化工原理知识总结 .docx

化工原理知识总结 1.化工原理主要学习的是什么化工原理主要学习的内容是：流体流动、流体输送机械、流体流过颗粒和颗粒层的流动、非均相混合物的分离、传热、蒸发传质分离过程概论、吸收、蒸馏、气液传质设备、液液萃取、干燥、吸附分离、膜分离和其他分离方法等。化工，即化学工业。化学工业又称化学加工工业，泛指生产过程中化学方法占主要地位的过程工业。化学工业是从19世纪初开始形成，并发展较快的一个工业部门。化学工业是属于知识和资金密集型的行业。随着科学技术的发展，它由最初只生产纯碱、硫酸等少数几种无机产品和主要从植物中提取茜素制成染料的有机产品，逐步发展为一个多行业、多品种的生产部门，出现了一大批综合利用资源和规模大型化的化工企业。包括基本化学工业和塑料、合成纤维、石油、橡胶、药剂、染料工业等。是利用化学反应改变物质结构、成分、形态等生产化学产品的部门。2.学习化工原理的心得一，重视课本的基础和细节，对教材的每个章节自己有个系统的认识，以为化工原理太多的计算，并且都和实际生产操作相关，故对每种单元操作条件的要求要非常明确。二，公式这个毋庸置疑，化工原理里面的公式出奇的多，并且千奇百怪，更让人头疼的是适用条件这个在流体力学里体现的淋漓尽致，哪怕是死记硬背也好，也要丝毫不差的把他们背下来，达到看见题目的条件，自然反射的就能写出相应的公式。三，注意对题型进行分类总结，化工原理的题目是做不完的，做好分类足矣应付各种考试。四，就是实验了，这个要反复推敲，想想为什么要这样做，这里面东西太灵活，可以考的角度非常多，望重视。3.化工原理这一课程的认识化工原理课程是化学工业技术和化学工程科学发展的必然产物。十九世纪九十年代国外高等学校相继设置化学工程系，开出的课程大都是针对不同化工行业编写各自的生产工艺学，直到二十世纪初才明确认识到各行各业通用的物理操作的共性，并于二十年代出版了第一部化工原理教科书-Principles of Chemical Engineering，我国于上世纪二十年代创办化学工程系，并开设化工原理课程。化工原理是一门关于化学加工过程的技术基础课，它为过程工业（包括化工、轻工、医药、食品、环境、材料、冶金等工业部门）提供科学基础，对化工及相近学科的发展起支撑作用。化工原理课程以单元操作为内容，以传递过程原理和研究方法论为主线，研究各个物理加工过程的基本规律，典型设备的设计方法，过程的操作和调节原理。化工原理课程教学包括三个环节，即：理论课教学、实验课教学和课程设计。实验课与理论课同步进行，课程设计安排在化工原理理论课之后进行。实验课程的设计思想：培养学生动手能力、观察能力、综合分析和处理问题的能力。课程设计是一个总结性的教学环节，针对化工厂中一个实际的化工单元操作，完成主体设备的工艺设计，附属设备的选型设计，主体设备总图的绘制。通过课程设计，使学生掌握化工设计的程序和方法，学会查阅资料、使用手册、选用数据和公式、合理确定工艺流程、正确进行工艺计算、用技术经济的观点评价设计结果，用文字数表图纸表达设计思想、以及严谨认真的工作态度和工作作风。4.高一化学知识整理必修（1）总复习（内容部分） 从实验学化学一、化学实验安全1、（1）做有毒气体的实验时，应在通风厨中进行，并注意对尾气进行适当处理（吸收或点燃等）。进行易燃易爆气体的实验时应注意验纯，尾气应燃烧掉或作适当处理。（2）烫伤宜找医生处理。（3）浓酸撒在实验台上，先用Na2CO3 （或NaHCO3）中和，后用水冲擦干净。浓酸沾在皮肤上，宜先用干抹布拭去，再用水冲净。浓酸溅在眼中应先用稀NaHCO3溶液淋洗，然后请医生处理。（4）浓碱撒在实验台上，先用稀醋酸中和，然后用水冲擦干净。浓碱沾在皮肤上，宜先用大量水冲洗，再涂上硼酸溶液。浓碱溅在眼中，用水洗净后再用硼酸溶液淋洗。（5）钠、磷等失火宜用沙土扑盖。（6）酒精及其他易燃有机物小面积失火，应迅速用湿抹布扑盖。二.