電機(jī)。以保護(hù)電機(jī)。（3 3）耳-Q Q曲線：開(kāi)始泵的效率隨流量的增大曲線：開(kāi)始泵的效率隨流量的增大而增大而增大，達(dá)到一最大值后達(dá)到一最大值后，又隨流量的增加而下降又隨流量的增加而下降。這說(shuō)明離心泵在一定轉(zhuǎn)速下有一最高效率點(diǎn)

24、這說(shuō)明離心泵在一定轉(zhuǎn)速下有一最高效率點(diǎn)，該點(diǎn)稱(chēng)為離心泵的設(shè)計(jì)點(diǎn)該點(diǎn)稱(chēng)為離心泵的設(shè)計(jì)點(diǎn)。一般離心泵出廠時(shí)銘一般離心泵出廠時(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 9292左右的區(qū)域。左右的區(qū)域。3.3. 影響離心泵性能的主要因素影響離心泵性能的主要因素密度：密度：pffpffQ Q不變，不變，H H不變，不變，n n 基本不變，基本不變，P Pf f；黏度：黏度：ututQ Q! !，H HI I，nlnl，P Pf f；轉(zhuǎn)速：比例定律轉(zhuǎn)速：比例定律=住;1=（?。?；P=（?。?QnHnPn222222

25、葉輪直徑：切割定律葉輪直徑：切割定律Qi=（仝）2；P=（Di）3QDHDPD222222三、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)三、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)1.1.管路特性曲線管路特性曲線管路特性曲線表示在特定的管路系統(tǒng)中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)系輸液量與所需壓頭的關(guān)系，反映了被輸送液體對(duì)反映了被輸送液體對(duì)輸送機(jī)械的能量要求。輸送機(jī)械的能量要求。8管路特性曲線僅與管路的布局及操作條件有關(guān)，而與泵的性能無(wú)關(guān)。曲線的截距管路特性曲線僅與管路的布局及操作條件有關(guān)，而與泵的性能無(wú)關(guān)。曲線的截距4 4與兩貯與兩貯槽間液位差槽間液位差A(yù)z及操作壓力差及操作壓力差 Ap有關(guān)有關(guān)，曲線的

26、陡度曲線的陡度B B與管路的阻力狀況有關(guān)與管路的阻力狀況有關(guān)。高阻力管路系高阻力管路系統(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。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。2.2. 工作點(diǎn)工作點(diǎn)泵安裝在特定的管路中泵安裝在特定的管路中， 其特性曲其特性曲線線H H-Q Q與管路特性曲與管路特性曲線線H H-Q Q的交點(diǎn)稱(chēng)為離心泵的工作點(diǎn)的交點(diǎn)稱(chēng)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。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

27、管路特性方程：管路特性方程：H。二f（Q）、泵特性方程：、泵特性方程：H=0（Q）聯(lián)立求解。聯(lián)立求解。3.3. 流量調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)（1 1）改變管路特性曲線）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(mén)的開(kāi)度，就是改變管路最簡(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(mén)的開(kāi)度，就是改變管路的阻力狀況，從而使管路特性曲線發(fā)生變化。的阻力狀況，從而使管路特性曲線發(fā)生變化。這種改變出口閥門(mén)開(kāi)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)用這種改變出口閥門(mén)開(kāi)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)用較廣較廣，尤其適用于調(diào)節(jié)幅度不大尤其適用于調(diào)

28、節(jié)幅度不大，而經(jīng)常需要改變流量的場(chǎng)合而經(jīng)常需要改變流量的場(chǎng)合。但當(dāng)閥門(mén)關(guān)小時(shí)但當(dāng)閥門(mén)關(guān)小時(shí)，不僅增加了不僅增加了管路的阻力管路的阻力，使增大的壓頭用于消耗閥門(mén)的附加阻力上使增大的壓頭用于消耗閥門(mén)的附加阻力上，且使泵在低效率下工作且使泵在低效率下工作，經(jīng)濟(jì)上不合經(jīng)濟(jì)上不合理。理。（2 2） 改變泵特性曲線通過(guò)改變改變泵特性曲線通過(guò)改變泵的轉(zhuǎn)速或直徑改變泵的性能。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)，由于切削葉輪為一次性調(diào)節(jié)，因而通常采用改因而通常采用改變泵的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。變泵的轉(zhuǎn)速來(lái)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，能量利用這

