【大學(xué)課件】化工原理-緒論多媒體教學(xué)

1、化工原理(Principles of Chemical Engineering)多媒體教學(xué)課件(化學(xué)工程與工藝專業(yè)適用)1ppt課件 化工原理 (Principles of Chemical Engineering) 化工原理 該課程是從自然科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)課 向 工程科學(xué)的專業(yè)課過(guò)渡的入門(mén)課程。它在基礎(chǔ)課數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)(物理化學(xué))與專業(yè)課（化工工藝學(xué)、化工工藝設(shè)計(jì)與設(shè)備設(shè)計(jì)等）之間，起著承前啟后、由理及工的重要“橋梁”作用。2ppt課件化工原理國(guó)家級(jí)精品課程及網(wǎng)址： 1、化工原理與實(shí)驗(yàn)，天津大學(xué)：81 2003年度2、化工原理， 北京化工大學(xué)： 2003年度3、化工原理，華東理工大學(xué)： 5

2、2004年度4、化工原理，華南理工大學(xué)33/05course/hg 2005年度5、化工原理，南京理工大學(xué) 2006年度6、化工原理，南京工業(yè)大學(xué) 2007年度化工原理主要教材： （化工原理 、化工過(guò)程與設(shè)備）天津大學(xué)：化工流體流動(dòng)與傳熱，化工傳質(zhì)與分離過(guò)程，21世紀(jì)教材華東理工大學(xué)：化工原理 ， 21世紀(jì)教材華南理工大學(xué)：化工原理 ， 21世紀(jì)教材北京化工大學(xué)：1 楊祖榮主編版本， 2 王志魁主編版本。浙江大學(xué)與西安交通大學(xué)合編、大連理工大學(xué)、清華大學(xué)等。執(zhí)行濟(jì)南大學(xué)新制定的化學(xué)工程與工藝專業(yè)的化工原理教學(xué)大綱?；ぴ碚n程國(guó)內(nèi)概況濟(jì)南大學(xué)化工原理網(wǎng)絡(luò)課程

3、在化學(xué)化工學(xué)院精品課程欄內(nèi)。3ppt課件化工原理緒論 2學(xué)時(shí)第1章 流體流動(dòng) 14學(xué)時(shí)第2章 流體輸送機(jī)械 6學(xué)時(shí)第3章 液體攪拌 2學(xué)時(shí)第4章 流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng) 6學(xué)時(shí)第5章 顆粒的沉降和流態(tài)化 6學(xué)時(shí)第6章 傳熱 12學(xué)時(shí)第7章 蒸發(fā) 2學(xué)時(shí)第8章 氣體吸收 12學(xué)時(shí)第9章 液體精餾 16學(xué)時(shí)第10章 氣液傳質(zhì)設(shè)備 4學(xué)時(shí)第11章 液液萃取 6學(xué)時(shí)第12章 固體干燥 8學(xué)時(shí)化工原理（上冊(cè)）化工原理（下冊(cè)）理論課學(xué)時(shí)共計(jì) 96 學(xué)時(shí)。實(shí)驗(yàn)課單獨(dú)開(kāi)設(shè)。4ppt課件 化工原理 (Principles of Chemical Engineering)1. 化學(xué)工程學(xué)科中的基本概念 (了解)2.

4、 化工原理課程的性質(zhì) (理解)3. 化工原理硏究問(wèn)題的方法 (理解)4. 化工原理課程應(yīng)解決的問(wèn)題 (了解)5. 單位與單位換算 (掌握)6. 物料衡算與能量衡算 (掌握)緒論(preface)5ppt課件化學(xué)工業(yè) (chemical industry)： 利用自然界中的物資資源，通過(guò)物理和化學(xué)的方法將原料加工成為產(chǎn)品的工業(yè)。 它的范圍不但覆蓋了化學(xué)與石化工業(yè)，而且滲透到能源、環(huán)境、生物、材料、制藥、冶金、輕工、衛(wèi)生、信息等工業(yè)及技術(shù)部門(mén)。 在人們的衣、食、住、行、娛樂(lè)等生活中均離不開(kāi)化學(xué)產(chǎn)品。 原 料 產(chǎn) 品1 . 化學(xué)工程學(xué)科中的基本概念化工（生產(chǎn)）過(guò)程 (chemicals produc

