1. 유체역학과 그 수송

1. 단위 작동: 여과, 증류, 추출과 같은 물리적, 화학적 변화의 단일 작동 과정입니다.

2. 4가지 기본 개념: 물질 균형, 에너지 균형, 균형 관계 및 처리 속도.

3. 뉴턴의 점도 법칙: F=±τA=±μAdu/dy, (F: 전단 응력; A: 면적; μ: 점도; du/dy: 속도 구배).

4. 두 가지 유형의 흐름: 층류와 난류. 흐름 형태에 대한 기준은 레이놀즈 수 Re=duρ/μ입니다. 층류-2000-전이-4000-난류입니다.

5. 연속 방정식: A1u1=A2u2; 베르누이 방정식: gz p/ρ 1/2u2=C.

6. 유체 저항 = 경로에 따른 국부적 저항, 패닝의 공식: 경로에 따른 압력 강하: Δpf=λlρu2/2d, 경로에 따른 저항: Hf=Δpf/ρg=λl

u2/2dg(λ: 마찰 계수), 층류 유동의 경우 λ=64/Re, 난류 유동의 경우 λ=F(Re, ε/d), (ε: 파이프 벽 거칠기) hf=ξu2/2g , (ξ: 국부 저항 계수, 상황에 따라 계산 방법이 다름)

7. 유량계: 가변 압력 헤드 유량계(타키미터 튜브, 오리피스 유량계, 벤추리 유량계);

8. 원심 펌프의 주요 매개변수: 유량, 압력 수두, 효율, 작동 지점(필요한 경우 일관된 수두 제공), 캐비테이션 펌프 모델(펌프) 직경 및 리프트), 가스 운반 기계: 환풍기, 송풍기, 압축기, 진공 펌프.

2. 이종 기계적 분리

1. 입자의 침강: 층류 침강 속도 Vt=(ρp-ρ)gdp2/18μ, (ρp-ρ: 입자와 유체의 밀도 차이, μ: 유체 점도), 중력 침강(침전 챔버, H/v=L/u, 다층; 농축기, 두꺼운 슬러리를 얻기 위한 침강)(사이클론 분리기)

2. 여과: 심층 여과 및 필터 케이크 여과(일반적으로 사용됨, 필터 보조제는 필터 케이크의 강성과 다공성을 높임) 분류: Konzeni의 프레스 여과, 원심 여과, 간헐적 여과 속도 방정식: u=(Δp/Lμ)ε3/5a2(1-ε)2, (ε: 필터 케이크 공극률; a: 입자 비표면적; L: 층 두께).

3. 열 전달

1. 열 전달 방법: 열 전도(푸리에의 법칙), 대류 열 전달(뉴턴의 냉각 법칙), 복사 열 전달(제4 법칙) 교환 방법: 분할벽 열전달, 혼합 열전달, 축열체 열전달(축열체의 주기적인 가열 및 냉각).

2. 푸리에의 법칙: dQ= -λdA, (Q: 열전도율, A: 등온 면적, λ: 비례 계수, : 온도 구배)

및 온도: λ=λ0(1 at), (a: 온도 계수).

3. 다양한 상황에서의 열 전도: 단일층 평면 벽: Q=(t1-t2)/[b/(CmA)]=온도 차이/열 저항, (b: 벽 두께; Cm =( λ1-λ2)/2);

다층 평면 벽: Q=(t1-tn 1)/ [bi /(λiA)]; t2)/ [b/(λAm)], (A: 원통 측면 면적, C=

(A2-A1)/ln(A2/A1)); 다층 원통: Q=2πL( t1- t n 1)/ [1/λi [ln(ri 1/ri) ].

4. 대류 열전달 유형: 강제 대류 열전달(추가 기계적 에너지), 자연 대류 열전달(온도 차이로 인해 발생), 증기 응축 열전달(차가운 벽), 액체 비등 열전달(뜨거운 벽) wall), 처음 두 개는 상 변화가 없고, 후자 두 개는 상 변화가 있습니다. 뉴턴의 냉각 법칙: dQ=hdAΔt, (Δtgt; 0; h: 열 전달 계수).