混合物的分离和提纯分离和提纯的方法 分离的物质 应注意的事项 应用举例过滤 用于固液混合的分离 一贴、二低、三靠 如粗盐的提纯蒸馏 提纯或分离沸点不同的液体混合物 防止液体暴沸，温度计水银球的位置，如石油的蒸馏中冷凝管中水的流向 如石油的蒸馏萃取 利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法 选择的萃取剂应符合下列要求：和原溶液中的溶剂互不相溶；对溶质的溶解度要远大于原溶剂 用四氯化碳萃取溴水里的溴、碘分液 分离互不相溶的液体 打开上端活塞或使活塞上的凹槽与漏斗上的水孔，使漏斗内外空气相通。打开活塞，使下层液体慢慢流出，及时关闭活塞，上层液体由上端倒出 如用四氯化碳萃取溴水里的溴、碘后再分液蒸发和结晶 用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物 加热蒸发皿使溶液蒸发时，要用玻璃棒不断搅动溶液；当蒸发皿中出现较多的固体时，即停止加热 分离NaCl和KNO3混合物三、离子检验离子 所加试剂 现象 离子方程式Cl- AgNO3、稀HNO3 产生白色沉淀 Cl-+Ag+=AgClSO42- 稀HCl、BaCl2 白色沉淀 SO42-+Ba2+=BaSO4 四.除杂 注意事项：为了使杂质除尽，加入的试剂不能是“适量”，而应是“过量”；但过量的试剂必须在后续操作中便于除去。五、物质的量的单位摩尔 1.物质的量（n）是表示含有一定数目粒子的集体的物理量。2.摩尔（mol）： 把含有6.02 *1*个粒子的任何粒子集体计量为1摩尔。3.阿伏加德罗常数：把6.02 *1023mol-1叫作阿伏加德罗常数。4.物质的量 = 物质所含微粒数目/阿伏加德罗常数 n =N/NA5.摩尔质量（M）(1) 定义：单位物质的量的物质所具有的质量叫摩尔质量.（2）单位：g/mol 或 g.mol-1(3) 数值：等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量.6.物质的量=物质的质量/摩尔质量 （ n = m/M ）六、气体摩尔体积1.气体摩尔体积（Vm）(1)定义：单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积.（2）单位：L/mol2.物质的量=气体的体积/气体摩尔体积n=V/Vm 3.标准状况下， Vm = 22.4 L/mol七、物质的量在化学实验中的应用 1.物质的量浓度. （1）定义：以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量，叫做溶质B的物质的浓度。（2）单位：mol/L(3)物质的量浓度 = 溶质的物质的量/溶液的体积 CB = nB/V 2.一定物质的量浓度的配制 （1）基本原理：根据欲配制溶液的体积和溶质的物质的量浓度，用有关物质的量浓度计算的方法，求出所需溶质的质量或体积，在容器内将溶质用溶剂稀释为规定的体积，就得欲配制得溶液. （2）主要操作 a.检验是否漏水.b.配制溶液 1计算.2称量.3溶解.4转移.5洗涤.6定容.7摇匀.8贮存溶液. 注意事项：A 选用与欲配制溶液体积相同的容量瓶. B 使用前必须检查是否漏水. C 不能在容量瓶内直接溶解. D 溶解完的溶液等冷却至室温时再转移. E 定容时，当液面离刻度线12cm时改用滴管，以平视法观察加水至液面最低处与刻度相切为止.3.溶液稀释：C（浓溶液）V（浓溶液） =C（稀溶液）V（稀溶液）化学物质及其变化一、物质的分类 把一种（或多种）物质分散在另一种（或多种）物质中所得到的体系，叫分散系。被分散的物质称作分散质（可以是气体、液体、固体），起容纳分散质作用的物质称作分散剂（可以是气体、液体、固体）。