一、大綱內(nèi)容

　　緒  論

　　（1）化工生產(chǎn)的特點，化工工藝與化學(xué)工程，單元操作。

　　（2）本課程的內(nèi)容概要、性質(zhì)和目的。

　　（3）物料衡算。

　　（4）物理量的單位換算與公式換算。

　　（一）流體流動與輸送部分

　　1、流體流動

　　（1）密度，壓強（絕對壓強，表壓，真空度）。

　　（2）流體靜力學(xué)基本方程式及應(yīng)用。

　　（3）牛頓粘性定律，粘度，運動粘度，牛頓與非牛頓型流體。

　　（4）流動型態(tài)，雷諾準數(shù)。

　　（5）連續(xù)性方程。

　　（6）柏努利方程式及應(yīng)用。

　　（7）流體在圓直等徑管內(nèi)流動的流速分布規(guī)律與流動阻力計算。

　　（8）恒密度簡單管路、并聯(lián)管路計算。

　　（9）流速與流量測定。

　　2、流體輸送機械

　　（1）離心場中修正壓強的分布規(guī)律。

　　（2）離心泵操作性能的基本方程。

　　（3）實際離心泵的性能曲線。

　　（4）離心泵的操作。

　　（5）離心泵的安裝高度。

　　（6）離心泵的類型與選型。

　　（7）其它類型的泵。

　　（二）顆粒流體力學(xué)與機械分離部分

　　1、固定床

　　（1）單顆粒的幾何特性。

　　（2）篩分分析，固定床的床層特性。

　　（3）流體流過固定床的壓降。

　　2、過濾

　　（1）過濾的分類，過濾介質(zhì)。

　　（2）濾餅過濾的物料衡算，濾餅壓縮性與助濾劑。

　　（3）濾餅過濾速度方程及其在恒壓、恒速條件下的應(yīng)用。

　　（4）濾餅洗滌。

　　（5）葉濾機與板框式壓濾機的結(jié)構(gòu)、操作與生產(chǎn)能力，更大生產(chǎn)能力操作的準則。

　　（6）回轉(zhuǎn)真空過濾機的生產(chǎn)能力。

　　3、沉降

　　（1）重力沉降，重力沉降速度計算，重力沉降器。

　　（2）離心沉降，旋風分離器的結(jié)構(gòu)，除塵總效率與粒級效率，臨界粒徑與分割粒徑。

　　（三）熱量傳遞部分

　　1、傳熱基本方式與換熱類型。

　　（1）傳熱的三種基本方式及其特點。

　　（2）工業(yè)上三種換熱類型及其結(jié)構(gòu)、操作特點。

　　（3）加熱劑與冷卻劑的選擇。

　　2、熱傳導(dǎo)

