化工原理答疑[1].ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化工原理答疑1,*,PPT,文档演模板,Office,PPT,化工原理答疑,2026/11/5,化工原理答疑1,5.量纲分析（因次分析）可以减少变量，减少,实验工作量，减少实验设备，减少实验流体种类。由无量纲数群（无因次数群）表示的关联式可推广应用于其他设备和其它流体，条件是什么？（P30,）,7.局部阻力产生的原因和实质是什么？,6.分析U形管压差计受力平衡的重要依据是什么？,4.什么叫速度边界层？产生的原因是什么？,8.如何计算非圆形截面管道的当量直径？,化工原理答疑1,1.U形压差计,2,.,机械能守恒方程,1.2 基本公式,3,.,阻力计算,4,.,Re计算,化工原理答疑1,1.3 计算举例,密度是1000kg/m,3,、粘度是1cP的水以10m,3,/h,的流量在513mm的水平管内流过，在管路,上某处流体静压强1.5kgf/cm（表压），若管路,的局部阻力略去不计，间距该处100m下游处流,体静压强为多少Pa？（,或者求压差,）,（Re=310,3,110,5,时，,=0.3164/Re,0.25,）,化工原理答疑1,解：,p,2,1,1,2,2,化工原理答疑1,化工原理答疑1,5.IS50-32-125型号意义什么？,第二章 流体输送机械,2.1 基本概念,1.离心泵中，叶轮和泵壳分别起什么作用？,2.离心泵叶轮有哪几种类型？,3.离心泵出厂时三条性能曲线是在什么条件,下测定的？,4.离心泵扬程的定义是什么？,化工原理答疑1,6.离心泵产生气蚀现象过程，产生的原因是什,么？如何避免气蚀现象产生？（76）,7.对一台特定的泵，由20 清水测出的h允与V的曲线关系，是否可以通用于其它不同温度下的任何一种流体？,化工原理答疑1,1.管路特性曲线,泵特性曲线,2.泵的最安装高度,环,境,大,气,压,工,质,温,度,由,流,量,查,附,录,吸,入,管,路,阻,力,2.2 基本公式,化工原理答疑1,1K截面,以允许吸上真空高度H,S,计算H,g,max,化工原理答疑1,例,有一精馏塔，操作压力P,塔,=560mmHg(真空度)，釜内液体处于沸腾状态，塔釜连续出料，泵放在低于液面4.2m处,L,=950Kg/m,3,吸入管阻力H,f1-2,=0.92m,h,允,=4.0m.,问：泵能否正常操作？,P,塔,4.2,m,F,1,1,2,2.3 计算举例,化工原理答疑1,解,P,1,为液体上方环境压力，故P,1,即为塔内的操作压力，塔内的绝压为：P,1,=P,塔,=P,0,-P,真,=760-560=200mmHg,塔内液体处于沸腾状态，P,V,=P,塔,，即操作压力等于液体的饱和蒸汽压,因此，把泵放在低于液面4.2m处不能正常工作，会发生汽蚀应放在液面以下4.92m处（理论上越低越好）,化工原理答疑1,1.颗粒的比表面积a，床层的孔隙率为，则,床层的比表面积是多少？,2.固定床结构的一维简化模型有哪些特点？,第三章 过滤 沉降 流态化,3.1 基本概念,化工原理答疑1,6.什么是临界粒径？旋风分离器性能好坏的标志是什么？,3.流体流过滤饼即为流过一固体颗粒的固定床，因液体通过滤饼的流速较低，属层流，过滤速率就是流体通过固定床的空速，是采用欧拉公式还是柯士尼公式？（P100）,4.颗粒的沉降速度的定义是什么？,5.降尘室气体处理能力跟哪些因素有关？,化工原理答疑1,1.过滤速率计算式,2.恒压过滤方程,3.2 基本公式,化工原理答疑1,某板框压滤机恒压下操作,经1h过滤,得滤液2m,3,，过滤介质阻力可略。试问:,若操作条件不变,再过滤1h,共得多少滤液?,在原条件下过滤1h后即把压差提高一倍,再过滤1h,已知滤饼压缩性指数,s,=0.24,共,可得多少滤液?,3.3 计算举例,化工原理答疑1,V,e,=0,V,2,=,KA,2,即 2,2,=,KA,2,1,KA,2,=4 m,6,/h,又(,V,2,),2,=4,2,=4,2,得,V,2,=2.828 m,3,(2)过滤1小时后,压差提高一倍,由K p,(1-S),得,K,A,2,=(,p,/,p,),(1-S),KA,2,=2,(1-0.24),4=6.774 m,6,/h,则 (,V,),2,-V,2,=,K,A,2,(,-,),即 (,V,),2,-2,2,=6.7741 ,V,=3.282 m,3,化工原理答疑1,3.