化工原理重点内容总结

绪论

研究本学科的基本方法:

1.实验研究法（经验法）　2.数学模型法（半经验半理论的方法）研究单元过程的基本工具1.物料衡算　2.能量衡算　3.系统的平衡关系　   4.过程速率

第一章　流体流动及流体输送机械

流体密度的定义  牛顿粘性定律        

流体静力学基本方程式      压差的静力学测量：普通 U 型管压差计、倒置 U 型管压差计   普通 U 型管压差计

流量：（1）体积流量V（2）质量流量W；V=W/ρ     流量与流速间的换算      流型的判断依据：雷诺数

Re<2000稳定的层流区；2000<Re<4000 由层流向湍流过渡区；Re>4000    湍流区

－－柏努利方程     直管阻力损失的计算通式　

层流时摩擦系数的计算     湍流时摩擦系数的计算:查穆迪图

局部阻力损失计算：(1)阻力系数法   (2)当量长度法流量测量：孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计

泵的分类   离心泵的主要部件  离心泵的主性能参数：流量V、压头H、功率、效率  

离心泵的特性曲线： H—V、N—V、h—V关系曲线 

离心泵的气缚现象：原因及解决方法    离心泵的气蚀现象：危害及防止措施

离心泵的流量调节: 1、改变管路特性曲线(调节阀门开度)2、改变泵 H-V 特性曲线

气体输送机械：通风机、鼓风机、压缩机、真空泵

第二章　颗粒-流体非均相物系分离

过滤操作的基本慨念：滤浆、过滤介质、滤饼或滤渣、滤液

过滤操作的基本步骤：过滤、洗涤、脱湿、卸料、清洗过滤介质

常用的过滤设备：板框压滤机、叶滤机、转筒真空过滤机

过滤的主要参数：处理量V、过滤的推动力?p、过滤面积、过滤速率

第三章 固体流态化

固体流态化的定义       流态化过程的三个阶段：固定床阶段、流化床阶段、颗粒输送阶段

流化床操作范围：临界流化速度 umf  与带出速度之间    流态化按其性状不同可分为散式流态化和聚式流态化

不正常的流化现象：腾涌、沟流      气力输送的类型：稀相输送和密相输送

第四章　传  热

热量传递的方式：对流、传导、辐射      导热速率方程――傅立叶定律    牛顿冷却定律   给热系数的影响因素

冷凝传热中的两种冷凝方式     沸腾传热的类型：大容积沸腾、强制对流沸腾

大容积饱和沸腾曲线的四个阶段：自然对流沸腾区、核状沸腾区、过渡沸腾区、膜状沸腾区

高温设备的热损失: 热损失为对流传热量和辐射传热量之和

传热速率方程    传热强化的方法；提高传热系数的方法

按传热特征分，换热器可分为：间壁式、直接混合式和蓄热式

常见的间壁式换热器的类型：夹套式换热器、蛇管换热器、套管换热器、列管式换热器

列管换热器的结构：壳体、管束、封头、管板、折流挡板等

列管换热器中折流挡板的形式和作用；    列管换热器中管箱的作用

列管换热器的分类：固定管板式换热器、 U形管式换热器、浮头式换热器

热补偿方式：固定管板式换热器：补偿圈(或称膨胀节) 　　 U形管式换热器： U型管，　　浮头式换热器：浮头

第五章　蒸发

蒸发的定义     基本概念：加热蒸汽(生蒸汽)、二次蒸汽、单效蒸发、多效蒸发

蒸发器的分类：循环型和单程型     循环型蒸发器的代表：中央循环管式、悬筐式、外热式、强制循环式

多效蒸发流程：并流加料、逆流加料、平流加料

第六章  气 体 吸 收

传质、传质方式    吸收过程中的基本概念：吸收质或溶质、惰性气体、吸收剂、吸收液、吸收尾气、解吸

吸收剂选择时应考虑的因素    气体的溶解度与温度及压力的关系     亨利定律的内容

吸收塔的调节手段：通常采取改变吸收剂入塔参数( L, Xa,  ta)

