15 化工原理复习课件.pptx

第1页：总复习与典型例题

总复习与典型例题：质量守恒与连续性方程(1、2、3章)复习1章、掌握基本概念连续性方程

第2页：总复习与典型例题（续）

总复习与典型例题（续）：总复习(1、2、3、7、9章)一、流体静力学问题:当管子水平放置时

第3页：连续性方程

连续性方程：二、物料衡算方面的问题→连续性方程三、能量衡算→实际流体的柏努利方程单位质量流体为基准:单位体积流体为基准:单位重量流体为基准:J/kgmN/m2

第4页：连续性方程（续）

连续性方程（续）

第5页：连续性方程（续2）

连续性方程（续2）：应用:1.柏氏方程与静力学结合;2.柏氏方程与流量计结合;3.柏氏方程与流体输送机械结合;4.循环系统。管路特点:1.简单管路特点:(2)2.并联管路特点：(1)(2)(1)

第6页：分支管路特点

分支管路特点

第7页：分支管路特点（续）

分支管路特点（续）：关于 λ注重区域:3.完全湍流区.对一定管糸,.一定,则,.又称之为阻力平方区1.层流区.,又称之为阻力一次方区.2.湍流区.管路阻力的计算方法有两种:当量长度法阻力糸数法

第8页：离心泵

离心泵：关于离心泵:需求曲线能力曲线关于工作点的调节:1.调节HL～qV曲线→阀调节;2.调节H～qV曲线→改变转速n及叶轮直径D;

第9页：离心泵（续）

离心泵（续）：关于离心泵的串联与并联:单泵:并联泵:单泵:串联泵:允许吸上真空度HS与汽蚀余量△h:定义式:关系式:应用式

第10页：

第11页：关于传热

关于传热：传热面积管程流体的流通截面积Af为:：m为管程数

第12页：关于传热（续）

关于传热（续）：1.2.3.4.△t=t2-t1或△t=T1-T2;描述一侧流体被加热或被冷却(无相变)时的传热速率。△t=tW-t或△t=T-TW;描述流体与壁面之间的对流传热速率。△t=为冷热流体的对数平均温差;描述高温流体通过壁面将热传给冷流体的传热速率。△t=TW–tW;描述热由高温壁面通过热传导的方式传给低温壁面的传热速率。

第13页：关于传热（续2）

关于传热（续2）：对流传热中常用的准数意义名称定义待求准数,包括待求的给热系数努塞尔准数反映对流强度对传热的影响雷诺准数反映流体物性的影响普兰特准数反映自然对流的影响格拉斯霍夫准数

第14页：

第15页：文丘里流量计

文丘里流量计：1．如右图管中充满水,U形差压计的读数为零,则_____。A.管内流体肯定处于静止状态;B.B.管内流体肯定从1流向2;C.管内流体肯定从2流向1;D.以上三种答案都不对。2．层流与湍流的本质区别是。A.湍流流速大于层流流速；B.流动阻力大的为湍流，流动阻力小的为层流；C.层流的雷诺数小于湍流的雷诺数；D.层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。

3.当喉径与孔径相同时,文丘里流量计的孔流系数CV比孔板流量计的孔流系数C0________ ,文丘里流量计的能量损失比孔板流量计的能量损失___________________。

第16页：离心泵（续2）

离心泵（续2）：4．用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，设水池和水塔水面维持恒定，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀门将导致。A.送水量增加，泵的压头下降B.送水量增加，泵的压头增大C.送水量增加，泵的轴功率不变D.送水量增加，泵的轴功率下降5．对于图所示的并联管路，各支管及其总管阻力间的关系应是。

A.（∑hf）A-1-B>(∑hf)A-2-BB.(∑hf)A-B>(∑hf)A-1-B+(∑hf)A-2-BC.(∑hf)A-B>(∑hf)A-1-B=(∑hf)A-2-BD.(∑hf)A-B=(∑hf)A-1-B=(∑hf)A-2-B6．根据因次分析法，对于湍流强制对流传热，其准数关联式可简化为_________。A.Nu=f(Re,Pr,Gr)B.Nu=f(Re,Pr)C.Nu=f(Re,Gr)A.送水量增加，泵的压头下降B.送水量增加，泵的压头增大

第17页：离心泵（续3）

离心泵（续3），本节要点如下：

• 核算泵能否满足要求；
• 如泵的效率在时为68%，求泵的轴功率；如用阀门进行调节，由于阀门关小而损失的功率为多少

第18页：离心泵（续4）

离心泵（续4），本节要点如下：

• 换热器每小时能处理多少溶液?
• 若溶液量增加一倍,在其它条件不变情况下,用改变饱和水蒸汽的温度来完成生产任务,饱和水蒸汽的温度应变为多少?

