第一章 流体与流体中的传递现象山东轻工业学院

1、1化工原理Principles of Chemical Engineering化工原理教研室Chemical Engineering Teaching&Research Section23 化工原理课程简介化工原理课程简介 课程性质课程性质 课程任务课程任务 课程课程内容内容 课程要求课程要求 v工程性、实践性强工程性、实践性强 专业基础课专业基础课 具有桥梁作用具有桥梁作用开发、设计、开发、设计、操作、强化操作、强化 动量传递动量传递热量传递热量传递 质量传递质量传递 自学能力自学能力创新能力创新能力理论联系实际理论联系实际开发：开发：选择合适的选择合适的过程及设备（按经过程及设备（

2、按经济合理性、技术可济合理性、技术可行性、污染小、能行性、污染小、能耗低）耗低）设计：设计：选择设选择设备的型号及主备的型号及主要尺寸（根据要尺寸（根据工艺对设备的工艺对设备的要求）要求）操操 作：作：如何进如何进行操作和调节行操作和调节以适应生产的以适应生产的不同要求不同要求强强 化化 改造现有的改造现有的生产过程和设备以生产过程和设备以提高效率（包括增提高效率（包括增产、降耗、节能）产、降耗、节能）理论教学理论教学实验教学实验教学课程设计课程设计4v 化工过程与单元操作化工过程与单元操作v 单元操作的分类单元操作的分类v 单元操作的研究方法单元操作的研究方法v 单元操作常用基本概念单元操作

3、常用基本概念v 化工原理两个重要工具化工原理两个重要工具绪论绪论5化工过程与单元操作化工过程与单元操作 化工过程化工过程原料原料前处理前处理化学加工化学加工后处理后处理产品产品除去杂质达到除去杂质达到必要的纯度，必要的纯度，物理变化过程物理变化过程 生成新的物质，生成新的物质，化学变化过程化学变化过程精制、分离达精制、分离达必要的纯度，必要的纯度，物理变化过程物理变化过程化工过程包括化工过程包括化学反应过程化学反应过程和和物理过程。物理过程。6单元操作特点：单元操作特点： 化工生产中共有的操作化工生产中共有的操作; 物理性操作：物理性操作：只改变物料状态和物理性质，化学性质不只改变物料状态和物

4、理性质，化学性质不变。变。单元操作：单元操作：化工生产中不涉及到化学反应的一系列操作过程化工生产中不涉及到化学反应的一系列操作过程7按操作的理论基础划分按操作的理论基础划分v以以动量传递动量传递为基础：流体输送、搅拌、沉降、过滤，离心为基础：流体输送、搅拌、沉降、过滤，离心分离分离v以以热量传递热量传递理论为基础：加热、冷却、蒸发理论为基础：加热、冷却、蒸发、冷凝、冷凝v以以质量传递质量传递理论为基础：蒸馏、吸收、吸附、萃取理论为基础：蒸馏、吸收、吸附、萃取 热、质热、质同时传递：同时传递：干燥、结晶、干燥、结晶、增湿、减湿增湿、减湿 新的单元操作新的单元操作膜分离膜分离技术、超临界技术技术、

5、超临界技术 单元操作分类单元操作分类8(1)(1)实验研究方法（经验方法）实验研究方法（经验方法） 优点优点：省却方程的建立，直接采用实验获省却方程的建立，直接采用实验获 得变量间的关系得变量间的关系 不足不足：实验工作量大、缺乏指导意义实验工作量大、缺乏指导意义(2)(2)数学模型方法（半理论半经验方法）数学模型方法（半理论半经验方法） 必要性必要性：复杂问题的简化复杂问题的简化广泛被应用广泛被应用 研究方法研究方法9v平衡关系平衡关系判断过程能否进行、进行的方向和能达到的判断过程能否进行、进行的方向和能达到的限度。限度。v传递速率传递速率 增大速率可通过：增大推动力或减小阻力来实现增大速率

6、可通过：增大推动力或减小阻力来实现 v定态过程与非定态过程定态过程与非定态过程 定态过程：物理量不随时间而变，只随位置变定态过程：物理量不随时间而变，只随位置变 非定态：物理量随时间和位置都变。非定态：物理量随时间和位置都变。阻力推动力传递速率 单元操作常用基本概念单元操作常用基本概念101 1物料衡算物料衡算 (1) (1) 衡算依据：质量守恒定律衡算依据：质量守恒定律 非定态非定态 ： 输入输入 = = 输出积存输出积存 定态定态 ： 输入量输入量 = = 输出量输出量 化工原理三个重要工具化工原理三个重要工具输入输入系统系统输出输出积累积累11(2) (2) 衡算方法：衡算方法：a.a.

7、 画物料流程示意图，流向用箭头表示，标明数据与画物料流程示意图，流向用箭头表示，标明数据与待求量待求量b.b. 确定衡算基准：一般以单位进料或出料量、时间或确定衡算基准：一般以单位进料或出料量、时间或设备的单位体积设备的单位体积c.c. 划定衡算范围，列衡算式，求解划定衡算范围，列衡算式，求解例：连续蒸发过程例：连续蒸发过程总物料衡算：总物料衡算：F = V+W溶质物料衡算：溶质物料衡算：FxF = WxW+VxVVxVWxwF xF 蒸发器蒸发器12 衡算依据：能量守恒定律衡算依据：能量守恒定律v非定态：非定态： 输入输入 = = 输出积存输出积存v定态：定态： 输入量输入量= =输出量输出量v指明基准温度（一般物料的焓从指明基准温度（一般物料的焓从00算起，也可选其它温度算起，也可选其它温度作基准，必须指明）