5. 흡수율 A, 반사율 R, 투과율 D=1, 흑체 A=1, 거울체 R=1, 열투과체 D=1, 회색체 A R=1; E= Eλdλ, (Eλ: 단색 복사 에너지; λ: 파장)

4승 법칙: E=C(T/100)4=εC0(T/100)4, (C: 회색체 복사 상수; C0: 흑체 복사 상수; ε=C/C0: 방사율 또는 흑색도)

두 물체의 복사 열 전달: Q1-2=C1-2ψA[(T1/100)4- ( T2/100)4], (ψ: 각도 계수; A: 방사 영역; C1-2=1/[(1/C1) (1/C2)-(1/C0)])

6. 총 열전달율 방정식: dQ=KmdA, (dQ: 미세 요소 열전달율, Km: 총 열전달 계수, A: 열전달 면적)

1/K=1/h1 bA1/λAm A1/h2A2, (h1, h2: 뜨겁고 차가운 유체 표면 열전달 계수).

7. 열교환기: 재킷형 열교환기, 코일형 튜브 열교환기, 슬리브형 열교환기, 튜브 및 튜브 열교환기.

IV. 증류

1. 증류 분류: 작동 모드: 연속 증류, 간헐 증류, 분리 요구 사항: 단순 증류, 평형 증류(플래시 증류), 특수 증류; 압력: 상압 증류, 압력 증류, 진공 증류; 구성 요소: 2성분 증류 및 다성분 증류(증류), 일반적으로 사용되는 증류탑.

2. 2성분 용액의 기체-액체 상 평형: 액체 기포점 방정식: xA=[p-pB(t)]/[pA(t)-pB(t)], (xA : 성분 A의 액체 몰 분율 p

(t): 온도에 대한 압력의 함수) 기체 이슬점 방정식: yA=pA/p=[pA(t)/p]×[ p-pB(t)]/[pA(t)-pB(t)];

평형 상수 KA=yA/xA, 이상적인 해: KA=p°A/p, 즉 구성 요소의 포화 증기압 및 전체 압력 비율

휘발성: υA=pA/xA, 상대 휘발성: αAB=υA/υB, 최종적으로 기체-액체 평형 방정식을 도출할 수 있습니다: y= αx/[1 (a-1)x ]; 기체-액체 평형 상태 다이어그램: p-x 다이어그램(등온)

, t-x(y) 다이어그램(등압), x-y 다이어그램.

3. 평형 증류: qn(F), xF는 기포점보다 높은 tF까지 가열되고, 감압 하에서 기화되며, 온도는 평형 온도 te에 도달하고, 두 상은 qn(D)의 균형을 이룹니다. yD 및 qn(W) , xW;

물질 수지: yD=qxW/(q-1)-xF/(q-1), (액화 속도: q=qn(W)/qn( F)); 열 균형: tF=te(1-q)γ/Cp, m, (Cp, m: 원래 용액의 몰 정압 열용량; γ: 몰 증발 잠열 원래 솔루션의 균형 관계: yD=αxW/[1(α-1)xW].

4. 단순 증류: 주전자 액체의 조성과 증류액의 조성이 지정된 수준에 도달할 때까지 계속 가열합니다. 관계식: ln[n(F)/n(W)]=

{ln(xF/xW)-αln[(1-xF)/(1-xW)]}/(α-1) 총 물질 수지: n(F)=n(W) n( D) 휘발성 성분 계산: n(F)xF

=n(W)xW n(D)xD; xD= [n(F)xF-n(W)xW]/ [n(F)-n(W)].

5. 증류: 다중 부분 증발 및 부분 응축(연속, 간헐적), 다양한 기포 지점에 대해 서로 다른 압력 작동이 채택되고 플레이트 수가 위에서 아래로 기록됩니다.

