化工的原理知識(shí)點(diǎn)的總結(jié)整理

實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案一、流體力學(xué)及其輸送1.單元操作：物理化學(xué)變化的單個(gè)操作過(guò)程，如過(guò)濾、蒸餾、萃取。2.四個(gè)基本概念：物料衡算、能量衡算、平衡關(guān)系、過(guò)程速率。3.牛頓粘性定律：F=±τA=±μAdu/dy，(F：剪應(yīng)力；A：面積；μ：粘度；du/dy：速度梯度)。4.兩種流動(dòng)形態(tài)：層流和湍流。流動(dòng)形態(tài)的判據(jù)雷諾數(shù)Re=duρ/μ；層流—2000—過(guò)渡—4000—湍流。當(dāng)流體層流時(shí)，其平均速度是最大流速的1/2。5.連續(xù)性方程：A1u1=A2u2；伯努力方程：gz+p/ρ+1/2u2=C。6.流體阻力=沿程阻力+局部阻力；范寧公式：沿程壓降：pf=λlρu2/2d，沿程阻力：Hf=pf/ρg=λlu2/2dg(λ：摩擦系數(shù))；層流時(shí)λ=64/Re，湍流時(shí)λ=F(Re，ε/d)，(ε：管壁粗糙度)；局部阻力hf=ξu2/2g，(ξ：局部阻力系數(shù)，情況不同計(jì)算方法不同)7.流量計(jì)：變壓頭流量計(jì) (測(cè)速管、孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì) )；變截面流量計(jì)?？装辶髁坑?jì)的特點(diǎn)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，安裝方便，得到廣泛的使用。其不足之處在于局部阻力較大，孔口邊緣容易被流體腐蝕或磨損，因此要定期進(jìn)行校正，同時(shí)流量較小時(shí)難以測(cè)定。轉(zhuǎn)子流量計(jì)的特點(diǎn)——恒壓差、變截面。8.離心泵主要參數(shù)：流量、壓頭、效率（容積效率 v：考慮流量泄漏所造成的能量損失；水力效率 H：考慮流動(dòng)阻力所造成的能量損失； 機(jī)械效率 m：考慮軸承、密封填料和輪盤(pán)的摩擦損失。 ）、軸功率；工作點(diǎn)(提供與所需水頭一致 )；安裝高度(氣蝕現(xiàn)象，氣蝕余量 )；泵的型號(hào)(泵口直徑和揚(yáng)程 )；氣體輸送機(jī)械：通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、真空泵。9.常溫下水的密度 1000kg/m3, 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣密度 1.29kg/m31atm=101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=760mmHg（1）被測(cè)流體的壓力>大氣壓表壓=絕壓－大氣壓（2）被測(cè)流體的壓力<大氣壓真空度=大氣壓－絕壓=－表壓10.管路總阻力損失的計(jì)算lu2lleu2lleu2hfhfh'fd2d2d2精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案離心泵的構(gòu)件:葉輪、泵殼（蝸殼形）和軸封裝置離心泵的葉輪閉式效率最高，適用于輸送潔凈的液體。半閉式和開(kāi)式效率較低，常用于輸送漿料或懸浮液。氣縛現(xiàn)象：貯槽內(nèi)的液體沒(méi)有吸入泵內(nèi)。汽蝕現(xiàn)象：泵的安裝位置太高，葉輪中各處壓強(qiáng)高于被輸送液體的飽和蒸汽壓。原因（①安裝高度太高②被輸送流體的溫度太高，液體蒸汽壓過(guò)高；③吸入管路阻力或壓頭損失太高）各種泵：耐腐蝕泵:輸送酸、堿及濃氨水等腐蝕性液體往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)（1）正位移泵流量只與泵的幾何尺寸和轉(zhuǎn)速有關(guān)，與管路特性無(wú)關(guān)，壓頭與流量無(wú)關(guān)，受管路的承壓能力所限制，這種特性稱為正位移性，這種泵稱為正位移泵。往復(fù)泵是正位移泵之一。正位移泵不能采用出口閥門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)流量，否則流量急劇上升，導(dǎo)致示損壞。（2）往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)第一，旁路調(diào)節(jié)，如圖2-28所示，采用旁路閥調(diào)節(jié)主管流量，但泵的流量是不變的。第二，改變曲柄轉(zhuǎn)速和活塞行程。使用變速電機(jī)或變速裝置改變曲柄轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)節(jié)流量，使用蒸汽機(jī)則更為方便。