化工基础知识.docx

《化工基础知识.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工基础知识.docx（19页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。

1、化工基础学问培训1 .表压的概念:表压力（相对压力）：假如肯定压力和大气压的差值是一个正值，那么这个正值就是表压力，即表压力=肯定压力-大气压0;大气压是地球表面上的空气柱因重力而产生的压力。它和所处的海拔高度、纬度与气象状况有关：肯定压力是介质（液体、气体或蒸汽）所处空间的全部压力。肯定压力是相对零压力（肯定真空）而言的压力例：某管道肯定压力为201.325Kpa,大气压力为100KPa（表压=201.325-101.325）2 .真空度概念：若所测设备内的压强低于大气压强，其压力测量须要真空表。从真空表所读得的数值称真空度。真空度数值是表示出系统压强实际数值低于大气压强的数值：真空度=大气

2、压强-肯定压强3 .绝压的概念：肯定压力是介质（液体、气体或蒸汽）所处空间的全部压力。肯定压力是相对零压力而言的压力：肯定压力=大气压力+表压力4 .压强的法定单位：在国际单位制中，压强的单位是帕斯玉（Pa）,简称帕，即牛顿/平方米。压强的常用单位有千帕、标准大气压、托、克力/厘米2、亳米水银柱等等。（之所以叫帕斯卡是为了纪念法国科学家帕斯卡）5.压强单位之间的换算I序号名称符号换算关系I*1帕（斯卡）Pa,Nm2I2兆帕MP.1MP,=10P.I吉帕GP.,IGP=100OMP11=IO9Pa4千帕kP.,IkPa=100OPa5达因每平方厘米dyncm1.1.dyncm2=0.IPu6皮兹

3、PZ1.pz=1000P.,7巴barIbar1.o.IMP.10dync11j8千克力每平方厘米1.at,kgfcm1.kgfcm-=98066.5P1.9千克力每平方米kgfm1.kgfm-=9.80665P10吨力每平方米tf/m1.tfm2=9806.65R,6.过滋的概念:借助粒状材料或多孔介质截除水中悬浮固体的过程。过滤是指分别悬浮在气体或液体中的固体物质颗粒的一种单元操作，用一种多孔的材料（过源介质）使悬浮液（滤浆）中的气体或液体通过（流液），截留下来的固体颗粒（滤渣）存留在过滤介质上形成滤饼。过滤操作广泛用于各种化工生产中，尤其是用于分别液体中的固体颗粒，也有用于分别气体的粉尘

4、，如袋滤器。7 .热量传递的基本公式：热传递的基本公式为：D=KAT：为热流量。WK:总导热系数。W（11C）:传热面积。m2T热流体与冷流体之间温度差。8 .冷凝的概念：高温气体物质由于温度降低而凝聚成为非气体状态（通常是液体）的过程.9 .冷却的概念I使热物体的退度降低而不发生相变更的过程10 .分子箭的概念I分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物，主要由硅铝通过氧桥连接组成空旷的骨架结构，在结构中有很多孔径匀称的孔道和排列整齐、内表面积很大的空穴。此外还含有电价较低而离子半径较大的金属离子和化合态的水。由于水分子在加热后连续地失去，但晶体骨架结构不变，形成了很多大小相同的空腔，空腔乂有

5、很多直径相同的微孔相连，这些微小的孔穴直径大小匀称，能把比孔道宜径小的分子吸附到孔穴的内部中来，而把比孔道大得分子排斥在外，因而能把形态直径大小不同的分子，极性程度不同的分子，沸点不同的分子，饱和程度不同的分子分别开来，即具有“筛分”分子的作用，故称为分子筛。目前分子筛在化工，电子，石油化工，H然气等工业中广泛运用。11 .质量分数的概念：溶液中溶质的质量分数是溶质质量与溶液质量之比例：20g36.5%的浓盐酸中含有氯化氢的质量是多少克;配制成7.3%的稀盐酸，须要加水多少克。20g*36.5%=7.3g(氯化氢的质量)7. 3/7.3%-20g=80g(须要加水质量)12 .气体摩尔分数的概

6、念I摩尔分数是某气体的物质的量也就是摩尔数除以混合气体的总的物质的量也就是总摩尔数例：4mo1.的氧气和6mo1.的氯气的混合气体,那么氧气的摩尔分数为：4/(4+6)*100%=40%13 .液体摩尔比的概念：液体摩尔比是某种液体的量也就是摩尔数除以混合液体的总的物质的量也就是总摩尔数例：4mo1.的乙醇和6mo1.的水的混合液体,那么乙醉的摩尔分数为：4/(4+6)*100%=40%14 .泡点的概念：混合液加热，当温度上升到某一温度时，溶液起先沸腾，此时产生的第一个气泡，相应的温度成为泡点温度15 .11点的感念露点的定义是：指空气中饱和水汽起先凝聚结露的温度，在100$的相对湿度时，四