第七章    蒸 馏

蒸馏的定义、用途      泡点方程、露点方程及用途

相平衡常数、挥发度、相对挥发度的定义

精馏操作的必要条件：（1）物系的相对挥发度不等于1；（2）塔内要有汽液相回流；（3）要有汽液相接触的场所。

精馏塔内轻、重组分的分布情况，温度的分布情况    理论板的概念，全塔板效率的计算方法

精馏段操作线方程、提馏段操作线方程的表达式

回流比的概念、全回流的概念、最小回流比的特点，适宜回流比的范围。  五种不同的进料热状态    水蒸气蒸馏的原理

第八章   气液传质设备

气液传质设备的分类    板式塔的主要部件

溢流塔板中常见的几种塔板结构：泡罩塔板、筛孔塔板、浮阀塔板

板式塔的不正常操作现象：漏液、液沫夹带、气泡夹带、液泛

常见的填料种类：散装填料(拉西环、鲍尔环、阶梯环、鞍状填料)和规整填料

填料塔中各附属结构的作用

第九章  干  燥

工业去湿方法：机械脱水、物理除湿、干燥   根据加热方法可将干燥分为传导干燥、对流干燥和辐射干燥

湿气体的绝对湿度、相对湿度的概念       湿物料湿基湿含量 w、干基湿含量 X的定义

干燥过程的三个阶段：预热段、恒速干燥段、降速干燥段     干燥的三种流程：并流干燥、对流干燥和错流干燥

常见的几种干燥器：气流干燥器、流化床干燥器、喷雾干燥器、厢式干燥器、洞道式干燥器、带式干燥器、转筒干燥器

 

第二篇：化工基础重点内容总结

（核心部分） ?化学反应过程1. ?化工生产过程??前处理过程 （辅助部分） ?物理处理过程?后处理过程??

2. 单元操作概念：不同化工行业生产过程中所共有的基本的物理操作过程称为单元操作。

3. 单元操作的特点：①都是纯物理性操作，只改变物料的状态或物理性质，并不改变物料的化学性质；②都是化

工生产过程中共有的操作。③其遵循的原理是相同的，进行操作的设备也是相似的、通用的。

4. 单位制：基本单位、导出单位再加上一些辅助单位及有关的规则，即可构成一种单位制。

5. 流体：液体和气体称统为流体。特征：（1）具有流动性，即抗剪和抗张的能力很小；（2）无固定的形状，随容

器的形状而变化；（3）在外力作用下其内部发生相对运动。

6. 以绝对零压作起点计算的压强，

7. 当被测流体的绝对压强大于外界大气压时，所用的测压仪表称为压强表（压力表）。压强表上所测得的压强称为表压强。

8.

9. 流体在重力与压力的作用下，达到平衡，便成静止状态，如果这个平衡被打破，流体便产生流动。由于重力就

是地心引力，可以看作是不变的，起变化的是压力，所以实质上这里讨论的是静止流体内部压强的变化规律。描述这一规律的数学表达式，就称为流体静力学基本方程式。

10. 连续性方程物理意义：连续性方程反映了定态流动过程中，流量一定时，管路各截面上流速的变化规律。

11. 理想流体柏氏方程的物理意义：理想流体柏氏方程反映了理想流体定态流动过程中，各种机械能之间相互转换

的数量关系。

12. 流体还有一种抗拒内在的向前运动的特性，这种特性就是流体的粘性。粘性是流动性的反面。粘度是流体抗拒

流动的一种性质，是流体分子间相互吸引而产生的阻碍分子间相对运动能力的量度，即流体流动的内部阻力。粘度总是与速度梯度相联系，只有在运动时才会显现出来，所以在分析静止流体的规律时，并没有提及这一性质。

13. 滞流：管内流体质点作有规则的平行流动，质点之间互不碰撞，互不干扰混杂，这种流动型态称为滞流或层流。

湍流：流体质点除了沿管道向前运动外，还存在不规则的径向运动，质点间相互碰撞，相互混杂，产生漩涡，质点速度的大小和方向随时发生变化，这种流动型态称为湍流或紊流。

14. Re反应了流体流动时的湍动程度，雷诺准数值越大，湍动程度也越大，因此可用雷诺准数来判断流体的流动

型态。用雷诺准数判断流体的流动型态，由于实验条件不同，各种文献数值也不同，当流体在圆管内流动时，目前比较公认的判别依据是：当Re≤20xx时，为滞流；当Re≥4000 时，为湍流；当20xx < Re <4000 时为过渡流。

15. 离心泵启动前要做两项准备工作：要“灌泵”，即先要向泵壳及吸入管内灌满被输送的液体，俗称“灌泵”。以

防止“气缚现象”的发生；要先将出口阀门关上，启动电机后再将出口阀门打开。这样是为了使泵在最小功率下启动，以确保电机安全。

16. “气缚现象”由于空气的密度远比液体的密度小，产生的离心力就小的多，那么贮槽液面上方与泵吸入口处的

压差不够大，不足以将贮槽内的液体吸入泵内

17. 由于冲击作用使泵体震动并产生噪音，且叶轮局部处在巨大冲击力的反复作用下，使材料表面疲劳，从开始点蚀到形成裂缝，使叶轮或泵体受到破坏，这种现象叫做泵的气蚀现象。为了避免气蚀现象的发生，离心泵的安装高度必须低于允许吸上真空高度。

