化工原理下復習課課件

化工原理下復習課化工原理下復習課各章的基礎理論，基本相同物料守恒，能量守恒，相平衡和傳質速率方程各章基本方法，基本相同解決問題1、相平衡：有關于傳質極限和方向2、傳質速率方程：傳質快慢，控制步驟3、物料守恒，能量守恒：計算的基礎各章都有獨自的重點和方法蒸餾：相平衡，物料恒算和熱量恒算吸收：傳質速率方程，相平衡，物料恒算萃?。何锪虾闼?，相平衡干燥：物料恒算，熱量守恒，相平衡各章的基礎理論，基本相同物料守恒，能量守恒，相平衡和傳質速率2精餾塔模型進出總物料平衡，組分平衡精餾段塔板物料平衡，熱量平衡相平衡塔整體塔局部提餾段塔板物料平衡，熱量平衡相平衡進料釜液餾出液精餾段提餾段冷凝器再沸器第一章精餾塔模型進出總物料平衡，組分平衡精餾段塔板塔整體塔局部提餾3要求：1.掌握基本概念，熟悉基本公式2.熟練進行精餾的基本運算1.汽液平衡方程一、相平衡純組分：用飽和蒸汽壓表示其揮發(fā)的難易程度。

平衡分壓與液相組成的比值為液相混合物的揮發(fā)度?；旌衔铮阂螅?.掌握基本概念，熟悉基本公式1.汽液平衡方程一、相4相對揮發(fā)度：任意揮發(fā)組分與基準組分揮發(fā)度的比值，用α表示。理想組分：相對揮發(fā)度：理想組分：52.相圖t－x－y，x－y兩條線，三種點，三個區(qū)泡點曲線，露點曲線液相區(qū)，氣相區(qū)，兩相區(qū)泡點，露點，沸點2.相圖t－x－y，x－y兩條線，三種點，三個區(qū)泡點曲線6（1）組成均以易揮發(fā)組分的組成表示，故曲線位于對角線上方（2）平衡線上不同點代表一個氣、液平衡狀態(tài)，即對應一組x、y、t，且y(或x)越大，t愈低。（4）平衡線距對角線越遠，物系越易分離。（3）對理想體系，每條平衡線對應一個相對揮發(fā)度α，α越大，平衡線距對角線越遠。（1）組成均以易揮發(fā)組分的組成表示，故曲線位于對角線上方（271、精餾精餾是利用回流手段、經過多次平衡級過程，使物系實現高純度分離的操作。精餾設備的結構二、精餾塔回流的作用：提供不平衡的氣液兩相，是構成氣液兩相傳質的必要條件。實現了氣液相間的質量傳遞。塔板的作用易揮發(fā)組分沿塔高方向增加，而溫度沿塔高方向降低。1、傳質方向2、熱量傳遞過程1、精餾精餾是利用回流手段、經過多次平衡級過程，使物系8a、全塔物料衡算

對總物料：

對于易揮發(fā)組分：

b、精餾段操作線方程

－精餾操作線方程－回流比---汽液關系1、精餾計算a、全塔物料衡算對總物料：對于易揮發(fā)組分：b、精餾段操9塔頂易揮發(fā)組分回收率：易揮發(fā)組分從塔頂采出的量占全部進料量中輕組分的百分數。塔底難揮發(fā)組分回收率：