29、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。率高。四、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度四、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度1.1. 汽蝕現(xiàn)象汽蝕現(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)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)生汽化液體發(fā)生汽化，氣泡在高壓作用下氣泡在高壓作用下，迅速凝聚或破裂產(chǎn)生壓力極大迅速凝聚或破裂產(chǎn)生壓力極大、頻率極高的沖擊頻率極高的沖擊，泵體強(qiáng)烈振動(dòng)并發(fā)出噪泵體強(qiáng)烈振動(dòng)并發(fā)出噪9聲，液體流量、壓頭（出口壓力）及效率明顯下降。這種現(xiàn)象稱(chēng)為離心泵的汽蝕。聲，液體流量、壓頭（出口壓力）及效率明顯下降

30、。這種現(xiàn)象稱(chēng)為離心泵的汽蝕。3.3.離心泵的允許安裝高度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。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。p一pu2H=0i 允-Zhg允Pg2gfOTH=PO一PV-（NPSH）-Zhg允pg允 fo-1根據(jù)離心泵樣本中提供的允許汽蝕余量根據(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，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)再降低實(shí)際安裝時(shí)，為安全計(jì)，應(yīng)再降低 0 05 51m1m。判斷安裝是否合適：若判斷安裝是否合適：若H,低于低于H，則說(shuō)明安

31、裝合適，不會(huì)發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，否則，需，則說(shuō)明安裝合適，不會(huì)發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，否則，需g買(mǎi)g允調(diào)整安裝高度。調(diào)整安裝高度。欲提高泵的允許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必須設(shè)法減小吸入管路的阻力。泵在安裝時(shí)泵在安裝時(shí)，應(yīng)選用較大的吸應(yīng)選用較大的吸入管路入管路， 管路盡可能地短管路盡可能地短， 減少吸入管路的彎頭減少吸入管路的彎頭、 閥門(mén)等管件閥門(mén)等管件， 而將調(diào)節(jié)閥安裝在排出管線上而將調(diào)節(jié)閥安裝在排出管線上。1 1離心泵的類(lèi)型離心泵的類(lèi)型按輸送液體性質(zhì)和使用條件按輸送液體性質(zhì)和使用條件， 離心泵可分為以下幾種類(lèi)型離心泵可分為以下幾種類(lèi)型： （1 1） 清水泵清水泵 （2 2）

32、 耐腐蝕泵耐腐蝕泵（3 3）油泵（油泵（4 4）（）（5 5）屏蔽泵）屏蔽泵2 2離心泵的選用離心泵的選用基本步驟：（基本步驟：（1 1）確定輸送系統(tǒng)的流量和壓頭（）確定輸送系統(tǒng)的流量和壓頭（2 2）選擇離心泵的類(lèi)型與型號(hào)（）選擇離心泵的類(lèi)型與型號(hào)（3 3）核算泵）核算泵的軸功率的軸功率1-7-21-7-2 其它類(lèi)型化工用泵其它類(lèi)型化工用泵一、往復(fù)式泵一、往復(fù)式泵1 1往復(fù)泵往復(fù)泵（1 1）往復(fù)泵的構(gòu)造及工作原理）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。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。工作原理：依靠活塞的往

33、復(fù)運(yùn)動(dòng)，吸入并排出液體。（2 2）往復(fù)泵的流量與壓頭）往復(fù)泵的流量與壓頭單動(dòng)泵流量單動(dòng)泵流量QT=ASn當(dāng)活塞直徑當(dāng)活塞直徑、沖程及往復(fù)次數(shù)一定時(shí)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)泵的理論流量為一定值。往復(fù)泵的壓頭與泵的往復(fù)泵的壓頭與泵的幾何尺寸無(wú)關(guān)幾何尺寸無(wú)關(guān)，與流量也無(wú)關(guān)與流量也無(wú)關(guān)。往復(fù)泵具有正位移特性往復(fù)泵具有正位移特性，即流量?jī)H與泵特性有關(guān)即流量?jī)H與泵特性有關(guān)，而提供而提供的壓頭只取決于管路狀況。的壓頭只取決于管路狀況。10（3 3）往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)）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)。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

