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文檔簡介

第一章流體流動一、壓強1、單位之間的換算關系:1atm101.33kPa

10330kgf/m

2

10.33mH

2O760mmHg2、壓力的表示(1)絕壓:以絕對真空為基準的壓力實質數值稱為絕對壓強(簡稱絕壓)

,是流體的真切壓強。(2)表壓:從壓力表上測得的壓力,反應表內壓力比表外大氣壓超出的值。

表壓二絕壓-大氣壓(3)真空度:從真空表上測得的壓力,反應表內壓力比表外大氣壓低多少

真空度

=大氣壓-絕壓3、流體靜力學方程式pP0gh二、牛頓粘性定律FduAdyT為剪應力;為速度梯度;為流體的粘度;dyP粘度是流體的運動屬性,單位為Pa-s;物理單位制單位為g/(cm?s),稱為(泊),其百分之一為厘泊cp1Pags1P1cP液體的粘度隨溫度高升而減小,氣體粘度隨溫度高升而增大。三、連續性方程若無質量累積,經過截面1的質量流量與經過截面2的質量流量相等。1U1A1U2A2對不能夠壓縮流體U1AU2A2即體積流量為常數四、柏努利方程式單位質量流體的柏努利方程式:22":衛E稱為流體的機械能gz—Wehfy2單位重量流體的能量衡算方程:u2HeHf2g2:位壓頭(位頭);—:動壓頭(速度頭)2g有效功率:NeWeWsNe軸功率:N

匕:靜壓頭(壓力頭)g五、流動種類雷諾數:Re

duRe是一無因次的純數,反應了流體流動中慣性力與粘性力的比較關系。(1)層流:Re2000:層流(滯流),流體質點間不發生互混,流體成層的向前流動圓管內層流時的速度散布方程:2UrUmax(1層流時速度散布側型為拋物線型R(2)湍流Re4000:湍流(紊流),流體質點間發生互混,特色為存在橫向脈動即,由幾個物理量構成的這類數稱為準數。六、流動阻力1、直管阻力一一范寧公式hf上上Hfgghf為局部阻力系數,無因次出口損失出口1.0;進口損失進口0.52、當量長度法hfleU2注意:(1)管路出口動能和出口損失只好取一項。(

2)不論忽然擴大仍是減小,

u均取細管中的流速;七、復雜管路1、分支管路WsWsWs,對不能夠壓縮流體VsVsVs2(2)無軸功時的柏努利方程:EE1hf1E2hf22、并聯管路?A圖L-裁并聯管賂VsAVsVs2VS3VSBhf1hf2hf3八、流量丈量1、變壓頭的流量計(恒截面):(1)測速管(皮托管);(2)孔板流量計;(3)文立里流量計2、變截面(恒壓差)流量計一一轉子流量計第二章流體輸送機械一、離心泵的主要零件葉輪:泵殼(蝸殼):(1)集液作用,(2)轉能作用二、氣縛現象與氣蝕現象氣縛現象:因泵內存在氣體而致使吸不上液體的現象稱為“氣縛現象”氣蝕現象:離心泵工作時,泵進口處形成真空,當真空達到一準時①液體部份汽化;②溶于水中的氧逸出,含汽泡的液體進入高壓區后,汽泡急劇凝固破碎,產生高頻、高沖擊力的水擊現象,造成對葉輪和泵殼的沖擊,使資料疲備而遇到損壞,這類現象稱為氣蝕現象。三、離心泵的特色曲線H?Q:Q增大,H減小。N?Q:Q增大,N增大;流量為