改變活塞行程則不方便。流體輸送機(jī)械分類(lèi)離心泵特性曲線：精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案流體輸送機(jī)械特點(diǎn)：速度式流體輸送機(jī)器的特點(diǎn)(1)由于速度式流體輸送機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，摩擦損失小，適合高速旋轉(zhuǎn)，所以速度式流體輸送機(jī)械轉(zhuǎn)速高、流量大、功率大。? (2)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，排氣穩(wěn)定、均勻，一般可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 1~3 年而不需要停機(jī)檢修。(3)速度式流體輸送機(jī)械的零部件少，結(jié)構(gòu)緊湊。? (4)由于單級(jí)壓力比不高，故不適合在太小的流量或較高的壓力（ >70MPa ）下工作。2.容積式流體輸送機(jī)械的特點(diǎn)? (1)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的尺寸確定后， 工作腔的容積變化規(guī)律也就確定了， 因此機(jī)械轉(zhuǎn)速改變對(duì)工作腔容積變化規(guī)律不發(fā)生直接的影響，故機(jī)械工作的穩(wěn)定性較好。(2)流體的吸入和排出是靠工作腔容積變化，與流體性質(zhì)關(guān)系不大，故容易達(dá)到較高的壓力。(3)容積式機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易于損壞的零件多。而且往復(fù)質(zhì)量的慣性力限制了機(jī)械轉(zhuǎn)速的提高。此外，流體吸入和排出是間歇的，容易引起液柱及管道的振動(dòng)。流體體積隨壓力變化而改變的性質(zhì)稱為壓縮性。二、非均相機(jī)械分離1.顆粒的沉降：層流沉降速度 Vt=(ρp-ρ)gdp2/18 μ，(ρp-ρ：顆粒與流體密度差，μ：流體粘度 )；重力沉降(沉降室，精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案H/v=L/u ，多層；增稠器，以得到稠漿為目的的沉淀 )；離心沉降(旋風(fēng)分離器)。2.過(guò)濾：深層過(guò)濾和濾餅過(guò)濾 (常用，助濾劑增加濾餅剛性和空隙率 )；分類(lèi)：壓濾、離心過(guò)濾，間歇、連續(xù)；濾速的康采尼方程：u=( p/Lμ)ε3/5a2(1- ε)2，(ε：濾餅空隙率；a：顆粒比表面積； L：層厚)。3．過(guò)濾介質(zhì)：過(guò)濾過(guò)程所用的多孔性介質(zhì)稱為過(guò)濾介質(zhì)， 過(guò)濾介質(zhì)應(yīng)具有下列特性： 多孔性、孔徑大小適宜、耐腐蝕、耐熱并具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。4.助濾劑：若濾漿中所含固體顆粒很小，或者所形成的濾餅孔道很小，又若濾餅可壓縮，隨著過(guò)濾進(jìn)行，濾餅受壓變形，都使過(guò)濾阻力很大而導(dǎo)致過(guò)濾困難。可采用助濾劑以改善濾餅的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)其剛性。常用的助濾劑有：硅藻土、K2pdqKru2(qqe)纖維粉末、活性炭、石棉等d5.過(guò)濾速率基本方程恒速過(guò)2濾，恒壓過(guò)濾V22VVeKA2q2qqeK6.過(guò)濾設(shè)備：板框壓濾機(jī)（間歇操作，構(gòu)造簡(jiǎn)單，過(guò)濾面積大而占地省，過(guò)濾壓力高（可達(dá) 1.5MPa 左右），便于用耐腐蝕性材料制造，便于洗滌。它的缺點(diǎn)是裝卸、清洗勞動(dòng)強(qiáng)度較大。）、葉濾機(jī)（葉濾機(jī)也是間歇操作設(shè)備，具有過(guò)濾推動(dòng)力大、單位地面所容納的過(guò)濾面積大、濾餅洗滌較充分等優(yōu)點(diǎn)。其生產(chǎn)能力比板框壓濾機(jī)大，而且機(jī)械化程度高，勞動(dòng)力較省，密閉過(guò)濾，操作環(huán)境較好。其缺點(diǎn)是構(gòu)造較復(fù)雜、造價(jià)較高。）、廂式壓濾機(jī)、轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)（操作連續(xù)、自動(dòng)）7.自由沉降:單個(gè)顆粒在流體中的沉降過(guò)程稱。