7、周环境的温度就是露点温度。露点温度越小于四周环境的温度，结露的可能性就越小，也就意味着空气越干燥，露点不受温度影响，但受压力影响。把气体混合物在压力不变的条件下降温冷却，当冷却到某一温度时，产生的第一个微小的液滴，此温度叫做该混合物在指定压力下的露点温度，简称露点。处于露点温度下的气体称为饱和气体。事实上露点就是一个微水含量的指标，不过是用温度单位表示而已，也就是说很多时候我们所指的微水含量，实际就是指露点温度！露点实际就是在压力条件等同的状况下空气干燥程度的一个表达方式，露点越低，空气就越干燥。但是在压力条件有影响的状况下则必须要考虑压力因素，这应当依据公式来计算了。16 .沸点的概念沸点：

8、液体发生沸腾时的温度:即物质由液态转变为气态的温度。当液体沸腾时，在其内部所形成的气泡中的饱和蒸汽压必需与外界施予的压强相等，气泡才有可能长大并上升，所以，沸点也就是液体的饱和蒸汽压等于外界压强的温度。液体的沸点跟外部压强有关。当液体所受的压强增大时，它的沸点上升：压强减小时：沸点降低。例如，蒸汽锅炉里的蒸汽压强,约有几十个大气压，锅炉里的水的沸点可在200C以上。乂如，在高山上煮饭，水易沸腾，但饭不易熟。这是由于大气压随地势的上升而降低，水的沸点也随高度的上升而逐浙下降。（在海拔1900米处，大气压约为79800帕（600室米汞柱），水的沸点是93.5）。在相同的大气压下，液体不同沸点亦不相

9、同。这是因为饱和汽压和液体种类有关。在肯定的温度下，各种液体的饱和汽压亦肯定。例如，乙醛在20C时饱和气压为5865.2帕（44厘米汞柱）低于大气压，温度稍有上升，使乙酸的饱和汽压与大气压强相等，将乙醍加热到35C即可沸腾。液体中若含有杂质，则对液体的沸点亦有影响。液体中含有溶质后它的沸点要比纯净的液体高，这是由于存在溶质后，液体分子之间的引力增加了，液体不易汽化，饱和汽压也较小。要使饱和汽压与大气压相同，必需提高沸点。不同液体在同一外界压强下，沸点不同。17 .精慵概念（见下文）18 .精馆段概念（见下文）19 .提馆段概念（见下文）利用混合物中各组分挥发度的不同（挥发实力的差异），通过液相

10、和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系的约束下，使得易挥发组分（轻组分）不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使混合物得到不断分别，称该过程为精慎该过程中，传热、传质过程同时进行,属传质过程限制。其精谭塔如图6.3.1所示。原料从塔中部适当位置进塔，将塔分为两段，上段为精慎段，不含进料，下段含进料板为提留段.冷凝器从塔顶供应液相回流，再沸器从塔底供应气相回流。气、液相回流是精再重要特点。1 .精福篇蝮啾I：Z繁谣分别依据一样，利用混合物中各组分2 .精储原理：主要是通过多次部分汽化、部分冷凝的方法来分别液体混合物。3 .精帽与蒸俯区分：主要在于回流，

11、通过回流使混合物在塔内多次部分汽化和部分冷凝，实现高纯度分别。图6.3.1连续精镭塔在精谭段,气相在上升的过程中,气相轻组分不断得到精制，在气相中不断地增浓，在塔顶获轻组分产品。在提不段,其液相在下降的过程中，其轻组分不断地提储出来,使重组分在液相中不断地被浓缩,在塔底获得重组分的产品，如图6.3.2所示。精饰过程与其他蒸储过程最大的区分，是在塔两端同时供应纯度较高的液相和气相回流，为精谣过程供应了传质的必要条件。供应高纯度的回流，使在相同理论板的条件下，为精储实现高纯度的分别时，始终能保证肯定的传质推动力。所以，只要理论板足够多，回流足够大时，在塔顶可能得到高纯度的轻组分产品，而在塔底获得高

