第一章 流体静力学根本方程： 或) R高度差 液封高度：h=p／ρg 质量流量qm=ρqv；流速：u=qv／A；质量流速：ω= qm／A=ρu；管路直径：d= 接连性方程： 抱负流体的伯尽力方程： 实践流体机械能衡算方程：不行紧缩流体定态活动的柏努利方程式：––––能量衡算式 雷诺数： 哈根-泊谡叶方程： 范宁公式： 摩擦阻力丢失 层流 非圆管当量直径 部分阻力：；流道忽然扩展：；忽然缩小： 孔板流量计 ， 第二章 扬程 泵的有用功率 泵功率 流体运送机械的功率： 管路特性曲线： ，其间， 离心泵的汽蚀余量： 离心泵的答应装置高度： ， 最大答应装置高度 第三章 层流区重力沉降速度： 斯托克斯沉降公式 ， 过滤速率根本方程 ， 其间 恒速过滤 恒压过滤 第四章 傅立叶规律：， 热导率与温度的线性联系： 单层壁的定态热导率：，或 单层圆筒壁的定态热传导方程： 或 牛顿冷却规律：， 流体在圆管内强制对流传热： ，， ，或，其间当流体被加热时，n=0.4，当流体被冷却时n=0.3 普朗克数 努塞尔数 传热速率方程式 热量衡算式：无相变时： 或 若为饱满蒸气冷凝： 若冷凝液出口温度T2低于饱满温度Ts。则 考虑热阻的总传热系数方程： 第五章 亨利规律 ，； 相平衡 费克规律 传递速率 ； 对流传质 总传质系数 传质速率方程式 最小液气比 吸收进程根本方程式 吸收因数法 第六章 乌拉尔规律：， 道尔顿分规律： 双组分抱负体系气液平衡时，体系总压、组分分压与组成联系：， 泡点方程：，露点方程： 蒸发度：， 相对蒸发度: ，或 相平衡方程 全塔物料衡算： 馏出液采出率： 釜液采出率： 轻组分回收率 精馏段操作线方程：，， 令（回流比），则 精馏段操作方程 提馏段操作线方程： 总物料衡算：，易蒸发组分的物料衡算： 即 提馏段操作方程 q线方程（进料方程）： 最小回流比 第七章 湿度 湿度： 相对温度： 相对湿度 当; 当 湿比热容：，在0~120℃时， 湿比体积： 比容 焓 湿空气焓：，详细表达式为： 湿球温度 绝热饱满温度 第一章 【1-32】如习题1-32附图所示，有黏度为、密度为的液体，从高位槽经直径为的钢管流入表压为的密闭低位槽中。液体在钢管中的流速为，钢管的相对粗糙度，管路上的阀门当量长度。两液槽的液面坚持不变，试求两槽液面的垂直距离H。 解 高位槽液面至低位槽液面之间列伯努利方程核算H，低位槽液面为基准面。 ， 液体密度 雷诺数 管长，阀门，高位槽的管进口，低位槽管出口，90°弯头 【2-4】用离心泵将水由低位槽送往高位槽，两槽液m且保持稳定。已知运送管路为(45mm×2.5mm，在泵出口阀门全开的情况下，整个运送体系的总长为20m（包含一切部分阻力的当量长度），摩擦系数为0.02。在运送范围内该离心泵特性方程为（的单位为m3/s，的单位为m）。水的密度可取为1000kg/m3试求离心泵作业点 kg/m3的碱液，则离心泵的作业点有何改动？ 解管路特性方程 其间 故管路特性方程 离心泵特性方程 两式联立 得作业点下的流量与压头 ，当改送密度为1200 kg/m3的碱液时，泵特性方程不变，此刻管路特性方程 活动进入阻力平方区，且阀门开度不变，则不变。因而管路特性方程变为 将该方程与泵特性方程联立 得量 ，【2-】在一化工出产车间，要求用离心泵将冷却水由贮水池经换热器送到另一敞口高位槽，如习题2-附图所示。 已知高位槽液面比贮水池液面高出10m，管内径为75mm，管路总长（包含部分阻力的当量长度在内）为400m。流体活动处于阻力平方区，摩擦系数为0.03。流体流经换热器的部分阻力系数为。 离心泵在转速特性曲线 0.008 26 25.5 24.5 23 21 18.5 15.5 12 8.5 试求：(1)管路特性方程；(2)作业点的流量与扬程；(3)若选用改动转速的办法，使第(2)求得的作业点流量调理到，应转速调理到多少（参看例2-3）。 