干擾沉降：若顆粒數(shù)量較多，相互間距離較近，則顆粒沉降時(shí)相互間會(huì)干擾，稱為干擾沉降。8.影響因素：當(dāng)顆粒濃度增加，沉降速度減少。容器的壁和底面，沉降速度減少。非球形的沉降速度小于球形顆粒的沉降速度。9.流態(tài)化是一種使固體顆粒通過(guò)與流體接觸而轉(zhuǎn)變成類(lèi)似于流體狀態(tài)的操作。分三個(gè)階段： (1)固定床階段：流體通過(guò)顆粒床層的表觀速度 u較低，使顆?？障吨辛黧w的真實(shí)速度 u1小于顆粒的沉降速度 ut，則顆?；旧媳３朱o止不動(dòng)，顆粒層為固定床。流化床階段 ：在一定的表觀速度下，顆粒床層膨脹到一定程度后將不再膨脹，此時(shí)顆粒懸浮于流體精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案中，床層有一個(gè)明顯的上界面，與沸騰水的表面相似，這種床層稱為流化床。 （散式流態(tài)化，聚式流態(tài)化） 。(3)顆粒輸送階段：如果繼續(xù)提高流體的表觀速度 u，使真實(shí)速度 u1大于顆粒的沉降速度 ut，則顆粒將被氣流所帶走，此時(shí)床層上界面消失，這種狀態(tài)稱為氣力輸送。10.氣力輸送的優(yōu)點(diǎn)1）系統(tǒng)封閉，避免物料飛揚(yáng)，減少物料損失，改善勞動(dòng)條件。2）輸送管路不限制，即使在無(wú)法鋪設(shè)道路或安裝輸送機(jī)械的地方，使用氣力輸送更加方便。3）設(shè)備緊湊，易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、自動(dòng)化操作，便于同連續(xù)化工生產(chǎn)相銜接。4）在氣力輸送過(guò)程中可同時(shí)進(jìn)行粉料的干燥、粉碎、冷卻、加料等操作。三、傳熱1.傳熱方式：熱傳導(dǎo) (傅立葉定律)、對(duì)流傳熱(牛頓冷卻定律 )、輻射傳熱(四次方定律)；熱交換方式：間壁式傳熱、混合式傳熱、蓄熱體傳熱 (對(duì)蓄熱體的周期性加熱、冷卻 )。2.傅立葉定律：dQ=- λdA ，(Q：熱傳導(dǎo)速率； A：等溫面積；λ：比例系數(shù)； ：溫度梯度)；λ與溫度的關(guān)系：λ=λ0(1+at)，(a：溫度系數(shù))。3.不同情況下的熱傳導(dǎo)：?jiǎn)螌悠奖冢?Q=(t1-t2)/[b/(CmA)]= 溫差/熱阻，(b：壁厚；Cm=(λ1-λ2)/2)；多層平壁：Q=(t1-tn+1)/[bi/( λiA)]；單層圓筒：Q=(t1-t2)/[b/( λAm)]，(A：圓筒側(cè)面積，C=(A2-A1)/ln(A2/A1)) ；多層圓筒：Q=2πL(t1-tn+1)/[1/ λi[ln(ri+1/ri)] 。4.對(duì)流傳熱類(lèi)型：強(qiáng)制對(duì)流傳熱(外加機(jī)械能)、自然對(duì)流傳熱、(溫差導(dǎo)致)、蒸汽冷凝傳熱 (冷壁)、液體沸騰傳熱 (熱壁)，前兩者無(wú)相變，后兩者有相變；牛頓冷卻定律： dQ=hdA t，( t＞0；h：傳熱系數(shù))。5.吸收率A+反射率R+透射率D=1；黑體A=1，鏡體R=1，透熱體 D=1，灰體A+R=1；總輻射能E=Eλdλ，(Eλ：?jiǎn)紊椛淠埽沪耍翰ㄩL(zhǎng))；四次方定律：E=C(T/100)4= εC0(T/100)4 ，(C：灰體輻射常數(shù)； C0：黑體輻射常數(shù)；ε=C/C0：發(fā)射率或黑度 )；兩物體輻射傳熱：Q1-2=C1-2 φA[(T1/100)4-(T2/100)4] ，(φ：角系數(shù)；A：輻射面積；C1-2=1/[(1/C1)+(1/C2)-(1/C0)])精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案6.總傳熱速率方程： dQ=KmdA ，(dQ：微元傳熱速率； Km：總傳熱系數(shù)； A：傳熱面積)；1/K=1/h1+bA1/ λAm+A1/h2A2 ，(h1，h2：熱、冷流體表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) )。7.換熱器：夾套換熱器、蛇管式換熱器、套管式換熱器、列管式換熱器。8、（1）強(qiáng)化傳熱 為了使物料滿足所要求的操作溫度進(jìn)行的加熱或冷卻，希望熱量以所期望的速率進(jìn)行傳遞；（2）削弱傳熱：為了使物料或設(shè)備減少熱量散失，而對(duì)管道或設(shè)備進(jìn)行保溫或保冷。9.熱傳導(dǎo)物體各部分之間不發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的熱量傳遞稱為熱傳導(dǎo)，又稱導(dǎo)熱。