c、提餾段操作線方程--汽液關系塔頂易揮發(fā)組分回收率：易揮發(fā)組分從塔頂采出的量占全部進料量中104、進料熱狀況對操作的影響

a定義式所以：

4、進料熱狀況對操作的影響所以：11b）q線方程——q線方程或進料方程

（2）對于飽和蒸汽進料

（3）對于冷液進料

（1）對于泡點進料

（4）汽液混合物進料

（5）過熱蒸汽進料

b）q線方程——q線方程或進料方程（2）對于飽和蒸汽進料12c）進料熱狀況對q線及操作線的影響

過冷液體：q>1,

，ef1（）飽和液體：

q=1,

，ef2（↑）汽液混合物

：0<q<1,

，ef3（）飽和蒸汽：q=0,，ef4

（←）過熱蒸汽：q<0,，ef5（）c）進料熱狀況對q線及操作線的影響過冷液體：q>1,13f1f2f3f4f5f1f2f3f4f514——芬斯克方程

回流比R=∞：全回流塔板數N=∞：最小回流適宜回流比——芬斯克方程回流比R=∞：全回流塔板數N=∞：最小回流適156、塔板效率單板效率注意：單板效率不等于全塔效率，即使各板的效率相當，全塔效率也不等于板效率。注意：只有當板上液體完全混合時，點效率才與板效率相同。點效率意義：反映了整個塔分離的綜合性能總板效率6、塔板效率單板效率注意：單板效率不等于全塔效率，即使各板的16V，Y2V，Y1L，X2L，X1第二章：XY1Y2X1X2ABYV，Y2V，Y1L，X2L，X1第二章：XY1Y2X1X2A171.掌握吸收過程的基本概念2.熟練進行吸收塔的計算一.要求二.主要公式1.氣液相平衡稀溶液：亨利定律溶解度↑，E↓,H↑,m↓1.掌握吸收過程的基本概念一.要求二.主要公式1.氣液相平衡182.擴散過程擴散通量：單位時間內通過垂直于擴散方向的單位截面積擴散的物質量，J表示，kmol/(m2·s)。表征擴散過程進行的快慢單相內物質傳遞的機理：分子擴散，對流傳質吸收過程涉及兩相間的物質傳遞，包括三個步驟：溶質由氣相主體傳遞到兩相界面，即氣相內的物質傳遞；溶質在相界面上的溶解，由氣相轉入液相，即界面上發(fā)生的溶解過程；溶質自界面被傳遞至液相主體，即液相內的物質傳遞。a、兩相間分子擴散的步驟2.擴散過程擴散通量：單位時間內通過垂直于擴散方向的單位截19b、分子擴散現象

分子擴散在氣相、液相、固相中均能發(fā)生。分子擴散：在靜止或滯流流體內部，若某一組分存在濃度差，則因分子無規(guī)則的熱運動使該組分由濃度較高處傳遞至濃度較低處，這種現象稱為分子擴散。負號：表示擴散方向與濃度梯度方向相反，擴散沿著濃度降低的方向進行溫度、總壓一定，組分A在擴散方向上任一點處的擴散通量與該處A的濃度梯度成正比。c、菲克（Fick）定律：b、分子擴散現象分子擴散：在靜止或滯流流體內部，若某一組分存20d、氣相中的穩(wěn)態(tài)分子擴散分子擴散兩種形式：等分子反向擴散，單向擴散。1．等分子反向擴散及速率方程

等分子反向擴散：任一截面處兩個組分的擴散速率大小相等，

方向相反。

對于單純的擴散過程，N＝J2．單向擴散及速率方程液體只吸收混合氣體中的A組分，對B組分不吸收。d、氣相中的穩(wěn)態(tài)分子擴散分子擴散兩種形式：等分子反向擴散，單21界面處A不斷被液體吸收；B由界面向主體反向擴散。氣相主體與界面間產生的微小壓差所促使的混合氣體向界面流動就稱為主體流動。主體流動不同于擴散流，擴散流是分子微觀運動的宏觀結果，它傳遞的是純組分A或B。主體流動是宏觀運動，它同時攜帶組分A與B流向界面。3.傳質速率方程界面處A不斷被液體吸收；B由界面向主體反向擴散。22（1）氣液兩相存在一個穩(wěn)定的相界面，界面兩側存在穩(wěn)定的氣膜和液膜。膜內為層流，A以分子擴散方式通過氣膜和液膜。（2）相界面處兩相達平衡，無擴散阻力。（3）有效膜以外主體中，充分湍動，溶質主要以渦流擴散的形式傳質。雙膜模型也稱為雙膜阻力模型4、雙膜模型的基本論點（1）氣液兩相存在一個穩(wěn)定的相界面，界面兩側存在穩(wěn)定的氣膜和235、吸收速率方程.pAIpAicAcAi.5、吸收速率方程.pAIpAicAcAi.246.物料衡算

