化工原理重要公式总结(经典实用的化工原理及重要公式大放送)
化工原理重要公式总结(经典实用的化工原理及重要公式大放送)泡点指液相混合物加热至出现第一个汽泡时的温度。 泡点塔釜的加热和塔顶的冷却。 双组份汽液平衡自由度自由度为 2(P 一定, t ~ x 或 y ; t 一定, P ~ x 或 y) ; P 一定后,自由度为 1 。
液体精馏
蒸馏的目的及基本依据
蒸馏的目的是分离液体混合物,它的基本依据 ( 原理 ) 是液体中各组分挥发度的不同。
主要操作费用
塔釜的加热和塔顶的冷却。
双组份汽液平衡自由度
自由度为 2(P 一定, t ~ x 或 y ; t 一定, P ~ x 或 y) ; P 一定后,自由度为 1 。
泡点
泡点指液相混合物加热至出现第一个汽泡时的温度。
露点
露点指气相混合物冷却至出现第一个液滴时的温度。
非理想物系
汽液相平衡关系偏离拉乌尔定律的成为非理想物系。
总压对相对挥发度的影响
压力降低,相对挥发度增加。
平衡蒸馏
连续过程且一级平衡。
简单蒸馏
相平衡方程
物料衡算
轻组分回收率
默弗里板效率
q线方程
塔内气液流率
精馏段操作方程
提馏段操作方程
最小回流比
芬斯克方程
气液传质设备
板式塔的设计意图
①气液两相在塔板上充分接触,②总体上气液逆流,提供最大推动力。
对传质过程最有利的理想流动条件
总体两相逆流,每块板上均匀错流。
三种气液接触状态
鼓泡状态:气量低,气泡数量少,液层清晰。泡沫状态:气量较大,液体大部分以液膜形式存在于气泡之间,但仍为连续相。喷射状态:气量很大,液体以液滴形式存在,气相为连续相。
转相点
由泡沫状态转为喷射状态的临界点。
板式塔内主要的非理想流动
液沫夹带、气泡夹带、气体的不均匀流动、液体的不均匀流动。
板式塔的不正常操作现象
夹带液泛、溢流液泛、漏液。
筛板塔负荷性能图
将筛板塔的可操作范围在汽、液流量图上表示出来。
湿板效率
考虑了液沫夹带影响的塔板效率。
全塔效率
全塔的理论板数与实际板数之比。
操作弹性
上、下操作极限的气体流量之比。
常用塔板类型
筛孔塔板、泡罩塔板、浮阀塔板、舌形塔板、网孔塔板等。
填料的主要特性参数
①比表面积a,②空隙率ε,③填料的几何形状。
常用填料类型
拉西环,鲍尔环,弧鞍形填料,矩鞍形填料,阶梯形填料,网体填料等。
载点
填料塔内随着气速逐渐由小到大,气液两相流动的交互影响开始变得比较显着时的操作状态为载点。
泛点
气速增大至出现每米填料压降陡增的转折点即为泛点。
最小喷淋密度
保证填料表面润湿、保持一定的传质效果所需的液体速度。
等板高度 HETP
分离效果相当于一块理论板的填料层高度。
填料塔与板式塔的比较
填料塔操作范围小,宜处理不易聚合的清洁物料,不易中间换热,处理量较小,造价便宜,较宜处理易起泡、腐蚀性、热敏性物料,能适应真空操作。板式塔适合于要求操作范围大,易聚合或含固体悬浮物,处理量较大,设计要求比较准确的场合。
全塔效率
填料塔高度
液液萃取
萃取的目的及原理
目的是分离液液混合物。原理是混合物各组分溶解度的不同。
溶剂的必要条件
①与物料中的B组份不完全互溶,②对A组份具有选择性的溶解度。
临界混溶点
相平衡的两相无限趋近变成一相时的组成所对应的点。
和点
两股流量的平均浓度在相图所对应的点。
差点
和点的流量减去一股流量后剩余的浓度在相图所对应的点。
分配曲线
相平衡的 y A ~x A 曲线。
最小溶剂比
当萃取相达到指定浓度所需理论级为无穷多时,相应的 S/F 为最小溶剂比。
选择性系数
β =(y A /y B )/(x A /x B ) 。
操作温度对萃取的影响