탑 꼭대기의 휘발성 성분 회수율: etaD=qn(D)xD/qn(F)xF×100, 주전자 내 비휘발성 성분의 회수율: etaW=qn(W)(1- xW)/[qn(F) )(1-xF)]×100;

정류 구간의 총 물질 잔량: qn(V)=qn(D) qn(L); 정류 구간의 구성 요소: qn(V)yn 1=qn(D)xD qn(L)xn; (V: 각 층에서 상승하는 증기의 양; D: 오버헤드 액체의 양; L: 액체의 양 각 플레이트에 떨어지는 yn 1: n 1th 플레이트에서 올라오는 증기의 휘발성 성분의 몰 분율 /p>

xD/(R 1), (환류 비율 R= qn(L)/qn( D));

스트리핑 구간의 총 물질수지: qn(L')= qn(V') qn(W); 스트리핑 구간의 휘발성 성분수지: qn(L')x'm= qn(V')y'm 1 qn(W)xW

; (W: 케틀 액체 부피), 스트리핑 섹션 작동 라인 방정식: y'm 1= qn(L')x'm/ qn(V')-qn(W)xW/qn(V')

총 물질 수지: qn(F) qn(V') qn(L)=qn(V) qn( L')에 각 엔탈피 값을 곱한 Hx는 열 균형입니다. qn(V )=qn(V') (1-q)qn(F), (증류 공급물 열 상태 매개변수 q=(HV-HF)/( HV-HL), 즉 단위 원료 액체가 포화 증기가 되기 위해 필요합니다. 공급 액체 단위당 열 대 잠열의 비율)

공급 방정식: y=qx/(q -1)-xF/(q-1); plate-by-plate 방법과 그래픽 방법을 이용한 이론단 계산, 환류비 R이 증가함에 따라 이론 단수 감소, 분석 방법: 전체 이론 단수 환류 Nmin={lg[xD(1-xw)/[xw(1-xD)]]}/lgam-1, (am: 전체 타워의 평균 변동성)

최소 환류 비율 Rmin; =(xD-yq)/(yq-xq), (xq, yq: 공급 시), Ractual=(1.1-2.0) Rmin; 총 타워 효율 ET는 실제 단수에 대한 이론단 수의 비율입니다.

배치 증류: 배치 증류, 한 번 공급하고 정지 액체가 지정된 조성에 도달한 후 잔여 액체를 방출하고 재료를 다시 추가하며 소량 및 고순도 요구 사항이 있는 재료를 분리하는 데 사용됩니다. 각 배치의 증류 가스화 물질 n(V)=

(R 1)n(D), 소요 시간 τ =n(V)/qn(V) 특수 증류: 공비 증류(추가 새로운 낮은 공비혼합물을 형성하고 상대 휘발성을 증가시키는 세 번째 성분)

, 추출 에센스 증류(상대 휘발성을 증가시키기 위해 세 번째 성분 추가), 염 첨가 추출 증류 및 분자 증류(고농도 유기 물질의 경우) 분자량, 끓는점이 높고 점도가 높으며 열 안정성이 매우 낮습니다).

5. 흡수

1. 흡수제 요구 사항: 용질에 대한 높은 용해도, 다른 성분에 대한 낮은 용해도, 용이한 휘발성, 낮은 점도, 비부식성, 무독성 독성, 불연성, 저렴한 가격, 흡수율 eta = (mA 간격/mA in)×100≒[

(y1-y2)/y1]×100, (y1, y

2: 탑에 들어오고 나가는 혼합 가스 내 A의 몰 분율).

3. 희석 용액의 헨리 법칙: c*A=HpA, (c*A: 용해도; H: 용해도 계수; pA: 기체상 분압), (xA: 상의 액체 용질 몰 분율; y*=mx, (평형 상수 m=E/p), E=ρs/HMs, (ρs, Ms: 순수 용매 밀도 및 상대 분자 질량)

4. Fike의 법칙: jA=-DABdcA/dz, (jA: 확산 속도; DAB: 성분 B에서 성분 A의 확산 계수; dcA/dz: z에 대한 확산 방향 농도 구배의 성분 A );

Esimolecular 확산 속도: NA= jA=D(pA, 1-pA, 2)/RTz; 단방향 확산: NA=D(pA, 1-pA, 2)p/RTz

pB, m, (p/pB, m: 드리프트 팩터, pB, m=

(pB, 2-pB, 1)/ln(pB, 2/pB, 1), 즉 로그 평균), 마찬가지로 NA=D(cA, 1-cA, 2)c/zcB, m.