5、tion process)： 化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程（化工工藝過(guò)程）。 同一原料可以生產(chǎn)出多種產(chǎn)品；同一產(chǎn)品可以由不同的原料進(jìn)行生產(chǎn)。6ppt課件C2H2提純HCl提純單體合成反應(yīng)熱單體精制聚合反應(yīng)反應(yīng)熱干燥熱量成品例：聚氯乙烯 (PVC :polyvinyl chloride)塑料的生產(chǎn)過(guò)程。乙烯氧氯化法：乙炔加成法：C2H4提純HCl提純單體生成熱量單體精制聚合反應(yīng)反應(yīng)熱干燥熱量成品空氣氧氯化反應(yīng)7ppt課件化學(xué)工程 (Chemical Engineering) ： 研究化工生產(chǎn)過(guò)程中的基本規(guī)律，并應(yīng)用這些規(guī)律解決生產(chǎn)過(guò)程與設(shè)備計(jì)算的工程技術(shù)學(xué)科?；卧僮鳎?unit operation

6、of Chemical Engineering)： 一物理性的化工基本操作過(guò)程。 任何一種化工過(guò)程(chemicals production process)均是由若干化工單元操作及化學(xué)反應(yīng)過(guò)程有機(jī)組合而成。1 . 化學(xué)工程學(xué)科中的基本概念 化學(xué)工程：研究以化學(xué)工業(yè)為代表的過(guò)程工業(yè)中有關(guān)化學(xué)過(guò)程和物理過(guò)程的一般原理和共性規(guī)律，解決過(guò)程和裝置的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、操作及優(yōu)化的理論和方法問(wèn)題。8ppt課件化學(xué)工程的產(chǎn)生與發(fā)展 隨著對(duì)化學(xué)品需求的增長(zhǎng)，引起了從手工業(yè)向大工業(yè)的過(guò)渡。化學(xué)家分為純化學(xué)家和工業(yè)化學(xué)家（或稱應(yīng)用化學(xué)家）。純化學(xué)家主要對(duì)合成新物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)新的化學(xué)反應(yīng)，測(cè)定物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，以及新的

7、機(jī)理、規(guī)律、理論感興趣。工業(yè)化學(xué)家則著眼于將該化學(xué)物質(zhì)或化學(xué)反應(yīng)在工業(yè)上的運(yùn)用和實(shí)現(xiàn)。要求工業(yè)化學(xué)家具備較多的物理和機(jī)械知識(shí)。英國(guó)工程師G.E.戴維斯(George Edwards Davis,1850-1907年)最早提出“化學(xué)工程”這一概念。1915年麻省理工學(xué)院A.D.Little首次提出“化工單元操作”的概念。 1923年美國(guó)麻省理工學(xué)院的著名教授W. H. 華克爾等人編寫(xiě)出版的第一部關(guān)于單元操作的著作化工原理（Principles of Chemical Engineering ），從而奠定了化學(xué)工程作為一門(mén)獨(dú)立工程學(xué)科的基礎(chǔ)，完成了從化工生產(chǎn)工藝到單元操作的發(fā)展，推進(jìn)認(rèn)識(shí)上的一個(gè)飛

8、躍。對(duì)于化學(xué)工程學(xué)科的形成和發(fā)展起到了推動(dòng)作用。我國(guó)于20世紀(jì)20年代創(chuàng)辦了化學(xué)工程系，開(kāi)設(shè)了化工原理課程。解放之后，我國(guó)先后出版了以單元操作為主線的化工原理、化工過(guò)程及設(shè)備、化工操作原理及設(shè)備等教科書(shū)。 9ppt課件化工學(xué)科體系的形成 化工教育是從化學(xué)教育中分離出來(lái)的。1885年，英國(guó)倫敦帝國(guó)學(xué)院最早創(chuàng)辦了化工系，當(dāng)時(shí)的課程是化學(xué)與機(jī)械工程的混合。不久停辦。1888年，美國(guó)麻省理工學(xué)院首先在化學(xué)系科內(nèi)設(shè)置化學(xué)工程課，后來(lái)才開(kāi)始設(shè)置化學(xué)工程系。其他國(guó)家隨后也逐步建立了化學(xué)工程系。在美國(guó)著名化學(xué)家A.D.Little首次提出“化工單元操作”的概念之后，W.H.Walker(W. H. 華克爾等)