V（Y2－Y1）=L（X1－X2）全塔塔頂與塔任一截面塔底與塔任一截面X1=X2＋V（Y1－Y2）/LY2=Y1（1－φ）回收率吸收液濃度6.物料衡算V（Y2－Y1）=L（X1－X2）全塔塔頂與25液氣比定義：液氣比定義：26a.傳質單元高度定義：，m。傳質單元高度的意義:完成一個傳質單元分離效果所需的填料層高度，反映了吸收設備效能的高低。7.塔高計算Z=HOG×NOGa.傳質單元高度定義：，m。傳質單元高度的意義:7.塔27b.傳質單元數對數平均推動力法吸收因數法的意義：反映了A吸收率的高低。參數S＝MV/L的意義：反映了吸收過程推動力的大小，其值為平衡線斜率與吸收操作線斜率的比值。b.傳質單元數對數平均推動力法吸收因數法的意義：反映了A28不同脫附因數對操作的影響c、S值對塔內推動力的影響不同脫附因數對操作的影響c、S值對塔內推動力的影響29塔板負荷性能圖第三章：塔板負荷性能圖第三章：30霧沫夾帶線（氣體流量上限線）液泛線液相負荷上限線漏液線（氣體流量下限線4）

液相負荷下限線1）負荷性能圖中各線的意義1，2，3，4，5五條線所包圍的區(qū)域，既是一定物系在一定的結構尺寸塔板上正常操作區(qū)。

霧沫夾帶線（氣體流量上限線）液泛線1）負荷性能圖中各線的意義31操作彈性:

兩極限的氣體流量之比

操作點位于操作區(qū)內的適中位置,可獲得穩(wěn)定良好的操作效果

同一層塔板，操作情況不同，控制負荷上下限的因素也不同

物系一定時，負荷性能圖中各線的相對位置隨塔板尺寸而變例：加大板間距或增大塔徑可使液泛線上移，增加降液管截面積可使液相負荷上限線右移，減少塔板開孔率可使漏液線下移。操作彈性:兩極限的氣體流量之比操作點位于操作區(qū)內的適中位32第四章液-液萃取的基本原理：在液體混合物中加入與其不互溶或部分互溶的溶劑（萃取劑），形成液-液兩相，利用液體混合物中各組分在兩液相中溶解度的差異而達到分離的目的。也稱溶劑萃取，簡稱萃取。1、三角形相圖：頂點、邊、相點的意義、杠桿原理、和點、差點選擇性系數

分配系數ki分配曲線共軛線（聯結線）萃余液萃取液萃余相萃取相操作點

萃取因數最小溶劑比溶劑比理論級第四章液-液萃取的基本原理：在液體混合物中加入與其不互溶或部332、相圖的數據標繪及各區(qū)的狀態(tài)①溶解度曲線:各平衡組成點連成一條曲線，稱為溶解度曲線；②聯結線:各對共軛相組成點之間的聯線，稱為聯結線；③混溶點:曲線內為兩相區(qū)，曲線外為單相區(qū)，曲線上的點稱為混溶點；④臨界混溶點(褶點):共軛相的組成相同，其位置和物系有關；⑤萃取相和萃余相:以原溶劑為主的相稱為萃余相，以溶劑為主的相稱為萃取相。2、相圖的數據標繪及各區(qū)的狀態(tài)342、單級萃?。篈BSREME’R’FE’maxEmax確定和點M，根據溶劑比確定E，R的量及組成確定萃取液與萃余液的組成及量最小溶劑用量和最大溶劑用量萃取液的最大濃度2、單級萃?。篈BSREME’R’FE’maxEmax確定和35試差法：先定出R點，再由R點利用輔助曲線求出E點，則RE與FS

線的交點即為混合液的組成點M。如果不對，再次假設R點。yE、xM、xR、x’R、y’E可由相圖讀出。ABSREE’R’FM單級萃取圖解法S0確定E，R的量及組成若知R’點，連SR’線與溶解度曲線的交點即為R點試差法：先定出R點，再由R點利用輔助曲線求出E點36c)確定萃取液與萃余液的組成及量ABSREE’R’FM單級萃取圖解法Sc)確定萃取液與萃余液的組成及量ABSREE’R’37單級系統的物料衡算：——單級萃取操作的操作線方程

3、多級萃取：平衡關系：任一級系統的物料衡算：設：單級系統的物料衡算：——單級萃取操作的操作線方程3、多級38設：解析計算就是各個單元和總物料平衡方程和相平衡方程設：解析計