化工原理课程知识结构.DOC

化工原理课程知识结构模块图 化工原理课程重要理论基础 1、质量平衡 2、机械能平衡 3、热量平衡（系统中无机械能时） 4、动量守恒 5、牛顿第二定律 1、气液相平衡 2、汽液相平衡 3、气固相平衡 4、液液相平衡 5、液固相平衡 过程速率表达式 化工过程及单元操作 1、流体流动过程 （1）单相流动：流体流动、流体输送 （2）两相流动：1）流体通过颗粒层的流动：过滤、固定床 2）颗粒的沉降运动：沉降、固体流态化 2、传热过程 加热、冷却、冷凝、沸腾、蒸发 3、传质过程 吸收、精馏、萃取、吸附、干燥 化工设备 流体输送及机械分离设备 换热设备 传质设备 泵、风机 过滤机 重力沉降分离器、离心沉降分离器 固定床、流化床、气力输送 换热器 蒸发器 吸收塔、精馏塔 萃取塔、吸附塔 干燥器 主要符号说明： —质量流率，kg/s； —控制体中物料的质量，kg ； —时间，s ； —流体的机械能，J/kg ； —外加机械能，J/kg ； —机械能损失，J/kg ； —物流的焓，J/kg ； —外加热量，J/s ； —热量损失，J/s ； —外加力，N ； —流体的流速，m/s ； —组分i在气相（或汽相）中的浓度，摩尔分率； —组分i在液相中的浓度，摩尔分率； —组分i在气相中的浓度，分压； —组分i在固相中的浓度，质量分率； —组分i在液相E中的浓度，质量分率； —组分i在液相R中的浓度，质量分率 化工原理各章内容结构模块图 第1章 流体流动 流体流动基本参数 1、流体密度： ， 2、流体压强： ， 3、流体粘度： ， 4、体积流量： ， 5、体积流速： ， 6、当量直径： 流体流动基本原理 1、机械能守恒 对于不可压缩流体， 对于可压缩流体， 适用条件：（1）定常态流动；（2）无热能交换。 2、连续性方程 对于定常态流动， 3、动量守恒 在某一方向上， 当u=0时,流体静力学 或 适用条件：（1）静止流体；（2）不可压缩流体；（3）同种流体内。 流体流动内部结构及阻力计算 1、流体流动内部结构 圆管内流体定常态流动剪应力分布 圆管内牛顿型流体稳定流动流速分布 层流： 管中心最大流速： 层流速度分布式： 湍流： 2、阻力计算 ， 层流时： 湍流时： 流体静力学应用 1、压强或压强差测定； 2、液位测定； 3、液封高度计算。 流体动力学方程的应用 1、设计型问题 （1）确定流体输送所需要的外加机械能和有效功率 。 ， （2）确定流体输送所需要的起始条件，如 或 。 （3）确定完成规定输送流量所需要的管径d 。 2、操作型问题 （1）对于已有的管路系统确定所能达到的流量。 （2）对于已有的管路系统，为保证所需的流量，确定局部阻力的限定值。 3、流量测定 （1）毕托管，（2）孔板流量计，（3）转子流量计。 主要符号说明： 、—基于同一水平基准面的位高，m ； 、—截面1、截面2上的绝对压或表压， ； 、—截面1、截面2上的平均体积流速， ； —流体输送机械对于流体的外加能量， ； —流体自截面1流至截面2的过程中所产生的机械能损失， ； —流体质量流速， ； —气态流体的多变指数； —摩擦系数； —管件的阻力系数。 第2章 流体输送机械 （一）液体输送机械 基本结构与工作原理 1、离心泵 泵壳内的叶轮高速旋转时，叶片之间的液体跟随旋转，由于离心力的作用，液体从叶轮中心被甩向外缘，这个过程中流体获得机械能，主要以静压能的形式存在，在叶轮周边以很大的静压强和一定的流速流入泵的出口管中。 2、往复泵 活塞在气缸内的往复运动过程中，在活塞的压出端由于压强高而将液体压到泵的出口管中；同时，在活塞的吸入端由于压强非常小，液体自泵的吸入管被抽吸进入气缸。如此循环。 主要性能参数 1、离心泵 在一定转速下 （1）流量 ， ； （2）有效压头 ， ； （3）轴功率 ， ； （4）有效功率 ， ， （5）效率 ， 在一定转速下后弯叶片离心泵的特性曲线 2、往复泵 往复泵的性能参数同离心泵，但是，往复泵的流量取决于其泵体尺寸和操作转速。 单吸泵： 双吸泵： 往复泵的压头理论上来说可以达到很大，在管路中提供的压头取决于管路情况。往复泵的效率高。 提高往复泵管路流量均匀性的常用方法：（1）采用多缸；（2）装置空气室。 往复泵的流量调节：（1）