　　（1）溫度場，傅立葉定律。

　　（2）單層與多層平壁、圓筒壁的定態(tài)導(dǎo)熱。

　　3、對流傳熱

　　（1）給熱概念，給熱的四種類型及其特點。

　　（2）牛頓冷卻定律，給熱系數(shù)及其主要影響因素。

　　（3）因次分析法，與給熱有關(guān)的準數(shù)及其物理意義。

　　（4）流體在圓管內(nèi)強制湍流時對管壁的給熱計算。

　　（5）其它給熱概況。

　　4、傳熱過程

　　（1）傳熱過程概念，熱量衡算，傳熱系數(shù)的計算。

　　（2）換熱器的對數(shù)平均溫度差法。

　　（3）換熱器概況。

　　（4）傳熱的強化與削弱。

　　（四）物質(zhì)傳遞部分

　　1、物質(zhì)擴散

　　（1）分子擴散，菲克定律，等分子反身擴散與通過靜止組分的單向擴散。

　　（2）渦流擴散，對流擴散，單相傳質(zhì)速率方程，單相傳質(zhì)系數(shù)。

　　2、氣體吸收

　　（1）氣體在液體中的溶解度與亨利定律。

　　（2）吸收與解吸，物理吸收與化學(xué)吸收。

　　（3）吸收劑的選擇原則。

　　（4）填料塔概況。

　　（5）傳質(zhì)機理-雙膜模型。

　　（6）在填料塔內(nèi)氣液逆流、低濃度氣體物理吸收（包括解吸）的過程特點，操作線，傳質(zhì)單元高度與傳質(zhì)單元數(shù)。

　　（7）低濃度氣體物理吸收的設(shè)計型與操作型計算。

　　3、液體蒸餾

　　（1）雙組分混合液的汽液平衡，拉烏爾定律。

　　（2）閃蒸（平衡蒸餾），簡單蒸餾。

　　（3）板式塔概況。

　　（4）精餾原理，回流比，恒摩爾流假設(shè)，操作線方程，加料熱狀態(tài)，q線方程。

　　（5）理論板，理論板數(shù)的確定-圖解法與逐板計算法。

　　（6）總板效率，實際板數(shù)的計算。

　　（7）精餾操作的設(shè)計型與操作計算。

　　4、氣（汽）-液傳質(zhì)設(shè)備

　　（1）典型填料及其特性，填料塔的附屬設(shè)備。

　　（2）填料塔內(nèi)氣液逆流的流體力學(xué)特性，泛點，載點。

　　（3）填料塔泛點與壓降普遍關(guān)聯(lián)圖，操作氣速的確定。

　　（4）填料層內(nèi)的氣液傳質(zhì)。

　　（5）典型的板式塔概況。

　　（6）篩板塔的結(jié)構(gòu)。

　　（7）篩板塔正常操作的氣液流量范圍計算。

　　（8）默弗里板效率與點效率。

　　5、固體干燥

　　（1）去濕方法，干燥操作類型，對流干燥特點。

　　（2）濕空氣性質(zhì)與濕度圖。

　　（3）干燥過程的物料衡算與熱量衡算。

　　（4）固體物料所含水分的性質(zhì)。

　　（5）干燥速度，恒定干燥條件下固體干燥時間的計算，臨界含水量。

　　（6）廂式、氣流式與轉(zhuǎn)筒式干燥器的結(jié)構(gòu)與操作特點，其它干燥器概況。

　　二、大綱的使用說明

　　（一）考試范圍

　　要求掌握大綱的全部內(nèi)容。

　　（二）本課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)

　　本課程是化學(xué)工程、化工工藝及其相近專業(yè)的一門必修的主干課，其研究對象是化工生產(chǎn)中主要的“單元操作”-化工生產(chǎn)中常見物理加工過程按過程原理進行歸納而劃定的基本操作。課程性質(zhì)屬技術(shù)基礎(chǔ)課。

　　設(shè)置本課程的目的是介紹一些常見單元操作及其典型設(shè)備的原理，闡述用自然科學(xué)基礎(chǔ)理論解釋與處理工程問題的方法，提高分析問題、解決問題的能力。

　　本課程的任務(wù)是：

　　1.根據(jù)“流體動力過程”、“傳熱過程”和“傳質(zhì)過程”這三類過程的順序，介紹各類過程的基本理論和所屬的單元操作的知識。

　　2.闡明針對不同單元操作而采用的各具特點的分析方法。

　　3.介紹各單元操作的典型設(shè)備結(jié)構(gòu)和設(shè)備計算法。

　　4.培養(yǎng)查取理化數(shù)據(jù)與機械、材料工程數(shù)據(jù)的能力，提高工程運算能力。

　　5.培養(yǎng)理論聯(lián)系實際和嚴謹細致的工作作風，提高分析問題、解決問題的能力。

　　（三）本課程的基礎(chǔ)要求

　　學(xué)完本課程后，應(yīng)考者應(yīng)達到如下要求：

　　1.對大綱規(guī)定的各單元操作有清晰的概念，充分掌握其過程原理和典型設(shè)備特點，熟悉其主要參量間定量的依存規(guī)律。

　　2.對“流體動力過程”、“傳熱過程”、“傳質(zhì)過程”具有較堅實的理論基礎(chǔ)。

　　3.能熟練地從有關(guān)手冊中查取理化及工程數(shù)據(jù)。

　　4.有較強的工程計算與分析能力，能根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)對設(shè)備運轉(zhuǎn)情況進行核算，以作出判斷并提出改進措施，亦能進行設(shè)備設(shè)計計算。

　　5.具有一定的自學(xué)能力，能通過查閱資料加深或擴展單元操作知識。

　　（四）本課程與其它課程的聯(lián)系與分工

　　按本課程涉及的知識面，學(xué)習(xí)本課程之前具備高等數(shù)學(xué)、物理、物理化學(xué)、工程制圖及計算機語言等基礎(chǔ)知識，故本課程為上述基礎(chǔ)課的后續(xù)課程。

　　由于本課程研究的對象是化工生產(chǎn)中的單元操作，已接觸專業(yè)生產(chǎn)，課程內(nèi)容進入了專業(yè)課范疇，但本課程討論的內(nèi)容又并未局限于任一種產(chǎn)品的特定生產(chǎn)過程，跨越了按產(chǎn)品組織生產(chǎn)的行業(yè)界限，有著工程類公共課程性質(zhì)，故一般認為本課程性質(zhì)屬技術(shù)基礎(chǔ)或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課。本課程的后續(xù)課即為各有關(guān)專業(yè)的專業(yè)課。可見，本課程在基礎(chǔ)與專業(yè)課間起“橋梁”作用。

　　學(xué)習(xí)本課程應(yīng)與化工原理實驗課和生產(chǎn)實習(xí)相結(jié)合，以加強對設(shè)備的感性認識，并通過對現(xiàn)象的觀察、過程參量的測定與數(shù)據(jù)處理，加深對過程規(guī)律的理解。若缺乏實驗、實習(xí)條件，至少應(yīng)觀看教學(xué)模具，參觀實驗室，觀看演示實驗及教學(xué)錄像片。

　　學(xué)完本課程的理論后，宜選擇一個單元操作進行一次化工原理課程設(shè)計。在設(shè)計實踐中學(xué)習(xí)化工設(shè)計的基本程序與方法，并在查閱技術(shù)資料、選用公式、查取數(shù)據(jù)、工程運算、文字表達、圖線表達及制圖能力等方面進行全面的綜合訓(xùn)練，以培養(yǎng)嚴肅負責的工作作風。