34、往復(fù)泵適用于輸送小流量、高壓頭高壓頭、高黏度的液體高黏度的液體，但不適于輸送腐蝕性液體及有固體顆但不適于輸送腐蝕性液體及有固體顆粒的懸浮液。粒的懸浮液。旋轉(zhuǎn)泵與往復(fù)泵一樣旋轉(zhuǎn)泵與往復(fù)泵一樣，也具有正位移特性也具有正位移特性，因此也采用旁路調(diào)節(jié)或改變旋轉(zhuǎn)泵的轉(zhuǎn)速因此也采用旁路調(diào)節(jié)或改變旋轉(zhuǎn)泵的轉(zhuǎn)速，以以達(dá)調(diào)節(jié)流量的目的。達(dá)調(diào)節(jié)流量的目的。風(fēng)壓風(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，是指單位體積的氣體流經(jīng)通風(fēng)機(jī)后獲得的能量，J/mJ/m3或或 PaPa。第二章非均相物系分離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)相與分散相具有不同的物理性質(zhì)，因此可以用機(jī)械的方法非均相物系分離的依據(jù)

35、是連續(xù)相與分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：將兩相分離。操作方式分為兩種：（1 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(guò)程稱(chēng)沉降分離。分為重力沉降、）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(guò)程稱(chēng)沉降分離。分為重力沉降、離心沉降。離心沉降。（2 2）過(guò)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(guò)程稱(chēng)過(guò)濾。分為重力過(guò)濾、）過(guò)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(guò)程稱(chēng)過(guò)濾。分為重力過(guò)濾、離心過(guò)濾、加壓過(guò)濾和真空過(guò)濾，也可分為恒壓過(guò)濾、先恒速后恒壓過(guò)濾。離心過(guò)濾、加壓過(guò)濾和真空過(guò)濾，也可分為恒壓過(guò)濾、先恒速后恒壓過(guò)濾。第三章傳熱第三章傳熱

36、第一節(jié)概第一節(jié)概M1 11 1 傳熱的基本方式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。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傳導(dǎo)是物體中溫度較高部分分子， 通過(guò)碰撞或振動(dòng)將熱能以動(dòng)能形式傳給相鄰溫度較低部通過(guò)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。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)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。將熱量由空間中一處傳到他處的現(xiàn)象。輻射是一種以電磁波傳遞熱量的方式。輻射是一種以電

37、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。工業(yè)的換熱方法：間壁式換熱、混合式換熱和蓄熱式換熱。1 12 2 穩(wěn)定傳熱與不穩(wěn)定傳熱穩(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(guò)程為穩(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(guò)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(guò)程為不穩(wěn)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(guò)程為不穩(wěn)定傳熱。定傳熱。第二節(jié)第二節(jié)熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)2 21 1 熱傳導(dǎo)的基本概念和付立葉定律熱傳導(dǎo)的基本概念和付立葉定律111付立

38、葉定律付立葉定律：dQ=九dSdn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。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。2 22 2 導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)付立葉定律中的比例系數(shù)付立葉定律中的比例系數(shù)1=，其值等于溫度梯度下的熱通量。因此，其值等于溫度梯度下的熱通量。因此，入入值表示值表示dS竺竺dn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(chēng)為昱熱系數(shù)。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(chēng)為昱熱系數(shù)。第三節(jié)對(duì)流傳熱第三節(jié)對(duì)流傳熱1.1.對(duì)流傳熱速率方程對(duì)流傳熱速率方程流體與壁面間的對(duì)流傳熱速率由牛頓冷卻定律表達(dá)式：流體與壁面間的對(duì)流傳熱

39、速率由牛頓冷卻定律表達(dá)式：dQ=TTw=a(TT)dS1wodS對(duì)流傳熱系數(shù)和傳熱面積以及溫度差相對(duì)應(yīng)。對(duì)流傳熱系數(shù)和傳熱面積以及溫度差相對(duì)應(yīng)。Q=(TT)SwiQ=a(tt)Sw0第四節(jié)傳熱計(jì)算第四節(jié)傳熱計(jì)算4 42 2 總傳熱速率方程總傳熱速率方程冷、熱流體通過(guò)間壁的傳熱過(guò)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)壁面冷、熱流體通過(guò)間壁的傳熱過(guò)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(guò)程。對(duì)于穩(wěn)定傳熱過(guò)程，冷、熱流體間的傳熱速率：與冷流體的對(duì)流傳熱三個(gè)環(huán)節(jié)的串聯(lián)過(guò)程。對(duì)于穩(wěn)定傳熱過(guò)程，冷、熱流體間的傳熱速率：Q=宓宓44 43 3 平均溫度差平