钢、不锈钢、水、空气在同温度下的导热系数（热导率）的大小比较。它们随温度如何变化？,1.传热的三种基本方式是什么？,2.对流传热的特点是什么？,第四章 传热与换热器,4.1 基本概念,化工原理答疑1,7.折流板有哪两种类型？折流板的作用,6.冷热流体换热时，逆流与并流的优缺点比较,4.纯净蒸汽膜状层流冷凝给热时，实验测定的,给热系数为什么会比努塞尔公式理论计算要,高出20%左右？,5.影响沸腾给热的因素有哪些？,化工原理答疑1,1.流体在管内强制对流给热,流速或流量加倍,2.串联传热,4.2 基本公式,化工原理答疑1,3.传热系数,（看清题目给的条件，有些热阻项可忽略不计）,化工原理答疑1,欲设计一列管式换热器,用110的饱和水蒸气将1400kg/h的常压空气由20预热到95。,(1)若初步选定采用单管程换热器,空气走管程,管束由120根,252.5mm的铜管组成。试确定所需的管束长度。,(2)若选用双管程浮头式列管换热器。管子总数、管长及直径同上。空气流量及进口温度不变。则空气的出口温度有无变化?试计算之。,在计算中,冷凝液膜的热阻、管壁及其两侧污垢热阻可忽略不计,其空气平均温度下的物性可取:黏度,=0.02,cP,比热:,Cp,=1.0kJ/(kg),导热率,=0.029W/(m),密度=1.076kg/m,3,。,4.3 计算举例,化工原理答疑1,解,：,（1）,L,=?,G,i,=(1400/3600)/(120/4)0.022=10.32 kg/(m,2,s),Re,=,d,i,G,i,/,=0.0210.32/(0.0210,-,3,)=1.03210,4,10,4,Pr,=,C,p,/,=10000.0210,-,3,/0.029=0.69,i,=0.023,R,e,0.8,Pr,0.,4,/,d,i,=0.0230.029(1.03210,4,),0.8,0.69,0.4,/0.02,=46.7W/(m,2,K),K,i,=,i,Q,=,W,C,C,p,C,t,=,A,i,i,t,m,A,i,=,W,C,C,pC,(,t,2,t,1,)/(,i,t,m,),化工原理答疑1,t,m,=(90-15)/Ln(90/15)=41.86,A,i,=140010,3,(95-20)/3600/(46.741.86)=14.92m,2,A,i,=,n,d,i,L,L,=,A,i,/(,n,d,i,)=14.92/(1200.02)=1.98 m 2 m,（2）,t,2,=?,Ln(,T,-,t,1,)/(,T,-,t,2,)=,K,i,A,i,/(,W,C,C,pC,)(1),Ln(,T,-,t,1,)/(,T,-,t,2,)=,K,i,A,i,/(,W,C,C,pC,)(2),K,/,K,=,/,=(,Np,/,Np,),0.8,=2,0.8 (Np-管子数量）,由(1)/(2),Ln(,T,-,t,1,)/(,T,-,t,2,)=2,0.8,Ln(,T,-,t,1,)/(,T,-,t,2,),Ln(110-20)/(110-,t,2,)=2,0.8,Ln(110-20)/(110-95),t,2,=106,化工原理答疑1,1.分子扩散速率即菲克定律只适用于什么体系？,第五章 气体吸收,5.1 基本概念,2.双膜理论的要点是什么？,4.用水吸收空气的CO,2,属于气膜控制还是,液膜控制？,3.表面更新模型对溶质渗透模型作了哪些修正？,化工原理答疑1,6.某一填料塔进行逆流吸收操作，当吸收因子A1且填料为无穷高时，气液两相将在塔顶还是塔底达到平衡？A1又如何？,5.降低体系的压力、升高操作温度有利于解吸,还是吸收？