18. 在纯导热过程中，在传热方向上介质质点宏观上不发生或无明显的相对位移，这是导热的特点。对流传热特点：

靠近壁面附近的流体层中依靠传导方式传热（传热边界层），而在流体主体中则依靠对流方式传热。固体壁面上是传导传热。辐射传热的特点是：不仅有能量的传递，而且还有能量形式的转换。

19. 质的导热能力就越强。

20. 传热分系数（物理意义）表示在单位温差下，由对流传热产生的热通量，亦即，当流体与壁面间的温差为1K

时，单位时间通过单位传热面积所传递的热量。

21. 1、逆流操作的优越性：1） 当两种流体的进出口温度都已确定时，Δtm逆>Δtm并，因此单位时间内传递相同

的热量时，A逆<A并；（2）在传热面积相同的前提下，逆流操作可以节省载热体的用量3）逆流操作时，物料受热比较均匀。

22. 并流操作的优越性：（1）并流操作易控制出口温度，所以对于某些热敏性物料的加热，可控制其出口温度，从

而避免出口温度过高而影响产品的质量；（2）当加热高粘度的物料时，采用并流操作，可使物料迅速升温，从而降低物料粘度，提高对流传热分系数。

23. 强化传热的途经：增大传热面积A增大传热平均温差Δtm增大总传热系数K

24. 吸收概念:利用气体混合物中各组分在某种液体中溶解度的不同将气体混合物加以分离的单元操作,称为气体的

吸收，简称吸收。吸收的依据—溶解度不同

25. 双膜理论的基本论点

(1)在任何情况下,相互接触的气液两相之间始终存在一稳定的相界面，在相界面两侧分别存在一个呈滞流流动的有效气膜(气膜)和有效液膜(液膜),吸收质以分子扩散方式通过这两个有效膜层；（2)在相界面上,气液两相始终处于平衡,即界面上不存在吸收阻力；（3)在两个有效膜层以外的气液两相主体中，由于流体充分湍动，物质浓度均匀，也不存在吸收阻力，吸收过程的全部阻力都集中于两个有效膜层中；（4）气膜推动力为吸收质在气相主体的分压p与相界面处的平衡分压pi之差，即（p-pi);液膜推动力为吸收质在相界面处的平衡浓度Ci与液相主体浓度C之差,即（Ci-C)。

26. 理想溶液是指液体内部同分子间的作用力与异分子间的作用力相等的溶液。

27. 组分ii分在气相中的分压pi与其在液相中的摩尔分率xi的比值。

28.

29. 物理意义：相对挥发度a的大小，可以用来判断混合液能否用一般的蒸馏方法分离，以及分离的难易程度。 （1）

若相对挥发度 a＝1，表示组分A与组分B的挥发度相同,则两者不能用一般的蒸馏方法分离，可以采取特殊蒸馏的方法进行分离。（2）若相对挥发度 a＞1，表示组分A较组分B容易挥发，则两者能用一般的蒸馏方法分离,而且?值越大，两者越易分离；对于理想溶液，相对挥发度随温度及总压的升高而略有减小

