【正文】 可能暫時(shí)發(fā)生偏離層流的現(xiàn)象，一旦擾動(dòng)因素消失，層流狀態(tài)必將恢復(fù)。① 層流時(shí)：速度沿管直徑按拋物線的規(guī)律分布，流體的平均速度u是管中心最大速度umax的1/2。使用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：?。┍仨毎惭b在管路的穩(wěn)定段內(nèi)。其測(cè)量原理與孔板流量計(jì)基本相同。泵殼中央有一液體吸入4與吸入管5連接。③ 氣縛現(xiàn)象：當(dāng)泵殼內(nèi)存有空氣，因空氣的密度比液體的密度小得多而產(chǎn)生較小的離心力。④ 功率a. 軸功率N：是指原動(dòng)機(jī)傳給泵軸的功率，單位為W或kW。效率先隨流量的增加而上升，至最大值后，再隨流量的增加而下降。（2）離心泵的安裝高度Hg：是指泵的吸入口與貯槽液面之間的最大垂直距離Hg。其缺點(diǎn)是，閥門關(guān)小時(shí)，管路中阻力增大，能量損失增大，從而使泵不能在最高效率區(qū)域內(nèi)工作，是不經(jīng)濟(jì)的。c. 油泵（Y型）：用于輸送石油產(chǎn)品。4. 典型氣體輸送設(shè)備的類型、特點(diǎn)和技術(shù)要求 ■（1）鼓風(fēng)機(jī)① 離心式鼓風(fēng)機(jī)：送風(fēng)量較大，但出口風(fēng)壓不高。② 旋片式真空泵：可達(dá)較高的真空度，但抽氣速率較小，常用于抽氣量較小的真空系統(tǒng)。② 斗式提升機(jī)：結(jié)構(gòu)簡單、工作安全可靠，可以垂直或接近垂直方向向上提升，提升高度大。三．液體攪拌1. 液體攪拌要求，攪拌器的分類、特點(diǎn)及適用對(duì)象，攪拌器的選型 ★攪拌注重的是釜內(nèi)物料的運(yùn)動(dòng)方式和劇烈程度，分為機(jī)械攪拌和氣流攪拌。②渦輪式攪拌器：葉輪直徑較?。ǎ?，轉(zhuǎn)速10500r/min，葉端圓周速度410m/s。平槳式攪拌器可使液體產(chǎn)生切向和徑向運(yùn)動(dòng)，可用于簡單的液液混合、固液溶解、懸浮和氣體分散等過程。550r/min，葉端圓周速度小于2m/s。由于推進(jìn)式攪拌器的液體循環(huán)流量較大且動(dòng)力消耗少，因而最為合適。（6）氣體吸收：此類過程主要控制因素包括剪切作用、循環(huán)流量和高轉(zhuǎn)速，即要求攪拌器具有較強(qiáng)的剪切作用、較大的液體循環(huán)量和較高的轉(zhuǎn)速，因此渦輪式攪拌器較為適宜。在導(dǎo)流筒的約束下，釜內(nèi)液體的流速和流向都受到了嚴(yán)格控制，迫使液體都要流過導(dǎo)流筒內(nèi)的強(qiáng)烈混合區(qū)，并在導(dǎo)流筒內(nèi)、外形成軸向總體循環(huán)流動(dòng)，從而消除打旋現(xiàn)象，并可避免短路與流動(dòng)死區(qū)，從而提高攪拌效果。根據(jù)Re的大小，可將攪拌釜內(nèi)的流動(dòng)情況分為層流、過渡流和湍流。四．沉降與過濾1. 重力沉降概念及相關(guān)公式，影響沉降速度的因素，沉降槽類型及要求 ★（1）重力沉降速度當(dāng)單個(gè)球形顆粒處于靜止流體介質(zhì)中，且顆粒密度ρs大于流體密度ρ時(shí)，則顆粒將在重力作用下作沉降運(yùn)動(dòng)。沉降槽可提高懸浮液的濃度，并能同時(shí)得到澄清的液體，故這種設(shè)備又稱為增稠器或澄清器。B. 