12、纯度的重组分产品。2。.回流比的概念回流比：在精谣过程中，混合液加热后所产生的蒸汽由塔顶蒸出，进入塔顶冷凝瑞。蒸汽在此冷凝（或部分冷凝）成液体，将其一部分冷凝液返回塔顶沿塔板下流，这部分液体叫做回流液（1.）；将另一部分冷凝液（或未凝蒸汽）（D）从塔顶采出，作为产品。回流比（R）就是回流液量与采出量的重量比，通常以通常以R来表示，即R=1./D式中R-回流比1.-单位时间内塔顶回流液体量，kg/小时。D-单位时间内塔顶采储量，kg/小时。最小回流比：在规定的分别精度要求下，即塔顶、塔釜采出的组成肯定时，渐渐削减回流比，此时所谓的理论板数渐渐增加。当Iu1.流比削减到某一数值时，所需的理论板数增

13、加至多数多，这个回流比的数值，成为完成该项预定分别任务的最小回流比。通常操作时的实际回流比取为最小回流比的1.11.2倍最相宜回流比的确定：对固定分别要求的过程来说，当削减回流比时，运转费用（主要表现在塔釜加热量和塔顶冷量）将削减，所需塔板数将增加，塔的投资费用增大：反之，当增加回流比时，可削减塔板数，却增加了运转费用。因此，在设计时应选择一个最相宜的回流比，以使投资费用和常常运转的操作费用之和在特定的经济条件下最小，此时的回流比称之为最相宜回流比。最相宜回流比取为最小回流比的1.32倍。21 .全回流操作在精饵操作中，把停止塔进料、塔釜山料和塔顶出料，将塔顶冷凝液全部作为回流液的操作，成为全

14、回流。全回流操作，多半用在精储塔的开车初期，或用在生产不正常时精储塔的自生循环操作中。22 .灵敏板概念一个正常操作的精谭塔当受到某一外界因素的干扰（如回流比、进料组成发生波动等），全塔各板的组成发生变动，全塔的温度分布也将发生相应的变更。因此，有可能用测量温度的方法预示塔内组成尤其是塔顶镭出液的变更。在肯定总压下，塔顶温度是饰出液组成的干脆反映。但在高纯度分别时，在塔顶（或塔底）相当高的一个塔段中温度变更微小，典型的温度分布曲线如图所示。这样，当塔顶温度有了可觉察的变更，饰出液组成的波动早已超出允许的范围。以乙苯-苯乙烯在8KPa下减压精谣为例，当塔顶馀出液中含乙苯由99.9舟降至90%时，

15、泡点变更仅为O.7C。可见高纯度分别时一般不能用测量塔顶温度的方法来限制镭出液的质量。细致分析操作条件变动前后温度分别的变更，即可发觉在精福段或提谭段的某些塔板上，温度变更量最为显著。或者说，这些塔板的温度对外界干扰因素的反映最灵敏，故将这些塔板称之为灵敏板。将感温元件安置在灵敏板上可以较早觉察精储操作所受到的干扰；而且灵敏板比较靠近进料口，可在塔顶镭出液组成尚未产生变更之前先感受到进料参数的变动并即使实行调整手段，以稳定爆出液的组成。23.工业上常用的板式塔的类型板式精偏塔如卜图所示。塔为一圆形筒体，塔内设多层塔板，塔板上设有气、液两相通道。塔板具有多种不同型式，分别称之为不同的板式塔，在生

16、产中得到广泛的应用。工业上常用的板式塔的类型有：泡罩塔、浮阀塔、筛板塔等。板式塔塔板流体流向分布类型可分为U形流，单溢流，双溢流等泡罩塔：优点:操作椅定，升气管使泡罩塔板低气速卜.也不致产生严峻的漏液现象，故弹性大。缺点：结构困难，造价高，塔板压降大，生产强度低。浮阀塔：优点:结构简洁、造价低，生产实力大，操作弹性大，塔板效率较高。缺点:处理易结焦、高粘度的物料时，阀片易与塔板粘结：在操作过程中有时会发生阀片脱落或卡死等现象，使塔板效率和操作弹性下降。箫板塔：初期，对筛板塔性能缺乏了解，操作阅历不足，则认为筛板塔盘易漏液、操作弹性小、易熔塞，使应用受到限制。后经探讨和操作运用发觉，只有设计合理