30. 理论板是指：不论进入该板的气、液两相的组成与温度如何，离开该板的气、液两相既达相平衡，又达热平衡，

且塔板上的液相组成也可认为是均匀的，理论板的效率规定为 100%。

31. 物料一次加入塔釜进行蒸馏，塔顶蒸气冷凝后全部回流至塔内，塔顶和塔底不出任何产品，物料在塔内循环，这种操作称为全回流。

32. 恒沸精馏时，低沸点恒沸物从塔顶蒸出，另一组分从塔底排出。 萃取精馏时，与萃取剂分子间作用力强的组分

与萃取剂一起从塔底排出而不消耗气化热，而另一组分,因具有较大的挥发度从塔顶以纯态蒸出。

33. 空混:流体在反应器内流动，不论其因何种原因而产生的流体粒子在反应器内相对位置发生变化而造成的物料微

元之间的混合，称为空间混合，简称空混。空混会使得反应器内浓度、温度均匀。

34. 返混是指时间顺序上的颠倒。即在反应器中，具有不同停留时间的物料微元之间相对顺序发生变化而造成的混

合。返混只存在于连续操作的反应器中,降低反应速率;降低了反应转化率，影响了产品的质量和产量。

35. 间歇理想混合流动模型,混合特点空混：∞返混：0

特点：①间歇操作,全部物料在反应器中的停留时间相同,并可以人为地加以控制； ②各参数(C,r等)在任何空间均一,但随时间变化,故为不稳定过程。

36. 连续理想混合流动模型混合情况空混: ∞返混 : ∞

特点:①器内以及出口物料的组成和温度等参数均匀一致，且不随时间、空间而变化；②各物料微元在器内的停留时间不尽相同，存在停留时间分布。

37. 连续理想排挤流动模型混合情况空混:轴向:0径向:∞返混:0

特点:连续操作,稳定流动,各物料微元进入反应器后沿流动方向齐头并进,轴向上物料完全不混合,径向上空间完全混合。①在与流动方向相垂直的任一截面上各点，物料的流速、浓度、温度及停留时间等完全相同，且都不随时间而变化；② 物料的浓度、反应速率等各参数沿流动方向（沿管长）递变；

38. 固体燃料气化法：吹风阶段产生的煤气称为空气煤气（以空气为气化剂制得的煤气），其主要成分为：N2、CO、

CO2。制气阶段获得的煤气称为水煤气（以水蒸气为气化剂制得的煤气），其主要成分是：CO和H2。

39. 原料气的净化：原料气的脱硫，一氧化碳的变换，变换气中二氧化碳的脱除——脱碳，原料气的精制

40. 要提高平衡氨含量，可采取降低操作温度、提高反应压力、维持氢氮比接近于3以及降低惰性气体含量等措施。

41. 由于氨合成是放热的,可逆的和体积缩小的反应，而且转化率低，为了提高原料利用率，必须采用循环流程。

42. 反应初期, 远离平衡, 故反应初期控制较高温度,加快反应速率,尽快生成氨；反应后期,已接近平衡,这时平衡为主

要问题,降低温度可提高平衡氨含量,总结果可提高产量。因此氨的合成采用先高温，后低温操作。

43. 用低于98.3％的硫酸或水来吸收SO3 时，就会吸收不完全，酸越稀，水蒸气分压越高，吸收进行得越不完全。

1atm=1.0133*105Pa=101.33kPa=760mmHg=10.33mH2O= 10330kgf/m2=1.033kgf/cm2=1.033at

1at=1 kgf/cm2 =9.81×104Pa=98.1kPa=735.6mmHg=10mH2O

 

第三篇：化工原理总结

1，单元操作：流体的输送与压缩、沉降、过滤、传热、蒸发、结晶、冷冻、吸收、蒸馏、萃取、干燥等基本物理过程。

2，单元操作遵循的规律

?，动量传递过程 流体的输送与压缩、沉降过滤

?,热量传递过程 传热蒸发结晶

?，质量传递过程 吸收蒸馏萃取干燥

④，热力学过程 冷冻 深度冷冻

3，柏努力方程

（1）理想不可压缩流体

Z1+u12/2g+P1/ρg=Z2+u22/2g+P2/ρg

Z：流体的位压头 u/2g:动压头 P/ρg:静压头

（2）实际不可压缩流体

He+Z1+u12/2g+P1/ρg=Z2+u22/2g+P2/ρg+Hf

He：外加有效压头 Hf：管路消耗能量，也称压头损失

4，汽蚀：大量气体随液体进入高压区后，便被周围液体压碎，并重新凝集成液体，气泡所在空间形成真空，周围液体的质点就会以极大的速度冲向汽泡中心，从而在这些气泡的冲击点上产生很高的局部压力，不断打击着叶轮或泵壳的表面使其出现麻点、小的裂缝、长时间操作下去、会使叶轮或泵壳呈海绵状，这种现象称“汽蚀”。

汽蚀发生时，泵体震动，并发出噪音，泵的流量、扬程也明显下降

防止汽蚀现象发生：泵入口压强P1大于液体的饱和蒸汽压Pv

5,气缚：泵启动时，泵体内是空气，而被输送的是液体，则启动后泵产生的压头虽为定值，但因空气密度太小，产生的压差或泵吸入口的真空度很小而不能将液体吸入泵内，此种现象成为“气缚”。