0時

N最小因此泵要在流量為

0時啟動。NeHQgn?QQ增大,n先增大(流量為0時n為0),達到最大值后減小。四、離心泵的贊成安裝高度1、離心泵的贊成吸上真空度法贊成吸上真空度Hs:指為防范發生氣蝕現象,離心泵進口處可贊成達到的真空度:HsP0PlgHs是在1at下以20T的清水為介質進行的,若輸送液體或操作條件與此不符,則應校訂。2泵的贊成安裝高度:HgHs-UkHe2g因為H=隨流量Q的增大而減小,因此計算安裝高度時應以最大流量下的Ft計算。2、氣蝕余量法贊成氣蝕余量:指泵進口處的靜壓頭與動壓頭之和必然大于液體在操作溫度下的飽和蒸汽壓的某一最小贊成值,以防氣蝕現象的發生。2NPSH衛_H匕g2gg泵的贊成安裝高度Hgp—PvNPSHHf01gNPSH隨流量的增大而增大,在確立安裝高度時應取最大流量下的NPSH五、離心泵的工作點和流量調理泵的特色曲線與管路特色曲線的交點,即為離心泵的工作點。1、管路特色曲線調理流量改變出口閥開度時工作點變化關小出口閥門,阻力變大,管路特色曲線變陡,工作點由M—Mi,Q減小,H增大。開大出口閥門,阻力變小,管路特色曲線變平展,工作點由M—M2,Q增大,H減小。2、泵的特色曲線調理流量(1)改變轉速:若離心泵的轉速變化不大(W20%,則有比率定律:Q'(T);n轉速提升,泵的特色曲線上移,工作點由2M-M,Q增大,H增大轉2iQ速降低,泵的特色曲線下移,工作點由M—M,Q減小,H減小SiQMQgE戴Q改變泵轉遠時工作點變牝切削葉輪:切割定律若某一離心泵的葉輪經切割變小(W10%,則有切割定律:切割后泵的特色曲線下移,工作點由M—M2,Q減小H減小。Q'D'H'D'2N'D'3();()QDHDND離心泵的串、并聯①泵的并聯兩臺離心泵并聯且各自的吸入管路同樣,在必然的壓頭下的總流量等于兩單臺泵流量相加,管路特色曲線越平展,泵的并聯工作愈有益。Qi和Hi知足泵1的特色曲線方程,Q2和H2知足泵2的特色曲線方程。②泵的串聯兩臺離心泵串聯,必然流量下的總壓優等于兩單臺泵壓頭相加,總壓頭老是小于兩臺泵壓頭的兩倍。管路特色曲線越平展,泵的串聯工作愈有益。HH1H2QQ1Q2QI和Hi知足泵1的特色曲線方程,Q2和H2知足泵2的特色曲線方程。六、來往泵1、來往泵的特色(1)擁有正位移特色。(壓頭與流量之間無聯系)有自吸作用;流量擁有不均勻性;單動泵QAsn;雙動泵Q(2Aa)snA為活塞的表面積,a為活塞桿的截面積,n來往頻次,s為活塞的沖程。2、來往泵的流量調理(1)來往泵的工作點:管路特色曲線與泵的特色曲線的交點。(2)來往泵的流量調理①旁路調理:在進口和出口之間安裝一旁路使一部分出口流體回到進口來往泵旁路流量調理②改變活塞來往頻次和沖程第三章非均相物系的分別和固體流態化、形狀系數?(球形度):與非球形顆粒體積相等的球的表面積非球形顆粒的表面積對球形顆粒?=1非球形顆粒,?<1,顆粒的形狀越湊近球形,?越湊近1;二、床層空隙率「反應床層疏密程度床層體積顆粒體積床層體積、重力沉降d3/、d22Ug(s)t642RetdU—d為顆粒直徑,卩為流體的粘度①層流區(斯托克斯阻力定律)24(10-4<Re<1)Retd2(s)g18②過渡區(艾倫區):18.5(1<Ret<1000)Rep③湍流區(牛頓區):E=0.44(1000<Rep<2X105)四、重力沉降設施降塵室的生產能力:Vutbl含塵氣體的最大辦理量為降塵室底面積bl與沉降速度ut的乘積,與降塵室的高度沒關。五、恒壓過濾基本方程式222或qeKVeKAeV22VVeKA2或q22qq°K2kp1s六、濾餅的沖刷1、沖刷速率沖刷速率指單位時間內耗費的洗水體積即①橫穿洗法:小1.dVuw()w()Ed4d②量換洗法:(dV、(dV、Uw()w()Edd以Vw的洗水沖刷濾餅,沖刷時間wUw七、空隙過濾機的生產能力操作周期:生產能力:TQ=V/T第四章傳熱一、傳熱速率QtRR為整個傳熱面的熱阻△t為傳熱溫b差,平壁導熱的圓筒壁導熱熱阻:ri為圓筒壁的厚度;Sm2rmL為圓筒壁的對數均勻面積;rm乜土為圓筒壁的對數均勻半徑。ri對流傳熱熱阻:R、熱量衡算若忽視熱損失機,熱流體放出的熱量等于冷流體汲取的熱量QWh(IhiIh2)Wc(QIci)流體無相變:ICpt流體有相變:Ir三、總傳熱速率方程Qkstm傳熱面積:So2roL(我國以表面面積為準)11b1總傳熱系數:————kSooSoSmiS總熱阻由熱阻大的那一側的對流傳熱所控制,當兩個流體的對流傳熱系數相差較大時,要提升k,重點在于提升對流傳熱系數較小一側的a。均勻溫差:tmt2Inti逆流有益于增大傳熱溫差、減小傳熱面積、節儉加熱劑或冷卻劑用量、減小傳熱面積;并流有益于控制流體的出口溫度。四、迪特斯(Dittus)—貝爾特(Boelter)關系式在壁平和流體均勻溫度相差不大的狀況下:0.8nNu0.023RePr液體被加熱n=0.4,流體被冷卻n=0.3五、有相變的傳熱1、蒸汽冷凝膜狀冷凝和滴狀冷凝:冷凝傳熱衷,不凝性氣體的除掉有益于提升對流傳熱系數。2、液體沸騰第五章蒸餾、全塔物料衡算精他塔的物料衡算總物料衡算:易揮發組分質量衡算:塔頂易揮發組分回收率塔底難揮發組分回收率