　　本課程亦為畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)。

　　（五）本課程的學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)

　　為學(xué)好本課程，特提出下列三點建議：

　　1、掌握基本概念

　　無論學(xué)什么課程，若基本概念不掌握，就談不上學(xué)好這門課。本課程也不例外。應(yīng)該說，掌握基本概念是學(xué)一門課的更基本、更首要的任務(wù)。

　　基本概念的涵義是寬廣的，就本課程而言，一些基本理論，如“流體動力過程”、“傳熱過程”與“傳質(zhì)過程”的基本規(guī)律，就是重要的概念。對于各單元操作，過程現(xiàn)象、特征，對該過程進行分析的方法，主要公式的推導(dǎo)或由實驗數(shù)據(jù)整理得出過程定量規(guī)律式與有關(guān)圖線的方法，公式或圖線的應(yīng)用條件，設(shè)備的結(jié)構(gòu)與操作特點，以及有關(guān)的定義、術(shù)語等，均屬基本概念。

　　要掌握基本概念，就應(yīng)仔細閱讀課文，認真思考。由于初學(xué)者一般缺乏生產(chǎn)經(jīng)驗與感性認識，需以教材附圖幫助想像，故要求初學(xué)者要有較強的讀圖與想像能力。有些內(nèi)容，如流體流動、泵與風機的操作、傳熱、干燥等都與我們?nèi)粘Ｉ钜娐動新?lián)系，或同前修課程的實驗現(xiàn)象有聯(lián)系，就應(yīng)盡可能聯(lián)系實際去理解，以加深認識。須知，掌握基本概念并非輕而易舉的事。往往初讀課文后，似乎懂了，但若再深入思考，或做習(xí)題，或?qū)σ恍﹩栴}開展討論，又會發(fā)現(xiàn)概念混亂。一般說，許多概念的建立，是需要反復(fù)學(xué)習(xí)、思考的過程的。

　　初學(xué)者對本課程往往有個共同的感覺，就是公式太多，記不住。其實，本課程學(xué)習(xí)只強調(diào)理解，不需死記硬背。可以說，教材中介紹的公式，大部分只要求會應(yīng)用，不要求記住。至于少數(shù)須記住的公式，因做習(xí)題時使用次數(shù)多了，自然也因熟悉而記得了。

　　2、熟練計算

　　本課程學(xué)習(xí)過程中的計算量是很大的。許多概念問題寓于計算題中，可以說，解計算題的實踐是掌握本課程必不可少的重要步驟。

　　在解題之前必須反復(fù)、認真閱讀教材課文，在明確概念后才做習(xí)題。

　　解化工原理習(xí)題時必須注意到如下事項：

　　（1）認真領(lǐng)會題意。在作業(yè)本上全抄題目或?qū)懗龊喢黝}意。

　　（2）作簡圖。標明各流體的流向。寫上代表各物理量的符號。若計算中有自行補充的線條或物理量符號，亦需在圖上標示。須知，圖示法是更簡潔的工程語言。

　　（3）列出所有已知條件，指出待求量。

　　（4）擬定解題思路。這一工作只需在草稿紙上進行，不必寫在作業(yè)本上，但應(yīng)體現(xiàn)在解題程序上。若遇到的問題較復(fù)雜，則可將解題思路用框圖形式寫在作業(yè)本上。

　　（5）按擬定的程序進行運算。對每一個運算環(huán)節(jié)，須先寫出以物理量符號表示的計算式-文字式，然后根據(jù)題給條件對各物理量賦值，寫出數(shù)字式，更后才寫上計算結(jié)果。要求在計算式中代入的數(shù)據(jù)與文字式中相應(yīng)的物理量符號位置一致，以便于檢查所代的數(shù)據(jù)是否正確。

　　在運算中強調(diào)使用SI制單位。題給條件有時是用非SI制單位給出的，這就要求在計算前對這些物理量進行單位換算，換成SI制單位。

　　要注意計算結(jié)果表達方式的合量性。計算結(jié)果可取3-4位有效數(shù)字，其中更后一位數(shù)字是經(jīng)四舍五入取得的。例如，某次計算結(jié)果在計算器上顯示出19360122，若答數(shù)寫上此8位數(shù)字便是錯誤的，只能寫上1.94×10的7次方或1.936×10的7次方。計算結(jié)果取3-4位有效數(shù)字是假設(shè)題給數(shù)據(jù)有3-4位有效數(shù)字，而這在一般測量中是可以做到的。

　　還需指出一點，在計算式代入的數(shù)據(jù)應(yīng)盡可能采用題給的原始數(shù)據(jù)，而且強調(diào)要用計算器連算。例如，公式中出現(xiàn)d平方，題給條件d=0.38m，則應(yīng)以（0.380）平方代入，而不要予先計算（0.380）平方=0.144，再把0.144代入d平方項。計算中也不要把計算式劃分成一塊塊內(nèi)容分別算出答數(shù)后再組合運算。這樣要求，就是為了減小誤差。

