化工原理流體流動(dòng)傳熱及吸收等章節(jié)公式概念

流體流動(dòng)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(méi)有間隙、完全充滿(mǎn)所占空間的連續(xù)介質(zhì)。拉格朗日法選定一個(gè)流體質(zhì)點(diǎn),對(duì)其跟蹤觀察，描述其運(yùn)動(dòng)參數(shù)(如位移、速度等)與時(shí)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(dòng)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(dòng)參數(shù)在空間各點(diǎn)的分布情況和隨時(shí)間的變化。軌線與流線軌線是同一流體質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)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(dòng)。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(dòng)為主?？倓?shì)能流體的壓強(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(chēng)為可壓縮流體，無(wú)關(guān)的稱(chēng)為不可壓縮流體。伯努利方程的物理意義流體流動(dòng)中的位能、壓強(qiáng)能、動(dòng)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(dòng)能校正因子實(shí)際動(dòng)能之平均值與平均速度之動(dòng)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(dòng)條件下該截面上的流體沒(méi)有加速度,故沿該截面勢(shì)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(dòng)性，即是否存在流體質(zhì)點(diǎn)的脈動(dòng)性。牛頓粘性定律靜力學(xué)方程機(jī)械能守恒式動(dòng)量守恒雷諾數(shù)阻力損失層流或局部阻力當(dāng)量直徑孔板流量計(jì)，傳熱傳熱過(guò)程的三種基本方式直接接觸式、間壁式、蓄熱式。載熱體為將冷工藝物料加熱或熱工藝物料冷卻，必須用另一種流體供給或取走熱量，此流體稱(chēng)為載熱體。用于加熱的稱(chēng)為加熱劑；用于冷卻的稱(chēng)為冷卻劑。三種傳熱機(jī)理的物理本質(zhì)傳導(dǎo)的物理本質(zhì)是分子熱運(yùn)動(dòng)、分子碰撞及自由電子遷移；對(duì)流的物理本質(zhì)是流動(dòng)流體載熱；熱輻射的物理本質(zhì)是電磁波。間壁換熱傳熱過(guò)程的三個(gè)步驟熱量從熱流體對(duì)流至壁面，經(jīng)壁內(nèi)熱傳導(dǎo)至另一側(cè)，由壁面對(duì)流至冷流體。導(dǎo)熱系數(shù)物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)與物質(zhì)的種類(lèi)、物態(tài)、溫度、壓力有關(guān)。熱阻將傳熱速率表達(dá)成溫差推動(dòng)力除以阻力的形式，該阻力即為熱阻。推動(dòng)力高溫物體向低溫傳熱，兩者的溫度差就是推動(dòng)力。流動(dòng)對(duì)傳熱的貢獻(xiàn)流動(dòng)流體載熱。強(qiáng)制對(duì)流傳熱在人為造成強(qiáng)制流動(dòng)條件下的對(duì)流傳熱。自然對(duì)流傳熱因溫差引起密度差，造成宏觀流動(dòng)條件下的對(duì)流傳熱。自然對(duì)流傳熱時(shí)，加熱、冷卻面的位置應(yīng)該是加熱面在下，制冷面在上，這樣有利于形成充分的對(duì)流流動(dòng)。努塞爾數(shù)、普朗特?cái)?shù)的物理意義努塞爾數(shù)的物理意義是對(duì)流傳熱速率與導(dǎo)熱傳熱速率之比。普朗特?cái)?shù)的物理意義是動(dòng)量擴(kuò)散系數(shù)與熱量擴(kuò)散系數(shù)之比，在α關(guān)聯(lián)式中表示了物性對(duì)傳熱的貢獻(xiàn)。α關(guān)聯(lián)式的定性尺寸、定性溫度用于確定關(guān)聯(lián)式中的雷諾數(shù)等準(zhǔn)數(shù)的長(zhǎng)度變量、物性數(shù)據(jù)的溫度。比如，圓管內(nèi)的強(qiáng)制對(duì)流傳熱，定性尺寸為管徑d、定性溫度為進(jìn)出口平均溫度。大容積自然對(duì)流的自動(dòng)?；瘏^(qū)自然對(duì)流α與高度l無(wú)關(guān)的區(qū)域。液體沸騰的兩個(gè)必要條件過(guò)熱度tw-ts、汽化核心。核狀沸騰汽泡依次產(chǎn)生和脫離加熱面，對(duì)液體劇烈攪動(dòng)，使α隨Δt急劇上升。熱傳導(dǎo)：平壁傳熱：?jiǎn)螌佣鄬訄A筒壁：?jiǎn)螌訂挝婚L(zhǎng)度導(dǎo)熱速率S變化：多層對(duì)流傳熱：熱流冷流低黏度流熱n=0.4冷n=0.3高黏度流熱=1.05冷=0.95流體間傳熱圓筒壁總傳熱系數(shù)：污垢熱阻：壁溫計(jì)算T熱t(yī)冷Tw內(nèi)tw外吸收吸收的目的和基本依據(jù)吸收的目的是分離氣體混合物，吸收的基本依據(jù)是混合物中各組份在溶劑中的溶解度不同。主要操作費(fèi)溶劑再生費(fèi)用，溶劑損失費(fèi)用。解吸方法升溫、減壓、吹氣。選擇吸收溶劑的主要依據(jù)溶解度大，選擇性高，再生方便，蒸汽壓低損失小。相平衡常數(shù)及影響因素m、E、H均隨溫度上升而增大，E、H與總壓無(wú)關(guān)，m反比于總壓。漂流因子P/PBm表示了主體流動(dòng)對(duì)傳質(zhì)的貢獻(xiàn)。(氣、液)擴(kuò)散系數(shù)的影響因素氣體擴(kuò)散系數(shù)與溫度、壓力有關(guān)；液體擴(kuò)散系數(shù)與溫度、粘度有關(guān)。傳質(zhì)機(jī)理分子擴(kuò)散、對(duì)流傳質(zhì)。氣液相際物質(zhì)傳遞步驟氣相對(duì)流，相界面溶解，液相對(duì)流。有效膜理論與溶質(zhì)滲透理論的結(jié)果差別有效膜理論獲得的結(jié)果為k∝D，溶質(zhì)滲透理論考慮到微元傳質(zhì)的非定態(tài)性，獲得的結(jié)果為k∝D0.5。傳質(zhì)速率方程式傳質(zhì)速率為濃度差推動(dòng)力與傳質(zhì)系數(shù)的乘積。因工程上濃度有多種表達(dá)，推動(dòng)力也就有多種形式，傳質(zhì)系數(shù)也有多種形式，使用時(shí)注意一一對(duì)應(yīng)。傳質(zhì)阻力控制傳質(zhì)總阻力可分為兩部分，氣相阻力和液相阻力。當(dāng)mky<<kx時(shí)，為氣相阻力控制；當(dāng)mky>>kx時(shí)，為液相阻力控制。低濃度氣體吸收特點(diǎn)①G、L為常量，②等溫過(guò)程，③傳質(zhì)系數(shù)沿塔高不變。建立操作線方程的依據(jù)塔段的物料衡算。返混少量流體自身由下游返回至上游的現(xiàn)象。最小液氣比完成指定分離任務(wù)所需塔高為無(wú)窮大時(shí)的液氣比。NOG的計(jì)算方法對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法，吸收因數(shù)法，數(shù)值積分法。亨利定律T↑：E↑H↓T↓：E↓H↑菲克定律：A在靜止B中擴(kuò)散：組分在氣相中擴(kuò)散