流量流速对照表(化工原理流量和流速公式)
一、流量流速理流量和流速化学,对照化工原理,能用公式解释一下流速为何不变吗
这道题考的是质量守恒和能量守恒。
流速不变是表化质量守恒决定的,流量等于流速乘以管道截面积,工原公式因为质量守恒所以流量不变,流量流速理流量和流速因为管径不变所以管道截面积不变,对照故流速不变
因为管道存在阻力,表化而水的工原公式流速不变即动能(水力学叫做速度水头)不变,消耗的流量流速理流量和流速能量由重力势能(水力学叫做位置水头)和水的压力(水力学叫做压强水头)来提供。
二、对照求助,表化化工原理流体流量计算
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流量以流量公式或者计量单位划分有三种形式:
体积流量:
以体积/时间或者容积/时间表示。如: m3/h,工原公式l/h
体积流量(Q)=平均流速(v)×管道截面积(A)
质量流量:
以质量/时间表示。如: kg/h
质量流量(M)=介质密度(ρ)×体积流量(Q)
=介质密度(ρ)×平均流速(v)×管道截面积(A)
重量流量:
以力/时间表示。流量流速理流量和流速如 kgf/h
重量流量(G)=介质重度(γ)×体积流量(Q)
=介质密度(ρ)×重力加速度(g)×体积流量(Q)
=重力加速度(g)×质量流量(M)
三、对照水的表化压力和流量的计算公式
一般工程上计算时,水管路,压力常见为0.1--0.6MPa,水在水管中流速在1--3米/秒,常取1.5米/秒。
流量=管截面积X流速=0.002827X管径^2X流速(立方米/小时)^2:平方。管径单位:mm
管径=sqrt(353.68X流量/流速)
sqrt:开平方
饱和蒸汽的公式与水相同,只是流速一般取20--40米/秒。
如果需要精确计算就要先假定流速,再根据水的粘度、密度及管径先计算出雷诺准数,再由雷诺准数计算出沿程阻力系数,并将管路中的管件(如三通、弯头、阀门、变径等)都查表查出等效管长度,最后由沿程阻力系数与管路总长(包括等效管长度)计算出总管路压力损失,并根据伯努利计算出实际流速,再次用实际流速按以上过程计算,直至两者接近(叠代试算法)。因此实际中很少友人这么算,基本上都是根据压差的大小选不同的流速,按最前面的方法计算。
四、化学 化工原理
题目有问题,没给相对挥发度α,这样会没办法求出平衡关系式,以及最小回流比的数值。这题倒是不难,把阿尔法给我就能给你做出来。
还有,题目中的“沸点进料”有问题吧?应该是泡点进料~~~
最后,全凝器和再沸器的选型需要参考化学工艺手册,除了这个问题,其它的都能解决掉。
1、实际塔板数:
(度娘不让用公式编辑器,我就主要用文字叙述了)
先求进料的摩尔流量Qn,f
CS2的M=76.14;CCl4的M=153.82;且进料摩尔分数Xf=0.3
所以有:Qn,f=4000/(76.14*0.3+153.82*0.7)=30.65kmol/h
然后根据平衡数据作图,根据进料热状况参数q=1(因为是泡点进料),所以q线方程为:x=0.3=Xq,一条垂直于x轴的直线,交平衡线于一点,找出该点的纵坐标,亦即Yq,带入Rmin的计算式中可得:
Rmin=(Xd-Yq)/(Yq-Xq)=1.653,此即最小回流比。
操作回流比R=1.5*Rmin=2.4796
那么可得精馏段操作线方程:y=[R/(R+1)]*X+Xd/(R+1),其中Xd即塔顶馏出液摩尔分数为0.95,y=0.7126X+0.273
把精馏段操作线也画到图上,其与q线方程有一个交点;然后在对角线上找到Xw=0.05处,这里也确定一个点,把两个点连起来就是提馏段操作线,然后按照规矩画阶梯就行了。
最后的结果是11块理论板可完成任务,但是操作弹性非常小。为了改善这个问题,再增加一块理论板。
那么总理论板数NT=12-1=11(多出来的一块是塔底再沸器)
那么根据全塔效率,实际板数=22块(不含塔釜)
该问中的图已经附上。