典型離心分離設(shè)備常見離心分離設(shè)備有旋風(fēng)分離器、旋液分離器和離心機(jī)等。內(nèi)、外旋流氣體的旋轉(zhuǎn)方向相同，而除塵區(qū)主要集中于外旋流區(qū)的上部。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器，阻力系數(shù)ξ=8。① 管式離心機(jī)：分離因數(shù)大，但生產(chǎn)能力較?。ā?m3/h），常用于小批量的乳濁液及含小顆粒的稀懸浮液的分離。 （4）恒壓過濾：特征是過濾過程中的推動(dòng)力即過濾壓強(qiáng)差保持恒定。此外，轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)不能過濾溫度較高(飽和蒸氣壓高)的濾漿?？捎行コ械奈⒘?、膠體、細(xì)菌、熱原質(zhì)和各種有機(jī)物，但幾乎不能截留無機(jī)離子。主要用于注射用水的脫鹽。當(dāng)溶質(zhì)的溶解與析出速率相等時(shí)，固液相溶體系才會(huì)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，此時(shí)溶液的濃度將達(dá)到飽和并維持恒定，其值等于溶解度。圖中AB 線為溶解度曲線，CD 線代表溶液過飽和而能自發(fā)地產(chǎn)生晶核的濃度曲線（超溶解度曲線），它與溶解度曲線大致平行。2. 結(jié)晶動(dòng)力學(xué)與結(jié)晶控制要求 ■A. 結(jié)晶動(dòng)力學(xué)溶質(zhì)從溶液中的結(jié)晶析出通常要經(jīng)歷晶核形成和晶體生長兩個(gè)步驟。I）若純凈溶液本身存在較高的過飽和度，則因溶質(zhì)分子、原子或離子間的相互碰撞而成核，稱為均相成核；ii）若過飽和溶液因受到一些外界因素〔固體雜質(zhì)顆粒、容器界面的粗糙度、電磁場(chǎng)、超聲波、紫外線等)的干擾而成核，則稱為非均相成核。研究表明，若溶液的過飽和度較高，晶體生長過程多為擴(kuò)散控制；反之則可能為表面反應(yīng)控制。實(shí)際生產(chǎn)中，常在結(jié)晶裝置內(nèi)設(shè)一澄清區(qū)，使晶漿緩慢向上流動(dòng)，粒度較小的細(xì)晶將隨晶漿一起由澄清區(qū)上部溢流而出，進(jìn)入消除裝置并重新溶解后循環(huán)至結(jié)晶器主體，而粒度較大的晶體則直接沉降至結(jié)晶器主體，繼續(xù)生長。② 將粒度不一的晶體置于過飽和度不高的溶液中，粒度小的晶體將重新溶解，而粒度大的晶體則會(huì)繼續(xù)長大，這種現(xiàn)象稱為再結(jié)晶（熟化）。s1。 對(duì)上圖中的連續(xù)式結(jié)晶器進(jìn)行熱量衡算得 式中 IF——原料液的焓，kJkg1常用釜式結(jié)晶罐。六．干燥1. 去濕方法的分類和特點(diǎn)、干燥的分類和特點(diǎn)、對(duì)流干燥的流程和基本原理 ★A. 去濕方法的分類和特點(diǎn)常用去濕方法有機(jī)械去濕法、物理化學(xué)去濕法和傳熱去濕法三種。該法處理量大、去濕程度高，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。特點(diǎn)是干燥溫度易于控制，物料不易過熱變質(zhì)，處理量大，但熱能的利用程度低，一般僅為3050%。④介電干燥：利用高頻電場(chǎng)或微波場(chǎng)的作用，是物料中的極性分子（如水分子）及離子產(chǎn)生偶極子轉(zhuǎn)動(dòng)和離子傳導(dǎo)等能量轉(zhuǎn)換效應(yīng)，將輻射能轉(zhuǎn)化為熱能，使物料中的濕分汽化，并用空氣帶走汽化后的濕分，從而達(dá)到干燥目的。