17、操作适当，筛板塔仍可满意生产所需要弹性，而且效率较高。若将筛孔增大，堵塞问题也可解决。目前，以发展为广泛应用的一种塔型。混合物的气、液两相在塔内逆向流淌，气相从下至上流淌，液相依竟重力自上向下流淌，在塔板上接触进行传质。两相在塔内各板逐级接触中，使两相的组成发生阶跃式的变更，故称板式塔为逐级接触设备。能量要少，这就是要好的导体一般也是良好的导热体的缘由。至于液体的导热机理，有一种观点认为它定性的和气体类似，只是液体分子间的距离比较近，分子间的作用力对碰撞过程的影响比气体大得多，因而变得更为困难些。单更多的探讨者认为液体的导热机理类似于非导电体的固体，即主要靠原子、分子在其平衡位置的振动，只是振

18、动的平衡位置间歇的发生移动。另外，不管是气体还是液体和固体之间的导热，都与物体的导热系数，导热系数表示物质的导热实力，是物质的物理性质之一,其数值长和物质的组成、结构、密度、压力和温度有关。金属是良好的导体,纯金属的导热系数一般随温度上升而降低,另外，金属的纯度对导热系数的影响很。非金属的建筑材料或绝缘材料的导热系数与其组成，结构的致密程度以与温度有关。通常导热系数随密度的增大或温度的上升而增加。非金属液体的导热系数以水最大。除水和甘油外，绝大致液体的导热系数随温度的上升而略有减小。一般来说纯液体的导热系数比其溶液的导热系数要大。气体的导热系数很小，不利于导热，但却对保温有利。如软木、玻璃棉等

19、就是因其细小的空隙中有气体存在，其导热系数很小。气体的导热系数，随温度上升而加大。25.对流基本概念对流是指物体各部分之间发生相对位移而引起的热量传输现即实际压缩时气体温度有变更，且与外界有热交换发生，称为多变过程。29 .雷诺数流体的流淌类型分为滞流和湍流，试验发觉流体流速V，管径d,流体粘度和密度P都能引起流淌状态的变更，通过进一步分析探讨，可把这些因素组合成为dvp/口，把dvP/u称为雷诺准数或雷诺数，以Re表示，这样就可以用RC的数值来分析流淌状态。试验证明，流体在直管内流淌时,当Re小于2000时,流体流淌类型属于滞流，当Rc大于4000时，流体流淌类型属于湍流，当Rc大于2000

20、而小于4000时，流体流淌类型可能是滞流，也可能是湍流。在化工生产条件下，常将Re大于3000的状况按湍流考虑。30 .蒸发的基本概念使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸气，从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作称为蒸发。采纳的设备称为蒸发器。31 .真空泵的概念从设备或系统中抽出气体使其中的肯定压强低于大气压，此时所用的输送设备称为真空泵。32 .真空泵的特点化工生产中常用的真空泵有水环真空泵和喷射泵。此类泵结构简洁，紧凑，易于制造和修理，运用时间长，但是效率不高。33 .物料平衡概念物料平衡是指在一个生产单元或由几个单元构成的生产过程中，进入系统的物料质量与离开系统的物料质量加上在系统内积累

21、的物料质量是相等的。表达物料进入系统，在系统内积累与离开系统的物料质量之间的动态关系叫做动态物料平衡O34 .能量平衡概念一切物质都具有能量，能量是物质固有的特性。通常，能量可分为两大类，一类是系统蓄积的能量，如动能、势能和热力学能，它们都是系统状态的函数。另一类是过程中系统和环境传递的能量，常见有功和热量，它们就不是状态函数，而与过程有关。热量是因为温度差别引起的能量传递，而做功是由势差引起的能量传递。因此，热和功是两种本质不同且与过程传递方式有关的能量形式。能量的形式不同，但是可以相互转化或传递，在转化或传递的过程中，能量的数量是守桓的，这就是热力学第肯定律，即能量转化和守恒原理。体系在过

22、程前后的能量变换AE应与体系在该过程中传递的热量Q与功W相等。AE=Q+W体系吸热为正值，放热为负值：体系得功为正值，对环境做功为负值。35 .粘度的概念度量流体粘性大小的物理量。乂称粘性系数、动力粘度，记为。按国际单位制，粘度是流体的一种属性，不同流体的粘度数值不同。同种流体的粘度显著地与温度有关，而与压强几乎无关。气体的粘度随温度上升而增大，液体则减小。粘度的度量方法分为肯定粘度和相对粘度两大类。肯定粘度分为动力粘度和运动粘度两种：相对粘度有恩氏粘度、赛氏粘度和雷氏粘度等几种表示方法。36 .粘度的单位按国际单位制，粘度的单位为帕秒。有时也用泊或厘泊（1泊=Io-I帕秒，1厘泊=10-2泊

