化工原理重要概念和公式

《化工原理》重要概念第一章流體流動質(zhì)點(diǎn)含有大量分子的流體微團(tuán)，其尺寸遠(yuǎn)小于設(shè)備尺寸，但比起分子自由程卻要大得多。連續(xù)性假定假定流體是由大量質(zhì)點(diǎn)組成的、彼此間沒有間隙、完全充滿所占空間的連續(xù)介質(zhì)。拉格朗日法選定一個流體質(zhì)點(diǎn),對其跟蹤觀察，描述其運(yùn)動參數(shù)(如位移、速度等)與時間的關(guān)系。歐拉法在固定空間位置上觀察流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況，如空間各點(diǎn)的速度、壓強(qiáng)、密度等，即直接描述各有關(guān)運(yùn)動參數(shù)在空間各點(diǎn)的分布情況和隨時間的變化。軌線與流線軌線是同一流體質(zhì)點(diǎn)在不同時間的位置連線，是拉格朗日法考察的結(jié)果。流線是同一瞬間不同質(zhì)點(diǎn)在速度方向上的連線，是歐拉法考察的結(jié)果。系統(tǒng)與控制體系統(tǒng)是采用拉格朗日法考察流體的?？刂企w是采用歐拉法考察流體的。理想流體與實(shí)際流體的區(qū)別理想流體粘度為零，而實(shí)際流體粘度不為零。粘性的物理本質(zhì)分子間的引力和分子的熱運(yùn)動。通常液體的粘度隨溫度增加而減小，因?yàn)橐后w分子間距離較小，以分子間的引力為主。氣體的粘度隨溫度上升而增大，因?yàn)闅怏w分子間距離較大，以分子的熱運(yùn)動為主?？倓菽芰黧w的壓強(qiáng)能與位能之和?？蓧嚎s流體與不可壓縮流體的區(qū)別流體的密度是否與壓強(qiáng)有關(guān)。有關(guān)的稱為可壓縮流體，無關(guān)的稱為不可壓縮流體。伯努利方程的物理意義流體流動中的位能、壓強(qiáng)能、動能之和保持不變。平均流速流體的平均流速是以體積流量相同為原則的。動能校正因子實(shí)際動能之平均值與平均速度之動能的比值。均勻分布同一橫截面上流體速度相同。均勻流段各流線都是平行的直線并與截面垂直,在定態(tài)流動條件下該截面上的流體沒有加速度,故沿該截面勢能分布應(yīng)服從靜力學(xué)原理。層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是否存在流體速度u、壓強(qiáng)p的脈動性，即是否存在流體質(zhì)點(diǎn)的脈動性。第二章流體輸送機(jī)械管路特性方程管路對能量的需求，管路所需壓頭隨流量的增加而增加。輸送機(jī)械的壓頭或揚(yáng)程流體輸送機(jī)械向單位重量流體所提供的能量(J/N)。離心泵主要構(gòu)件葉輪和蝸殼。離心泵理論壓頭的影響因素離心泵的壓頭與流量，轉(zhuǎn)速，葉片形狀及直徑大小有關(guān)。葉片后彎原因使泵的效率高。氣縛現(xiàn)象因泵內(nèi)流體密度小而產(chǎn)生的壓差小，無法吸上液體的現(xiàn)象。離心泵特性曲線離心泵的特性曲線指Hｅ～qV，η～qV，Pａ～qV。離心泵工作點(diǎn)管路特性方程和泵的特性方程的交點(diǎn)。離心泵的調(diào)節(jié)手段調(diào)節(jié)出口閥，改變泵的轉(zhuǎn)速。汽蝕現(xiàn)象液體在泵的最低壓強(qiáng)處(葉輪入口)汽化形成氣泡，又在葉輪中因壓強(qiáng)升高而潰滅，造成液體對泵設(shè)備的沖擊，引起振動和侵蝕的現(xiàn)象。