氣液傳質(zhì)設(shè)備-新鄉(xiāng)學(xué)院精品課程

1、化 工 原 理Principles of Chemical Engineering,0 緒論,0.1化工過程與單元操作,0.3 單位制與單位換算,0.2物料恒算與能量恒算,0 緒論,0.1 化工過程與單元操作0.1.1 化工過程,化工原理課程主要研究化工過程中各種單元操作,0.1.2 單元操作（Unit Operation） 1、單元操作：在化工生產(chǎn)中，具有共同物理操作原理和設(shè)備的過程。 2、單元操作分類：（1

2、）遵循流體動力學(xué)基本規(guī)律：動量傳遞（2）遵循熱量傳遞基本規(guī)律：熱量傳遞（3）遵循質(zhì)量傳遞基本規(guī)律：質(zhì)量傳遞,3、單元操作的研究內(nèi)容與方向：,研究內(nèi)容,研究方向,4、單元操作的特點,①所有的單元操作都是物理性操作，只改變物料的狀態(tài)或物理性質(zhì)，并不改變化學(xué)性質(zhì)。②單元操作是化工生產(chǎn)過程中共有的操作，只是不同的化工生產(chǎn)中所包含的單元操作數(shù)目、名稱與排列順序不同。③單元操作作用于不同的化工過程時，基本原理相同，所用的設(shè)備也是通用的。,5

3、、單元操作計算的基本內(nèi)容：①物料衡算：質(zhì)量守恒定律②熱量衡算：能量守恒定律③傳遞過程速率：傳遞過程速率＝傳遞過程的推動力／傳遞過程的阻力推動力：過程所處的狀態(tài)與平衡狀態(tài)的距離，阻力：過程的阻力是各種因素對速率影響的總的體現(xiàn)。④過程的熱力學(xué)極限與臨界點的計算⑤物性的計算,0.2 物料衡算與能量衡算,一、物料衡算,1、畫出流程示意圖，標出物料流向與流量、組成等；,物料衡算的步驟,2、用虛線劃出衡算范圍；,3、定出衡算基準；

4、,4、列出衡算式并求解。,二、能量衡算,機械能、熱量、電能、磁能、化學(xué)能、原子能等統(tǒng)稱能量，化工生產(chǎn)中常以熱量為主，下面以熱量衡算為例說明能量衡算過程。,注意：作熱量衡算時，由于焓是相對值，與溫度基準有關(guān)，故應(yīng)說明基準溫度。習慣上選0℃為基溫，并規(guī)定0℃時液態(tài)的焓為零。,0.3 單位制與單位換算,一、基本單位與導(dǎo)出單位,基本單位：選擇幾個獨立的物理量，根據(jù)方便原 則規(guī)定單位；,導(dǎo)出單位：由有

5、關(guān)基本單位組合而成。,單位制度的不同，在于所規(guī)定的基本單位及單位大小不同。,二、常用單位制,基本單位：長度（厘米cm），質(zhì)量（克g），時間（秒s）,物理單位制 CGS制,基本單位：長度（米），重量或力（千克力kgf），時間（秒）,工程單位制,,我國法定單位制為國際單位制（即SI制）,三、量綱,1）量綱（因次）物理量通過幾個基本物理量的冪次方的乘積來表達的關(guān)系稱為物理量的量綱。物理量的基本量的量綱為其本身。SI制中的基本量

6、: 質(zhì)量 M 、長度 L 、時間 T 、 熱力學(xué)溫度 Θ、 物質(zhì)的量 N 、電流 I 、發(fā)光強度 J 導(dǎo)出量的量綱: 例如：速度 LT-1 加速度 LT-2 力 MLT-2,任何一個物理量方程，只要理論上合理，該方程等號兩邊各項的量綱必定相等。,具體計算時，一個計算式中各項的單位必須一致。,2）量綱一致性和單位一致性,四、單位換算,物理量的單位換算,換算因數(shù)：同一物理量，若單位不同其數(shù)值就不同，二者包括

7、單位在內(nèi)的比值稱為換算因數(shù)（見附錄中）,,例題：已知1atm=1.033kgf/cm2,將其換算成N/m2。,已知1atm=1.033kgf/cm2,將其換算成N/m2。 按題意需將kgf/cm2中的單位換算成N，cm2換算成m2,查附錄1：換算關(guān)系為： 1kgf=9.81N， 1cm=0.01m上述關(guān)系代入 ，得：,五．單位的正確運用,理論公式：根據(jù)物理規(guī)律建立的，反映各有關(guān)物理量

8、之間的關(guān)系，又叫物理方程。具有單位一致性，只要采用同一單位制的單位來表示各物理量即可。 經(jīng)驗公式：根據(jù)試驗結(jié)果整理出來的，反映各有關(guān)物理量的數(shù)字之間的關(guān)系，又叫數(shù)字公式 。 公式中所用的單位一般都是指定的，在計算中只要將數(shù)字代入，算出結(jié)果，然后加上規(guī)定的單位就行了。,0.4 學(xué)習化工原理課程之后能夠解決的問題,1)如何根據(jù)各單元操作在技術(shù)上和經(jīng)濟上的特點,進行“過程設(shè)計和設(shè)備類型選擇”,以經(jīng)濟而有效地完成工藝設(shè)