化工原理公式整理

1atm=1.013x10^5=760mmHg=10.33mH2O=1.033at=1.033kgf/cm2 1at=1kgf/cm2=10mH2O=735.6mmHg=9.81x10^4pa

液体黏度μ:1NS/m2=10P=1000cP体积流量 V m3/s 点流速 v m/s 平均流速 u m/s u=V/A ε管壁粗糙度 ξ局部阻力系数 质量流量 W kg/s W=ρV 质量流速 G Kg/(s.m2) G=W/A=ρu 第二章

该图在什么情况下测定?n=2900r/min 常压 20℃的水 该泵的额定流量,额定压头和额定轴功率是?高效范围

离心泵在一定转速下有效率最高点,该点称为设计点,设计点的流量、压头、轴功率成为额定、、、

一般将最高效率值的90%的范围称为泵的高效区, 泵应尽量在该范围内操作。

第一章

静止连续的流体内,必满足势能守恒, 静止连续的均匀液体处于同一水平面等压

实际流体在管道内流动时产生阻力的原因是具有黏性(存在剪力)。 粘度随温度的变化?液体:温度上升黏度下降,气体相反 层流与湍流的本质区别是?

运动状态不同,层流有规则运动,无质点扩散,无漩涡产生;湍流海根 ∆p f=

ρ

=

32uμlρd f∝u

层流 Re=duρ/μ=4vρ/πd μ=dG/μ 摩擦阻力λ=64/Re 湍流 光滑管λ=0.3164

f∝u1.75

l

u2

f=(λd

+ ξ

) 2

范宁公式 适用湍流和层流(也适用湍流,λ定值) l

u2 f=λ∙d∙

2

扬程He 有效功率Ne=ρVgHe=ρVWs

管路特性: H 8λL V2e ′= (z 2-z 1) + (p 2-p 1)/(ρg ) + ΣH f ,(ΣH f =)

轴功率Na η=Ne/Na 转速改变

V′V

=

n′(′Na′

n

He′He

=

nn) 2 Na

=

(n′

n

) 3 过滤

恒速过程 q2

1+q e q 1=(K/2)τ

1

恒压过程 (q2

-q 2

1) +2q e (q-q 1)=K(τ-τ1)

dqdτ

=

K

2(q+qK=

2(∆p) 1−s q=V/A

e)

过滤常数μr0φ

q2+2qqe=Kτ V2+2VVe=KA2

τ

τF=VF2VF2

K AτW=2JK A 生产力G=VF

τ

时 效率最高

F1+2J+ττR

F+τW=τR换热

多层圆筒壁导热Q 热导率λ

努塞尔特准数Nu=αl

cpμλ 普兰特Pr =

λ

,传热系数α=λ

diNu Cp比热容

无相变时,流体在管内作强制对流

湍流1) Re 〉10000,0.7〈Pr 〈120,L/Di〉50 μ小于同温2倍水 Nu=0.023Re

0.8

Prn

α=λ

di

Nu 流体被加热时n=0.1,反之n=0.3

2) Re〉10000,0.7〈Pr 〈1670,L/Di〉50 流体为高黏度时 Nu=0.027Re

0.8

Pr1

0.14

μ α=λ

w

di

Nu μw:壁温时的

层流Re 〈2300,0.6〈Pr 〈6700,L/Di〉10 Nu=1.86Re1Pr1λ

0.14 α=di

Nu

过渡流2300〈Re 〈10000 去ϕ=1−

6×105Re α=ϕλ

di

Nu

套管 12000

λ1

d2

Re0.8Pr3 (0.53

传热系数 K W/(m2·℃)

1

1bdidi

K

i

=ai

+λdm

+a

odo

1Ko

=1bd0d, dm=do−d

i0

ln

o,中间一项为壁阻 视情况忽略

ao

+λdm

+aid

i

i

当传热面为平壁或圆筒壁时,可简化 11b1

=++

i

污垢11bd0d

K=a+λdm

+aidi

+Ro+Ri

o

o

Q=KiAi∆tm=KoAo∆tm=Wccpc(t2−t1) ’

强制湍流 流速改变 α

iu’0.8

ai

=(

u

离心泵 流量范围大,物料适应广,维护成本高,不能自吸

往复泵比较:压头高,流量均匀, 维护费用低,能自吸流量不大,流量调节相对不便。

气体流量计,风机和旋风分离器等设备,标定性能所用的工质是 空气 ,状态为 1atm,20℃,对应密度为1.2Kg/m3 当离心泵出口阀门开大时,流量变大,泵出口压力变小

