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1、3、流体-固体颗粒间的运动和流态化,a. 重力沉降速度,当 时，沉降形态为滞流，此时 -斯托克斯公式，适用于小直径颗粒的沉降。,当 时，沉降形态为湍流，此时阻力系数接近 于一定值。 当 时，对球形颗粒： ，对圆柱 形颗粒： ，对圆盘形颗粒： 。此时球形颗粒 的沉降速度为： 此式为牛顿沉降公式，适用直径较大的颗粒的沉降。 当 时，沉降形态为过渡态， 此时得到的沉降公式称为阿仑公式。,b.离心沉降速度,c. 泊肃叶公式,滞流，毛细管内径为 ，长度为 ，流体流速为,d. 恒压过滤（压强差恒定）基本方程,V：滤液体积，Ve：过滤介质的当量滤液体积，m3,若过滤介质阻力可忽略不计，则有：,e. 恒速过滤
2、（过滤速率恒定）基本方程,若过滤介质阻力可忽略不计，则有：,例1：某悬浮液在恒压下过滤，滤渣是不可压缩的， 若过滤介质的阻力可以忽略，已知10 min单位过滤面积上得滤液0.1 m3，若1 h得滤液2 m3，则所需过滤面积为多少？,8.16 m3,4、传热,a. 傅立叶定律,b. 单层平面壁,c.多层平面壁(假定各壁间接触良好),c. 单层圆筒壁,d. 多层圆筒壁,e. 牛顿传热方程,流体被加热时,流体被冷却时,热流体向器壁的对流传热： 器壁的传导传热： 器壁向冷流体的对流传热：,f.总传热速率方程,g. 壁温的计算,金属壁的热阻可以忽略，即 ，则,h.平均传热温差的计算,恒温差定态传热的传热
3、温差:,变温差定态传热的传热温差,式中 分别为换热器进、出口处热、冷两流体的温差。,1. 某平壁炉炉壁由耐火砖、保温砖和建筑砖三种材料组成,相邻材料之间接触密切,各层材料的厚度和导热系数依次为b1=250 mm, 1=1.4 W/(mK)，b2=130 mm，2=0.15 W/(mK), b3=200 mm, 3=0.8 W/(mK)。已测得耐火砖与保温砖接触面上的温度t2=820, 保温砖与建筑砖接触面上的温度t3=260,试求：1)各种材料层的单位面积计的热阻；2)通过炉壁的热量通量。3)炉壁导热总温差及其在各材料层的分配。,2. 在内管为18910 mm的套管换热器中，将流量为3500
4、kg/h的某液态烃从100冷却到60，其平均比热为2.38 kJ/(kgK)，环隙走冷却水，其进出口温度分别为40和50，平均比热为4.17 kJ/(kgK)，基于传热外表面积总传热系数Ko=2000 w/(m2K)，设其值恒定，忽略热损失。试求：1)冷却水用量；2)分别计算两流体为逆流和并流情况下的平均温差及所需管长。,5、吸收,a.亨利定律,b.摩尔比,对于稀溶液：,c.费克定律,d.双膜理论,e.分吸收速率方程,气膜层,液膜层,f.总吸收速率方程,总吸收系数与分吸收系数之间的关系： 总吸收系数之间的关系： 当总压不太高，对于稀溶液：,对于溶质A，气相溶质的减少速率等于 液相溶质的增加速率
5、。 回收率： Y1、Y2：分别为进塔和出塔气体 中溶质组分的摩尔比。 X1、X2：分别为出塔和进塔液体中溶质组分的摩尔比。,g.填料吸收塔的计算,操作线方程： 操作线方程,表明塔内任一截面上的气相 组成Y与液相组成X之间成直线关系， 斜率为 液气比。通过点,h.最小液气比,i.填料层高度,分别称为气、液相总传质单元高度(m) 分别称为气、液相总传质单元数(无因次),解析法：适用于平衡线近似为直线的情况。 相平衡关系： 操作线方程：,1. 某厂吸收塔填料层高度为4 m，用水吸收尾气中的有害组分A，已知平衡关系为Y=1.5X，塔顶X2=0，Y2=0.004，塔底X1=0.008，Y1=0.02，求
6、： (1) 气相总传质单元高度； (2) 操作液气比为最小液气比的多少倍； (3) 由于法定排放浓度Y2必须小于0.002，所以拟将填料层加高，若液气流量不变，传质单元高度的变化亦可忽略不计，问填料层应加高多少？,2. 在常压下逆流操作的填料吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气体中的溶质组分，入塔气体流量为1120 m3/h （标准状况），入塔气体中溶质的浓度为5 %（体积），吸收率为0.9，操作条件下的气液平衡关系为Y*=1.5X，液气比L/V=3，体积传质系数KYa=100 kmol/(m2h)，塔径为0.8 m，求： (1) 出塔液体浓度X1； (2) 所需填料层高度H。,6、精馏,1. 在常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液，原料药流量为1000 kmol/h，组成为含苯0.4（摩尔分数，下同），馏出液组成为含苯0.9，苯在塔顶的回收率为0.9，泡点进料，回流比为最小回流比的1.5倍，物系的平均相对挥发度为2.5，求提馏段的操作线方程？,