（2）原理：干燥過程得以進(jìn)行的必要條件是被干物料表面所產(chǎn)生的水蒸氣分壓pw大于干燥介質(zhì)（熱空氣）的水蒸氣分壓p，即pwp0；如果pwp=0，表示干燥介質(zhì)與物料中水蒸氣達(dá)到平衡，干燥即行停止；如果pwp＜0，物料不僅不能干燥反而吸潮。即提高溫度可增加濕空氣的載濕能力。濕球溫度取決于濕空氣的干球溫度和濕度。（4）等相對(duì)濕度線（等φ線）：等φ線群是一組從坐標(biāo)原點(diǎn)散發(fā)出來的曲線，φ=100%的等φ線稱為飽和空氣線，此時(shí)空氣為水汽所飽和。 若干燥前后物料的干基含水量分別為和，則總物料衡算式可改寫為故 可見，若用干基含水量表示物料的含水量，則可方便地求出干燥過程中的水分蒸發(fā)量。此外，選擇風(fēng)機(jī)時(shí)應(yīng)將絕干空氣消耗量L換算成原空氣的體積流量，即 （2）熱量衡算通過對(duì)干燥系統(tǒng)進(jìn)行熱量衡算，可計(jì)算出干燥過程所需的熱量以及排出廢氣的濕度、焓等狀態(tài)參數(shù)。下面以0℃為基準(zhǔn)溫度，以1s為時(shí)間基準(zhǔn)，導(dǎo)出干燥器的熱量衡算式。（3）熱效率：水分汽化所需的熱量與加入干燥系統(tǒng)的總熱量之比的百分?jǐn)?shù)，即一般情況下，干燥系統(tǒng)的熱效率為30%～70%。該階段的干燥速率主要取決于干燥介質(zhì)的狀態(tài)，而與濕物料的性質(zhì)關(guān)系不大。此階段物料表面已不含非結(jié)合水，但物料內(nèi)部仍含有一定量的水分。④ 臨界含水量：由恒速干燥階段進(jìn)入降速干燥階段的轉(zhuǎn)折點(diǎn)C稱為臨界點(diǎn)。m2僅適用于具有一定粒度且沒有粘性的固態(tài)物料的干燥，生產(chǎn)效率和熱效率較低，占地面積和環(huán)境噪聲較大。由于物料粒徑小，故臨界含水量較低，從而使干燥過程主要處于恒速干燥階段，不會(huì)使物料過熱。若向流化床內(nèi)噴入粘結(jié)劑和包衣液，則可將造粒、包衣、干燥三種過程一次完成，稱為一步流化造粒機(jī)。設(shè)恒速干燥時(shí)問為，則 式中和的數(shù)值可從干燥速率曲線中查得。氣流干燥器和沸騰干燥器等對(duì)流于燥設(shè)備中的物料具有較低的臨界含水量。此外，此階段由空氣傳遞至物料的顯熱主要用于物料的加熱，因而物料的表面溫度升高較快，直至出口溫度。D段稱為第一降速段。 恒定干燥條件下的干燥曲線 恒定干燥條件下的干燥速率曲線① 預(yù)熱階段（AB段）：熱空氣所放出的顯熱除用于汽化水分外，還用于加熱物料。ii）輸出熱量a. 干物料帶走的熱量 b. 廢氣帶走的熱量 iii）干燥器的熱損失 保溫良好時(shí)。 由上式計(jì)算出的，可作為確定預(yù)熱器的傳熱面積及加熱蒸氣消耗量的依據(jù)。 因?yàn)榭諝庠陬A(yù)熱器前后的濕度不變，即，故 每蒸發(fā)lkg水分所需的絕干空氣量，稱為單位空氣消耗量，以表示，單位為kg絕干空氣/kg水汽，即 (1131)單位空氣消耗量可作為各干燥器空氣消耗量的比較指標(biāo)。s1），, 分別為干燥前后的物料量（kg（1）等濕度線（等H線）：這是一組平行于縱軸的直線群，其值在水平輔助軸上讀出。常壓下，溫度為t、濕度為H的濕空氣的比容為（6）濕空氣的比熱CH：常壓下，將lkg絕干空氣及其所帶有的Hkg水汽升高1℃所需的熱量，單位為kJ飽和濕度Hs：當(dāng)濕空氣中的水汽達(dá)到飽和時(shí)的濕度。