防止气缚的发生：离心泵启动时需先使泵内充满液体。

6，离心泵的性能曲线

离心泵工作是的扬程、功率和效率等主要性能参数不是固定的，而是随着流量的变化而变化的。

生产中把He—V、N轴—V、η—V的变化关系画在同一坐标纸上，得出一组曲线，称为离心泵的工作性能曲线。

（1）He—V线 扬程与流量的关系 表明离心泵的扬程随流量的增大而下降

（2）N轴—V线 轴功率与流量的关系 表明离心泵的轴功率随流量的增大而上升，流量为零时的轴功率最小。

（3）η—V线 效率与流量的关系 表明，当V=0时，η=0；开始时随着流量的增大效率上升，并达到最大值；然后，随流量的增大，效率下降。

7，传热的三种方式：热传导、热对流、热辐射

傅立叶定律 热传导速率Q与温度梯度dt/dx及垂直于热流方向的截面积A成正比。

Q=-λAdt/dx

8，在相同的进出口温度，即相同的热负荷条件下，因平均温度差Δtm,逆流>Δtm>，并流，故传热面积A逆<A并；并流操作时，冷流体出口温度t2总是低于热流体出口温度T2在极限情况下，当T2=t2时，平均温度差Δtm，并流=0，则传热面积A并流=∞。

9，传质单元高度：表示完成一个传质单元需要的填料层高度，其大小是由吸收过程的条件所决定的。 传质单元数：其值随填料塔所到达的浓度变化以及所具有的推动力的大小决定。

10，蒸馏：分离均相液体混合物最广泛采用的单元操作

分离依据：混合液中挥发度的差异

精馏塔：气液传质传热的场所

简单蒸馏与精馏的区别：简单蒸馏不伴有回流，精馏伴有回流。

11,（1）相对挥发度α

易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比α=yAxB/yBxA

理想溶液中组分的相对挥发度等于同温度下两纯组分的饱和蒸汽压之比，对于两组份溶液，当总压不高时 yA/yB=αxA/xB yA=αxA/1+(α-1)xA 相平衡方程

由上式知，蒸汽组分A和B的摩尔分数之比等于液相中A和B摩尔分数之比的α倍，若α>1，表明组分A较B易挥发，α愈大，分离愈易。若α=1，则yA=xA,即气相组成与液相组成相同，此时不能用蒸馏的方法分离该混合物。

(2)在恒压下，气-液相平衡关系是t-x-y及x-y关系，表示这些定量关系的方程是泡点方程、露点方程与气象平衡方程。

12，恒摩尔流的假定

（1）精馏段内 有每层塔板上升的蒸汽与下降液体的千摩尔流量皆相等

（2）提留段内 有每层塔板上升的蒸汽与下降液体的千摩尔流量皆相等

（3）两段上升的蒸汽与下降的液体千摩尔流量不一定相等

（4）假定恒摩尔汽化，恒摩尔溢流，总称为恒摩尔假定

（5）恒摩尔流假定成立的条件：各组分的千摩尔气化潜热相等，气液两相相交换的显热可以忽略，保温良好，热损失可以不计。

13，（1)精馏段操作线方程

yn+1=Rxn/R+1 + xp/R+1 R=L/P 称回流比

(2)提留段操作线方程

ym+1=L'xm/L'-W - Wxw/L'-W 它表明从任一层板下降的液相组成xm与ym+1之间的关系

14，理论塔板数：精馏过程理论塔板数的计算途径是交替使用操作线方程与平衡关系，在计算过程中使用平衡关系的次数便是理论板数。

15，进料热状态的影响

混合物的受热状况：温度低于泡点的冷液体 q=1； 温度等于泡点的饱和液体q=1； 温度介于泡点和露点之间的气、液混合物0<q<1； 温度等于露点的饱和蒸汽q=0； 温度高于露点的过热蒸汽q<0； q=每千摩尔进料变为饱和蒸汽所需的热量/原料的千摩尔潜热

泡点进料 q=1，饱和蒸汽进料q=0，气、液混合进料0<q<1。

意义：以1kmol 进料为基准时，提留段中的液体流量较精馏段中的液体流量增大的kmol/h数，即为q值，对饱和液体，气液混合物及饱和蒸汽三种进料，q值就等于进料中的液相分率。

16，平壁的稳态热传导

单层平壁的稳态热传导 导热速率方程 Q=Δt/R=传热推动力/热阻,导热速率Q正比于传热阻力Δt，反比于热阻R。壁厚越厚，则热阻越大。

多层平壁的稳态热传导 在稳定传热过程中，单位时间内通过各层的热量必相等，即传导速率相同 Q=Q1=Q2=Q3，Q=总推动力/总热阻，多层平壁的稳定导热过程的总推动力等于各层推动力之和，总热阻等于各热阻之和。由于各层的导热速率相同，所以各层的传热推动力与其热阻之比都相等，也等于总推动力与总热阻之比。在多层平壁中，温差大的壁层，则热阻也大。

圆筒壁的稳定热传导 单层圆筒壁的稳定热传导 多层圆筒壁的热传导