化工原理

邓书平

目录

  • 1 第一章  绪论
    • 1.1 化工安全生产知识
    • 1.2 化工原理课程介绍
    • 1.3 单元操作简介
    • 1.4 化工原理的研究方法
    • 1.5 单位制与数据转换
    • 1.6 章节测试
  • 2 第二章    流体流动
    • 2.1 概述
    • 2.2 流体静止的基本方程
    • 2.3 流体流动现象
    • 2.4 管内流动的阻力损失
    • 2.5 管路计算
    • 2.6 流量测量
    • 2.7 本章小结
    • 2.8 章节测试
  • 3 第三章  流体输送机械
    • 3.1 流体输送机械简介
    • 3.2 离心泵的结构与工作原理
    • 3.3 离心泵的性能参数和理论分析
    • 3.4 离心泵的特性曲线
    • 3.5 离心泵的工作点和流量调节
    • 3.6 气蚀和离心泵的安装高度
    • 3.7 离心泵的选型
    • 3.8 其他化工用泵
    • 3.9 小结
    • 3.10 单元测试
  • 4 第四章   非均相物系分离与固体流态化
    • 4.1 概述
    • 4.2 沉降分离
    • 4.3 过滤
    • 4.4 固体流态化
    • 4.5 本章小结
    • 4.6 章节测试
  • 5 第五章  传热
    • 5.1 传热简介
    • 5.2 热传导及傅里叶定律
    • 5.3 平壁稳态传热计算
    • 5.4 单层与多层圆筒稳态传热计算
    • 5.5 对流传热原理与牛顿冷却定律
    • 5.6 因次分析
    • 5.7 管内强制对流的传热系数计算
    • 5.8 管外强制对流的传热系数计算
    • 5.9 自然对流的传热系数计算
    • 5.10 蒸汽冷凝的传热系数计算
    • 5.11 液体沸腾的传热系数计算
    • 5.12 辐射传热简介
    • 5.13 对流和辐射联合传热
    • 5.14 传热速率方程
    • 5.15 总传热系数与传热平均温差
    • 5.16 列管式换热器
    • 5.17 换热器设计型计算
    • 5.18 换热器操作型计算
    • 5.19 换热器的强化途径
    • 5.20 小结
    • 5.21 章节测试
  • 6 第六章    蒸发(自学)
    • 6.1 概述
    • 6.2 单效蒸发
    • 6.3 多效蒸发
    • 6.4 蒸发
  • 7 第七章  蒸馏
    • 7.1 蒸馏简介
    • 7.2 理想体系气液相平衡
    • 7.3 非理想物系气液相平衡
    • 7.4 平衡蒸馏
    • 7.5 简单蒸馏
    • 7.6 精馏过程原理
    • 7.7 全塔物料与能量衡算
    • 7.8 恒摩尔流假设
    • 7.9 精馏塔操作线方程与q线方程
    • 7.10 双组分体系连续精馏计算-逐板法
    • 7.11 双组分体系连续精馏计算-图解法
    • 7.12 进料状态与进料位置的影响
    • 7.13 精馏塔设计与操作中回流比的影响和选择
    • 7.14 全回流与最少理论板数计算
    • 7.15 双组分体系连续精馏计算—简捷法
    • 7.16 双组分精馏的特殊操作
    • 7.17 精馏操作型计算
    • 7.18 板效率
    • 7.19 间歇精馏
    • 7.20 多组分精馏
    • 7.21 特殊精馏
    • 7.22 小结
    • 7.23 章节测试
  • 8 第九章   气体吸收
    • 8.1 吸收概论
    • 8.2 气液相平衡
    • 8.3 传质方式
    • 8.4 等分子反方向扩散
    • 8.5 伴有主体流动的单向扩散
    • 8.6 对流传质和双膜理论
    • 8.7 传质速率方程
    • 8.8 相际传质分析
    • 8.9 吸收塔操作线方程
    • 8.10 吸收剂用量的确定
    • 8.11 吸收过程 数学描述
    • 8.12 传质单元数的计算
    • 8.13 理论级及塔板数计算
    • 8.14 吸收塔的设计型计算
    • 8.15 吸收的操作型计算
    • 8.16 高浓度气体吸收
    • 8.17 化学吸收
    • 8.18 解吸
    • 8.19 小结
    • 8.20 章节测试
  • 9 第八章  传质设备
    • 9.1 板式塔简介
    • 9.2 塔板上的流体力学现象
    • 9.3 填料塔简介
    • 9.4 填料塔设计
    • 9.5 章节测试
  • 10 第十一章     干燥过程及设备
    • 10.1 认识湿度图
    • 10.2 干燥设备的选择
    • 10.3 洞道干燥操作实验
    • 10.4 小结
    • 10.5 章节测试
小结


一.本章学习目标

填料层高度H计算

二.所需基本关系

1.物料衡算;2.热量衡算;3.平衡关系;4.速率关系(传热传质);5.经济衡算。

三.过程 

1.物料衡算

溶质:G(y1y2)=L(x1-x2)

操作线(逆流): G(yy2) =L(xx2);G(y1y)=L(x1x)

斜率:L/G

含义:操作线到平衡线之间的距离为过程进行的推动力

2.热量衡算

对低浓度吸收过程,三个假设,过程是恒温的。

3.平衡关系:y* =mx   m=E/P

4.速率关系(传质):

(1)传质模型:双膜理论、溶质渗透理论、表面更新模型、边界层理论等

(2)双膜模型:

 NA=Ky(y-y*)=Kx(x*-x)=ky(y-yi)=kx(xi-x)

 NA=KG(P-P*)=KL(C*-C)

KG----- kmol/(s.kPa.m2) 

Ky----- kmol/(s.m2)  

(3)1/Ky =1/ky+m/kx    HOG=HG+(mG/L)H     

1/Kx=1/kx+1/(mky)       HOL=HL+(L/mG)HG

5.经济衡算优化:

L/G=(1.1~2.0)(L/G)min

(L/G)min=(y1-y2 )/(x1*-x2)=(y1-y2 )/(y1/m- x2)

若x2=0,则:(L/G)min=(y1-y2)/(y1/m)=mh

四、高度计算(传质速率Model法)

1.H=HOG × NOG HOL × NOL

G ——单位截面、单位时间内气相的流率, kmol/m2.s ;

 注意G的单位转换:kmol/h、kg/h、m3/h。

1/Kya——反映了传质阻力的大小,气膜控制时Kya主要与气速有关,与液速关系不大。

3.NOG求取方法:主要有:对数平均浓度差法,吸收因数法、近似图解法、数值积分法等

4.NOG求取公式

五、基本概念

1.吸收与解吸(方法)、联合操作

2.分子扩散――Fick定律  

JA=-DAB (dCA/dz)  kmol/(s.m2)

3.单相扩散与相际传质,经典模型:

(1)等mol反向扩散;(2)单向扩散

NA=(DAB/z R T) • (P/PB m )(PA1-PA2)

NA=(DAB/z) • (CM /CB m )(CA1-CA2)

【D∝T3/2/P】

4.HOG、NOGHOL、NOL意义