化工原理简答题和公式总结ppt课件.ppt
简答题,1、化工过程：用化工手段将原料加工成产品的生产过程统称为化工生产过程。2、单元操作：在化工生产中，具有共同物理操作原理及设备的过程。在静止的、连续的同一液体内部，处于同一水平面上的各点的压力都相等，称为等压面。牛顿粘性定律：此关系式表示两流体层之间单位面积上的内摩擦力与垂直于流动方向上的速度梯度成正比，称为牛顿粘性定律与压强关系不大，但受温度变化的影响较大，液体的粘度随温度升高而减小，气体的粘度随温度升高而增大。,*流体的流动类型*,1、层流（滞流）： 当流体在管中流动时，若其质点始终沿着与管轴平行的方向作直线运动，质点之间互不混合。因此，充满整个管的流体就如一层一层的同心圆筒在平行地流动，这种流动状态称为层流或滞流。2、湍流（紊流）： 当流体在管道中流动时，若有色液体与水迅速混合，则表明流体质点除了沿着管道向前流动外，各质点的运动速度在大小和方向上都有时发生变化，于是质点间彼此碰撞并互相混合，这种流动状态称为湍流或紊流。,孔板流量计是固定截面积，而随流量变化，压差变化压差流量计；转子流量计是固定压差，而随流量变化，截面发生变化截面流量计；测速管内管测静压能和动压能之和，称为冲压能外管壁上小孔与流体流动方向平行，外管测得为液体的静压能.压差计反映冲压能与静压能之差。,*气缚和汽蚀*,气缚：离心泵无自吸力，若在启动前泵壳未充满被输送的液体，则泵内存在空气，由于空气密度很小，所产生的离心力也很小。吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内，虽启动离心泵，但不能输送液体，这种现象就称为气缚汽蚀：当泵叶片入口附近的最低压强p1等于或小于输送温度下液体饱和蒸汽压pv时，部分液体将在该处汽化并产生的汽泡，被液流带入叶轮内压力较高处凝结或破裂。由于凝结点处产生瞬间真空，造成周围液体高速冲击该点，产生剧烈的水击，金属表面受到压力大、频率高的冲击而剥蚀以及气泡内夹带的少量氧气等活泼气体对金属表面的电化学腐蚀等，使叶轮表面呈现海绵状、鱼鳞状破坏。这种现象称为汽蚀,（一）传热方式的概念,1、热传导（导热）： 指物质内部温度较高的质点因振动与相邻的质点碰撞，将热量传给温度较低的质点的传热过程。如固体间的传热多属于导热。2、热对流：指流体各部分质点发生相对位置的移动，将热量由高温区向低温区传递的传热过程，也称热对流。分为自然对流和强制对流。3、热辐射：指高温物质以电磁波形式向空间发射能量，低温物质则部分或全部的吸收这种电磁波，并转变为热能使其温度升高的传热过程。通常，当物质的温度高于4000C时，才有明显的热辐射传递的热量,*（二）传热方式的区别*,物体：1、热传导主要发生在固体物质和流体物质静止或滞流层中。热对流只能发生在流体中。热辐射发生在温度高于绝对零度的物质中，只有在高温下才起主导作用。能量：2、热传导和热对流是能量的转移，而热辐射不仅是能量的转移，还伴有能量形式的转化介质：3、热传导和热对流必须靠质点间直接接触而传递热量，热辐射以电磁波形式可以在真空中传播，不需要任何介质,对流传热：流体与壁面之间的热量传递，以对流方式为主，并伴有流体分子热运动引起的热传导。通常把这一传热过程称为对流传热对流传质：气液两相界面与气相或液相之间的传质，对流传质中同时存在分子扩散与涡流扩散：分子扩散：当流体内部某一组分存在浓度差时，因分子的微观热运动使组分从浓度高处传递至浓度低处，这种现象称为分子扩散。涡流扩散：当流体流动或搅拌时，由于流体质点的宏观随机运动（湍流），使组分从浓度高处向低处移动，这种现象称为湍流扩散。在湍流状态下，流体内部产生涡流，故又称为涡流扩散。,*对流传热和对流传质*,影响对流传热系数的因素,实验表明，影响对流传热系数的主要因素有：1、流体的物理性质：密度、比热容Cp、导热系数这三者增加对传热有利，粘度增加不利于传热；2、流体对流的起因：强制对流外力引起，流速高，也大；自然对流密度差引起，所产生的浮升力不同；3、流体的运动状态：湍流传热强度高，大， 层流传热强度低，小；4、流体的相态变化：液体、气体、蒸汽及在传热过程中是否有相变化，有相变化时对流传热系数比无相变化时大的多；5、传热表面的形状、位置及大小：如管、板、管束、管径、管长、管子排列方式、垂直放置或水平放置等。,温度上升，E值增加；同一溶剂中，难溶气体的E值很大，易溶气体的E值很小H也随物系和温度而变,值一般随温度升高减小，难溶气体的H值很小，易溶气体的H值很大。m随物系、温度和压强而变，由实验测定，值越大，表示溶解度越小,气膜控制和液膜控制过程,(1)对易溶气体，平衡常数 m 值小，平衡线很平，这时传质阻力主要集中在气膜，此类传质过程称为气膜阻力控制过程，或称气膜控制过程。如：氯化氢溶于水，或氨溶于水。 (2)对难溶气体，平衡常数 m 值大，平衡线很陡，这时：传质阻力主要集中在液相，此类过程称为液膜阻力控制过程，或液膜控制过程。如用水吸收氧。,传质单元数 NOG 或 NOL 反映吸收过程的难易程度总传质单元高度 HOG 或 HOL 则表示完成一个传质单元分离任务所需的填料层高度，代表了吸收塔传质性能的高低吸收：利用混合气体中各组分在液体中溶解度的差异而分离气体混合物的单元操作称为吸收。蒸馏:蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作。它是利用液体混合物中各组份挥发度不同的特性,通过加热造成气液两相物系，从而在汽相富集轻组分在液相富集重组分而分离的方法,如果气液相在板上接触时间足够长，进行传质,传热后,两相组成均匀且离开塔板的气液两相呈相平衡关系，这种达到平衡的塔板叫理论板塔顶冷凝器的作用: 获得塔顶产品及保证有适宜的液相回流;塔底再沸器的作用: 提供一定量的上升蒸气流.精馏段:加料板以上的塔段,上升汽相中重组分向液相传递，液相中轻组分向汽相传递，完成上升蒸气轻组分精制。提馏段:加料板及其以下的塔段,下降液体中轻组分向汽相传递，汽相中重组分向液相传递，完成下降液体重组分提浓。,
