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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,*,1.,弄清基本概念,2.,熟悉基本公式推导过程,3.,掌握解题思路和方法,要求：,化原答疑安排：,答疑邮箱：,或,wwL,武老师,1.U,形压差计,3,.,机械能守恒方程,1.2,基本公式,2.,连续性方程,第一章 流体流动,6,.,Re,计算,5,.,阻力计算,(Fanning,公式,),4,.,层流阻力计算,(,海根,泊稷叶方程,),1.,用泵自贮油池向高位槽输送矿物油，流量为,38.4t/h,。池及槽皆敞口。高位槽中液面比池中液面高,20m,管路总长,(,包括局部阻力,),430m,，进出口阻力不计。管径为,108,4mm,，油的粘度为,3430cP,，密度为,960kg/m,3,泵的效率为,50%,，求泵的实际功率,Na,。,1,1,2,20m,2,1.3,计算举例,解,:(1),摩擦系数,层流,(2),有效扬程,He,在,12,截面间列机械能守恒方程,1,1,2,20m,2,(3),求泵的实际功率,Na,看清题目，已知,ABC,，求,D,；已知,ABD,，求,C,；等等,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,第二章 流体输送机械,以允许吸上真空高度,H,S,计算,H,g,max,3.,比例定律,2.3,计算举例,1.,某离心泵的特性可表达为：,He,=42-30,V,2,(,He,-m,，,V,-m,3,/min),，已知生产装置中管路特性为,He,=30+2.8810,5,V,2,(,He,-m,，,V,-m,3,/s),。试求生产中使用该泵的流量及有效功率。所输流体的密度为,998.2kg/m,3,。,泵：,He,=42,30,V,2,=42,30,(60V,),2,=42-1.0810,5,V,2,-(1),管路,:,He,=30+2.8810,5,V,2,-(2),(1)=(2):,He,=,He,得,V=5.5010,-3,m,3,/s,代入,(1),得：,He,=42,1.0810,5,(5.5010,-3,),2,=38.7 m,Ne,=gV,H,e,=2.0910,3,w,解,2.,以,2B19,型水泵输送,35,的水，已由工作点确定流量为,5.5,L/s,由水泵样本查得,H,S,=6.8m,已知吸水管内径为,50mm,当地大气压为,9.8mH,2,O,，吸水管阻力,H,f1-2,=1.8mH,2,O.,求最大几何安装高度,.,解,35,水的饱和蒸汽压：,P,V,=5623.44 N/m,2,35,水的密度：,=993.75kg/m,3,吸水管的流速：,工作态的允许吸上真空高度,:,离心泵最大几何安装高度：,离心泵离开水面的最大安装高度为：,3.73m,1.,过滤速率计算式,2.,恒压过滤方程,3.2,基本公式,第三章 过滤 沉降 流态化,3.,球形颗粒自由沉降速度,当,R,ep,50,流速或流量加倍,2.,串联传热,4.2,基本公式,第四章 传热与换热器,3.,传热系数,4.3,计算举例,1.,在逆流操作的套管换热器中,把氢氧化钠溶液从,70,冷却到,35,氢氧化钠走管内,流量为,1.11,kg/s,比热为,3770,J/(kgK),氢氧化钠对管壁的对流给热系数为,930,W/(m,2,K),现用,15,的水作为冷却剂,水走管外,流量为,1.67,kg/s,比热为,4180,J/(kgK),管壁对水的对流给热系数为,1000,W/(m,2,K),(,管壁热阻及垢阻略计,),忽略热损失,(,可近似按平壁处理,),试求,:(A),冷却剂出口温度及所需传热面积,;,(B),操作中若氢氧化钠及水的,初始温度不变,而两流体的流量都增大一倍,则流量增大后的冷、热流体的出口温度变为多大,?(,假设两流体均为湍流,其物理性质不变,传热温度差可取用算术平均值,),。,Q,=,W,2,c,p,1,(,T,1,-,T,2,)=1.113770(70-35)=1.46510,5,W,忽略热损失,则,Q,=,W,2,c,p,2,(,t,2,t,1,),即,1.46510,5,=1.674180(,t,2,-15),解得,t,2,=36,为薄壁园筒,按平壁近似计算,K,=,1,2,/(,1,+,2,)=9301000/(930+1000)=481.9 W/(m,2,K),A,=,Q,/,K,t,m,=1.46510,5,/(481.926.4)=11.5 