對(duì)流傳熱：對(duì)流僅發(fā)生于流體中，它是指由于流體的宏觀運(yùn)動(dòng)使流體各部分之間發(fā)生相對(duì)位移而導(dǎo)致的熱量傳遞過(guò)程。內(nèi)部流動(dòng)強(qiáng)制對(duì)流傳熱外部流動(dòng)大空間自然對(duì)流無(wú)相變自然對(duì)流傳熱有限空間自然對(duì)流混合對(duì)流傳熱對(duì)流傳熱大容器沸騰沸騰傳熱管內(nèi)沸騰有相變管外冷凝冷凝傳熱管內(nèi)冷凝11.傳熱的基本方式:（1）熱傳導(dǎo)（2）對(duì)流傳熱—熱對(duì)流（3）輻射傳熱13.影響冷凝傳熱的因素和冷凝傳熱的強(qiáng)化① 流體物性：冷凝液 、 、 ；潛熱r→ ②溫差：液膜層流流動(dòng)時(shí)， t=ts－tW ， , ③不凝氣體：不凝氣體的存在會(huì)導(dǎo)致 （1%不凝氣可使 60%），所以應(yīng)該定期排放④蒸汽流速與流向 (u>10m/s) ：蒸汽與液膜同向時(shí) u , ；反向時(shí)u , ；u 時(shí) (無(wú)論方向)。因此蒸汽精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案進(jìn)口一般設(shè)在換熱器上部，以避免蒸汽與液膜逆向流動(dòng)使 。⑤蒸汽過(guò)熱：包括冷卻和冷凝兩個(gè)過(guò)程。⑥ 冷凝面的形狀和位置：以減少冷凝液膜的厚度并 作為目的。垂直板或管：可開(kāi)縱向溝槽；水平管束：可采用錯(cuò)列。14.導(dǎo)熱系數(shù) 的物理意義：表示溫度梯度為 1K/m 或1℃/m時(shí)，單位時(shí)間通過(guò)單位面積的熱量。即：?jiǎn)挝粶囟忍荻?(1 kt)下的熱通量。 0為固體在 0℃時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)， k為溫度系數(shù)，1/℃,對(duì)大多數(shù)金屬材料為負(fù)值，對(duì)大多數(shù)非金屬固體材料為正值。15.在物體邊界上，傳熱邊界條件可分為以下三類(lèi)： (1)已知物體邊界壁面的溫度，稱為第一類(lèi)邊界條件； (2)已知物體L邊界壁面的熱通量值，稱為第二類(lèi)邊界條件；已知物體壁面處的對(duì)流傳熱條件，稱為第三類(lèi)邊界條件。16.準(zhǔn)數(shù)的定義與物理意義：努塞爾準(zhǔn)數(shù)（ Nusselt），Nu: 對(duì)流傳熱與厚度為 L的流體層內(nèi)的熱傳導(dǎo)之比。努塞爾數(shù)越大，對(duì)流傳熱的傳熱uL強(qiáng)度也uL越大。它反映了固體壁面處的無(wú)因次溫度梯度的大小。雷諾準(zhǔn)數(shù)（Reynold），Re: 慣性力與粘性力之比。雷諾數(shù)小，表示流體的粘性力起控制作用，抑制流層的cp擾動(dòng)，隨著雷諾數(shù)的增大，流體中流體微團(tuán)a的擾動(dòng)加劇，壁面處的溫度梯度增大，對(duì)流傳熱系數(shù)增大。普朗特準(zhǔn)數(shù)（Prandtl），Pr: 動(dòng)量擴(kuò)散與熱量擴(kuò)散之比。它表征了流體的動(dòng)量傳遞能力與熱量傳遞能力的格拉曉夫準(zhǔn)數(shù)（ Grashof），Gr:浮升力與粘性力之比 。它反映了由于流體中溫度差引起密度差所導(dǎo)致的浮升力對(duì)對(duì)流傳熱的影響。它在自然對(duì)流中的作用與強(qiáng)制對(duì)流中雷諾數(shù)的作用相當(dāng)。蒸汽與低于飽和溫度的壁面接觸時(shí)有膜狀冷凝和珠狀冷凝兩種影響沸騰傳熱的因素及強(qiáng)化途徑：①液體的性質(zhì)：②溫差：③操作壓強(qiáng)：④加熱面：輻射：物體通過(guò)電磁波來(lái)傳遞能量的過(guò)程。熱輻射：物體由于熱的原因以電磁波的形式向外發(fā)射能量的過(guò)程。20.熱輻射=反射+吸收+穿透（黑體，白體，透熱體，灰體）EE021.物體的黑度：指同溫度下物體與黑體輻射能力之比。僅與自身特性有關(guān)。E0oT4C0(T)422.斯蒂芬—波爾茨曼定律100gtL32gL3tE1EEbf(T)2210──黑體輻射常數(shù)，=5.67×10-8W/(m2.K4)；克?；舴蚨桑壕饰臋n實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案C0──黑體輻射系數(shù)，=5.67W/(m2.K4)落到表面Aj上的由表面Ai發(fā)出的輻射能ij由表面Ai發(fā)出的總輻射能角系數(shù)23.氣體的熱輻射具有以下兩個(gè)主要特點(diǎn)：（1）氣體的輻射和吸收對(duì)波長(zhǎng)具有強(qiáng)烈的選擇性（ 2）氣體的輻射和吸收是在整個(gè)容積內(nèi)進(jìn)行傳熱三步:（1）熱流體以對(duì)流傳熱方式將熱量傳給固體壁面；（2）熱量以熱傳導(dǎo)方式由間壁的熱側(cè)面?zhèn)鞯嚼鋫?cè)面；（3）冷流體以對(duì)流傳熱方式將間壁傳來(lái)的熱量帶走。