化工原理课件天大版VIP

化工原理课件(天大版)汇报人：某某2023-12-27绪论流体流动与输送传热过程及设备蒸馏过程及设备吸收过程及设备干燥过程及设备萃取过程及设备绪论01化工原理是化学工程学科的重要基础课程，主要研究化工过程中涉及的物理和化学现象及其变化规律。本课程主要包括流体流动、传热、传质分离过程（蒸馏、吸收、萃取、干燥等）的基本原理、设备结构、操作条件、过程优化等方面的内容。化工原理课程性质与内容课程内容课程性质研究方法化工原理采用实验研究和理论分析相结合的方法，通过实验数据的测量和分析，揭示化工过程的本质和规律，建立相应的数学模型和理论体系。研究意义化工原理的研究对于指导化工生产实践、优化工艺流程、提高产品质量和降低能耗具有重要意义。同时，它也是连接化学工程与工艺、化学工程与技术等相关学科的桥梁和纽带。化工原理研究方法与意义发展历史化工原理作为化学工程学科的基础课程，其发展历程与化学工程学科的发展密切相关。随着化学工业的快速发展，化工原理的研究内容不断扩展和深化，经历了从经验到理论、从宏观到微观的发展历程。发展现状目前，化工原理的研究已经进入到分子水平，借助于先进的实验手段和计算机模拟技术，可以更加深入地揭示化工过程的微观机制和本质规律。同时，随着绿色化学和可持续发展的理念不断深入人心，化工原理的研究也更加注重环保和节能方面的考虑。化工原理发展历史与现状流体流动与输送02压力与压强压力是垂直作用于单位面积上的力，压强则是单位面积上的压力，二者在数值上相等，但物理意义不同。密度与重度流体的密度和重度是描述其物理性质的重要参数，对于不同流体，其数值和单位有所不同。流体静力学方程流体静力学方程是描述流体在静止状态下压力分布规律的数学表达式，对于不可压缩流体，其方程形式为p=ρgh。流体静力学基础

流体动力学基础流量与流速流量是单位时间内流过管道某一截面的流体体积，流速则是流体在管道内流动的速度，二者之间存在一定关系。伯努利方程伯努利方程是描述流体在稳定流动状态下各点压力、速度和高度之间关系的数学表达式，其形式为p+ρgh+(1/2)ρv^2=常数。连续性方程连续性方程是描述流体在管道内流动时各截面流量关系的数学表达式，其形式为Q1=Q2，即流入和流出管道的流量相等。层流和湍流是流体流动的两种基本形态，层流时流体各层之间互不干扰，湍流时则存在剧烈的涡旋和混合。层流与湍流沿程阻力损失是流体在管道内流动时由于摩擦而产生的能量损失，其大小与管道长度、流体性质和流动状态有关。沿程阻力损失局部阻力损失是流体在流经管道中的管件、阀门等局部障碍时产生的能量损失，其大小与障碍物的形状和尺寸有关。局部阻力损失流动形态与阻力损失管路计算是根据给定的流量、压力等参数，确定管道直径、长度、壁厚等尺寸的过程，其目的是保证管道的安全和经济性。管路计算调节阀是控制管道中流体流量、压力等参数的重要设备，其选用应根据工艺要求、流体性质、管道尺寸等因素综合考虑。常用的调节阀有截止阀、节流阀、减压阀等。调节阀选用管路计算与调节阀选用传热过程及设备03热传导定律单位时间内通过单位面积的热流量与垂直于该面积方向上的温度变化率成正比。热传导系数表征材料导热性能的物理量，数值上等于单位温度梯度下单位时间内通过单位面积的热流量。热传导定义物体内部或相互接触的物体之间，由于分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递现象。热传导基本原理及定律对流传热定义流体流过固体壁面时，流体与壁面之间的热量传递现象。对流传热系数表征对流传热强弱的物理量，数值上等于单位温度差下单位时间内通过单位面积的热量。影响对流传热的因素流体的物理性质、流动状态、传热壁面的形状和尺寸等。对流传热过程分析123根据用途可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等；根据结构可分为管式换热器、板式换热器和热管换热器等。换热器类型主要由传热元件、壳体、管板、封头、接管等部件组成。换热器结构包括传热计算、流体流动阻力计算和强度计算等，需要确定换热器的传热面积、流体流动阻力和换热器的结构尺寸等参数。