23、）。37 .稳定流淌的概念在流淌系统中，若各截面上流体的流速，压强，密度等有关物理量紧随位置而变更，不随时间而变，这种流淌称为定态流淌，即稳定流淌O38 .非稳定流消的概念在流淌系统中，若各截面上流体的流速，压强，密度等有关物理量既随位置而变更，又随时间而变，这种流淌称为非定态流淌，即非稳定流淌。39 .体积流量与其表示方式？体积流量是指单位时间内流过管道任一截面的体积，以匕表示，其单位有m/h,m：/s等。40 .质量流量与其表示方式？质量流量是指单位时间内流过管道任截面的质量，以3,表示,其单位有kgh,th,kg/s等。41 .体积流*与质量流量的关系？体积流量与质量流量的关系为3.=V

24、,P42 .什么叫流速与表示方式？流速是指单位时间内流体在流淌方向上所流过的距离，以U表示，其单位为ms.43 .质量流速与其表示方式？质量流速是指单位时间内流体流过管道单位截面积的质量，也称质量通量，以G表示，其表达式为G=u(G的单位为kg(ma.s)44 .流速与质量流速的关系？G=%i45 .密度的概念？单位体积流体具有的质量称为流体密度，单位为kgm3,g/cm3等,其表达式为m46 .换热器的概念？换热器是指两种不同温度的流体进行热量交换的设备。换热器的作用可以是以热量交换为目的。换热器依据换热介质不同可分为水-水换热器和汽-水换热器：依据工作原理不同可分为间壁式、干脆接触式、蓄热

25、式和热管式换热器；依据传热面形态和结构可分为管式、板式、翅片式等。热波体G,C/,147 .冷凝器的概念？冷凝器是指运用冷却介质将热流体冷凝下来的换热设备。依据冷却介质种类的不同，冷凝器可归纳为四大类：水冷却式：在这类冷凝器中，制冷剂放出的热量被冷却水带走。冷却水可以是一次性运用，也可以循环运用。水冷却式冷凝器按其不同的结构型式又可分为立式壳管式、卧式壳管式和套管式等多种。空气冷却式（又叫风冷式）:在这类冷凝器中，制冷剂放出的热量被空气带走。空气可以是自然对流，也可以利用风机作强制流淌。这类冷凝器系用于叙利昂制冷装置在供水不便或困难的场所。水一空气冷却式:在这类冷凝器中,制冷剂同时受到水和空气

26、的冷却，但主要是依靠冷却水在传热管表面上的蒸发，从制冷剂一侧吸取大量的热量作为水的汽化潜热，空气的作用主要是为加快水的蒸发而带走水蒸气。所以这类冷凝器的耗水量很少，对于空气干燥、水质、水温低而水量不充裕的地区乃是冷凝器的优选型式。这类冷凝器按其结构型式的不同又可分为蒸发式和淋激式两种。(4)蒸发一冷凝式：在这类冷凝器中系依靠另一个制冷系统中制冷剂的蒸发所产生的冷效应去冷却传热间壁另一侧的制冷剂蒸汽，促使后者凝聚液化。48 .稳定传热的概念？当传热系统中各点的温度仅随位置变更而不随时间变更，这种传热过程称为稳定传热，其特点是通过某传热表面的传热速率为常量。49 .稳定传热过程中逆流传热的概念？（

27、八）逆流(b)并淹图39两恻流体受温下的温度差变更在稳定传热过程中，若两流体以相反的方向流淌，称为逆流传热。其传热的平均温度差为50 .稳定传热过程中并流传物的概念?在稳定传热过程中，若两流体以相同的方向流淌，称为并流传热。其传热的平均温度差51 .饱和蒸汽的概念？饱和蒸气是指液体或固体当其气化时，它的分子将会不断从其体系内逸出形成蒸气,但有时也有分子从蒸气中进入体系内，当在同一时间内出和人的分子数目相同时，称这液体或固体同其蒸气处于平衡态,这时的蒸气即饱和蒸气。52 .换热方式的种类？传热过程中热、冷流体热交换可分为三种基本方式：一、干脆接触式换热：利用气体的冷却或水蒸气的冷凝等使热、冷流体干脆混合进行热交换。如凉水塔等。二、蓄热式换热：蓄热器内装有固体填充物（如耐火砖），热、冷流体交替流过蓄热器，利用固体填充物来积蓄和释放热量而达到换热的目的。如炼钢、炼焦等。三、间壁式换热：冷、热流体被固体壁面（传热面）所隔开，它们分别在壁面两侧流淌。如套管换热器、列管换热器、板式换热器等。