9、, W.K.Lewis和W.H.McAdams三人合著的化工原理初版在1923年問(wèn)世。化工學(xué)科已由一種工藝單元發(fā)展為現(xiàn)代化的工程科學(xué)。 10ppt課件中國(guó)的化工高等教育 1927年4月，李壽恒在浙江大學(xué)建立了化工系。李壽恒先生于1925年在美國(guó)伊利諾伊大學(xué)獲化學(xué)工程博士學(xué)位后回國(guó)教授應(yīng)用化學(xué)。不久后，南京的中央大學(xué)和天津的南開(kāi)大學(xué)也設(shè)立了化工系。到1949年，全國(guó)約有30個(gè)化工系。新中國(guó)成立后，進(jìn)行大規(guī)模的院系調(diào)整，第一批合并組成了天津大學(xué)化工系、大連工學(xué)院化工系、成都工學(xué)院化工系、華南工學(xué)院化工系、華東化工學(xué)院、北京石油學(xué)院等。1958年，北京化工學(xué)院創(chuàng)建。目前，全國(guó)有上百個(gè)化工學(xué)院或化工系

10、。11ppt課件 更為廣義地說(shuō)，化學(xué)工程是研究化學(xué)工業(yè)和相關(guān)過(guò)程工業(yè)（Process industry）生產(chǎn)過(guò)程中所進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程及物理過(guò)程普遍規(guī)律的一門(mén)工程學(xué)科。它的范圍不但覆蓋了化學(xué)與石化工業(yè)，而且滲透到能源、環(huán)境、生物、材料、制藥、冶金、輕工、衛(wèi)生、信息等工業(yè)及技術(shù)部門(mén)。 20世紀(jì)60年代“三傳一反”（動(dòng)量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞、化學(xué)反應(yīng)工程）概念的提出，開(kāi)辟了化學(xué)工程發(fā)展過(guò)程的第二個(gè)歷程。計(jì)算機(jī)應(yīng)用的快速發(fā)展，使化學(xué)工程成為更完整的體系，并推向了“過(guò)程優(yōu)化集成”、“分子模擬”的新階段。 隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，化學(xué)工程與相鄰學(xué)科相融合逐漸形成了若干新的分支與生長(zhǎng)點(diǎn)，諸如：生物化學(xué)

11、工程、分子化學(xué)工程、環(huán)境化學(xué)工程、能源化學(xué)工程、計(jì)算化學(xué)工程、軟化學(xué)工程、微電子化學(xué)工程等。同時(shí)，上述新興產(chǎn)業(yè)與學(xué)科的發(fā)展，也推動(dòng)了特殊領(lǐng)域化學(xué)工程的進(jìn)步。 1 . 化學(xué)工程學(xué)科中的基本概念12ppt課件化工單元操作的分類(lèi) 根據(jù)單元操作的理論基礎(chǔ)進(jìn)行的分類(lèi)1）以動(dòng)量傳遞(momentum transfer)理論為基礎(chǔ)： 流體流動(dòng)、流體輸送機(jī)械、沉降、過(guò)濾、攪拌、固體流態(tài)化 等2）以熱量傳遞(heat transfer)理論為基礎(chǔ)： 加熱、冷卻、蒸發(fā) 等3）以質(zhì)量傳遞(mass transfer)理論為基礎(chǔ)： 吸收、精餾、萃取、干燥 等 流體中發(fā)生的這三種傳遞現(xiàn)象(transport pheno

