化工原理题库(化工原理基本知识点)-ag8亚洲国际集团

1.化工原理基本知识点

物理化学变化的单个操作过程，如过滤、蒸馏、萃取。

四个基本概念：物料衡算、能量衡算、平衡关系、过程速率。

牛顿黏性定律：f=±τa=±μadu/dy,(f：剪应力；a：面积；μ：粘度；du/dy：速度梯度)。

两种流动形态：层流和湍流。流动形态的判据雷诺数re=duρ/μ；层流—2000—过渡—4000—湍流。当流体层流时，其平均速度是最大流速的1/2。

连续性方程：a1u1=a2u2；伯努力方程：gz p/ρ 1/2u2=c。

2.求化工原理知识点提要

一、流体力学及其输送1.单元操作：物理化学变化的单个操作过程，如过滤、蒸馏、萃取。

2.四个基本概念：物料衡算、能量衡算、平衡关系、过程速率。3.牛顿粘性定律：f=±τa=±μadu/dy,(f：剪应力；a：面积；μ：粘度；du/dy：速度梯度)。

4.两种流动形态：层流和湍流。流动形态的判据雷诺数re=duρ/μ；层流—2000—过渡—4000—湍流。

5.连续性方程：a1u1=a2u2；伯努力方程：gz p/ρ 1/2u2=c。6.流体阻力=沿程阻力 局部阻力；范宁公式：沿程压降：δpf=λlρu2/2d，沿程阻力：hf=δpf/ρg=λl u2/2dg（λ：摩擦系数）；层流时λ=64/re，湍流时λ=f(re，ε/d)，（ε：管壁粗糙度）；局部阻力hf=ξu2/2g，（ξ：局部阻力系数，情况不同计算方法不同）7.流量计：变压头流量计（测速管、孔板流量计、文丘里流量计）；变截面流量计。

8.离心泵主要参数：流量、压头、效率、轴功率；工作点（提供与所需水头一致）；安装高度（气蚀现象，气蚀余量）；泵的型号（泵口直径和扬程）；气体输送机械：通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。二、非均相机械分离1.颗粒的沉降：层流沉降速度vt=（ρp-ρ）gdp2/18μ，（ρp-ρ：颗粒与流体密度差，μ：流体粘度）；重力沉降（沉降室，h/v=l/u，多层；增稠器，以得到稠浆为目的的沉淀）；离心沉降（旋风分离器）。

2.过滤：深层过滤和滤饼过滤（常用，助滤剂增加滤饼刚性和空隙率）；分类：压滤、离心过滤，间歇、连续；滤速的康采尼方程：u=（δp/lμ）ε3/5a2(1-ε)2，（ε：滤饼空隙率；a：颗粒比表面积；l：层厚）。三、传热1.传热方式：热传导（傅立叶定律）、对流传热（牛顿冷却定律）、辐射传热（四次方定律）；热交换方式：间壁式传热、混合式传热、蓄热体传热（对蓄热体的周期性加热、冷却）。

2.傅立叶定律：dq= -λda ,(q：热传导速率；a：等温面积；λ：比例系数； ：温度梯度)；λ与温度的关系：λ=λ0(1 at),(a：温度系数)。3.不同情况下的热传导：单层平壁：q=(t1-t2)/[b/(cma)]=温差/热阻，（b：壁厚；cm=（λ1-λ2）/2）；多层平壁：q=(t1-tn 1)/ [bi /（λia）]；单层圆筒：q=(t1-t2)/[b/（λam）],(a：圆筒侧面积，c= (a2-a1)/ln(a2/a1)）；多层圆筒：q=2πl(t1-t n 1)/ [1/λi [ln(ri 1/ri) ]。

