化工原理第1章

1、20万吨/年丙烯腈50万吨/年聚乙烯上海高桥26万吨/年苯酚项目（2001年1月6日开工）90万吨/年乙烯工程的其他相关项目90万吨/年乙烯裂解装置聚氨酯（MDI/TDI）广泛应用于汽车、器械、冰箱、家用电器等民用领域。公用工程-热电联供项目公用工程-海运码头公用工程-仓储项目：随着上海化工区的崛起，有望成为21世纪-全球化工巨龙。醋酸成品涤纶聚酯在生产中控制室工业气体冷冻萃取吸收蒸馏干燥蒸发传热过滤沉降输送与压缩绪论自然科学工程科学一、本课程的产生和发展最早对象：化学工艺学如聚氯乙烯生产：温度,催化剂CHCH+HClCH2=CHCl-CH2-CHCln-单体CHCl-CHCl聚合物副反应取走

2、反应热20世纪初(1900)：各行各业互不相关二十年代提出单元操作第一次抽象主要有：流体输送,搅拌,过滤,沉降,流态化换热，蒸发吸收，精馏，萃取，干燥结晶，吸附，膜分离动量传递热量传递质量传递第二次抽象传递过程二、本课程的主要内容和任务内容：化工单元操作(以传递过主线)任务：认识过程和（能动性）的规律。(共性)应用于化工设计,生产调节,优化操作。1. 选择合理的过程,2. 强化化工过程,。3将成果放大到工业规模。4发展新技术,新。三、基本的研究1数学分析法2.3.量纲分析实验研究法数学模型法要能“由小见大”，“由此及彼”。以前：简单问题,严格处理。现在：复杂问题,简化处理。4.工程问题处理四、

3、若干工程观点(1)衡算观点：输入+生成=输出+积累(2)平衡观点：热力学平衡指四大平衡力平衡：高压-低压，极限P相等热平衡：高温-低温，极限T相等相平衡：高逸度相-低逸度相，极限f相等化学平衡：化学反应工程研究，此略(3)速率观点：第1章（概述流体流体对传热的贡献；与输送机械对传质的贡献）1.11.1.1的实例要完成输水任务，需解决的问题：（1） 确定总管和支管大小？（2） 水塔的高度H?（3） 如何选泵?1.1.2流体的基础概念1.1.2.1连续性固体力学：考察对象-单个固体，离散介质。流体力学：考察对象-无数质点，连续介质。质点 于分子的流体、远大于分子平均，其程。远小可能性：1mm3常温

4、常压气体含2.5×1015个分子，分子平均0.1m量级。流体是由无数质点组成的，彼此连续性间没有间隙，完全充满所占空间的连续介质。目的：可用微积分来描述流体的各种参数。1.1.2.2考察选定流体质点，跟踪观察，描述参数。选定空间位置，考察流体欧参数。轨线与流线(录像)的区别：轨线是同一流体质点在不同时刻所占空间位置的连线；流线是同一瞬时不同流体质点的速度方向连线。系统与体的区别附：系统与体的区别系统是包含众多流体质点的集合，与外界无质量交换（考察流体）体是作考察对象的某一固定空间体积，与外界可有质量交换（欧考察流体）化工原理关心欧中发生的事情，较多采用1.1.2.3 流体体积力作用于

5、体积中的各个部位，力的大小与体积（质量）有关。如：重力，惯性力，离心力。表面力中的作用力分解成：垂直于作用面，p ；平行于作用面，剪切力。1.1.2.41.1.2.4.1N/m2=Pa压强的表示106Pa=1MPa流体柱高度 ( p=gh )1 atm=1.013×105Pa=760mmHg=10.33mH2O1 bar=105Pa1 at=1kg(f)/cm2=9.81×104Pa1.1.2.4.2基准表压=绝对压-大气压真空度=大气压-绝对压P1表压压强大气压真空度P2绝对压绝对压绝对真空绝对压、真空度、表压的相对1.1.3黏性定律(录像)黏性的物理本质：分子间引力和分

6、子热撞。黏性定律、碰表明流体受剪切力必。型流体的区别。型流体与非=f(物性，温度)t,气，液理想流体:=01.1.4流体中的机械能u2mu22为质量流体的动能 (=)2m质量流体的位能(= mgz )gz 为m(=p为pdAdl )质量流体的压强能rrdV1.2流体静力学1.2.1静止流体的压强分布1.2.1.1静压强的特性任意界面上只受到大小相等方向相反的。作用于任意点不同方位的静压强数值相等。压强各向传递。1.2.2静力学方程Z2Z1取一流体柱，受力分析：P2 A2A1P1作用于上底面的F2= P2 A2作用于下底面的F1= P1 A1：作用于整个液柱的重力：W=A（Z2-Z1）g平衡时：

7、 F1= F2+W,P1= P2+g（Z2-Z1） P1 +gZ1 = P2+gZ2P1= P2+g h流体静力学基本方程式1.2.3静力学方程应用条件同种流体且不可压缩(气体压差不大可用)静止(或等速直线重力场单连通的横截面-均匀流)1.2.4流体的总势能总势能（压强能与位能之和）虚拟压强1.2.51.2.5.1静力学方程的工程应用测压已知：R=180mm,h=500mm求：pA=? (绝压)，(表压)解：pB=pa+ gRpB=pA+水gh pA=pa+ gR-水gh=1.013×105×9.81×0.18-1000×9.81×0.5=1.

8、204×105Pa(绝压)pA=1.204×105-1.013×105=1.91×104Pa(表压)1.2.5.2U型压差计（图1-8）P1=PA+g h1 P2=PB+g（h2-R）+i g R(PA+g h1 )(PB+g h2）= R g（i-）(PA+g ZA )(PB+g ZB)即= R g（i-）ÃÃAB= R g（i-）U型压差计测出的R是： Ã如压差计水平放置： Ã=P1.2.5.3烟囱拔烟pA=p2+冷ghpB=p2+热gh由于冷>热,则pA>pB所以拔风烟囱拔风的必要条件是什么？ pA-pB=hg（冷- 热）1.2.6.4 复式U型压差计（图1-9）pa + ri g ( z0- z2 ) - r g ( z4- z2 ) +ri g ( z4- z6 ) - r g ( z7- z6 ) = P1.2.6.6流向判别接通后流向？