5. 흡수탑 운전선 방정식: qn(L)/qn(V)=(y1-y2)/(x1-x2), (qn(V): 2성분 혼합가스의 몰유량 qn(L): 액상 몰 유량 y2)/(x*1-x2), qn(L)/qn(V)= (1.1-2.0) [qn(L)/qn(V)]min ;

저농도 충진 타워 높이 h=qn(V) [dy/(y-y*)]/KyaS=qn(L)

[dx/(x*-x )]/KxaS=NOGHOG=NOLHOL, (K: 물질 전달 계수; S: 타워 단면적; a: 패킹 단위 부피당 유효 접촉 면적; NOG=

[dy/(y-y* )]: 기체상 물질 전달 단위의 총 수; HOG =qn(V) /KyaS: 전체 기체상 물질 전달 단위 높이)

상 균형 선이 직선인 경우: NOG =ln[(1-S')(y1-mx2)/(y2-mx2) S']/ (1-S'), NOL=ln[(1-A)(y1-mx2)/(y2-mx2 ) A]/(1-A), (흡수율: A=1/S'=

qm(V)/mqm(V)).

6. 패킹타워: 액체는 상단에서 출입하고, 가스는 하단에서 출입하며, 액체를 표면에 고르게 분포시킬 수 있습니다. 패킹의 상단을 돌려서 먼지를 제거할 수 있습니다.

6. 건조

1. 절대습도 δ=0.622pV/(p-pV), (pV: 상대습도 ψ=

pV/pS, (pS: 수증기의 포화 부분압), 습윤 엔탈피 I=Ig δIv, (Ig: 완전 건조 공기의 엔탈피, Iv: 수증기의 엔탈피)

2. 재료의 건조 기준 수분 함량 X = m 수분/m 절대 건조, 기준 수분 함량 Ω = m 수분/m 총 × 100, Ω = 비흡습성 모세관 물질, 흡습성 다공성 물질 및 콜로이드 비다공성 물질 물질 및 수분: 총 수분, 평형 수분, 자유 수분, 비결합 수분 및 결합 수분.

3. 건조 공정의 물질 수지: qm, c(X1-X2)=qm, L(δ2-δ1)=qm, W, (qm, c: 건조 물질의 절대 질량 유량; qm, L: 절대 건조 공기 질량 흐름, qm, W: 건조 재료에서 증발된 수분의 질량 흐름, 즉 습한 재료의 수분 감소는 건조 공기의 수분 증가와 같습니다.

열 균형: q=qD qP=qm, L(I2-I0) qm, c(I'2-I'1) qL, (qD: 단위 시간당 건조기 열; qP: 단위 시간당 예열 가스 열; qL: 단위 시간당 열 손실, I2: 건조기에서 나가는 공기의 엔탈피, I'2, I'1: 건조기에 들어오고 나가는 물질의 엔탈피 qD=qm, L(I1-I0)

=qm, L(1.01 1.88δ0) (t1-t0), qD=qm, L(I2-I1) qm, c(I'2- I'1) qL;

장치의 건조 열 효율: eta=qd/qP×100, (qd=qm, L(1.01 1.88δ0) (t1-t2)).

4. 건조율 U=h(t-tW)/rtw, (h: 대류 표면 열전달 계수; t: 일정한 건조 조건 하의 평균 공기 온도; tW: 초기 상태 공기 습구 온도; r: 포화 증기 응축 잠열)

등속 건조 단계 시간: τ1=qm, c(X1-Xc)/UcS, (Xc: 임계 수분 함량, S: 건조 면적), 감소된 속도 건조 단계 시간: τ2=qm, c(Xc-X*)ln[(Xc-X*)/(

X2-X*)]/UcS.

5. 건조기 분류: 챔버 건조기, 터널 건조기, 드럼 건조기, 벨트 건조기, 드럼 건조기, 스프레이 건조기, 유동층 건조기, 기류 건조기, 전자레인지 고주파 건조.

7. 새로운 분리 기술

1. 초임계 유체를 추출제로 사용(밀도는 액체에 가깝고, 점도는 기체에 가깝고, 확산계수는 ~ 둘째, 시간) 선택성과 용해력이 강하고 물질 전달 속도가 크며 등온법, 등압법 및 흡착 흡수법으로 나눌 수 있습니다.

2. 막 분리 기술: 정밀여과, 한외여과, 나노여과, 역삼투, 투석, 전기투석, 기체막 분리, 삼투압 가스화(용질이 상변화를 거친 후 기체상 상태를 통과함) ).