4.对流传热类型：强制对流传热（外加机械能）、自然对流传热、（温差导致）、蒸汽冷凝传热（冷壁）、液体沸腾传热（热壁），前两者无相变，后两者有相变；牛顿冷却定律：dq=hdaδt，（δt>0;h：传热系数）。5.吸收率a 反射率r 透射率d=1；黑体a=1，镜体r=1，透热体d=1，灰体a r=1；总辐射能e=eλdλ，（eλ：单色辐射能；λ：波长）；四次方定律：e=c(t/100)4=εc0(t/100)4,(c：灰体辐射常数；c0：黑体辐射常数；ε=c/c0：发射率或黑度)；两物体辐射传热：q1-2=c1-2φa[(t1/100)4-(t2/100)4]，（φ：角系数；a：辐射面积；c1-2=1/[(1/c1) (1/c2)-(1/c0)])6.总传热速率方程：dq=kmda,(dq：微元传热速率；km：总传热系数；a：传热面积)；1/k=1/h1 ba1/λam a1/h2a2,(h1,h2：热、冷流体表面传热系数)。

7.换热器：夹套换热器、蛇管式换热器、套管式换热器、列管式换热器。四、蒸馏1.蒸馏分类：操作方式：连续蒸馏、间歇蒸馏；对分离的要求：简单蒸馏、平衡蒸馏（闪蒸）、精馏、特殊精馏；压力：常压蒸馏、加压蒸馏、减压蒸馏；组分：双组分蒸馏和多组分蒸馏（精馏），常用精馏塔。

2.双组分溶液气液相平衡：液态泡点方程：xa=[p-pb(t)]/[pa(t)-pb(t)],(xa：液态组分a的摩尔分数；p (t)：压强关于温度的函数）；气态露点方程：ya=pa/p=[pa(t)/p]*[p-pb(t)]/[pa(t)-pb(t)]；平衡常数ka=ya/xa，理想溶液：ka=p°a/p，即组分饱和蒸气压和总压之比；挥发度：υa=pa/xa，相对挥发度：αab=υa/υb，最终可导出气液平衡方程：y=αx/[1 (a-1)x]；气液平衡相图：p-x图（等温） 、t-x(y)图（等压）、x-y图。3.平衡蒸馏：qn(f),xf加热至泡点以上tf，减压气化，温度达到平衡温度te，两相平衡qn(d),yd和qn(w),xw；物料衡算：yd=qxw/(q-1)-xf/(q-1)，（液化率：q=qn(w)/qn(f)）；热量衡算：tf=te (1-q)γ/cp,m,(cp,m：原液的摩尔定压热容；γ：原液的摩尔气化潜热)；平衡关系：yd=αxw/[1 （α-1）xw]。

4.简单蒸馏：持续加热至釜液组成和馏出液组成达到规定时停止；关系式：ln[n(f)/n(w)]= {ln(xf/xw)-αln[(1-xf)/(1-xw)]}/（α-1）；总物料衡算：n(f)=n(w) n(d)；易挥发组分衡算：n(f)xf =n(w)xw n(d)xd；推出：xd= [n(f)xf-n(w)xw]/[n(f)-n(w)]。5.精馏：多次部分气化部分冷凝（连续、间歇），泡点不同采取不同的压力操作，塔板数从上至下记；塔顶易挥发组分回收率：ηd=qn(d)xd/qn(f)xf*100%，釜中不易挥发组分回收率：ηw=qn(w)(1-xw)/[qn(f)(1-xf)]*100%；精馏段总物料衡算：qn(v)=qn(d) qn(l)；精馏段易挥发组分衡算：qn(v)yn 1=qn(d)xd qn(l)xn;(v：各层上升蒸汽量；d：塔顶馏出液量；l：各板下降的液量；yn 1：第n 1块板上升的蒸汽中易挥发组分的摩尔分数；xn：第n块板下降的液体中易挥发组分的摩尔分数)，精馏段操作线方程：yn 1=rxn/(r 1) xd/(r 1)，（回流比r= qn(l)/qn(d)）；提馏段段总物料衡算：qn(l')=qn(v') qn(w)；提馏段易挥发组分衡算：qn(l')x'm=qn(v')y'm 1 qn(w)xw ;(w：釜液量)，提馏段操作线方程：y'm。