40、均溫度差1 1恒溫傳熱：恒溫傳熱：At=Ttm2 2變溫傳熱：逆流或并流變溫傳熱：逆流或并流AtAtAt=2112mAtln2-At13At+At2124 44 4 總傳熱系數(shù)總傳熱系數(shù)1.1.外表面為基準(zhǔn)的總傳熱系數(shù)計(jì)算式為外表面為基準(zhǔn)的總傳熱系數(shù)計(jì)算式為2.2.熱面積熱面積式中：式中：S So換熱器傳熱的外表面積換熱器傳熱的外表面積, ,L L換熱器管長(zhǎng)，換熱器管長(zhǎng)，n n換熱器的管子根數(shù)。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)式第五節(jié)對(duì)流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式5 51 1 影響對(duì)流傳熱系數(shù)的因數(shù)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)、密度和黏度流體物性，主要是比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)、

41、密度和黏度; ;流體的流動(dòng)狀態(tài)；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；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、位置和大小；傳熱面的形狀、位置和大小；傳熱過(guò)程中有無(wú)相態(tài)變化傳熱過(guò)程中有無(wú)相態(tài)變化5 53 3 流體有相變時(shí)對(duì)流傳熱系數(shù)流體有相變時(shí)對(duì)流傳熱系數(shù)1 1蒸氣在管外膜狀冷凝的傳熱系數(shù)蒸氣在管外膜狀冷凝的傳熱系數(shù)(1)(1)飽和蒸氣在垂直管或垂直板上膜狀冷凝飽和蒸氣在垂直管或垂直板上膜狀冷凝rp2g九3MV18001800a二 1.13()1/4pLAtp2g九3keke18001800a=0.0077()1/3Re0.4p2特征尺寸取垂直管長(zhǎng)或板的高度特征尺寸取

42、垂直管長(zhǎng)或板的高度定性溫度蒸氣冷凝潛熱定性溫度蒸氣冷凝潛熱r r取飽和溫度取飽和溫度t ts s下的值，其余物性取液膜平均溫度下的值，其余物性取液膜平均溫度t二(t+1)/2下的值。下的值。mwsAt=mdo-adiibd1+4+-九dad+Ro+Rsids0i傳熱面積傳熱面積S二nLn0014(2)(2)蒸氣在水平管外冷凝蒸氣在水平管外冷凝第六節(jié)第六節(jié)輻射傳熱輻射傳熱6 61 1 黑體、鏡體、透熱體和灰體的概念黑體、鏡體、透熱體和灰體的概念1.1. 黑體：能全部吸收輻射能的物體，其吸收率黑體：能全部吸收輻射能的物體，其吸收率 A=lA=l。黑體又稱(chēng)為絕對(duì)黑體。黑體又稱(chēng)為絕對(duì)黑體。2.2. 鏡

43、體：又稱(chēng)絕對(duì)白體，是指能全部反射輻射能，即反射率鏡體：又稱(chēng)絕對(duì)白體，是指能全部反射輻射能，即反射率 R=1R=1 的物體。的物體。3.3. 透熱體：能透過(guò)全部輻射能，即透過(guò)全部輻射能，即透過(guò)率透熱體：能透過(guò)全部輻射能，即透過(guò)全部輻射能，即透過(guò)率 D=1D=1 的物體。的物體。4 4 灰體：能以相同的吸收率且部分地吸收由零到灰體：能以相同的吸收率且部分地吸收由零到 8 8 所有波長(zhǎng)范圍的輻射能物體。所有波長(zhǎng)范圍的輻射能物體。6 62 2 斯蒂芬波爾茨曼定律斯蒂芬波爾茨曼定律1 1 物體的輻射能力指物體在一定溫度下，單位時(shí)間內(nèi)所發(fā)射的全部波長(zhǎng)的總能量物體的輻射能力指物體在一定溫度下，單位時(shí)間內(nèi)所發(fā)

44、射的全部波長(zhǎng)的總能量 E(WE(Wm m2) )。2.2.黑體的輻射能力的表達(dá)式斯蒂芬波爾茨曼定律：黑體的輻射能力的表達(dá)式斯蒂芬波爾茨曼定律：6 63 3 灰體的輻射能力及黑度灰體的輻射能力及黑度1 1 黑度：黑度： 灰體的輻射能力灰體的輻射能力E E與同溫度下黑體輻射能力之比。即與同溫度下黑體輻射能力之比。即2 2. .灰體的輻射能力灰體的輻射能力E E可由下式表達(dá)可由下式表達(dá)第七節(jié)第七節(jié)換熱器換熱器1.1.各種類(lèi)型的換熱器：套管式換熱器，各種類(lèi)型的換熱器：套管式換熱器，夾套式換熱器夾套式換熱器，板式換熱器，板式換熱器3.3.傳熱過(guò)程的強(qiáng)化途徑傳熱過(guò)程的強(qiáng)化途徑( (1 1) )增大傳熱面積