解 已知(1) 管路特性方程 (2) 作业点的流量与扬程 管路特性曲线 0.007 0.008 10 10.5 12 14.5 18 22.6 28 34.6 42.1 作业点流量，扬程 (3) 将作业点流量从调理到，泵的转速应由调理到多少？ 将代入管路特性方程，求得 等功率方程 系数 得等功率方程 等功率方程的核算值如下 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.0045 0 1.31 5.24 11.8 21 26.5 从的泵特性曲线与等功率曲线的交点D，得到 流量为时的转速为 转速改动小于20%，功率根本不变。密度为2500kg/m3的玻璃球在20℃的水中和空气中以相同的速度沉降。试求在这两种介质中沉降的颗粒直径的比值，假定沉降处于斯托克斯规律区。 解 在斯托克斯区，沉降速度核算式为 由此式得（下标w表明水，a表明空气） 查得20℃时水与空气的密度及黏度分别为 已知玻璃球的密度为，代入上式得 【5-20】有一填料吸收塔，用清水吸收混合气中的溶质A，以逆流方法操作。进入塔底混合气中溶质A的摩尔分数为1%，溶质A的吸收率为90%。此刻，水的流量为最小流量的1.5倍。平衡线的斜率m=l。试求：(1)气相总传质单元数；(2)若想使混合气中溶质A的吸收率为95%，仍用原塔操作，且假定不存在液泛，气相总传质单元高度不受液体流量改动的影响。此刻，可调理什么变量，简洁而有用地完结使命？试核算该变量改动的百分数。 解 已知 (1)核算气相总传质单元数 (2)要想使吸收率从90%提高到95%，可增大吸收剂用量 填料层高度 关于已有的填料塔，其填料层高度已定，吸收剂用量改动不会改动。因而，不会改动，仍为。 新工况下， 用与，从图5—23查得 为了使吸收率从90%提高到95%，L／G需要从1.35添加到2.1，添加的百分数为 【5-2】η将怎么改动？并画出操作示意图。 解 ①填料层高度Z已定，且气候总传质单元高度不变，故不变。 ②物系必定，操作温度及压力不变，故气液相平衡常数m必定，且G及L不变，故L/Gm必定。因NOG与L/Gm各为必定值，从教材中NOG的核算式（5-76）或图5-23可知为必定值。且吸收剂为清水，故X2=0，则为必定值。即跟着Y1的增大，Y2按必定份额增大。如习题5-22附图所示，气相进口组成由Y1增大到，则气相出口组成由Y2增大到. ③操作线增大到，附图中的操作线由TB线平行上移为T‘B’线。T‘B’线与水平的等Y’线交垫横坐标为新条件下的液相出口组成。即吸收液组成由X1增大到。 ④由第②问的剖析成果可知=必定值，故吸收率不变。 习题5-22附图 第六章 【6-10】在一接连操作的精馏塔中别离苯一甲苯混合液，质料液中苯的组成为0.28（摩尔分数）。馏出液组成为0.98（摩尔分数），釜液组成为0.03（摩尔分数）。精馏段上升蒸气的流量，从塔顶进入全凝器，冷凝为泡点液体，一部分以回流液L进入塔顶，剩下部分作为馏出液D采出。若回流比，试答复下列问题：(1)核算馏出液流量D与精馏段下降液体流量L；(2)核算进料量F及塔釜釜液采出量W；(3)若进料为饱满液体，核算提馏段下降液体流量L与上升蒸气流量；(4)若从塔顶进入全凝器的蒸气温度为82℃，试求塔顶的操作压力。苯与甲苯的饱满蒸气压用Antoine方程核算，其核算式见例6-2。 习题6-9附图 解 (1) 已知 馏出液流量 精馏段下降液体流量 (2) 已知，代入式 求得进料流量 釜液采出量 (3) 提馏段下降液体流量 提馏段上升蒸气流量 或 (4) 塔顶操作压力核算 苯 甲苯 用露点与汽相组成的联系式 核算，已知 解得操作压力 【6-11】在一接连操作的精馏塔中别离苯-甲苯溶液。