C. 對(duì)流干燥的流程和基本原理（1）流程：整個(gè)流程實(shí)際上是由流體輸送（風(fēng)機(jī)）、傳熱（預(yù)熱器）和干燥（干燥器）三個(gè)典型的單元操作組合而成。特點(diǎn)是熱能的利用程度較高，可達(dá)70%80%，濕分蒸發(fā)量大，干燥 快，但易使物料過熱而變質(zhì)。連續(xù)式干燥的生產(chǎn)能力大、產(chǎn)品質(zhì)量均勻、熱效率高、勞動(dòng)條件好；間歇式干燥的適應(yīng)性強(qiáng)、設(shè)備投資少，但干燥時(shí)間長、生產(chǎn)效率和熱效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，多用于小批量、多品種、更新快的物料干燥。（2）物理化學(xué)去濕法：利用濕分在物料和吸濕材料中的化學(xué)差異，將物料中的濕分吸附或吸收的方法。奧斯陸式結(jié)晶器屬于母液循環(huán)式結(jié)晶器，通常當(dāng)溶液到達(dá)潔凈室的頂部時(shí)，其過飽和度已消耗完畢，不再含有顆粒狀的晶體，故一般可作為澄清的母液參與管路循環(huán)。 若由上式求得的Q為正值，則表明需要從設(shè)備及所處理的物料移走熱量，即需要冷卻；反之，若Q為負(fù)值，則表明需要向設(shè)備及所處理的物料提供熱量，即需要加熱。kg1；Q——結(jié)晶器與周圍環(huán)境之間交換的熱量，kW。kg1；CF——以單位質(zhì)量溶劑中所溶解的溶質(zhì)質(zhì)量來表示的母液濃度，kgs1； G—晶體產(chǎn)品的質(zhì)量流量，kg生產(chǎn)中常采用添加晶種的辦法，來達(dá)到控制成核速率的目的，即在溶液進(jìn)入過飽和狀態(tài)后向其內(nèi)添加一定量的晶體顆粒，以誘發(fā)溶液提前發(fā)生結(jié)晶行為。對(duì)于大多數(shù)工業(yè)結(jié)晶過程〔除超細(xì)粒子制造等少數(shù)領(lǐng)域外)，為提高晶體產(chǎn)品的粒度及其分布指標(biāo)，常采用抑制一次成核、維持適量二次成核和促進(jìn)晶體生長的操作策略。② 二次成核：是由于晶種的誘發(fā)作用而引起的，因而所需的過飽和度要低于初級(jí)成核所需的過飽和度。（1）晶核的形成：在過飽和溶液中新生成的結(jié)晶微粒稱為晶核。綜上所述，溶液處于過飽和狀態(tài)是結(jié)晶過程發(fā)生的重要前提。（2）過飽和度：處于過飽和狀態(tài)下的溶液，其溶液濃度與對(duì)應(yīng)溫度下的溶解度之差，稱為該溶液的過飽和度。（2）潔凈空氣凈化流程送入潔凈室的空氣要與潔凈室的登記、溫度、濕度相適應(yīng)，流程如下：初效（一級(jí)）過濾器 → 冷卻器 → 加熱器 → 增濕器 → 中效（二級(jí)）過濾器 → 高效（三級(jí)）過濾器（3）專用過濾器的要求專用過濾器要求、介質(zhì)特點(diǎn)、適用初效過濾器、容塵量大、壓強(qiáng)降小、滌綸無紡布、金屬絲網(wǎng)；用于凈化系統(tǒng)的一級(jí)過濾器，以濾除粒徑10um塵粒，并保護(hù)中、高效過濾器中效過濾器；b. 中細(xì)孔泡沫塑料、玻璃纖維、滌綸無紡布；用作二級(jí)過濾器及新風(fēng)和回風(fēng)過濾，以濾除粒徑110um塵粒亞高效效過濾器；、過氯乙烯纖維濾布、聚丙烯纖維濾布；運(yùn)行壓降低、噪聲小、能耗低，常用于10萬級(jí)潔凈室終端過濾器，高效過濾器；、超細(xì)過氯乙烯纖維濾布；效率高、壓降大、不能再生，能完全濾除細(xì)菌。