F=D+WFxF=DX+WW:DxD/FXF:W(1-XW/F(1-XF)、理想系統的汽液均衡方程X1(1)X相對揮發度a愈大,表示A較B愈易揮發,愈有益于分別,a合液不=1時y=x,混能用一般的蒸餾方法進行分別。三、操作線方程1、精餾段的操作線方程R1Lyn1—Xn-XD(R—稱為回流比)R1R1Dn+1板的上漲表示在必然操作條件下,由第n板降落的液相構成Xn與相鄰的蒸汽構成yn+1間的關系。2、提餾段操作線方程:'L''Wym1XmXwL'WL'Wm板降落的液相構成與第m+1板上漲的表示在必然操作條件下,提餾段內第蒸汽構成間的關系。四、進料方程1、進料熱狀態參數qLL£」F

IVIIq表示進料熱狀態參數即Ikmol原料液變成飽和蒸氣所需的熱量/原料液的kmol汽化潛熱。2、q與V、V'及L、L'的關系L'LqFV'V(q1)F3、進料方程(q線方程)F為兩操作線交點的軌跡五、回流比1、全回流精餾塔塔頂上漲的蒸汽經全凝器冷凝后,冷凝液所有回流至塔內,在全回流下,DWF均為02、最小回流比Rmin正常均衡曲線時最小回流比RminXDXqXDYqXq,yq)為q線與均衡線交點的坐標六、塔高和塔徑塔咼:z(Np1)HtET(2為實質塔板數,E全塔效率,Ht板間距)p塔徑:DL4VsD:塔內徑,u:空塔氣速,Vs:塔內上漲蒸汽的體積流量。第六章汲取一、亨禾I」定律1、以Pi~Xi表示的均衡關系PiEXi:亨利系數(Pa,kpa);難溶氣體E很大,易溶氣體E很??;對必然的氣體和必然的溶劑,E隨溫度高升而加大,表現出氣體的溶解度隨溫度高升而減小的趨向。2、以p~Ci表示的均衡關系p*9ci:摩爾濃度(kmol/m3);H:溶解度系數(kmol/m3*kpa)H易溶氣體H很大,難溶氣體的H很?。籋隨溫度高升而減小。3、以y~x表示的均衡關系*