12、mena)都是由于流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)和分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的結(jié)果。1 . 化學(xué)工程學(xué)科中的基本概念流體流動(dòng)： 研究流體流動(dòng)的規(guī)律，完成流體輸送的任務(wù)。流體輸送機(jī)械：研究流體輸送機(jī)械的性能特點(diǎn)，進(jìn)行正確的選用及安裝。沉降：利用密度差，從氣體或液體中分離懸浮的固體顆粒、液滴或氣泡。過(guò)濾：根據(jù)尺寸不同的截留，從氣體或液體中分離懸浮的固體顆粒。攪拌：輸入機(jī)械能使流體間或與其他物質(zhì)均勻混合。流態(tài)化：輸入機(jī)械能使固體顆粒懸浮于流體中，具有流體狀態(tài)的性質(zhì)。13ppt課件換熱（傳熱）：利用溫度差，對(duì)于物質(zhì)輸入熱量或移出熱量，使物質(zhì)升溫、降溫或者改變相態(tài)。蒸發(fā)：對(duì)于溶液輸入熱量使溶劑汽化，使溶液濃縮。氣體吸收：利用各

13、組分在溶劑中溶解度的差異，分離氣體混合物。液體精餾：利用各組分在同樣條件下?lián)]發(fā)度的的差異，分離液體混合物。液液萃?。豪酶鹘M分在萃取劑中溶解度的差異，分離液體混合物。固體干燥：對(duì)于濕固體物料輸入熱量，使?jié)穹制构腆w物料得以干燥。氣液傳質(zhì)設(shè)備：實(shí)現(xiàn)氣體吸收 、液體精餾 所需要的塔設(shè)備。1 . 化學(xué)工程學(xué)科中的基本概念 隨著新產(chǎn)品、新工藝的開(kāi)發(fā)或?yàn)閷?shí)現(xiàn)綠色化工生產(chǎn)，對(duì)物理過(guò)程提出了一些特殊要求，又不斷地發(fā)展出新的單元操作或化工技術(shù)，如膜分離、參數(shù)泵分離、電磁分離、超臨界技術(shù)等。同時(shí)，以節(jié)約能耗，提高效率或潔凈無(wú)污染生產(chǎn)的集成化工藝（如反應(yīng)精餾、反應(yīng)膜分離、萃取精餾、多塔精餾系統(tǒng)的優(yōu)化熱集成等）

14、將是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。 單元操作的研究包括“過(guò)程”和“設(shè)備”兩個(gè)方面的內(nèi)容，故單元操作又稱為化工過(guò)程和設(shè)備?；ぴ硎茄芯恐T單元操作共性的課程。 “三傳理論的建立”是單元操作在理論上的進(jìn)一步發(fā)展和深化。傳遞過(guò)程是聯(lián)系各單元操作的一條主線。14ppt課件單元操作目的物態(tài)原理傳遞過(guò)程流體輸送輸送液、氣輸入機(jī)械能動(dòng)量傳遞過(guò) 濾非均相物系的分離氣-固 液-固尺寸不同的截留動(dòng)量傳遞沉 降非均相物系的分離氣-固 液-固密度差引起的相對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)量傳遞傳 熱加熱、冷卻、相變氣、液、固利用溫度差傳入或移出熱量熱量傳遞吸 收對(duì)混合氣體的分離氣利用溶解度的差異分離物質(zhì)傳遞蒸 發(fā)溶劑與不揮發(fā)性溶質(zhì)的分離液使溶劑汽化熱量傳

15、遞精 餾液體均相混合物分離液各組分揮發(fā)度的不同物質(zhì)傳遞萃 取均相混合物的分離液各組分在溶劑中溶解度的不同物質(zhì)傳遞干 燥去濕固體供熱汽化熱質(zhì)同時(shí)傳遞 化工生產(chǎn)過(guò)程中常見(jiàn)的單元操作15ppt課件2. 化工原理課程的性質(zhì)與任務(wù)化工原理 (principles of Chemical Engineering)： 是化學(xué)工程(chemical engineering)學(xué)科的基礎(chǔ)部分；是化工工藝(chemical technology)學(xué)的理論基礎(chǔ)。化工原理 研究的對(duì)象是實(shí)際工程問(wèn)題。其講述各種化工單元操作的基本原理，典型化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理、操作性能，工藝過(guò)程設(shè)計(jì)和設(shè)備設(shè)計(jì)的計(jì)算方法 ?；ぴ碚n程具有顯