　　3、領(lǐng)會方法

　　本課程所介紹的對各種單元操作的分析、處理，更常用的方法是半理論半經(jīng)驗法。這種方法又分兩種類型。這種方法又分兩種類型。現(xiàn)分述之。

　　第一種類型是“模型法”，其要點是：對工程實際的研究對象加以簡化，作出合理假設(shè)，建立起過程的“物理模型”，然后運用基礎(chǔ)理論于該物理模型，從而建立“數(shù)學(xué)模型”，再通過實驗找出數(shù)學(xué)模型中模型參量與有關(guān)操作變量間的定量關(guān)系，更后取得反映該過程規(guī)律的定量關(guān)聯(lián)式。

　　第二種類型是“相似方法”，其要點是通過對過程的分析，由因次分析或相似變換，確定與該過程有關(guān)的相似準數(shù)，再通過實驗找到各準數(shù)的定量關(guān)系，從而取得反映該過程規(guī)律的定量關(guān)聯(lián)式或圖線。

　　以上兩種類型的半理論半經(jīng)驗方法在教材中頻繁出現(xiàn)，在學(xué)習(xí)時應(yīng)加以留意。

　　此外，教材中亦出現(xiàn)少量的用純理論推導(dǎo)公式的方法，不過，在推導(dǎo)公式前一般也作了一些簡化似設(shè)。此法只適用于較簡單的過程。因工程實際問題往往比較復(fù)雜，所以純理論方法應(yīng)用得并不多。

　　要重視方法論，因為這是本課程內(nèi)容的精華，其中包含著針對不同特點問題采用不同分析、處理問題方法的觀點，若無視方法論，則全書內(nèi)容就成為一堆素材的機械集合物了。

　　（六）大綱各部分內(nèi)容的重點、難點及深廣度

　　1、緒論

　　重點：

　　① 單元操作概念。

　　② 物料衡算

　　③ 物理量的單位換算與公式換算。

　　難點：物理量的公式換算。

　　深廣度：

　　① 在學(xué)一門新課程的開始，應(yīng)了解該課程的背景、主要內(nèi)容、課程性質(zhì)、目的及任務(wù)。

　　② 要熟練掌握物料衡算方法，因為這是一切化工計算的基礎(chǔ)。

　　③ 應(yīng)會借助教材附錄的單位換算表進行物理量的單位換算，要強調(diào)計算中采用SI單位，還應(yīng)掌握“轉(zhuǎn)換因子”的應(yīng)用法。

　　④ 須掌握物理量的公式換算法。要注意，此換算法與物理量的單位換算有相反的規(guī)律。現(xiàn)以長度單位m與mm間的換算為例說明之。

　　轉(zhuǎn)換因子：（1000mm/m）或（1m/1000mm）

　　物理量的單位換算：以L表示以m為單位的某長度的數(shù)，以Lˊ表示同一長度但以mm為單位的數(shù)，則Lˊ（mm）=L（m）×（1000mm/m）=1000L（mm）

　　其中轉(zhuǎn)換因子的應(yīng)用須消去原單位，取得新單位。

　　物理量的公式換算：設(shè)有公式S=（1/2）gt平方，，式中指定單位：S-m，g-m/s平方，t-s.現(xiàn)欲速將S改為Sˊ，改用mm為單位，其它物理量單位不變，則換算方法如下：

　　Sˊ×（1/1000）=（1/2）gt平方

　　要使S′與轉(zhuǎn)換因子相乘后仍得到以m為單位的數(shù)。

　　2、流體流動

　　重點：

　　① 流體靜力學(xué)方程與U形壓差計。

　　② 連續(xù)性方程。

　　③ 柏努利方程。

　　④ 層流與湍流。

　　⑤ 流體流動阻力計算。

　　⑥ 管路計算。

　　難點：

　　① 柏努利方程的理解及應(yīng)用。

　　② 流體流動的阻力計算。

　　深廣度：

　　① 本章內(nèi)容只要求掌握恒密度流體的流動規(guī)律。對于流體流動阻力，討論范圍僅限于管流情況。

　　② 要熟悉壓強的單位換算，尤其須分清atm與at.

　　③ 要了解修正壓強Pm只適用于重力場和流體密度為恒量的條件。在此條件下，修正壓強有三方面用處：（a）靜止流體中以及在平行流線的流動截面上，流體的修正壓強值恒定。（b）U  形壓差計公式Pm，1-pm，2=（ρi-ρ）gR中，等式左側(cè)是流體的修正壓強差（只有水平管，可看成Pm，1-Pm，2=P1-P2）。（c）在沒有外加軸功引入及流體流速變化可略的條件下，流體修正壓強體現(xiàn)了流動阻力的大小，故流動阻力習(xí)慣上又稱為壓降。

　　④ 所介紹的流體點流速分布規(guī)律都是指流體流過圓、直、等徑管內(nèi)的管流條件的規(guī)律，而且須滿足流體越過了入口過渡段進入流線平行的穩(wěn)定段的條件。