熱量衡算方程反映了冷、熱流體在傳熱過(guò)程中溫度變化的相互關(guān)系。根據(jù)能量守恒原理，在傳熱過(guò)程中，若忽略熱Q mh(Hh1 Hh2) mc(Hc2 Hc1)損失，單位時(shí)間內(nèi)熱流體放出的熱量等于冷流體所吸收的熱量。熱量衡算方程傳熱過(guò)程的平均溫差計(jì)算：恒溫差傳熱，變溫差傳熱按照冷、熱流體之間的相對(duì)流動(dòng)方向，流體之間作垂直交叉的流動(dòng)，稱為錯(cuò)流；如一流體只沿一個(gè)方向流動(dòng)，而另一流體反復(fù)地折流，使兩側(cè)流體間并流和逆流交替出現(xiàn)，這種情況稱為簡(jiǎn)單折流。不同流動(dòng)排布型式的比較：進(jìn)出口溫度條件相同時(shí)，逆流的平均溫差最大，并流的平均溫差最小，對(duì)于其他的流動(dòng)排布型式，其平均溫差介于兩者之間。在實(shí)際的換熱器中應(yīng)盡量采用逆流流動(dòng)，而避免并流流動(dòng)。但是在一些特殊場(chǎng)QQmax合下仍采用并流流動(dòng)，以滿足特定的生產(chǎn)工藝需要。采用折流和其他復(fù)雜流動(dòng)的目的是為了提高傳熱系數(shù)，然而其代價(jià)是減小了平均傳熱溫差。29.換熱器傳熱效率 e的定義為實(shí)際傳熱速率 Q與理論上可能的最大傳熱速率 Qmax之比四、質(zhì)量傳遞基礎(chǔ)1.質(zhì)量傳遞（簡(jiǎn)稱傳質(zhì)）是指物質(zhì)從一處向另一處轉(zhuǎn)移，包括相內(nèi)傳質(zhì)和相際傳質(zhì)兩類(lèi)，前者發(fā)生在同一個(gè)相內(nèi)，后者則涉及不同的兩相。2.（1）氣（汽）－液系統(tǒng)：吸收：混合氣體中可溶組分由氣相傳遞到液相溶劑中的過(guò)程。解吸：為吸收的逆過(guò)程。蒸餾：不同物質(zhì)在氣液兩相間的相互轉(zhuǎn)移。氣體增 (減）濕：濕分由液相（氣相）向氣相（液相）轉(zhuǎn)移。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案2）液-液系統(tǒng)：萃?。喝苜|(zhì)由一液相轉(zhuǎn)入另一液相。這是在液體混合物中加入另一不相溶的液相物質(zhì)，使原混合物組分在兩液相中重新分配的過(guò)程。3）氣（汽）－液系統(tǒng)：吸收：混合氣體中可溶組分由氣相傳遞到液相溶劑中的過(guò)程。解吸：為吸收的逆過(guò)程。蒸餾：不同物質(zhì)在氣液兩相間的相互轉(zhuǎn)移。氣體增(減）濕：濕分由液相（氣相）向氣相（液相）轉(zhuǎn)移。4）氣－固系統(tǒng)：干燥：加入熱量使液體氣化，從固體的表面或內(nèi)部轉(zhuǎn)入氣相。吸附：物質(zhì)由氣相趨附于固體表面（主要是多孔性固體的內(nèi)表面），吸附平衡是過(guò)程進(jìn)行的極限。3.費(fèi)可定律：實(shí)驗(yàn)表明，在二元混合物（ A+B）中，組分的擴(kuò)散通量與其濃度梯度成正比，這個(gè)關(guān)系稱為費(fèi)克（ Fick）定律。4.化學(xué)反應(yīng)可分為兩類(lèi)：一類(lèi)是在整個(gè)相內(nèi)均勻發(fā)生的反應(yīng)，稱為均相反應(yīng)；另一類(lèi)則是局限在某個(gè)特定區(qū)域內(nèi)的反應(yīng)，它可以是在相的內(nèi)部，也可以在邊界上，稱為非均相反應(yīng)。5.對(duì)流傳質(zhì)通常指運(yùn)動(dòng)流體與固體壁面（或兩股直接接觸的流體之間）間的質(zhì)量傳遞，是相際傳質(zhì)的基礎(chǔ)。一般情況下，傳質(zhì)設(shè)備中流體的流動(dòng)形態(tài)多為湍流。6.傳質(zhì)過(guò)程應(yīng)用的設(shè)備有多種類(lèi)型，其主要功能是給傳質(zhì)的兩相（或多相）提供良好的接觸機(jī)會(huì)，包括增大相界面面積和增強(qiáng)湍動(dòng)強(qiáng)度，主要有填料塔和板式塔。7.板式塔：有害因素：空間上的反向流動(dòng)：泡沫夾帶（增大板間距） 、氣泡夾帶（增大降液管長(zhǎng)度） ；空間上的不均勻流動(dòng)：氣體，液體。如何提高效率： 《1》合理選擇塔板孔徑和開(kāi)口率造成適宜氣液接觸狀態(tài)《 2》設(shè)置傾斜的進(jìn)氣裝置塔板壓降：塔板上下對(duì)應(yīng)位置的壓力差（新型：泡罩塔板、浮閥塔板、篩孔塔板、舌型塔板、網(wǎng)型塔板、垂直塔板）8.