进料量为，进猜中苯的组成为（摩尔分数），饱满液体进料。馏出液中苯的组成为（摩尔分数），釜液中苯的组成为（摩尔分数），回流比。试求从冷凝器回流入塔顶的回流液摩尔流量以及从塔釜上升的蒸气摩尔流量。 解 已知，馏出液流量 回流液流量 塔釜上升蒸气流量 因饱满液体进料，则 【6-14】在一接连操作的精馏塔中别离某双组分溶液。其进料组成为0.3，馏出液组成为0.95，釜液组成为0.04，均为易蒸发组成的摩尔分数。进料热状态参数q=1.2，塔顶液相回流比。试写出本题条件下的精馏段及提馏段操作线)精馏段操作线) 提馏段操作线方程 已知，核算塔釜汽相回流比。 【6-18】想用一常压下接连操作的精馏塔别离苯的质量分数为0.4的苯-甲苯混合液。要求馏出液中苯的摩尔分数为0.94，釜液中苯的摩尔分数为0.06。塔顶液相回流比R=2，进料热状态参数q=1.38，苯-甲苯溶液的均匀相对蒸发度α=2.46。试用逐板法核算理论板数及加料板方位。 解 先将进料组成由质量分数0.4换算为摩尔分数。苯的摩尔质量为78，甲苯的摩尔质量为。 已知。 相平衡方程 精馏段操作线方程 塔釜汽相回流比 提馏段操作线方程 两操作线交点的横坐标 理论板数核算：先替换运用相平衡方程(1)与精馏段操作线板为加料板。 以下替换运用提馏段操作线)核算如下 总理论板数为11（包含蒸馏釜），精馏段理论板数为6，第7板为加料板。 【6-22】用常压下操作的接连精馏塔中别离苯-甲苯混合液。进猜中含苯0.4摩尔分数，要求馏出液含苯0.97摩尔分数。苯-甲苯溶液的均匀相对蒸发度为2.46。试核算下列两种进料热状态下的最小回流比：(1)冷液进料，其进料热状态参数；(2)进料为汽液混合物，汽液比为3：4。 解 汽液相平衡方程为 已知 (1) 冷液进料， 线方程为 由q线方程与相平衡方程解得 最小回流比 (2) 汽液混合物进料， q线方程为 由q线方裎与相平衡方程解得 最小回流比 【6-23】用常压下接连操作的精馏塔别离含苯0.4摩尔分数的苯-甲苯溶液。要求馏出液含苯0.97摩尔分数，釜液含苯0.02摩尔分数。塔顶回流比为2.2，泡点进料。苯-甲苯溶液的均匀相对蒸发度为2.46。试用简捷核算法求所需理论板数。 解 已知 用芬斯克方程核算全回流时的最少理论板数 核算最小回流比 已知泡点进料， 用相关式核算理论板数N 将代入 求得 或用相关图核算理论板数N 从相关图上查得 将代入，求得，取整数（包含蒸馏釜）。【7-1】现将25oC，湿度为0.01kg/kg绝干气的空气在预热器中升温至90oC后进入一枯燥面积为48㎡的常压绝热枯燥器，将1500kg湿物料从含水量为18％（湿基）降至1.5％（湿基）。已知物料的临界含水量XC＝0.1kg/kg绝干料，平衡含水量X＊＝0.01kg/kg绝干料，稳定枯燥条件下测得恒速阶段枯燥速率为2.2kg/(㎡·h)，降速枯燥阶段枯燥速率与自在含水量呈直线改动。求： 完结上述枯燥使命需耗费多少kg新鲜空气？ 若疏忽预热器的热丢失，蒸汽冷凝潜热为2205kJ/kg，预热器中加热蒸汽的耗费量（kg）. 所需枯燥时刻为小时？ 解耗费空气量 kg 由于枯燥进程为绝热进程，空气进出枯燥器为等焓进程，即 解得H2＝0.02593kg/kg绝干气 绝干气耗费量 原空气耗费G‘＝G（1＋H0）＝1.587×104(1+0.01)=1.594×104kg新鲜空气 预热器中蒸汽耗费量 QP＝G（1.01+1.88H0）（t1-t0）=1.578×104(1.01+1.88×0.01)(90-25)=1.055×106kJ 加热蒸汽耗费量为 X2

　　XC，枯燥进程包含恒速阶段和降速阶段，总枯燥时刻为 习题5-23附图 习题2-附图 习题2-附图