　　⑤ 應(yīng)用柏努利方程應(yīng)注意如下三點：（a）所取截面須取在流線平行處，截面與流線垂直，是平截面。取截面的原則是取已知量多或含有待求量的截面。（b）流體流動阻力項∑hf只計流體流過管路的阻力，不包括流體過泵、風機等流體輸送機械的阻力或渦輸機的阻力。（c）軸功項Ws，對使用流體輸送機械而言，指每kg質(zhì)量流體由流體輸送機械進口截面至出口截面其機械能的增值，這時Ws為正值：對使用渦輪機輸出機械能而言，Ws仍指每kg質(zhì)量流體在渦輪機的出口、進口截面所具有的機械能的差值，但這時Ws為負值。

　　⑥ 對非牛頓流體、速度邊界層與邊界層分離，只需作一般性了解。

　　⑦ 應(yīng)熟悉流體的流動阻力計算。對沿程阻力計算，要記得范寧公式，能熟練運用“λ-ε/d-Re”圖；對局部阻力計算，應(yīng)會查取局部阻力系數(shù)及局部阻力的當量管長值。

　　⑧ 管路計算是本章大部分內(nèi)容的綜合運用，亦是計算量較集中的部分，應(yīng)給予足夠的重視，主要應(yīng)掌握串聯(lián)與并聯(lián)管路計算。對于分支管路，只需有初步概念。

　　⑨ 流速與流量測定部分，介紹的只是應(yīng)用柏努利方程與U形壓差計的內(nèi)容。這部分內(nèi)容因用得很廣，故應(yīng)熟記其有關(guān)公式。

　　3、流體輸送機械

　　重點：

　　① 離心泵的各項效率分析。實際離心泵的特性曲線。

　　② 管路特性曲線。泵工作點。閥門調(diào)節(jié)對泵工作點的影響。泵的串聯(lián)或并聯(lián)操作。

　　③   葉輪轉(zhuǎn)速改變對離心泵特性曲線的影響。

　　④ 泵的安裝高度及泵的選型。

　　難點：

　　① 泵的安裝高度。

　　深廣度：

　　① 應(yīng)重點掌握離心式流體輸送機械。

　　② 要了解歐拉方程的推導(dǎo)。

　　③  要理解離心泵的各項效率分析內(nèi)容。雖然這些都是定性分析，實際離心泵的特性曲線還須靠實驗測得，但有關(guān)影響容積效率、水力效率與機械效率的因素需了解。

　　④ 須清楚理解離心泵的“He-V”、“η-V”、“Na-V”三條特性曲線的意義及曲線形態(tài)，理解這些特性曲線是針對一臺具體離心泵的規(guī)定轉(zhuǎn)速下以20℃清水為介質(zhì)實測得的。此外，須知銘牌上寫的參量是指更高效率點時的各項參量。

　　⑤ 離心泵的工作點問題是這部分內(nèi)容的核心。工作點是管路特性曲線與泵的“揚程”-流量的曲線的交點。由工作點便可讀出泵在該工作情況時的流量、揚程、效率及功率。須知，管路特性曲線方程就是柏努利方程，但其機械能是以1N液體為核算基準的，與“流體流動”部分介紹的柏努利方程相比，Hˊe=Ws/g，所需外加壓頭Hˊe表示為實現(xiàn)工作條件下的液體流動，要求液體在泵的出口與進口截面處每N液體機械能的差值。而泵的揚程He指在一定轉(zhuǎn)速、一定流量下，某臺泵的出口與進口截面處每N液體機械能的差值。穩(wěn)定操作時，He=Hˊe.要明確一點，泵的特性要曲線是某臺泵在一定轉(zhuǎn)速下輸送某種液體時的固有屬性，與流量大小無關(guān)。

　　⑥ 若葉輪轉(zhuǎn)速改變，其特性曲線必然同原轉(zhuǎn)速時的不同。按理需按不同轉(zhuǎn)速實測其相應(yīng)的特性曲線，但假如轉(zhuǎn)速改變不大（如小于10%），工程上允許使用比例定律從原轉(zhuǎn)速的特性曲線導(dǎo)出新轉(zhuǎn)速下的特性曲線。設(shè)原轉(zhuǎn)速為nr/min，“He-V”曲線可近似表達為He=A-BV平方，則新轉(zhuǎn)速n′r/min時的“He-V”曲線方程可導(dǎo)出為He=（n′/n）平方A-BV平方。

　　⑦ 泵的安裝高度是個生產(chǎn)現(xiàn)實問題。若汲液高度超過允許值就會發(fā)生“汽蝕”現(xiàn)象，發(fā)生事故。泵的允許更大安裝高度Hg，max是在工作點已確定后計算的。計算Hg，max只須按汲入管段排柏努利方程并加上防止汽蝕的約束條件便可算出。計算中遇到兩個專門名詞：“允許汽蝕余量”Δh，允和“允許汲上真空高度”[Hs]，要弄清這兩個參量的定義。學(xué)習(xí)時按Δh，允與按[Hs]計算Hg，max的方法都要掌握。在工程實踐中主要用的是按Δh，允計算Hg，max的方法。