填料塔：主要特性數(shù)據(jù)：比表面積、孔隙率、添填料的幾何形狀（拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、矩鞍型填料、階梯環(huán)添料）9.填料塔操作范圍小，對(duì)液體負(fù)荷變化敏感；不易處理易聚合或含有固體懸浮物的物料；反應(yīng)過(guò)程中需要冷卻時(shí)，填料塔復(fù)雜，有側(cè)線出料時(shí)，填料塔不如板式塔方便；板式塔設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便安全；填料塔小時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低；易起泡物系、腐蝕性物系、熱敏性物系，填料塔更合適；填料塔壓降比板式塔小，真空操作方便。五、氣體吸收精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案1.吸收是將氣體混合物與適當(dāng)?shù)囊后w接觸，利用個(gè)組。分在液體中溶解度的差異而使氣體中不同組分分離的操作?；旌蠚怏w中，能夠溶解于液體中的組分稱為吸收質(zhì)或溶質(zhì)；不能溶解的組分稱為惰性氣體；吸收操作所用的溶劑稱為吸收劑；溶有溶質(zhì)的溶液稱為吸收液或簡(jiǎn)稱溶液； 派出的氣體稱為吸收尾氣。 （分物理吸收——煤氣脫苯， 化學(xué)吸收——二氧化碳碳酸鉀）2.吸收操作是氣體混合物的主要分離方法，化工生產(chǎn)。中它有以下幾種具體的應(yīng)用：１．化工產(chǎn)品２．分離氣體混合物３．從氣體中回收有用組分４．氣體凈化 (原料氣的凈化和尾氣、廢氣的凈化 )５．生化工程。一個(gè)完整地吸收分離過(guò)程一般包括吸收和解吸兩部分。3.溶劑的選擇：（1）溶劑應(yīng)對(duì)氣體中被分離組分有較大溶解度； （2）溶劑對(duì)其他組分的溶解度要?。?3）溶質(zhì)在溶劑中的溶解度對(duì)溫度變化敏感（4）容積蒸汽壓低，減少回收時(shí)的損失（5）溶劑有較好的化學(xué)穩(wěn)定性（6）溶劑有較低的粘度（7）溶劑價(jià)廉，無(wú)腐蝕性、無(wú)毒不易燃。吸收率η=(mA除/mA進(jìn))×100%≈[(y1-y2)/y1]×100%，(y1，y2：進(jìn)塔和出塔混合氣中A的摩爾分?jǐn)?shù))。4．.稀溶液中亨利定律：c*A=HpA，(c*A：溶解度；H：溶解度系數(shù)；pA：氣相分壓)；p*A=ExA，(xA：液相中溶質(zhì)摩爾分?jǐn)?shù)；E：亨利系數(shù))；y*=mx，(平衡常數(shù)m=E/p)；E=ρs/HMs，(ρs，Ms：純?nèi)軇┟芏群拖鄬?duì)分子質(zhì)量)。5.費(fèi)克定律：jA=-DABdcA/dz，(jA：擴(kuò)散速率；DAB：組分A在組分B中的擴(kuò)散系數(shù)；dcA/dz：組分A在擴(kuò)散方向z上的濃度梯度)；等分子擴(kuò)散速率：NA=jA=D(pA,1-pA,2)/RTz；單向擴(kuò)散：NA=D(pA,1-pA,2)p/RTzpB,m，(p/pB,m：漂流因子，pB,m=(pB,2-pB,1)/ln(pB,2/pB,1)，即對(duì)數(shù)平均值)；同理，NA=D(cA,1-cA,2)c/zcB,m。吸收塔操作線方程：qn(L)/qn(V)=(y1-y2)/(x1-x2)，(qn(V)：二元混合氣摩爾流量；qn(L)：液相摩爾流量；x，y：任意一截面液氣相摩爾流量)；最小液氣比[qn(L)/qn(V)]min=(y1-y2)/(x*1-x2),qn(L)/qn(V)=(1.1 —2.0)[qn(L)/qn(V)]min ；低濃度時(shí)填料塔高度 h=qn(V)[dy/(y-y*)]/KyaS=qn(L)[dx/(x*-x)]/KxaS=NOGHOG=NOLHOL ，(K：傳質(zhì)系數(shù)；S：塔截面積；a：?jiǎn)挝惑w積填料有效接觸面積； NOG=[dy/(y-y*)] ：氣相總傳質(zhì)單元數(shù)； HOG=qn(V)/KyaS ：氣相總傳質(zhì)單元高度)；精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案相平衡線為直線時(shí)：NOG=ln[(1-S ’)(y1-mx2)/(y2-mx2)+S ’]/(1-S’)，NOL=ln[(1-A)(y1-mx2)/(y2-mx2)+A]/(1-A) ，(吸收因數(shù)：A=1/S’=qm(V)/mqm(V)) 。7.填料塔：液體上進(jìn)下出，氣體下進(jìn)上出，其中設(shè)有液體在分布器，可使其均勻分布于填料表面，塔頂可按轉(zhuǎn)除末器。