Eyimxi

m:相均衡常數,

m—P二、汲取速率方程式汲取速率傳質系數傳質推進力1、膜汲取速率方程氣膜以壓差(pA-pAi)為推進力:NAkG(pApAi)以摩爾分率差(yA-yAi)表示推進力:NAky(yAyAi)液膜以摩爾濃度差(ci-c)為推進力:NA燈2舟CA)以摩爾分率差(xi-x)為推進力:NAkx(xAixA)2、總汲取速率方程(pA-PA*)表示總推進力:NAKG(pp*)(cA*-cA)為總推進力:NAKL(C*c)三、

全塔物料衡算在逆流操作的汲取塔內,氣體自下而上、液體自上而下賤動,塔頂

11'

、塔底

22'對溶質A做全塔物料衡算:V(Y丫2)L(XiX2)溶質的汲取率或回收率:

YI丫2YI四、汲取塔的操作線方程與操作線LL或丫-X(丫2~X2)Y防(丫1舁1)L/V稱為液氣比。VV汲取操作中,汲取操作線必位于均衡線上方,即溶質在氣相中的實質濃度總是高于與之接觸的液相的均衡濃度即丫>丫*,Y-Y*就是汲取操作中的推進力;若操作線位于均衡線的下方,則進行脫吸操作。五、汲取劑用量確實定正常狀況下最小液氣比:(L)i丫丫2(v)minx;X2(L/V)min稱為最小液氣比,X*表示與Y成均衡的汲取液濃度,若均衡關系知足亨利定律兀iI*=丫1肝六、填料層高度zHOGNOG傳質單元高度:HOG傳質單兀數:1YY,NOG1sln[(1%丫S]NOGYY2YYY,丫2YY)Y2**Yms稱為脫吸因數,為均衡線的斜率

m與操作線的斜率

L/V

的比值。

S小于1L有益于提升溶質的汲取率,出塔氣體與進塔液體趨近均衡,需采納較大的液體量使操作線斜率大于均衡線斜率(即S小于1);若要獲取最濃的汲取液,必使出塔液體與進塔氣體趨近均衡,要求采納小的液體量使操作線斜率小于均衡線斜率(即S大于1)。第七章干燥一、濕空氣的性質1、濕度H(濕含0.622pvkg水汽/kg絕干氣PPv絕干空氣,H=0去濕能力最大;飽和空氣去濕能力為02、相對濕度①Pv100%Ps絕干空氣①=0,去濕能力最大;飽和空氣①=1,無去濕能力。3、比容(濕容積uH)u單位為:m以1kg絕干空氣為基準的濕空氣的體積稱為濕空氣的比容,又稱濕容積濕空氣/kg絕干氣(0.772273t1013301.244H)273P4、比熱容CHC常壓下,將濕空氣中1kg絕干空氣及相應的Hkg水氣的溫度高升或降低1所需要或放出的熱量稱為比熱容CH表示,單位kJ/kg絕干氣「C。CH1.011.88H5、焓I以1kg絕干空氣為基準的絕干空氣的焓與相應Hkg水氣的焓之和為濕空氣的焓I,單位,kJ/kg絕干氣I(1.011.88H)t2490H6干球溫度t、與濕球溫度tW、絕熱飽和冷卻溫度tas、露點td二、濕物料的性質1、濕基含水量32、干基含水量X:X—1三、干燥過程中的物料衡算干燥產晶各?絶干刪序1、水分蒸發量L(H2H1)G(X1X2)2、空氣耗費量LWGgX2)H2H1H2H1濕空氣的耗費量LwLwL(1H1)3、干燥產品的流量G2GG1(11)G2(12)四、干燥系統的熱量衡算干廉誕的熱扌員失速率盤

Y--------------濕物科並鮑干物料G干輛*K■直濕加進干燥器時的蟲度石L心It濕刪進干嗓器時的塩醜』Uikg@■屈息左Qn預熱器消乾的熱呈商干燥黑增補的熱壘連華干烽過種的熱畫餌算示吾圏溫度為t。濕度為Ho,焓為I。的

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