45、；增大換熱器單位體積的傳熱面積。增大傳熱面積；增大換熱器單位體積的傳熱面積。( (2 2) )增大平均傳熱溫差增大平均傳熱溫差。 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， 采用逆流操采用逆流操作可獲得較大的傳熱溫差。作可獲得較大的傳熱溫差。(3)(3)增大總傳熱系數(shù)增大總傳熱系數(shù)。提高提高 K K 值必須減少各項(xiàng)熱阻值必須減少各項(xiàng)熱阻。減少熱阻的方法有減少熱阻的方法有：提高對(duì)流提高對(duì)流傳熱系數(shù)傳熱系數(shù)( (加大流速加大流速) )；防止結(jié)垢或及時(shí)清除垢層等。；防止結(jié)垢或及時(shí)清除垢層等。熱補(bǔ)償方式：浮頭補(bǔ)償，補(bǔ)償圈補(bǔ)償，熱補(bǔ)償方式：浮頭補(bǔ)償，補(bǔ)償圈補(bǔ)償

46、，U U 形管補(bǔ)償。形管補(bǔ)償。15第四章蒸發(fā)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(guò)程。蒸發(fā)操作進(jìn)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(guò)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。常采用間壁式換熱器，其兩側(cè)為恒溫。蒸發(fā)過(guò)程的特點(diǎn)是蒸發(fā)過(guò)

47、程的特點(diǎn)是 （與傳熱相比較與傳熱相比較） ： 1 1 因溶液沸點(diǎn)升高等因素會(huì)引起溫度差損失因溶液沸點(diǎn)升高等因素會(huì)引起溫度差損失； 2 2 因因蒸發(fā)過(guò)程耗熱量很大蒸發(fā)過(guò)程耗熱量很大，所以應(yīng)充分考慮熱能利用所以應(yīng)充分考慮熱能利用；3 3因處理物料性質(zhì)不同因處理物料性質(zhì)不同，故需充分考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。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(lèi)三、蒸發(fā)操作的分類(lèi)可按蒸發(fā)模式、按操作條件（壓力）及效數(shù)等進(jìn)行分類(lèi)?？砂凑舭l(fā)模式、按操作條件（壓力）及效數(shù)等進(jìn)行分類(lèi)。第二節(jié)單效蒸發(fā)與真空蒸發(fā)第二節(jié)單效蒸發(fā)與真空蒸發(fā)一、單效蒸發(fā)流程蒸發(fā)器由加

48、熱器和蒸發(fā)室組成，此外還需除沫器、冷凝器等一、單效蒸發(fā)流程蒸發(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 2）總傳熱系數(shù)總傳熱系數(shù)K的確定的確定蒸發(fā)器蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)可按下式計(jì)算的總傳熱系數(shù)可按下式計(jì)算K=iRbRiR+Rai九oai0第三節(jié)多效蒸發(fā)第三節(jié)多效蒸發(fā)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。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

49、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)。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)流程多效蒸發(fā)流程 1 1并流流程并流流程 2 2逆流流程逆流流程 3 3平流流程膜分離過(guò)程平流流程膜分離過(guò)程：超濾超濾，反滲透反滲透，微濾微濾，電滲析。電滲析。第七章干燥第七章干燥一、干燥過(guò)程的分類(lèi)及應(yīng)用一、干燥過(guò)程的分類(lèi)及應(yīng)用161 1、物料的干燥：、物料的干燥：機(jī)械去濕法機(jī)械去濕法、物理去濕法、物理去濕法干燥方法：干燥方法：傳導(dǎo)干燥：熱能以傳導(dǎo)的方式傳給濕物料；傳導(dǎo)干燥：熱能以傳導(dǎo)的方式傳給濕物料；對(duì)流干燥對(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；輻射干輻射干燥：熱能以電磁波的形式由輻射器發(fā)射；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。介電加熱干燥：由高頻電場(chǎng)的交變作用使物料