　　4、顆料流體力學(xué)與機械分離

　　重點：

　　① 流體流過固定床的壓降。

　　② 濾餅過濾速度方程及其在恒壓條件下的應(yīng)用。

　　③ 主要過濾設(shè)備，濾餅洗滌，過濾機的生產(chǎn)能力。

　　④ 顆料重力沉降速度的計算。

　　難點：

　　① 恒壓濾餅過濾計算。

　　② 板框式壓濾機的結(jié)構(gòu)與操作。

　　③ 濾餅洗滌時間計算。

　　④ 非球形顆料重力沉降問題的計算。

　　深廣度：

　　① 應(yīng)了解柯士尼公式取得的全過程，其中包括了解針對流體過固定床床層這一問題特點而提出的簡化物理模型，由此得到的數(shù)學(xué)模型，以及在此基礎(chǔ)上通過實驗測定確定的模型參量與有關(guān)因素間的定量關(guān)系。要認真領(lǐng)會其分析、處理工程問題的方法。

　　② 濾餅過濾是更常見的、更重要的一種過濾類型，應(yīng)著重掌握。濾餅過濾的物料衡算式為φ=LA（1-ε）ρs/（V+LAε），這是個易被忽視然而很重要的公式，須弄清式中各符號的意義并記住該式。

　　③ 須弄清葉濾式與板框式過濾機的結(jié)構(gòu)與操作特點，許多計算問題是結(jié)合這兩種機型提出的。

　　④ 應(yīng)熟練掌握過濾速度方程：dq/dτ=K/[2（q+qe）]與過濾常數(shù)定義式：K=2Δpm（1-s） /（μr﹒φ）。由于恒壓過濾用得更多，其過濾過程關(guān)聯(lián)式：q2+2qqe=Kτ必須熟練掌握。

　　⑤ 濾餅洗滌時間的計算較易算錯，要仔細領(lǐng)會教材內(nèi)容。若Δpm，w=Δpm，E，μw=μ，對于葉濾機，（dV/dτ）w=（dV/dτ）E對于板框式壓濾機，（dV/dτ）w=（dV/dτ）E/4.若再加以下條件：Ve可略，過濾為恒壓條件下操作，過濾時間為τF，并令J=Vw/V，則對葉濾機，τw=2JτF，對板框式壓濾機，τw=8JτF.

　　⑥ 對于葉濾機與板框式壓濾機的更大生產(chǎn)能力Gmax問題，結(jié)論都是當τF+τw=τD時生產(chǎn)能力更大。但須弄清其前提條件。

　　⑦ 對回轉(zhuǎn)真空過濾機的結(jié)構(gòu)、操作以及q與G的計算方法都需掌握。

　　⑧ 關(guān)于顆料自由、重力沉降，首先應(yīng)分清是屬于φ=1的光滑圓球顆料還是φ<1的非圓球顆料的問題。要掌握這兩大類顆粒的自由、重力沉降的計算方法。

　　⑨ 旋風分離器是應(yīng)用極廣的氣、固分離設(shè)備，應(yīng)充分了解。由于對其除塵機理的研究尚不透徹，除塵效率問題只能依靠經(jīng)驗方法解決。

　　5、熱量傳遞

　　重點：

　　① 傅立葉定律及其在一維定態(tài)導(dǎo)熱條件下的應(yīng)用。

　　② 對流傳熱與給熱的概念，四種給熱過程的特點，牛頓冷卻定律。

　　③ 流體無相變給熱過程影響給熱系數(shù)的因素，因次分析法，強制與自然對流給熱的有關(guān)準數(shù)及其意義，通過實驗取得準數(shù)關(guān)聯(lián)式的方法。

　　④ 流體在圓管內(nèi)強制湍流時對管壁的給熱規(guī)律。

　　⑤ 傳熱過程概念，傳熱系數(shù)，污垢熱阻。

　　⑥ 套管與列管式換熱器的結(jié)構(gòu)、操作與傳熱計算。

　　⑦ 其它類型換熱器的特點。

　　⑧ 傳熱的強化與削弱。

　　難點：

　　① 因次分析法，準數(shù)的意義。

　　② 傳熱系數(shù)的計算。

　　③ 換熱器的傳熱計算。

　　④ 換熱器的對數(shù)平均溫度差。

　　深廣度：

　　① 關(guān)于熱傳導(dǎo)，應(yīng)掌握傅立葉定律及其在定態(tài)一維導(dǎo)熱中的應(yīng)用。掌握的范圍可由平壁、圓筒壁擴展到球面壁，須由單層擴展到多層。

　　② 給熱過程是化工生產(chǎn)中更重要的傳熱方式，要充分了解四種給熱類型的特點。在許多給熱的準數(shù)關(guān)聯(lián)式中，需記住的只有一個公式，即Nu=0.023Re（0.8次方）Pr（n次方）式。其余準數(shù)關(guān)聯(lián)式只要會用即可。要弄清各經(jīng)驗式的應(yīng)用條件。