(2)塔径与塔高
塔高很简单,直接用HT=0.4与N=22相乘即可,有效高度=22*0.4=8.8m
塔径有点麻烦,首先需要计算塔内上升蒸汽体积流量Qv,v
根据全塔物料衡算式可得:Qn,d/Qn,f=(Xf-Xw)/(Xd-Xw)=0.2778(馏出液采出率,它是物料衡算的一个推导结果)
解得Qn,d=8.514kmol/h
又Qn,f=Qn,d+Qn,w,那么Qn,w=30.65-8.514=22.136kmol/h
又根据回流比定义式:R=Qn,L/Qn,d=2.4796
解得Qn,l=21.111kmol/h
那么再根据提馏段物料衡算式:Qn,v=Qn,l+Qn,w
得:Qn,v=21.111+8.514=29.625kmol/h
视塔内上升蒸汽为理想气体混合物,
应用理想气体方程后,得Qv,v=(22.4/3600)*(T/T0)*(P0/P)*Qn,v=(22.4/3600)*(273.15+60/273.15)*(101.325/101.325)*Qn,v
(T=T0+60;P0=P=1atm,这是题设条件)
Qv,v=0.2248m^3/s
代入塔径计算式:D=(4*Qv,v/π*u)^0.5=0.5982m,其中u=0.8(空塔气速)
圆整后,D=600mm
(3)产量的确定
产量上面已经给出了:塔顶馏出液流量Qn,d=8.514kmol/h;塔釜残液流量Qn,w=22.136kmol/h
塔底再沸器与塔顶全凝器默认使用固定管板式列管换热器,计算全塔热负荷之后,代入牛顿冷却定律:Q=KSTm中计算即可,比较简单,这里就不再赘述了。得到计算换热面积之后需要打一个安全系数,取1.1即可,然后根据此实际换热面积,查找化学工艺手册,机械部关于固定管板式换热器有设计标准,管径,管数,壳径上面都能找到。
五、化工原理知识点总结及其公式
化工原理的重要知识点总结及其公式如下:
1、化工原理基础知识:
化工原理是化学工程的核心课程,主要涉及单元操作、设备设计和优化。
单元操作是指化工生产过程中最基本的操作过程,如流体输送、搅拌、加热、冷却、蒸发、结晶等。
化工设备是实现单元操作所必需的设备,如泵、阀门、管道、换热器、塔器等。
2、流体流动:
流体是指气体和液体,是化工生产中常见的物质形态。
流体流动的基本方程是伯努利方程,表示流体的压力、速度和位能之间的关系。
流体流量公式为Q=AV,其中A为流通截面积,V为平均流速。
3、传热:
传热是指热量从高温物体传递到低温物体的过程。
传热公式为Q=KAΔT,其中Q为传热速率,K为传热系数,A为传热面积,ΔT为温度差。
常用的传热设备有换热器、加热炉等。
4、传质:
传质是指物质从高浓度区域传递到低浓度区域的过程。
传质公式为G=DAΔC,其中G为传质速率,D为传质系数,A为传质面积,ΔC为浓度差。
常用的传质设备有塔器、萃取器等。
化工原理的应用场景:
1、石油化工:在石油提取、炼制、储存等过程中,化工原理有着广泛的应用。例如,在石油炼制过程中,通过分析原油的成分和特性,采用适当的分离、反应和传递原理,可以生产出不同品质的石油产品。
2、化学品生产:在化学品合成、反应、纯化等方面,化工原理也有着重要的应用。例如,在有机化学合成中,通过合理的反应设计和控制条件,可以实现目标化合物的合成。
3、食品加工:化工原理在食品加工领域也有着广泛的应用。例如,酵素在化工领域中被广泛应用于食品加工,如面包和糕点的生产中使用面团发酵过程中产生的酵母菌来促进面团发酵。某些酵素也可以用于提取食品中的成分,例如果汁中的酶可以去除果胶。此外,在食品加工过程中,化工原理还被用于生产清洁剂、防腐剂、抗氧化剂、调味剂和香精等。
4、其他领域:化工原理还被广泛应用于制药、造纸、纺织等行业中。例如,在制药行业中,化工原理被用于药物的合成和分离过程中;在造纸行业中,化工原理被用于纸张的生产和加工过程中;在纺织行业中,化工原理被用于纤维的制备和加工过程中。
参考资料:土压传感器价格