离心泵的流量常用阀门调节。扬程比正常值下降3%时为气蚀状态

第三章

1. 颗粒的球形度(形状系数)的定义式为:ψ=π(dev)2/s 颗粒的比表面积的定义式为; a=s/v=6/dp=ψdev 颗粒的等体积当量直径定义: d6ve =

2. 滤饼过滤中颗粒被滤饼截留,过滤推动力一般是指两侧压差

过滤基本方程来源于柯士尼方程,后者是基于一维模型的范宁方程。

真空度和转速对真空回转过滤机生产能力的影响?转速越快滤机生

产力越高,真空度越高,滤机生产力越高

3. 什么是自由沉降速度?在达到衡算后,介质与颗粒的相对速度 颗粒直径,粘度和密度分别对沉降有什么影响颗粒直径,密度增大,

沉降速度越快;流体密度粘度增大沉降速度越慢、

降尘室的分离能力与降尘室高度,底面积的关系?只与沉降面积有关与高度无关

4. 什么是离心沉降的分离因数?K=(u2/R)/g 即颗粒受到的离心惯

性力是其重力的多少倍

旋风分离器的主要性能参数有 1临界粒2分离效率3压强降其性能标定气体物性为:Ps dp Ui及C 升高 有利分离 旋风分离的进气口速宜为10-25,m/s

第四章

传热速率(热流量)Q :单位时间内通过一台换热器的传热面或指定传热面的热量。单位W

热通量(热流密度)q :单位面积的传热速率 W/m2 单层平壁导热通量q=

λm(t2−t1)

b

λ=

λ1+λ2

2

λ0(1+a tm)

稳态过程与非稳态过程的区别是?主要区别是是否随时间的改变而

改变. 稳态过程, 各点温度均不随时间而变;非稳态过程各点温度随时间变

换热器的传热速率是指_在单位时间所具有的换热能力,单位为W 。 圆筒壁面的平均导热面积如何计算?

圆管壁导热式中是以内,外壁的面积的对数平均值Am 代替平壁导热

中的A

导热系数(热导率λ=λ0(1+at))与相态,温度的关系? 纯金属固体 >金属合金>液态金属>非金属固体>废金属液体>绝热材料>气体

对于液体来说,绝大多数液体导热系数随温度升高而降低。水的导热系数随温度升高而降低 甘油则略有升高

由多层串联传热时,各层传热量越大。壁面越窄导热系数越小其热阻就愈大,该层两侧的温度差愈大。

壁面与流体间的传热称为对流传热? 如何计算对流给热?Q=αA ∆T 无相变对流给热的热阻主要在哪里?流体种类和物性的影响;流体流动的原因:强制对流:主要是受外力引起的流体速度的影响。自然对流:主要是受温差引起的浮升力的影响。;流动状态的影响:RE>10000 高度湍流 α较大,随Re 增加较快 Re

空气流速为6m/s的α1,空气流速为25m/s的α2,水流速为1.2m/s的α3,水流速为2.5m/s的α4,蒸汽膜状冷凝的α5,自大到小的顺序为:α 5 > α4 >α3 >α2 >α1

流体间壁传热历程?1,热流体通过给热将热量传给固体壁2,固体壁内以热传导方式将热量从热侧传到冷侧3. 热量通过即热从壁面传给冷流体

总传热速率方程是?其中各项的意义?

dQ=Ki(T-t )dAi=Ko(T-t )dAo K表示分别为基于管表面积Ai 和Ao

的传热系数 T和t 分别是该截面处的热冷流体平均速度 dQ为通过该微元传热面积的传热速率

换热器中如何选择合适的流速?列管换热器常用的流速范围:液体 ,

气体 ?

控制换热器壳程和管程留宿的主要因素是阻力降和传热系数,所以应在满足阻力降的情况下尽量增大流量,以提高传热系数,因此每程的管数尽量要少,折流板间距不能太大。

流体质点作不规则运动(脉动)

当Re 小于 2000时,在圆形直管中为滞流流动时,其速度分布是 抛物线 型曲线,其管中心处最大流速为平均流速的 2 倍 摩擦系数如何计算?一般的变化规律?(层流公式应能写出) 写出局部阻力计算公式? Hf=ξu22

特殊情况:

进口ξ=1和出口ξ=0.5 转子流量计 恒流速,变截面 孔板流量计 恒截面,变流速

测流体流量时,随着流体流量增加,孔板流量计两侧压差值将增加,用转子流量计测量,当流量增大时,转子两端压差值将减小。 毕托管 v2gR(ρa=

2∆pi−ρ)

ρ

=

ρ

, ρi为指示液,ρ工作流体

转子流量计 V工V=

(ρf−ρ工) ρ标标

ρ工(ρ

f−ρ标)

孔板流量计 V =πd2

2gR(ρ0C0i−ρ)