16、著的工程性 它要解決的問(wèn)題是多因素、多變量的綜合性的工業(yè)實(shí)際問(wèn)題，因此，分析和處理問(wèn)題的方法也就與理科課程有較大的不同。該課程所研究的內(nèi)容來(lái)自化工生產(chǎn)實(shí)踐，又面向化工生產(chǎn)實(shí)踐，是化工技術(shù)工作者的基本的重要的本領(lǐng)所在。 該課程的研究?jī)?nèi)容就是生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題，故理論密切聯(lián)系實(shí)際，通過(guò)學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用基礎(chǔ)理論,分析得到工程理論，解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。16ppt課件化工過(guò)程開(kāi)發(fā)：以已經(jīng)研究出的從原料到產(chǎn)品的化工過(guò)程所包括的基本單元操作步驟為基礎(chǔ)，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上來(lái)考慮，探索出最佳的工藝流程及設(shè)備，確定出最佳的操作條件?；み^(guò)程設(shè)計(jì)：通過(guò)計(jì)算確定設(shè)備的合適型式和主要尺寸，并且確定工藝流程中的控制點(diǎn)?；み^(guò)程

17、操作：除了進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程技術(shù)管理保障正常運(yùn)行以外，更重要的是對(duì)于現(xiàn)有的工藝流程及設(shè)備作出改進(jìn)以提高其效率。 在化工過(guò)程開(kāi)發(fā)、化工過(guò)程設(shè)計(jì)、化工過(guò)程操作中都存在著明顯的工程性：（1）影響化工過(guò)程的因素多，（2）制約化工過(guò)程的條件多，（3）在化工過(guò)程計(jì)算中，涉及到的物性數(shù)據(jù)、工程條件數(shù)據(jù)多，相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)公式多，（4）效益是評(píng)價(jià)工程優(yōu)劣的最終判據(jù) 。 社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益。 本課程強(qiáng)調(diào)工程觀點(diǎn)17ppt課件 化工原理課程是化工類(lèi)及相近專業(yè)的一門(mén)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，其兼有“科學(xué)”與“技術(shù)”的特點(diǎn)，它是綜合運(yùn)用自然科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，分析和解決化工類(lèi)型生產(chǎn)中各種物理過(guò)程的工程學(xué)科。 該課程的主要

18、內(nèi)容是利用數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)等自然科學(xué)的原理，研究實(shí)際化工物理過(guò)程中的客觀規(guī)律，并利用這些規(guī)律進(jìn)行化工過(guò)程設(shè)計(jì)、工藝計(jì)算、設(shè)備構(gòu)造設(shè)計(jì)等。 從理論知識(shí)體系來(lái)看，先行的數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)等課程主要是揭示自然界中的普遍規(guī)律，屬于自然科學(xué)的范疇。而化工原理課程所研究的內(nèi)容則屬于工程技術(shù)科學(xué)的范疇。在化工類(lèi)專業(yè)人才培養(yǎng)中，它起著由理及工的“橋梁”作用，它承擔(dān)著工程科學(xué)與工程技術(shù)的雙重教育任務(wù)。 本課程強(qiáng)調(diào)工程觀點(diǎn)、工程問(wèn)題處理方法、定量運(yùn)算、實(shí)驗(yàn)技能及設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際。 2. 化工原理課程的性質(zhì)與任務(wù)18ppt課件課程教學(xué)的主導(dǎo)思想： 以化學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展和現(xiàn)代教育思想為依據(jù)，與社會(huì)發(fā)展需

19、求相適應(yīng)，提出本課程的科學(xué)體系和課程框架。以化工過(guò)程的共性為主線，將化工單元操作的內(nèi)容及基礎(chǔ)按過(guò)程共性分塊，闡明共同的原理和科學(xué)基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用科學(xué)理論的意識(shí)和獲取知識(shí)的能力。體現(xiàn)課程內(nèi)容的工程特色，突出工程問(wèn)題的處理方法，強(qiáng)調(diào)對(duì)于學(xué)生工程觀點(diǎn)、工程方法、工程能力及工程素質(zhì)的培養(yǎng)教育。以教學(xué)內(nèi)容為載體，使學(xué)生掌握化工常用的科學(xué)方法，如：數(shù)學(xué)模型法、實(shí)驗(yàn)研究法、過(guò)程分解法、參數(shù)歸并法及數(shù)學(xué)解析法等。在基本原理的應(yīng)用中，從設(shè)計(jì)型問(wèn)題和操作型問(wèn)題兩方面加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的示范。以此培養(yǎng)學(xué)生從實(shí)際工作出發(fā)，思考和解決問(wèn)題的能力。 以教育心理學(xué)的建構(gòu)主義理論指導(dǎo)教學(xué)，精心創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，合理安排教學(xué)過(guò)程