溶液、胶体、浊液三种分散系的比较 分散质粒子大小/nm 外观特征 能否通过滤纸 有否丁达尔效应 实例溶液 小于1 均匀、透明、稳定 能 没有 NaCl、蔗糖溶液胶体 在1100之间 均匀、有的透明、较稳定 能 有 Fe(OH)3胶体浊液 大于100 不均匀、不透明、不稳定 不能 没有 泥水二、物质的化学变化1、物质之间可以发生各种各样的化学变化，依据一定的标准可以对化学变化进行分类。（1）根据反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少可以分为：A、化合反应（A+B=AB）B、分解反应（AB=A+B）C、置换反应（A+BC=AC+B）D、复分解反应（AB+CD=AD+CB）(2)根据反应中是否有离子参加可将反应分为：A、离子反应：有离子参加的一类反应。主要包括复分解反应和有离子参加的氧化还原反应。B、分子反应（非离子反应）（3）根据反应中是否有电子转移可将反应分为：A、氧化还。5.学习化工原理的心得一，重视课本的基础和细节，对教材的每个章节自己有个系统的认识，以为化工原理太多的计算，并且都和实际生产操作相关，故对每种单元操作条件的要求要非常明确。二，公式这个毋庸置疑，化工原理里面的公式出奇的多，并且千奇百怪，更让人头疼的是适用条件这个在流体力学里体现的淋漓尽致，哪怕是死记硬背也好，也要丝毫不差的把他们背下来，达到看见题目的条件，自然反射的就能写出相应的公式。三，注意对题型进行分类总结，化工原理的题目是做不完的，做好分类足矣应付各种考试。四，就是实验了，这个要反复推敲，想想为什么要这样做，这里面东西太灵活，可以考的角度非常多，望重视。6.求化工原理知识点提要一、流体力学及其输送 1.单元操作：物理化学变化的单个操作过程，如过滤、蒸馏、萃取。2.四个基本概念：物料衡算、能量衡算、平衡关系、过程速率。3.牛顿粘性定律：F=A=Adu/dy,(F：剪应力；A：面积；：粘度；du/dy：速度梯度)。4.两种流动形态：层流和湍流。流动形态的判据雷诺数Re=du/；层流-2000-过渡-4000-湍流。5.连续性方程：A1u1=A2u2；伯努力方程：gz+p/+1/2u2=C。6.流体阻力=沿程阻力+局部阻力；范宁公式：沿程压降：pf=lu2/2d，沿程阻力：Hf=pf/g=l u2/2dg（：摩擦系数）；层流时=64/Re，湍流时=F(Re，/d)，（：管壁粗糙度）；局部阻力hf=u2/2g，（：局部阻力系数，情况不同计算方法不同） 7.流量计：变压头流量计（测速管、孔板流量计、文丘里流量计）；变截面流量计。8.离心泵主要参数：流量、压头、效率、轴功率；工作点（提供与所需水头一致）；安装高度（气蚀现象，气蚀余量）；泵的型号（泵口直径和扬程）；气体输送机械：通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。二、非均相机械分离 1.颗粒的沉降：层流沉降速度Vt=（p-）gdp2/18，（p-：颗粒与流体密度差，：流体粘度）；重力沉降（沉降室，H/v=L/u，多层；增稠器，以得到稠浆为目的的沉淀）；离心沉降（旋风分离器）。2.过滤：深层过滤和滤饼过滤（常用，助滤剂增加滤饼刚性和空隙率）；分类：压滤、离心过滤，间歇、连续；滤速的康采尼方程：u=（p/L）3/5a2(1-)2，（：滤饼空隙率；a：颗粒比表面积；L：层厚）。三、传热 1.传热方式：热传导（傅立叶定律）、对流传热（牛顿冷却定律）、辐射传热（四次方定律）；热交换方式：间壁式传热、混合式传热、蓄热体传热（对蓄热体的周期性加热、冷却）。2.傅立叶定律：dQ= -dA ,(Q：热传导速率；A：等温面积；：比例系数； ：温度梯度)； 与温度的关系：=0(1+at),(a：温度系数)。3.不同情况下的热传导：单层平壁：Q=(t1-t2)/b/(CmA)=温差/热阻，（b：壁厚；Cm=（1-2）/2）； 多层平壁：Q=(t1-tn+1)/ bi /（iA）；单层圆筒：Q=(t1-t2)/b/（Am）,(A：圆筒侧面积，C= (A2-A1)/ln(A2/A1)）； 多层圆筒：Q=2L(t1-t n+1)/ 1/i ln(ri+1/ri) 。