4

ρ

,

1atm=1.013x10^5=760mmHg=10.33mH2O=1.033at=1.033kgf/cm2 1at=1kgf/cm2=10mH2O=735.6mmHg=9.81x10^4pa

液体黏度μ:1NS/m2=10P=1000cP体积流量 V m3/s 点流速 v m/s 平均流速 u m/s u=V/A ε管壁粗糙度 ξ局部阻力系数 质量流量 W kg/s W=ρV 质量流速 G Kg/(s.m2) G=W/A=ρu 第二章

该图在什么情况下测定?n=2900r/min 常压 20℃的水 该泵的额定流量,额定压头和额定轴功率是?高效范围

离心泵在一定转速下有效率最高点,该点称为设计点,设计点的流量、压头、轴功率成为额定、、、

一般将最高效率值的90%的范围称为泵的高效区, 泵应尽量在该范围内操作。

第一章

静止连续的流体内,必满足势能守恒, 静止连续的均匀液体处于同一水平面等压

实际流体在管道内流动时产生阻力的原因是具有黏性(存在剪力)。 粘度随温度的变化?液体:温度上升黏度下降,气体相反 层流与湍流的本质区别是?

运动状态不同,层流有规则运动,无质点扩散,无漩涡产生;湍流海根 ∆p f=

ρ

=

32uμlρd f∝u

层流 Re=duρ/μ=4vρ/πd μ=dG/μ 摩擦阻力λ=64/Re 湍流 光滑管λ=0.3164

f∝u1.75

l

u2

f=(λd

+ ξ

) 2

范宁公式 适用湍流和层流(也适用湍流,λ定值) l

u2 f=λ∙d∙

2

扬程He 有效功率Ne=ρVgHe=ρVWs

管路特性: H 8λL V2e ′= (z 2-z 1) + (p 2-p 1)/(ρg ) + ΣH f ,(ΣH f =)

轴功率Na η=Ne/Na 转速改变

V′V

=

n′(′Na′

n

He′He

=

nn) 2 Na

=

(n′

n

) 3 过滤

恒速过程 q2

1+q e q 1=(K/2)τ

1

恒压过程 (q2

-q 2

1) +2q e (q-q 1)=K(τ-τ1)

dqdτ

=

K

2(q+qK=

2(∆p) 1−s q=V/A

e)

过滤常数μr0φ

q2+2qqe=Kτ V2+2VVe=KA2

τ

τF=VF2VF2

K AτW=2JK A 生产力G=VF

τ

时 效率最高

F1+2J+ττR

F+τW=τR换热

多层圆筒壁导热Q 热导率λ

努塞尔特准数Nu=αl

cpμλ 普兰特Pr =

λ

,传热系数α=λ

diNu Cp比热容

无相变时,流体在管内作强制对流

湍流1) Re 〉10000,0.7〈Pr 〈120,L/Di〉50 μ小于同温2倍水 Nu=0.023Re

0.8

Prn

α=λ

di

Nu 流体被加热时n=0.1,反之n=0.3

2) Re〉10000,0.7〈Pr 〈1670,L/Di〉50 流体为高黏度时 Nu=0.027Re

0.8

Pr1

0.14

μ α=λ

w

di

Nu μw:壁温时的

层流Re 〈2300,0.6〈Pr 〈6700,L/Di〉10 Nu=1.86Re1Pr1λ

0.14 α=di

Nu

过渡流2300〈Re 〈10000 去ϕ=1−

6×105Re α=ϕλ

di

Nu

套管 12000

λ1

d2

Re0.8Pr3 (0.53

传热系数 K W/(m2·℃)

1

1bdidi

K

i

=ai

+λdm

+a

odo

1Ko

=1bd0d, dm=do−d

i0

ln

o,中间一项为壁阻 视情况忽略

ao

+λdm

+aid

i

i

当传热面为平壁或圆筒壁时,可简化 11b1

=++

i

污垢11bd0d

K=a+λdm

+aidi

+Ro+Ri

o

o

Q=KiAi∆tm=KoAo∆tm=Wccpc(t2−t1) ’

强制湍流 流速改变 α

iu’0.8

ai

=(

u

离心泵 流量范围大,物料适应广,维护成本高,不能自吸

往复泵比较:压头高,流量均匀, 维护费用低,能自吸流量不大,流量调节相对不便。

气体流量计,风机和旋风分离器等设备,标定性能所用的工质是 空气 ,状态为 1atm,20℃,对应密度为1.2Kg/m3 当离心泵出口阀门开大时,流量变大,泵出口压力变小