填料塔是一種應(yīng)用廣泛的氣液兩相接觸并進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)的塔設(shè)備，可用于吸收（解吸） 、精餾和萃取等分離過(guò)程。填料塔不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且具有阻力小和便于用耐腐蝕材料制造等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于塔直徑較小地情形及處理有腐蝕性的物料或要求壓強(qiáng)較小的真空蒸餾系統(tǒng)，此外，對(duì)于某些液氣比較大的蒸餾或吸收操作，也宜采用填料塔。 （氣液逆流流動(dòng)，增加傳質(zhì)推動(dòng)力）表征填料特性的主要參數(shù)有： 1．比表面積； 2．空隙度；3．單位堆體積內(nèi)的填料數(shù)目 n；4．堆積密度； 5．干填料因子及填料因子； 6．機(jī)械強(qiáng)度及化學(xué)穩(wěn)定性8.六、蒸餾1.蒸餾分類(lèi)：操作方式：連續(xù)蒸餾、間歇蒸餾；對(duì)分離的要求：簡(jiǎn)單蒸餾、平衡蒸餾 (閃蒸)、精餾、特殊精餾（精餾還包括水蒸氣精餾、間歇精餾、恒沸精餾、萃取精餾、反應(yīng)精餾） ；壓力：常壓蒸餾、加壓蒸餾、減壓蒸餾；組分：雙組分蒸餾和多組分蒸餾 (精餾)，常用精餾塔。精餾，加壓提高蒸汽冷凝溫度，降壓降低沸點(diǎn)溫度。2.雙組分溶液氣液相平衡：液態(tài)泡點(diǎn)方程： xA=[p-pB(t)]/[pA(t)-pB(t)] ，(xA：液態(tài)組分 A的摩爾分?jǐn)?shù)；p(t)：壓強(qiáng)關(guān)于溫度的函數(shù))；氣態(tài)露點(diǎn)方程： yA=pA/p=[pA(t)/p] ×[p-pB(t)]/[pA(t)-pB(t)] ；平衡常數(shù)KA=yA/xA ，理想溶液： KA=p°A/p，即組分飽和蒸氣壓和總壓之比；揮發(fā)度：υA=pA/xA ，相對(duì)揮發(fā)度：αAB=υA/υB，最終可導(dǎo)出氣液平衡方程： y=αx/[1+(a-1)x] ；氣液平衡相圖： p-x圖(等溫)、t-x(y)圖(等壓)、x-y圖。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案3.平衡蒸餾：qn(F)，xF加熱至泡點(diǎn)以上 tF，減壓氣化，溫度達(dá)到平衡溫度 te，兩相平衡 qn(D)，yD和qn(W)，xW；物料衡算：yD=qxW/(q-1)-xF/(q-1) ，(液化率：q=qn(W)/qn(F)) ；熱量衡算：tF=te+(1-q) γ/Cp,m，(Cp,m：原液的摩爾定壓熱容； γ：原液的摩爾氣化潛熱 )；平衡關(guān)系：yD=αxW/[1+( α-1)xW]。4.簡(jiǎn)單蒸餾：持續(xù)加熱至釜液組成和餾出液組成達(dá)到規(guī)定時(shí)停止；關(guān)系式：ln[n(F)/n(W)]={ln(xF/xW)- αln[(1-xF)/(1-xW)]}/( α-1)；總物料衡算：n(F)=n(W)+n(D) ；易揮發(fā)組分衡算： n(F)xF=n(W)xW+n(D)xD ；推出：xD=[n(F)xF-n(W)xW]/[n(F)-n(W)] 。5.精餾：多次部分氣化部分冷凝 (連續(xù)、間歇)，泡點(diǎn)不同采取不同的壓力操作，塔板數(shù)從上至下記；塔頂易揮發(fā)組分回收率：ηD=qn(D)xD/qn(F)xF×100%，釜中不易揮發(fā)組分回收率：ηW=qn(W)(1-xW)/[qn(F)(1-xF)]×100%；精餾段總物料衡算：qn(V)=qn(D)+qn(L)；精餾段易揮發(fā)組分衡算：qn(V)yn+1=qn(D)xD+qn(L)xn；(V：各層上升蒸汽量；D：塔頂餾出液量；L：各板下降的液量；yn+1：第n+1塊板上升的蒸汽中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)；xn：第n塊板下降的液體中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù))，精餾段操作線方程：yn+1=Rxn/(R+1)+xD/(R+1)，(回流比R=qn(L)/qn(D))；提餾段總物料衡算：qn(L’)=qn(V’)+qn(W)；提餾段易揮發(fā)組分衡算：qn(L’)x’m=qn(V’)y’m+1+qn(W)xW；(W：釜液量)，提餾段操作線方程：y’m+1=qn(L’)x’m/qn(V’)-qn(W)xW/qn(V’)；總的物料衡算：qn(F)+qn(V’)+qn(L)=qn(V)+qn(L’)，乘上各焓值Hx即為熱量衡算，qn(V)=qn(V’)+(1-q)qn(F)，(精餾進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