4.对流传热类型：强制对流传热（外加机械能）、自然对流传热、（温差导致）、蒸汽冷凝传热（冷壁）、液体沸腾传热（热壁），前两者无相变，后两者有相变；牛顿冷却定律0;h：传热系数）。5.吸收率A+反射率R+透射率D=1；黑体A=1，镜体R=1，透热体D=1，灰体A+R=1； 总辐射能E=Ed，（E：单色辐射能；：波长）； 四次方定律：E=C(T/100)4=C0(T/100)4,(C：灰体辐射常数；C0：黑体辐射常数；=C/C0：发射率或黑度)； 两物体辐射传热：Q1-2=C1-2A(T1/100)4-(T2/100)4，（：角系数；A：辐射面积；C1-2=1/(1/C1)+(1/C2)-(1/C0) 6.总传热速率方程：dQ=KmdA,(dQ：微元传热速率；Km：总传热系数；A：传热面积)； 1/K=1/h1+bA1/Am+A1/h2A2,(h1,h2：热、冷流体表面传热系数)。7.换热器：夹套换热器、蛇管式换热器、套管式换热器、列管式换热器。四、蒸馏 1.蒸馏分类：操作方式：连续蒸馏、间歇蒸馏；对分离的要求：简单蒸馏、平衡蒸馏（闪蒸）、精馏、特殊精馏；压力：常压蒸馏、加压蒸馏、减压蒸馏；组分：双组分蒸馏和多组分蒸馏（精馏），常用精馏塔。2.双组分溶液气液相平衡：液态泡点方程：*A=p-pB(t)/pA(t)-pB(t),(*A：液态组分A的摩尔分数；p (t)：压强关于温度的函数）； 气态露点方程：yA=pA/p=pA(t)/p*p-pB(t)/pA(t)-pB(t)； 平衡常数KA=yA/*A，理想溶液：KA=pA/p，即组分饱和蒸气压和总压之比； 挥发度：A=pA/*A，相对挥发度：AB=A/B，最终可导出气液平衡方程：y=*/1+(a-1)*； 气液平衡相图：p-*图（等温） 、t-*(y)图（等压）、*-y图。3.平衡蒸馏：qn(F),*F加热至泡点以上tF，减压气化，温度达到平衡温度te，两相平衡qn(D),yD和qn(W),*W； 物料衡算：yD=q*W/(q-1)-*F/(q-1)，（液化率：q=qn(W)/qn(F)）； 热量衡算：tF=te+(1-q)/Cp,m,(Cp,m：原液的摩尔定压热容；：原液的摩尔气化潜热)；平衡关系：yD=*W/1+（-1）*W。4.简单蒸馏：持续加热至釜液组成和馏出液组成达到规定时停止； 关系式：lnn(F)/n(W)= ln(*F/*W)-ln(1-*F)/(1-*W)/（-1）； 总物料衡算：n(F)=n(W)+n(D)；易挥发组分衡算：n(F)*F =n(W)*W+n(D)*D； 推出：*D= n(F)*F-n(W)*W/n(F)-n(W)。5.精馏：多次部分气化部分冷凝（连续、间歇），泡点不同采取不同的压力操作，塔板数从上至下记； 塔顶易挥发组分回收率：D=qn(D)*D/qn(F)*F*%，釜中不易挥发组分回收率：W=qn(W)(1-*W)/qn(F)(1-*F)*%； 精馏段总物料衡算：qn(V)=qn(D)+qn(L)；精馏段易挥发组分衡算：qn(V)yn+1=qn(D)*D+qn(L)*n;(V：各层上升蒸汽量；D：塔顶馏出液量；L：各板下降的液量；yn+1：第n+1块板上升的蒸汽中易挥发组分的摩尔分数；*n：第n块板下降的液体中易挥发组分的摩尔分数)，精馏段操作线方程：yn+1=R*n/(R+1) +*D/(R+1)，（回流比R= qn(L)/qn(D)）； 提馏段段总物料衡算：qn(L)=qn(V)+qn(W。7.化工原理的基础知识一、压强1、单位之间的换算关系：221101.3310330/10.33760atmkPakgfmmHOmmHg=2、压力的表示(1)绝压：以绝对真空为基准的压力实际数值称为绝对压强（简称绝压），是流体的真实压强。(2)表压：从压力表上测得的压力，反映表内压力比表外大气压高出的值。表压=绝压-大气压(3)真空度：从真空表上测得的压力，反映表内压力比表外大气压低多少。