　　③ 要了解各常見換熱器的結(jié)構(gòu)與操作特點，其中要把重點放在列管式及套管式換熱器上。

　　④ 換熱器的傳熱計算是本章的核心。換熱器的傳熱計算有兩種方法-對數(shù)平均溫度差法與傳熱效率法。其中，對數(shù)平均溫度差法更基本，適用于所有換熱器類型。可結(jié)合列管式換熱器全面掌握對數(shù)平均溫度差法。至于換熱器的傳熱效率法和阻力計算，可不作為教學(xué)要求。

　　6、物質(zhì)擴散與氣體吸收

　　重點：

　　① 菲克定律。分子擴散速度的計算。

　　② 亨利定律。

　　③ 對流擴散，單相傳質(zhì)系數(shù)與傳質(zhì)推支力。相際傳質(zhì)，相際傳質(zhì)速率方程，總傳質(zhì)系數(shù)與傳質(zhì)推動力。

　　④ 在填料塔內(nèi)低濃度氣體物理吸收過程的特點，操作線方程，傳質(zhì)單元高度，傳質(zhì)單元數(shù)。

　　⑤ 在填料塔內(nèi)低濃度氣體物理吸的設(shè)計型與操作型計算。

　　難點：

　　① 溶質(zhì)氣體在氣、液相中濃度的不同表示法間的換算。

　　② 總傳質(zhì)系數(shù)的計算。氣、液相傳質(zhì)分阻力占總傳質(zhì)阻力之比的計算。

　　③ 傳質(zhì)單元高度的計算。

　　④ 傳質(zhì)單元數(shù)的不同計算法。

　　⑤ 填料吸收塔的操作型計算。

　　深廣度：

　　① 溶質(zhì)氣體在氣、液相中濃度表示法有“p-c”、“y-x”及“Y-X”（Y為氣相中溶質(zhì)與惰氣的摩爾比，X為液相中溶質(zhì)對溶劑的摩爾比）三種。由于低濃度氣體吸收與解吸時y約＝Y(jié)，x約=Y，故對于低濃度情況可歸并成“p-c”與“y-x”兩類氣、液濃度表示法。其間換算關(guān)系是：p=Py（P為總壓），c=Cmx（Cm為每立方米溶液中溶質(zhì)、溶劑kmol數(shù)之和）。

　　② 要熟悉亨利系數(shù)E與相平衡常數(shù)m間的換算關(guān)系。其換算式為m=E/P.

　　③ 要熟悉單相傳質(zhì)系數(shù)不同表達方式之間的換算關(guān)系。因NA=kG（p-pi）=kGP（y-yi）=ky（y-yi），所以ky=kGP.又因NA=kL（ci-c）=kLCm（xi-x）=kx（xi-x），所以kx=kLCm.

　　④ 在相際傳質(zhì)中，要會根據(jù)溶質(zhì)在氣相與液相擴散阻力的對比來確定過程是氣相阻力控制或液相阻力控制。

　　⑤ 應(yīng)熟練掌握操作線方程的推導(dǎo)方法與操作線方程的意義。操作線方程由物料衡算導(dǎo)得，它表示填料層內(nèi)任一橫截面處氣相濃度y與液相濃度x間的函數(shù)關(guān)系。

　　⑥ 對于傳質(zhì)單元數(shù)，應(yīng)熟練掌握對數(shù)平均濃度差法與吸收因數(shù)法兩種計算方法。對于氣、液逆流、低濃度氣體吸收且平衡關(guān)系可表示為y*=mx的條件，這是時的NoG計算式必須熟記，而其它情況下的種種NoG計算式都不必記住。

　　⑦ 要重視操作型計算。操作型計算一般采用前后情況對比法，即分別寫出前、后操作情況的H=HoGNoG與Hˊ=HˊoG.NˊoG兩式子，然后根據(jù)題意找出Hˊ與H的關(guān)系和HˊoG與HoG的關(guān)系，再由算出NoG導(dǎo)出NˊoG之值，從而求出待求量。

　　⑧ 對于吸收、解吸聯(lián)合操作流程問題的求解，須明確兩塔間氣、液流量與濃度間的關(guān)系，并 從兩塔的H=HoGNoG與Hˊ=HˊoGNˊoG的對比中尋找解題的思路。

　　⑨ 要掌握不同的吸收、解吸流程的操作線定性圖示法。

　　7、液體蒸餾

　　重點：

　　① 雙組分理想物系的汽液平衡計算。

　　② 連續(xù)精餾原理。

　　③ 基本型連續(xù)精餾的設(shè)計型與操作型計算。

　　④ 其它類型的連續(xù)精餾。

　　難點：

　　① 基本型連續(xù)精餾的操作型計算。

　　② 其它類型連續(xù)精餾的設(shè)計型計算。

　　深廣度：

　　① 本章討論的汽、液平衡與蒸餾問題只限于雙組分物系。在二元物系中，雖重點介紹了理想物系的汽、液平衡計算，但亦應(yīng)了解非理想物系汽、液平衡的特點。

　　② 應(yīng)熟悉掌握二元物系汽、液平衡的三種圖示法-“p-x”、“t-x-y”與“y-x”圖。

　　③ 應(yīng)能分清閃蒸（平衡蒸餾）、簡單蒸餾與連續(xù)精餾三者區(qū)別。

　　④ 基本型連續(xù)精餾的設(shè)計型計算是本章的核心內(nèi)容，必須熟練掌握。

　　⑤ 對基本型連續(xù)精餾的操作型計算，因提出問題的內(nèi)容、方式靈活多樣，不能滿足于對一、二種問題求解的理解上，要全面地掌握對問題的分析、判斷的準則。

　　⑥ 其它類型連續(xù)精餾操作可視為基本型連續(xù)精餾的延伸。在掌握好基本型連續(xù)精餾的基礎(chǔ)知識后理解其它類型連續(xù)精餾的特點是并不困難的。要重視其它類型的種種連續(xù)精餾操作，因為實際生產(chǎn)上見到的往往是其它類型的連續(xù)精餾操作。