)q=(HV-HF)/(HV-HL)，即單位原料液變?yōu)轱柡驼羝枰臒崃颗c單位原料液潛熱之比)；進(jìn)料方程：y=qx/(q-1)-xF/(q-1)；理論塔板的計(jì)算逐板法和圖解法，回流比R增大理論塔板數(shù)減小，解析法：全回流理論塔板數(shù)Nmin={lg[xD(1-xw)/[xw(1-xD)]]}/lgam-1，(am：全塔平均揮發(fā)度)；最小回流比Rmin=(xD-yq)/(yq-xq)，(xq，yq：進(jìn)料時(shí))，R實(shí)=(1.1—2.0)Rmin；全塔效率ET為理論塔板數(shù)與實(shí)際塔板數(shù)之比；精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案間歇精餾：分批精餾，一次進(jìn)料待釜液達(dá)到指定組成后，放出殘液，再次加料，用于分離量少而純度要求高的物料，每批精餾氣化物質(zhì)的量 n(V)=(R+1)n(D) ，所需時(shí)間τ=n(V)/qn(V) ；特殊精餾：恒沸精餾 (加第三組分，形成新的低恒沸物，增大相對(duì)揮發(fā)度 )、萃取精餾(加第三組分，增大相對(duì)揮發(fā)度 )、加鹽萃取精餾、分子蒸餾 (針對(duì)高分子量、高沸點(diǎn)、高粘度、熱穩(wěn)定性極差的有機(jī)物 )。6.根據(jù)溶液的蒸汽壓偏離拉烏爾定律的方向，一般可將非理想溶液分成兩大類(lèi)：１、正偏差溶液，２、負(fù)偏差溶液7.精餾回流中，下降也體重的輕組分向氣相傳遞， 上升正其中的重組分向液相傳遞， 塔下半部分完成了重組分的提濃，叫做提餾段。完整的精餾塔包括精餾段和提餾段。增加回流量，提高了上升蒸汽的量，但增加了能耗，突出最小回流比，回流比是塔頂回流量比塔頂產(chǎn)品量的比值。板式塔加料位置在第五塊板效率最高。只有提餾段沒(méi)有精餾段的叫回收塔。8.加入第三組分和原溶液中的某一組份形成最低恒沸物， 以新恒沸物的形式從塔頂蒸出叫做恒沸蒸餾 （糠醛-水），若加入的第三組分僅改變各組分的相對(duì)揮發(fā)度叫做萃取精餾（乙醇 -水）。恒沸精餾的挾帶劑要符合能與混合組分鐘至少一個(gè)形成最低恒沸物，新形成的恒沸物要便于分離，恒沸物中挾帶劑的含量要少。萃取精餾添加劑要選擇性高、揮發(fā)性小，與原溶液可以很好的互溶。相比較，萃取精餾添加劑的選擇范圍廣，不用形成汽化物從塔頂蒸出能耗少，但其需要連續(xù)不斷的加入，不能用于間歇精餾。9.多組分精餾，獲得 n個(gè)產(chǎn)物需要 n+1 個(gè)塔。五、吸收1.吸收劑的要求：對(duì)溶質(zhì)的溶解度大，對(duì)其他成分溶解度小、易于再生、不易揮發(fā)、粘度低、無(wú)腐蝕性、無(wú)毒不易燃、價(jià)低，吸收率η=(mA 除/mA 進(jìn))×100%≈[(y1-y2)/y1] ×100%，(y1，y2：進(jìn)塔和出塔混合氣中 A的摩爾分?jǐn)?shù))。2.稀溶液中亨利定律： c*A=HpA ，(c*A：溶解度；H：溶解度系數(shù)； pA：氣相分壓)；p*A=ExA，(xA：液相中溶質(zhì)摩爾分?jǐn)?shù)；E：亨利系數(shù))；y*=mx ，(平衡常數(shù) m=E/p) ；E=ρs/HMs，(ρs，Ms：純?nèi)軇┟芏群拖鄬?duì)分子質(zhì)量 )。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案六、干燥1.絕對(duì)濕度δ=0.622pV/(p-pV) ，(pV：水蒸汽分壓 )；相對(duì)濕度φ= pV/pS，(pS：水蒸汽飽和分壓 )；濕焓I=Ig+ δIv，(Ig：絕干空氣的焓； Iv：水蒸汽的焓 )。2.物料的干基濕含量 X=m 水/m 絕干，是基濕含量ω =m 水/m 總×100%，ω=X/(1+X) ；物料分類(lèi)：非吸濕毛細(xì)孔物料、吸濕多孔物料和膠體無(wú)孔物料；物料與水分：總水分、平衡水分、自由水分、非結(jié)合水分、結(jié)合水分。3.干燥過(guò)程物料衡算： qm,c(X1-X2)=qm,L( δ2-δ1)=qm,W ，(qm,c：絕對(duì)干料的質(zhì)量流量； qm,L：絕干空氣質(zhì)量流量；qm,W：干料蒸發(fā)出水分的質(zhì)量流量 )，即濕物料減少水分等于干空氣中增加的水分；熱量衡算：q=qD+qP=qm,L(I2-I0)+qm,c(I ’2-I’1)+qL，(qD：?jiǎn)挝粫r(shí)間干燥器熱量； qP：?jiǎn)挝粫r(shí)間預(yù)熱氣熱量；qL：?jiǎn)挝粫r(shí)間熱損失； I2：出干燥器的空氣的焓； I0：進(jìn)預(yù)熱器的空氣的焓； I’2，I’1：進(jìn)出干燥器物料的焓 )，qD=qm,L(I1-I0)=qm,L(1.01+1.88 δ0)(t1