必需汽蝕余量(NPSH)r泵入口處液體具有的動能和壓強(qiáng)能之和必須超過飽和蒸汽壓強(qiáng)能多少離心泵的選型(類型、型號)①根據(jù)泵的工作條件，確定泵的類型；②根據(jù)管路所需的流量、壓頭，確定泵的型號。正位移特性流量由泵決定，與管路特性無關(guān)。往復(fù)泵的調(diào)節(jié)手段旁路閥、改變泵的轉(zhuǎn)速、沖程。離心泵與往復(fù)泵的比較(流量、壓頭)前者流量均勻，隨管路特性而變，后者流量不均勻，不隨管路特性而變。前者不易達(dá)到高壓頭，后者可達(dá)高壓頭。前者流量調(diào)節(jié)用泵出口閥，無自吸作用，啟動時關(guān)出口閥；后者流量調(diào)節(jié)用旁路閥，有自吸作用，啟動時開足管路閥門。通風(fēng)機(jī)的全壓、動風(fēng)壓通風(fēng)機(jī)給每立方米氣體加入的能量為全壓(Pa=J/m3)，其中動能部分為動風(fēng)壓。真空泵的主要性能參數(shù)①極限真空；②抽氣速率。第三章液體的攪拌攪拌目的均相液體的混合，多相物體(液液，氣液，液固)的分散和接觸，強(qiáng)化傳熱。攪拌器按工作原理分類攪拌器按工作原理可分為旋槳式，渦輪式兩大類。旋槳式大流量，低壓頭；渦輪式小流量，高壓頭。混合效果攪拌器的混合效果可以用調(diào)勻度、分隔尺度來度量。宏觀混合總體流動是大尺度的宏觀混合；強(qiáng)烈的湍動或強(qiáng)剪切力場是小尺度的宏觀混合。微觀混合只有分子擴(kuò)散才能達(dá)到微觀混合。總體流動和強(qiáng)剪切力場雖然本身不是微觀混合，但是可以促進(jìn)微觀混合，縮短分子擴(kuò)散的時間。攪拌器的兩個功能產(chǎn)生總體流動；同時形成湍動或強(qiáng)剪切力場。改善攪拌效果的工程措施改善攪拌效果可采取增加攪拌轉(zhuǎn)速、加擋板、偏心安裝攪拌器、裝導(dǎo)流筒等措施。第四章流體通過顆粒層的流動非球形顆粒的當(dāng)量直徑球形顆粒與實(shí)際非球形顆粒在某一方面相等，該球形的直徑為非球形顆粒的當(dāng)量直徑，如體積當(dāng)量直徑、面積當(dāng)量直徑、比表面積當(dāng)量直徑等。形狀系數(shù)等體積球形的表面積與非球形顆粒的表面積之比。分布函數(shù)小于某一直徑的顆粒占總量的分率。頻率函數(shù)某一粒徑范圍內(nèi)的顆粒占總量的分率與粒徑范圍之比。顆粒群平均直徑的基準(zhǔn)顆粒群的平均直徑以比表面積相等為基準(zhǔn)。因?yàn)轭w粒層內(nèi)流體為爬流流動，流動阻力主要與顆粒表面積的大小有關(guān)。床層比表面單位床層體積內(nèi)的顆粒表面積。床層空隙率單位床層體積內(nèi)的空隙體積。數(shù)學(xué)模型法的主要步驟數(shù)學(xué)模型法的主要步驟有①簡化物理模型②建立數(shù)學(xué)模型③模型檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)確定模型參數(shù)。架橋現(xiàn)象盡管顆粒比網(wǎng)孔小，因相互擁擠而通不過網(wǎng)孔的現(xiàn)象。過濾常數(shù)及影響因素過濾常數(shù)是指K、qe。K與壓差、懸浮液濃度、濾餅比阻、濾液粘度有關(guān)；qe與過濾介質(zhì)阻力有關(guān)。它們在恒壓下才為常數(shù)。過濾機(jī)的生產(chǎn)能力濾液量與總時間(過濾時間和輔助時間)之比。最優(yōu)過濾時間使生產(chǎn)能力達(dá)到最大的過濾時間。加快過濾速率的途徑①改變?yōu)V餅結(jié)構(gòu)；②改變顆粒聚集狀態(tài)；③動態(tài)過