m,2,解,：,(A),(B),联立求解,(1)(2),解得,T,2,=37.3,t,2,=34.6,2.,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,:,粘度,=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,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,(,冷凝液膜的热阻,管壁及其两侧污垢热阻可忽略不计,),Q,=,W,C,C,PC,t,=,A,i,i,t,m,A,i,=,W,C,C,PC,(,t,2,t,1,)/(,i,t,m,),110,95,20,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),改为双管程,管子总数不变,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,=,/,=(,u,/,u,),0.8,=2,0.8,(,双管程,管束分二,流速加倍,),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,=106,5.2,基本公式,1.,操作线方程,2.,填料层高度,3.,传质单元数,第五章 气体吸收,4.,最小液气比,5.3,计算举例,1.,某填料逆流吸收塔，用清水吸收尾气中的丙酮。若进塔气体中丙酮含量为,5,，气体流率为,30kmol/m,2,h,，液相流率为,40kmol/m,2,h,，此液体流率为最小流率的,1.5,倍，回收率,95,，体系服从亨利定律，液相传质单元高度,H,L,=0.52m,，气相体积分传质系数,k,ya,=0.05kmol/m,3,s,y,。求,(1),液相出口浓度；,(2),填料层高度。,解,（,1,）：,（,2,）,2.,拟在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂吸收混合气体中的可溶组分,A,。入塔气体中,A,的摩尔分率,y,1,=0.03,，要求其回收率,=95%,。已知操作条件下解吸因数,1A,0.8,，平衡关系为,y,=,x,，试计算：,(1),操作液气比为最小液气比的倍数；,(2),吸收液的浓度,x,1,;,完成上述分离任务所需的气相总传质单元数,N,OG,。,5.3,计算举例,解：求液气比、最小液气比,G,y,1,x,1,y,2,L,x,2,低浓度气体吸收，,G,、,L,不变,求液相出塔浓度,x,1,求汽相总传质单元数,N,OG,当操作线与平衡线平行,6.2,计算公式,第六章 流体蒸馏,6.3,计算举例,1.,常压下，用一块理论板、全凝器与塔釜组成的连续精馏塔分离某二元混合液。已知：进料,x,f,=0.20,，,q=1,，进料从塔上方加入。塔顶产品浓度,x,D,=0.30,，塔顶用全凝器，泡点回流，回流比为,3.0,。易挥发组分回收率,=0.85,，若平衡关系可用,y,*=A,x,，表示，试计算,A,值,.,解：,塔底组成,提馏段,L=RD+qF=3.00.567F+F=2.701F,V=V-(1-q)F=V=(R+1)D=(3+1)0.567F,=2.268F,提馏段操作线,F,x,F,W,x,W,D,x,D,L,V,y,1,x,1,y,2,点,(,x,1,y,2,),在提馏线上：,y,2,=A,x,w,x,1,=,x,D,/A,y,2,=A,0.0691=1.191(0.30/A)-0.0132,解得：,A=2.18,F,x,F,W,x,W,D,x,D,L,V,y,1,x,1,y,2,x,w,2.,如图，在由一块理论板和塔釜组成的精馏塔中,每小时向塔釜加入苯一甲苯混合液,100kmol,苯含量为,30%,(,摩尔,%,下同,),泡点进料,要求塔顶产品馏出液采出率,D/F=0.171,塔顶采用全凝器,回流液为饱和液体,回流比为,3,塔釜间接蒸汽加热,相平衡方程,y,=2.5,x,求每小时获得的顶馏出液量,D,、釜排出液量,W,及浓度,x,W,。,F,x,F,W,x,W,D,x,D,L,V,y,1,x,1,y,2,x,w,解：,物料衡算：,D/F=0.171,D=0.171100=17.1 kmol/h,W=F-D=82.9 kmol/h,逐板计算：,y,1,=,x,D,=2.5,x,1,x,1,=,y,1,/2.5=0.4,x,D,对轻组分衡算：,8.2,基本公式,第八章 干燥,2.,湿物料经过,7,小时,的干燥，含水量由,28.6%,降至,7.4%,，若在同样操作条件下，有,28.6%,干燥至,4.8%,需要多少时间？（以上均为湿基）已知物料的临界含水量,X,o,=0.15,（干），平衡含水量,X*=0.04,（干），降速段干燥速率近似为直线。,X,3,X,0,X,1,X,2,u,0,u,8.3,计算举例,解,:,恒速段,降速段,降速段干燥速率近似为直线,X,3,X,0,X,1,X,2,u,0,u,设湿含量从,X,1,降为,X,3,=0.05,时干燥时间为,X,3,X,0,X,1,X,2,u,0,u,
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