换热器设计计算换热器类型、结构与设计计算蒸馏过程及设备04蒸馏原理利用液体混合物中各组分挥发度的差异，通过加热使部分组分汽化，再经冷凝使汽、液两相分离，从而实现液体混合物分离的过程。分类方法根据操作方式的不同，蒸馏可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏和特殊精馏等。蒸馏原理及分类方法03回流比精馏操作中，塔顶回流量与塔顶产品量之比，是影响精馏操作的重要参数。01精馏过程在精馏塔内，二元混合物在塔板上进行多次部分汽化和部分冷凝，使轻、重关键组分在塔顶和塔底得到较纯的产品。02理论板数表示精馏塔分离能力的大小，与物系的性质、操作条件和产品要求有关。二元系精馏过程分析包括精馏塔的物料衡算、热量衡算、塔板数计算、回流比确定等步骤，是精馏塔设计的基础。设计计算通过调整操作参数如回流比、进料位置、塔板效率等，使精馏塔达到最佳分离效果，同时降低能耗和操作成本。操作优化采用先进的控制算法和优化技术，实现精馏塔的自动控制和实时优化，提高产品质量和经济效益。先进控制策略精馏塔设计计算与操作优化吸收过程及设备05利用混合物中各组分在某一溶剂中的溶解度不同，将其中溶解度最大的组分分离出来。吸收原理根据吸收过程中混合物状态的不同，可分为气-液吸收、液-液吸收和固-液吸收等。分类方法吸收原理及分类方法气液相平衡关系与吸收剂选择气液相平衡关系在一定温度和压力下，气体在液体中的溶解度达到平衡时，气液两相中各组分的浓度关系。吸收剂选择应选择对溶质有较大溶解度、选择性高、稳定性好、粘度低、毒性小且价格便宜的吸收剂。包括物料衡算、热量衡算、塔体尺寸计算、塔内件设计计算等。吸收塔设计计算通过调整操作参数（如温度、压力、流量等）和塔内件结构，提高吸收效率，降低能耗和减少设备投资。操作优化吸收塔设计计算与操作优化干燥过程及设备06湿空气性质湿空气是干空气和水蒸气的混合物，具有温度、压力、湿度等物理性质。了解湿空气的性质对于研究干燥过程具有重要意义。湿度图湿度图是一种表示湿空气状态参数的图形，可以直观地反映湿空气的温度、湿度、焓等参数之间的关系。通过湿度图，可以方便地确定干燥过程的操作条件和分析干燥过程的性能。湿度图应用利用湿度图可以确定干燥过程的热效率、热损失、产品质量等关键参数，为干燥器的设计、操作和优化提供依据。湿空气性质及湿度图应用VS干燥过程是通过加热使物料中的水分汽化并排除，从而获得一定干度的产品的过程。干燥过程涉及传热、传质和流动等多个物理过程。影响因素干燥过程受到多种因素的影响，包括物料性质（如粒度、形状、水分含量等）、干燥介质性质（如温度、湿度、流速等）、干燥器结构和操作条件（如加热方式、通风量、转速等）等。这些因素对干燥过程的速率、能耗和产品质量等方面都有重要影响。干燥过程基本原理干燥过程基本原理和影响因素干燥器类型01根据干燥原理和结构特点，干燥器可分为对流干燥器、传导干燥器、辐射干燥器和介电干燥器等类型。不同类型的干燥器适用于不同的物料和工艺要求。干燥器结构02干燥器的结构包括加热系统、通风系统、物料输送系统和控制系统等部分。合理的结构设计可以提高干燥效率、降低能耗并保证产品质量。设计计算03设计干燥器时需要进行详细的计算，包括热平衡计算、物料平衡计算、通风量计算等。这些计算可以帮助确定干燥器的尺寸、功率和操作参数等关键指标，为干燥器的设计和优化提供依据。干燥器类型、结构与设计计算萃取过程及设备07萃取原理及分类方法利用物质在两种不互溶或部分互溶的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使物质从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。萃取原理根据萃取剂和被萃取物质的性质可分为物理萃取和化学萃取；根据萃取操作方式可分为间歇萃取和连续萃取。分类方法包括混合、沉降分离和溶剂回收三个基本步骤。萃取过程影响因素过程强化被萃取物质的性质、萃取剂的性质、原溶液的浓度、温度、压力等。采用高效萃取设备、优化操作条件、添加助剂等。03