　　8、氣（汽）-液傳質(zhì)設(shè)備

　　重點：

　　① 填料塔氣、液逆流操作的流體力學(xué)特性，載點與泛點，泛點的計算。

　　② 各種常見板式塔的結(jié)構(gòu)與操作特點。

　　③ 篩板塔正常操作氣、液負荷性能圖的制作。

　　④ 總塔效率、默弗里效率與點效率。

　　難點：

　　① 填料塔內(nèi)氣、液相傳質(zhì)系數(shù)經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式的應(yīng)用。

　　② 篩板塔正常操作氣、液負荷性能圖的制作。

　　深廣度：

　　① 填料塔的知識一般是結(jié)合吸收操作介紹的，而板式塔的知識一般是結(jié)合精餾操作介紹的，但實際生產(chǎn)中，填實塔與板式塔均既適用于吸收也適用于精餾，所以，不但要掌握填料吸收塔及板式精餾塔的計算方法，也要掌握填料精餾塔及板式吸收塔的計算方法。

　　② 應(yīng)了解各種塔填料與填料塔附屬設(shè)備的結(jié)構(gòu)、操作特點及改進、發(fā)展趨勢。

　　③ 應(yīng)了解各種主要類型板式塔的結(jié)構(gòu)、操作特點及改進、發(fā)展趨勢。

　　④ 填料塔操作時填料表面潤濕率及氣、液單相傳質(zhì)系數(shù)的經(jīng)驗計算式均不需要記得，只要求會使用。由于過程的復(fù)雜性，這些計算式準確性不是很高，只可用作估算。

　　⑤ 篩板塔與浮閥塔是當前使用更廣的兩種板式塔類型，按理都應(yīng)掌握，但教學(xué)中往往只要求掌握篩板塔，浮閥塔內(nèi)容不作為教學(xué)要求，只作為自學(xué)材料。教學(xué)中重點介紹篩板塔的好處是其內(nèi)容較系統(tǒng)、豐富。教師在教學(xué)中可選擇此二者之一作為教學(xué)內(nèi)容。

　　⑥ 要弄清總板效率、默弗里效率與點效率三者的區(qū)別。總板效率是對全塔而言的，并不分辨不同塔板傳質(zhì)效率的差異；默弗里效率的單板效率，是針對一塊塔板而言的，并不分辨塔板不同位置的傳質(zhì)效率的差異，只有點效率才專門針對某塊塔板某一位置考察傳質(zhì)效率。在確定實際塔板數(shù)時，一般使用總板效率或默弗里效率，點效率用于塔板結(jié)構(gòu)的改進或新塔板的開發(fā)。

　　9、固體干燥

　　重點：

　　① 濕空氣各特性參量的意義及其相互間的定量關(guān)系-有關(guān)計算式與濕度圖。

　　② 對流干燥過程的物料與熱量衡算。

　　③ 恒定干燥條件下干燥時間的計算。

　　④ 主要干燥設(shè)備的結(jié)構(gòu)與操作特點。

　　難點：

　　① 濕空氣性質(zhì)與濕度圖。

　　② 對流干燥器操作的熱量衡算。

　　深廣度：

　　① 要了解去濕、干燥與對流干燥三者的關(guān)系與區(qū)別。

　　② 濕空氣性質(zhì)是對流干燥部分的重要基礎(chǔ)內(nèi)容，務(wù)必熟練掌握，不僅要熟悉關(guān)聯(lián)各參量的計算式，也要熟悉濕度圖的使用法。

　　③ 在干燥物料衡算中，要熟練含水量的濕基與干基換算法。

　　④ 本章關(guān)于干燥器的計算，只結(jié)合廂式干燥器介紹了恒定干燥條件下干燥時間的計算。應(yīng)首先掌握這部分內(nèi)容。由于實際生產(chǎn)中氣流干燥器、沸騰床干燥及轉(zhuǎn)筒干燥器使用得很多，故應(yīng)對這些干燥器充分了解，以奠下以后自學(xué)這些干燥器設(shè)計計算的基礎(chǔ)。

　　（七）自學(xué)教材與參考書

　　自學(xué)教材：

　　《化工原理》，南京工業(yè)大學(xué) 管國鋒、趙汝溥主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2003年8月第2版

　　參考書：

　　《化工原理》，天津大學(xué) 夏清、陳常貴主編，天津大學(xué)出版社，2005年2月第1版

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