温度低, B 、 S 互溶度小,相平衡有利些,但粘度大等对操作不利,所以要适当选择。
分配系数
选择性系数
单级萃取
;
;
其他传质分离方法
溶液结晶操作的基本原理
溶液的过饱和。
造成过饱和度方法
冷却,蒸发浓缩。
晶习
各晶面速率生长不同, 形成不同晶体外形的习性。
溶解度曲线
结晶体与溶液达到相平衡时,溶液浓度随温度的变化曲线。
超溶解度曲线
溶液开始析出结晶的浓度大于溶解度,溶液浓度随温度的变化曲线为超溶解度曲线,超溶解度曲线在溶解度曲线之上。
溶液结晶的两个阶段
晶核生成,晶体成长。
晶核的生成方式
初级均相成核,初级非均相成核,二次成核。
再结晶现象
小晶体溶解与大晶体成长同时发生的现象。
过饱和度对结晶速率的影响
过饱和度 Δ C 大,有利于成核;过饱和度 Δ C 小,有利于晶体成长。
吸附现象
流体中的吸附质借助于范德华力而富集于吸附剂固体表面的现象。
物理吸附与化学吸附的区别
物理吸附靠吸附剂与吸附质之间的范德华力,吸附热较小;化学吸附靠吸附剂与吸附质之间的化学键合,吸附热较大。
吸附分离的基本原理
吸附剂对流体中各组分选择性的吸附。
常用的吸附解吸循环
变温吸附,变压吸附,变浓度吸附,置换吸附。
常用吸附剂
活性炭,硅胶,活性氧化铝,活性土,沸石分子筛,吸附树脂等。
吸附等温线
在一定的温度下,吸附相平衡浓度随流体相浓度变化的曲线。
传质内扩散的四种类型
分子扩散,努森扩散,表面扩散,固体 ( 晶体 ) 扩散。
负荷曲线
固定床吸附器中,固体相浓度随距离的变化曲线称为负荷曲线。
浓度波
固定床吸附器中,流体相浓度随距离的变化曲线称为浓度波。
透过曲线
吸附器出口流体相浓度随时间的变化称为透过曲线。
总物料衡算式
传质区计算式
湿度
焓
比容
湿球温度
绝热饱和温度
路易斯规则
空气-水系统
℃
,
固体干燥
物料去湿的常用方法
机械去湿、吸附或抽真空去湿、供热干燥等。
对流干燥过程的特点
热质同时传递。
主要操作费用
空气预热、中间加热。
t as 与 t W 在物理含义上的差别
t as 由热量衡算导出,属于静力学问题; t W 是传热传质速率均衡的结果,属于动力学问题。
改变湿空气温度、湿度的工程措施
加热、冷却可以改变湿空气温度;喷水可以增加湿空气的湿度,也可以降低湿空气的湿度,比如喷的是冷水,使湿空气中的水分析出。
平衡蒸汽压曲线
物料平衡含水量与空气相对湿度的关系曲线。
结合水与非结合水
平衡水蒸汽压开始小于饱和蒸汽压的含水量为结合水,超出部分为非结合水。
平衡含水量
指定空气条件下,物料被干燥的极限为平衡含水量。
自由含水量
物料含水超出平衡含水量的那部分为自由含水量。
临界含水量及其影响因素
在恒定的空气条件下,干燥速率由恒速段向降速段转折的对应含水量为临界含水量 Xc 。它与物料本身性质、结构、分散程度、干燥介质( u 、 t 、 H )有关。
干燥速率对产品性质的影响
干燥速率太大会引起物料表面结壳,收缩变形,开裂等等。
连续干燥过程的特点
干燥过程可分为三个阶段,预热段、表面汽化段、升温段。
热效率
热效率 η等于汽化水分、物料升温需热 / 供热。
理想干燥过程的条件
①预热段、升温段、热损失忽略不计;②水分都在表面汽化段除去。
提高热效率的措施
提高进口气温 t 1 ,降低出口气温 t 2 ,采用中间加热,废气再循环。
干燥速率
恒速段速率
间隙干燥
恒速段时间:
降速段时间:
(近似处理
)
连续干燥
物料衡算
热量衡算
;
预热器
;
理想干燥
热效率
;当
时
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