离心泵的流量常用阀门调节。扬程比正常值下降3%时为气蚀状态

第三章

1. 颗粒的球形度(形状系数)的定义式为:ψ=π(dev)2/s 颗粒的比表面积的定义式为; a=s/v=6/dp=ψdev 颗粒的等体积当量直径定义: d6ve =

2. 滤饼过滤中颗粒被滤饼截留,过滤推动力一般是指两侧压差

过滤基本方程来源于柯士尼方程,后者是基于一维模型的范宁方程。

真空度和转速对真空回转过滤机生产能力的影响?转速越快滤机生

产力越高,真空度越高,滤机生产力越高

3. 什么是自由沉降速度?在达到衡算后,介质与颗粒的相对速度 颗粒直径,粘度和密度分别对沉降有什么影响颗粒直径,密度增大,

沉降速度越快;流体密度粘度增大沉降速度越慢、

降尘室的分离能力与降尘室高度,底面积的关系?只与沉降面积有关与高度无关

4. 什么是离心沉降的分离因数?K=(u2/R)/g 即颗粒受到的离心惯

性力是其重力的多少倍

旋风分离器的主要性能参数有 1临界粒2分离效率3压强降其性能标定气体物性为:Ps dp Ui及C 升高 有利分离 旋风分离的进气口速宜为10-25,m/s

第四章

传热速率(热流量)Q :单位时间内通过一台换热器的传热面或指定传热面的热量。单位W

热通量(热流密度)q :单位面积的传热速率 W/m2 单层平壁导热通量q=

λm(t2−t1)

b

λ=

λ1+λ2

2

λ0(1+a tm)

稳态过程与非稳态过程的区别是?主要区别是是否随时间的改变而

改变. 稳态过程, 各点温度均不随时间而变;非稳态过程各点温度随时间变

换热器的传热速率是指_在单位时间所具有的换热能力,单位为W 。 圆筒壁面的平均导热面积如何计算?

圆管壁导热式中是以内,外壁的面积的对数平均值Am 代替平壁导热

中的A

导热系数(热导率λ=λ0(1+at))与相态,温度的关系? 纯金属固体 >金属合金>液态金属>非金属固体>废金属液体>绝热材料>气体

对于液体来说,绝大多数液体导热系数随温度升高而降低。水的导热系数随温度升高而降低 甘油则略有升高

由多层串联传热时,各层传热量越大。壁面越窄导热系数越小其热阻就愈大,该层两侧的温度差愈大。

壁面与流体间的传热称为对流传热? 如何计算对流给热?Q=αA ∆T 无相变对流给热的热阻主要在哪里?流体种类和物性的影响;流体流动的原因:强制对流:主要是受外力引起的流体速度的影响。自然对流:主要是受温差引起的浮升力的影响。;流动状态的影响:RE>10000 高度湍流 α较大,随Re 增加较快 Re

空气流速为6m/s的α1,空气流速为25m/s的α2,水流速为1.2m/s的α3,水流速为2.5m/s的α4,蒸汽膜状冷凝的α5,自大到小的顺序为:α 5 > α4 >α3 >α2 >α1

流体间壁传热历程?1,热流体通过给热将热量传给固体壁2,固体壁内以热传导方式将热量从热侧传到冷侧3. 热量通过即热从壁面传给冷流体

总传热速率方程是?其中各项的意义?

dQ=Ki(T-t )dAi=Ko(T-t )dAo K表示分别为基于管表面积Ai 和Ao

的传热系数 T和t 分别是该截面处的热冷流体平均速度 dQ为通过该微元传热面积的传热速率

换热器中如何选择合适的流速?列管换热器常用的流速范围:液体 ,

气体 ?

控制换热器壳程和管程留宿的主要因素是阻力降和传热系数,所以应在满足阻力降的情况下尽量增大流量,以提高传热系数,因此每程的管数尽量要少,折流板间距不能太大。

流体质点作不规则运动(脉动)

当Re 小于 2000时,在圆形直管中为滞流流动时,其速度分布是 抛物线 型曲线,其管中心处最大流速为平均流速的 2 倍 摩擦系数如何计算?一般的变化规律?(层流公式应能写出) 写出局部阻力计算公式? Hf=ξu22

特殊情况:

进口ξ=1和出口ξ=0.5 转子流量计 恒流速,变截面 孔板流量计 恒截面,变流速

测流体流量时,随着流体流量增加,孔板流量计两侧压差值将增加,用转子流量计测量,当流量增大时,转子两端压差值将减小。 毕托管 v2gR(ρa=

2∆pi−ρ)

ρ

=

ρ

, ρi为指示液,ρ工作流体

转子流量计 V工V=

(ρf−ρ工) ρ标标

ρ工(ρ

f−ρ标)

孔板流量计 V =πd2

2gR(ρ0C0i−ρ)

4

ρ

,


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