20、中的互動(dòng)及交流，引領(lǐng)新知識(shí)在頭腦中的意義建構(gòu)思維過(guò)程，達(dá)到新知識(shí)與原知識(shí)基礎(chǔ)的融會(huì)貫通。 2. 化工原理課程的性質(zhì)與任務(wù)19ppt課件1）數(shù)學(xué)描述（解析）方法：常用的物理原理：物料衡算、能量衡算、熱量衡算、動(dòng)量守恒原理、牛頓第二定律、牛頓第三定律常用的化學(xué)原理：相平衡關(guān)系常用的數(shù)學(xué)手段：數(shù)學(xué)微積分原理3. 化工原理研究問(wèn)題時(shí)的方法2）復(fù)雜問(wèn)題的兩種思維方式:（1）實(shí)驗(yàn)研究方法；（2）數(shù)學(xué)模型方法。20ppt課件課程的研究方法 如果一個(gè)物理過(guò)程的影響因素較少，各參數(shù)之間的關(guān)系比較簡(jiǎn)單，能夠應(yīng)用相關(guān)的物理或化學(xué)原理，建立數(shù)學(xué)方程并能直接求解，則稱為解析法。根據(jù)質(zhì)量守恒、能量守恒、相平衡關(guān)系和傳遞速

21、率關(guān)系等基礎(chǔ)理論建立數(shù)學(xué)方程，是解決某些物理過(guò)程有效的解析法。 如果一個(gè)物理過(guò)程的影響因素很多，各參數(shù)之間的關(guān)系難以從理論上分析清楚，解決這類(lèi)復(fù)雜的工程問(wèn)題，形成了兩種典型的思維方式和方法。（1）實(shí)驗(yàn)研究方法（經(jīng)驗(yàn)法）該方法一般用因次分析和相似論為指導(dǎo)，依靠實(shí)驗(yàn)來(lái)確定過(guò)程變量之間的關(guān)系，通過(guò)無(wú)因次數(shù)群（或稱準(zhǔn)數(shù)）構(gòu)成的關(guān)系式來(lái)表達(dá)。是一種工程上通用的基本方法。（2）數(shù)學(xué)模型法（半經(jīng)驗(yàn)半理論方法）該方法是在對(duì)實(shí)際過(guò)程的機(jī)理深入分析的基礎(chǔ)上，在抓住過(guò)程本質(zhì)的前提下，作出某種合理簡(jiǎn)化，建立物理模型，進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，得出數(shù)學(xué)模型。通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定模型參數(shù)。 21ppt課件聯(lián)系“化工原理”課程內(nèi)容的兩條主線:

22、1）傳遞過(guò)程是統(tǒng)一的研究對(duì)象動(dòng)量傳遞(momentum transfer)、熱量傳遞(heat transfer)、質(zhì)量傳遞(mass transfer)2）各單元操作有著共同（或相似）的研究方法動(dòng)量傳遞的單元操作：力平衡、質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒。經(jīng)濟(jì)分析。熱量傳遞的單元操作：熱量平衡、傳熱速率。經(jīng)濟(jì)分析。質(zhì)量傳遞的單元操作：傳質(zhì)速率、相平衡關(guān)系、質(zhì)量平衡、熱量平衡、經(jīng)濟(jì)分析。3. 化工原理研究問(wèn)題時(shí)的方法總之，對(duì)于各單元操作，均以質(zhì)量守恒、能量守恒、平衡關(guān)系和速率關(guān)系這4種基本關(guān)系為基礎(chǔ)，進(jìn)行數(shù)學(xué)描述 。22ppt課件4. 學(xué)習(xí)化工原理課程之后能夠解決的問(wèn)題1）如何根據(jù)各單元操作在技

