化工原理(2024春)

东北大学 张廷安

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 绪论
    • 1.2 化工原理课程概述
    • 1.3 化工原理处理问题的方法
  • 2 第一章 流体流动
    • 2.1 流体流动
    • 2.2 概述
    • 2.3 流体静止的基本方程
    • 2.4 流体流动的基本方程
    • 2.5 流体流动现象
    • 2.6 管内流动的阻力损失
    • 2.7 管路计算
    • 2.8 流量测量
  • 3 第二章 流体输送机械
    • 3.1 流体输送机械
    • 3.2 概述
    • 3.3 液体输送机械(上)
    • 3.4 液体输送机械(中)
    • 3.5 液体输送机械(下)
    • 3.6 气体输送和压缩设备
    • 3.7 其他类型泵
  • 4 第三章 机械分离与固体流态化
    • 4.1 机械分离与固体流态化
    • 4.2 概述及筛分
    • 4.3 沉降分离
    • 4.4 过滤
    • 4.5 固体流态化
  • 5 第四章 搅拌
    • 5.1 搅拌
    • 5.2 概述
    • 5.3 搅拌设备
    • 5.4 搅拌功率
    • 5.5 搅拌装置的放大
    • 5.6 搅拌应用实例
  • 6 第五章 传热学
    • 6.1 传热学
    • 6.2 概述
    • 6.3 热传导
    • 6.4 两流体间的热量传递
    • 6.5 给热系数
    • 6.6 辐射传热
    • 6.7 传热设备
    • 6.8 填料床的传热分析
  • 7 第六章 蒸发
    • 7.1 概述
    • 7.2 单效蒸发
    • 7.3 多效蒸发
    • 7.4 蒸发
  • 8 第九章 吸收
    • 8.1 概述
    • 8.2 气液相平衡关系
    • 8.3 单相传质
    • 8.4 相际对流传质及总传质速率方程
    • 8.5 吸收塔的计算
    • 8.6 传质的理论
    • 8.7 吸收
概述及筛分
  • 1 内容
  • 2 练习
  • 3 测验
  • 4 案例
  • 5 扩展学习


3.1.1分离过程在化工中的应用

如从气固催化反应器的尾气中收集催化剂颗粒废气、废液中有害物质除去,以减少环境污染,又如从原料气中颗粒杂质的去除以净化反应原料。

3.1.2混合物的分类

混合物分为均相混合物和非均相混合物。

均相混合物:物系内部各处物料性质均匀而且不存在相界面的混合物。例如:互溶溶液及混合气体。

非均相混合物:物系内部有隔开两相的界面存在且界面两侧的物料性质截然不同的混合物。

例如:固体颗粒和气体构成的含尘气体,固体颗粒和液体构成的悬浮液。

分散相(分散物质):处于分散状态的物质 如:分散于流体中的固体颗粒、液滴或气泡

连续相(连续相介质):包围着分散相物质且处于连续状态的流体 如:气态非均相物系中的气体,液态非均相物系中的连续液体。

非均相物系分离的依据:分散相与连续相之间的物理性质的差异。如密度、颗粒外径等。

非均相物系的分离方法:机械法,使分散质与分散相之间发生相对运动,实现分离。

3.1.3 颗粒与颗粒群的特性

1)颗粒的特性:大小(粒径)、形状、表面积

A)球形颗粒:

球形颗粒的形状为球形,其尺寸由直径d来确定,其他有关参数均可表示为直径d的函数,如:体积;表面积;比表面积等。

B非球形颗粒        

非球形颗粒必须有两个参数才能确定其特性,即球形度和当量直径。

球形度  颗粒的球形度又称形状系数定义为与该颗粒体积相等的球体的表面积除以颗粒的表面积,即。对非球形颗粒,总有<1,颗粒的形状越接近球形,越接近1;对球形颗粒=1

颗粒的量直径  工程上常用等体积当量直径来表示非球形颗粒的大小,其定义为:

用上述的形状系数及当量直径便可表述非球形颗粒的特性,即

 

2)颗粒群的特性:

1)粒度分布:某一粒度范围的质量分数随粒度的变化关系,称为颗粒群的粒度分布

频率分布曲线为某一粒度范围的颗粒的质量分率与其平均直径的关系,累计分布曲线为等于及小于某一直径的颗粒所占的质量分率

2)平均直径

长度平均直径、表面积平均直径、体积平均直径、体积表面积平均直径

3.1.4 筛分

1)筛分原理:根据固体颗粒大小用筛进行分离的过程。涉及到单个颗粒及颗粒群的特性

标准筛:有不同的系列,常用泰勒标准筛。

筛号(目数):每英寸长度筛网上的筛孔数目;

筛过物:通过筛孔的物料量;

筛留物:截留于筛面上的物料量。

2)筛的有效性与生产能力

分割直径dc:理想的筛要求做到筛流物中最小的颗粒刚好大于筛过物中的最大的颗粒,划分颗粒大小界限的直径。

有效性:小于dc颗粒的通过率与大于dc颗粒的截留率的乘积。理想筛的有效性等于1,实际筛的有效性小于1.

筛的生产能力:单位时间单位面积表面能处理的物料量。

提高筛的摇动或振动速率可以提高其生产能力,但有效性下降。