,化工原理答疑1,5.2 基本公式,化工原理答疑1,5.3 计算举例,有一填料层高度为3m的逆流操作吸收塔，操作压力为101.3kPa，温度为23C，用清水吸收空气中的氨气，混合气体流率G为18 kmol/(m,2,h),，其中含氨6%（体积%），回收率为99%，清水的流率L为43 kmol/(m,2,h),，平衡关系为y=0.9x，气相总体积传质系数 K ya与气相质量流率的0.8次方成正比，而受液体质量流率的影响甚小。,试估算在塔径及其他操作条件不变的情况下，气体流率增加一倍时，出塔气体浓度变为多少？,化工原理答疑1,属低浓气体吸收,原状况下：,化工原理答疑1,气体流率增加一倍时：,化工原理答疑1,化工原理答疑1,第六章 流体蒸馏,6.1 基本概念,1 精馏原理是什么？蒸馏与精馏的区别在哪里？,2 恒摩尔流假设的要点是什么？什么样的体系基,本符合恒摩尔假设？,3 操作压力对体系的相对挥发度、塔顶温度、塔,底温度有何影响？,4 如何根据体系的总压和体系各组份的饱和蒸汽,压来计算体系的液相和汽相组成？,化工原理答疑1,5 在化工生产中全回流用于什么场合？全回流,时操作线方程是什么？,6 芬斯克方程的推导及应用它计算全回流时最少,理论板数的基本条件是什么？,7 回流比恒定时，增大塔釜再沸器蒸发量和塔顶,冷凝器冷凝量对X,D,和X,W,有何影响？,8 萃取精馏与共沸精馏相同点和不同点是什么？,化工原理答疑1,6.2 计算公式,化工原理答疑1,6.3 计算举例,测定某一精馏塔测实际理论板数为5块,F=100kmol/h,x,F,=0.5,泡点进料,在某一回流比下得到D=20kmol/h,x,D,=0.9,x,w,=0.4。现要求在进料不变及x,D,0.9条件下,增大塔顶产量,有人认为,由于本塔的冷凝器冷凝量和塔釜再沸器的加热量均有富裕,因此,完全可以采取操作措施,提高塔顶产量,并有可能达到D=56kmol/h,你认为:,（1）此种说法有无根据?可采取的操作措施是什么?,馏出量理论上能达多少?,（2）提高馏出量在实际上受到的限制因素有那些?,化工原理答疑1,（1）在一定范围内提高R，相当于提馏段蒸汽回流,量增加，可以降低x,w,，从而提高馏出物产量，,D的极限值：,D,F,，1000.5/0.9=55.56kmol/h,这是物料衡算的极限,因此D=56kmol/h是做不,到的。,（2）实际生产上的限制还有:,当回流量增加时,发生塔板上液泛和降液管液泛；,塔顶冷凝负荷、塔底加热负荷有一定限制。,化工原理答疑1,1.填料有哪几种类型？,第七章 塔设备,3.影响填料塔液泛速度大小的因素有哪些？,4.空塔液泛气速u,f,是根据埃克特经验关联图计,算而得，其中纵坐标体现不同尺寸的各种填料,操作特性的参量是什么？,5.筛板塔的塔板上液流类型有几种？,6.塔板负荷性能图，每条线的名称。,2.填料塔操作时，哪些因素造成气液相在塔截,面上分布不均匀？如何解决？,化工原理答疑1,第八章 干燥,8.1 基本概念,1.干燥截止经预热器预热后，湿度H和温度t如何变化？,2.对热敏性物料，为了提高干燥速度，可采取的方法,是什么？,3.干燥必要条件是什么？,4.在恒定干燥条件下的恒速干燥阶段，物料表面保持完,全润湿，物料表面的稳定温度是什么温度？此阶段为,何称表面汽化控制阶段？,5.降速干燥阶段的干燥速率主要取决于哪些因素？,化工原理答疑1,8.2 基本公式,化工原理答疑1,化工原理答疑1,有一连续干燥器，干燥介质为热空气，每小时处理湿物料1吨，干燥前后物料的含水量由20%降至3%（均为湿基），空气进干燥器的湿度为0.001kg水/kg 干空气，离开干燥器的湿度为0.051kg水/kg干空气，试求：,(1)水份蒸发量kg水/h;,(2)空气消耗量kg干空气/h,新鲜空气消耗量kg湿空气/h;,(3)若干燥物料收率为95%，求产品量kg/h。,8.3 计算举例,化工原理答疑1,解：,绝干物料量为：,G,C,=G,1,(1-W,1,)=1000(1-20%)=800 Kg/h,水份蒸发量为：,W=G,C,(X,1,-X,2,)=800(0.25-0.039)=175.3 Kg/h,(1)水份蒸发量W,化工原理答疑1,演讲完毕，谢谢听讲,!,再见，see you again,2026/11/5,化工原理答疑1,