若將濃度不同的兩種鹽溶液分別置于半透膜的兩側(cè)，并在高濃度側(cè)的液面上方施加一個(gè)大于滲透壓的壓力，則水將由高濃度側(cè)向低濃度側(cè)流動(dòng)，從而使?jié)舛容^高的鹽溶液被進(jìn)一步濃縮。（2） 膜組件：將膜按一定的技術(shù)要求組裝在一起即成為膜組件，它是所有膜分離裝置的核心部件，其基本要素包括膜、膜的支撐體或連接物、流體通道、密封件、殼體及外接口等。② 加壓葉濾機(jī)：優(yōu)點(diǎn)是密閉操作，勞動(dòng)條件較好，過濾速度快，洗滌效果好。起分離作用的是濾餅層，適用于顆粒含量較高（固相體積分?jǐn)?shù)大于1%）的懸浮液的分離。旋液分離器既可用于懸浮液的增濃或顆粒分級(jí)操作，也可用于氣液或互不相溶液體混合物的分離。臨界粒徑隨分離器尺寸的增加而增大，因此分離效率隨分離器尺寸的增加而下降。① 原理：工作時(shí)，含塵氣體由圓筒上部的長方形切線進(jìn)口處進(jìn)人，然后沿圓筒內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)向下作螺旋形運(yùn)動(dòng)。在離中心軸距離為R、切向速度為uT的位置上，慣性離心力場(chǎng)的加速度為uT2/R，（不是常數(shù)，與位置和轉(zhuǎn)速有關(guān)，其方向沿旋轉(zhuǎn)半徑由中心指向外周）。當(dāng)dp/D，壁效應(yīng)顯著。② 氣液相攪拌：通人氣體后攪拌器周圍液體的表觀密度將減小，從而使攪拌所需的功率顯著降低。① 設(shè)置擋板：在釜內(nèi)設(shè)置擋板，可加劇液體的湍動(dòng)程度，并可將切向流動(dòng)轉(zhuǎn)化為軸向和徑向流動(dòng)，從而抑制打旋現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)采用夾套釜進(jìn)行傳熱操作時(shí)，若傳熱量較小，可選用槳式攪拌器，但釜內(nèi)一般不需設(shè)置擋板；若傳熱量較大，也可選用槳式攪拌器，但釜內(nèi)需設(shè)置擋板；若傳熱量很大，則可選用推進(jìn)式或渦輪式攪拌器，并在釜內(nèi)加裝蛇管和擋板。（4）固體懸?。捍祟愡^程的主要控制因素為總體循環(huán)流動(dòng)，其次是湍流強(qiáng)度，因而渦輪式攪拌器較為適宜。如互溶液體的攪拌、傳熱過程的攪拌。此外由于存在攪拌器的刮壁效應(yīng)，因而可減少或防止固體顆粒在釜內(nèi)壁上的沉積。但對(duì)于易分層物料，如含有較重顆粒的懸浮液，此類攪拌器則不適用。葉輪直徑較?。ǎ?，但轉(zhuǎn)速較高（可達(dá)100500r/min），葉端圓周速度較大（515m/s）。（3）螺旋式輸送機(jī)：適用于需要密封運(yùn)輸?shù)奈锪?，易變質(zhì)、粘性大及易結(jié)塊物料。5. 典型固體輸送設(shè)備的類型、原理和特點(diǎn) ■（1）帶式輸送機(jī)：結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、使用維修方便；輸送過程平穩(wěn)、噪音小，且不損傷物料，并可長距離連續(xù)輸送，輸送能力強(qiáng)、效率高。（2）壓縮機(jī)① 離心式壓縮機(jī)（透平壓縮機(jī)）：流量可達(dá)幾十萬m3/h，并具有體積小、重量輕、運(yùn)行平