第19页：离心泵（续5）

离心泵（续5），本节要点如下：

• 前后总传热系数改变多少？
• 换热器的污垢热阻为多少？
• 若冷、热流体的对流传热分系数的比值为1：3，为了提高传热总系数，你认为提高哪一种流体的传热分系数更有效，为什么？

第20页：离心泵（续6）

离心泵（续6），本节要点如下：

• 每kg流体需从泵获得多少机械能
• 泵进、出口断面的压强PA和PB各为多少
• 如果是高位槽中的水沿同样管路向下

第21页：亨利定律

亨利定律：气体吸收物料衡算传质机理气液相平衡亨利定律分子扩散涡流扩散双膜理论传质速率方程操作线方程溶剂选择T、P选择吸收填料层高度计算吸收剂用量的确定低浓气体吸收、解吸高浓吸收、解吸化学吸收传质单元数数值积分图解法吸收因子法平均推动力法基本法吸收

第22页：亨利定律（续）

亨利定律（续）：一、吸收过程的相平衡关系1.亨利定律2.y——x形式3.p——c关系式4.Y——X形式当m趋近1或当X很小时

第23页：亨利定律（续2）

亨利定律（续2），本节要点如下：

• 相互接触的两流体间存在着稳定的相界面，界面两侧各存在着一个很薄
• 相界面传质阻力零，即yi*=f
• 相际的传质阻力集中在两个膜层内。

第24页：亨利定律（续3）

亨利定律（续3）：吸收速率方程——气相（气膜）传质速率方程——液相（液膜）传质速率方程气相传质速率方程常用的表达形式有三种对y值较小的低浓度吸收

第25页：亨利定律（续4）

亨利定律（续4）：液相传质速率方程常用的表达形式也有三种液相浓度很低时：同理可得液相分传质系数之间关系:式中cm为液相的总摩尔浓度气相为基准：液相为基准：总传质速率方程相平衡关系为直线气膜控制过程与液膜控制过程如何判断？

第26页：全塔物料衡算

全塔物料衡算：吸收塔的计算全塔物料衡算为：V,Y2V,Y1L,X1L,X2V,YL,X吸收率η:操作线方程与操作线上两式均称为吸收操作线方程,（L/V）称为吸收塔操作的液气比。V,Y2V,Y1L,X2V,YL,XV,Y2V,Y1L,X1L,X2V,YL,X

第27页：全塔物料衡算（续）

全塔物料衡算（续）：吸收剂用量的确定操作线将与平衡线相交时操作线将与平衡线相切时X1,max=X1*X1,max<X1*YXoY*=f(X)Y1X2Y2BX1,max=X1*(L/V)minCYoY1Y2XY*=f(X)X2BX1*(L/V)minCX1,max

第28页：全塔物料衡算（续2）

全塔物料衡算（续2），本节要点如下：

• 两相在塔中流量变化小，且漂流因子接近于1,因而分传质系数、在全塔大致保持常数。
• 因浓度较低，浓度对和影响不大。对高浓度气体,若在塔内吸收的量并不大

第29页：以气相为基准

以气相为基准：传质单元数与传质单元高度以液相为基准:△Ym为全塔平均推动力相内传质表示当Y*=MX或Y=MX+B时，可导出如下关系式

第30页：以气相为基准（续）

以气相为基准（续）：平衡线为直线时传质单元数的计算特别是当X2=0,ηr=η,此时(3)为:传质单元数的计算

第31页：以气相为基准（续2）

以气相为基准（续2）：图解积分法或数值积分法求解传质单元数平衡线为曲线时传质单元数的计算

第32页：以气相为基准（续3）

以气相为基准（续3）：高浓度气体吸收过程分析低浓度与高浓度气体吸收的主要差异在于浓度沿着塔高变化的大小。高浓度吸收浓度变化大，溶质溶解量大，从塔底至塔顶气体流率变化也大，这使得高浓度吸收过程有以下特点：1、通常为非等温吸收。由于溶质A的溶解量大，产生的溶解热能使吸收剂温度显著升高，相平衡关系也将沿塔高变化。温度升高，溶质的溶解度下降，对吸收不利。但对于液气比较大，而溶解热又不大，或者吸收塔的散热效果好，能及时将溶解热移出的情况，也可作等温吸收考虑。2、传质系数沿塔高变化大。

(漂流子的影响必须考虑)3.高浓度气体吸收Z的计算一般采用相内传质速率方程，浓度采用摩尔分数。高浓度气体吸收填料层高度的计算

第33页：填料塔

填料塔：在一填料塔中，用含苯0.00015（摩尔分数，下同）的洗油逆流吸收混合气体中的苯。混合气的处理量为73.6kmol/h，进塔气体中含苯0.03，要求苯的回收率为90％，操作在101.3kPa、25℃下进行，塔径0.8m，物系的平衡关系为Y×=26X，操作液气比为最小液气比的1.3倍，气相总体积传质系数Kya＝0.045kmol/(m3·s),苯的分子量为78.1，洗油的分子量为170。

试求：每小时所需吸收剂用量以及苯的回收量(kg/h);所需的填料层高度（m）;其他条件不变，改用性能更好的填料，分析该措施是如何影响回收率的。