23、術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的特點(diǎn),進(jìn)行“過(guò)程設(shè)計(jì)和設(shè)備類(lèi)型選擇”,以經(jīng)濟(jì)而有效地完成工藝設(shè)計(jì)，滿足工藝的要求。2）如何進(jìn)行“過(guò)程(process)”的計(jì)算和“設(shè)備(appatatus)”的設(shè)計(jì)。3）如何根據(jù)生產(chǎn)的不同要求,進(jìn)行生產(chǎn)參數(shù)或指標(biāo)的調(diào)節(jié)。4）當(dāng)生產(chǎn)狀況不正常時(shí)，如何尋找根源。課程學(xué)習(xí)要求:學(xué)習(xí)本課程中，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面能力的培養(yǎng)：（1）單元操作和設(shè)備選擇的能力,（2）工程設(shè)計(jì)能力,（3）操作和調(diào)節(jié)生產(chǎn)過(guò)程的能力,（4）過(guò)程開(kāi)發(fā)或科學(xué)研究能力。將可能變現(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)工程目的，這是綜合創(chuàng)造能力的體現(xiàn)。23ppt課件5. 物理量的單位與量綱（因次）（dimension）1）單位制 國(guó)際單位制SI (Sys

24、tem International dUnites) 基本單位:質(zhì)量.kg 長(zhǎng)度.m 時(shí)間.s具有專門(mén)名稱的導(dǎo)出單位:力. N 能量.功. J 功率. W物理單位制cgs: 基本單位: 質(zhì)量. g 長(zhǎng)度.cm 時(shí)間. s 工程單位制: 基本單位: 力. Kgf 長(zhǎng)度.m 時(shí)間.s 需要 由 工程單位制 或 物理單位制 換算到 國(guó)際單位制。中華人民共和國(guó)法定計(jì)量單位（簡(jiǎn)稱法定單位制）在我國(guó)的法定計(jì)量單位中，除了SI制中的基本單位導(dǎo)出單位外，又規(guī)定了一些我國(guó)選定的非國(guó)際單位制單位。例如，時(shí)間用s（秒）、 min（分鐘）、 h（小時(shí)）、 d （日）。質(zhì)量可以用kg（公斤）、 t（噸）。溫度可以用K（

25、開(kāi)爾文）、 oC（攝式度）。物質(zhì)的量mol（摩爾）、 kmol（千摩爾）。長(zhǎng)度可以用m（米）、 km（千米）、 mm（毫米）、 cm（厘米）。24ppt課件2）量綱（因次） 物理量的基本量的量綱為其本身。 SI制中的基本量: 質(zhì)量 M 、長(zhǎng)度 L 、時(shí)間 T 、 熱力學(xué)溫度 、 物質(zhì)的量 N 、電流 I 、發(fā)光強(qiáng)度 J 導(dǎo)出量的量綱: 例如：速度 LT-1 加速度 LT-2 力 MLT-25. 物理量的單位與量綱（因次）( dimension )3）量綱一致性方程 (dimensionally homogeneous equation)物理量方程 是 與某一客觀現(xiàn)象有關(guān)的各物理量之間關(guān)系的表達(dá)

26、式。任何一個(gè)物理量方程，只要理論上合理，該方程等號(hào)兩邊各項(xiàng)的量綱必定相等。25ppt課件5. 物理量的單位與量綱（因次）3）量綱一致性方程 (dimensionally homogeneous equation)物理量方程 是 與某一客觀現(xiàn)象有關(guān)的各物理量之間關(guān)系的表達(dá)式。任何一個(gè)物理量方程，只要理論上合理，該方程等號(hào)兩邊各項(xiàng)的量綱必定相等。26ppt課件例: 工程單位制中的 力 與國(guó)際單位制中的 力 之關(guān)系。 以質(zhì)量為1kg的物質(zhì)在重力場(chǎng)中所受的力為分析對(duì)象。在工程單位制中，受力為1kgforce.在國(guó)際單位制中，根據(jù)牛頓第二定律 F=ma受力為 F=19.81=9.81kg.m/s2=9.

27、81N所以 1kgf=9.81N 這是一個(gè)非常重要的關(guān)系式。4）單位換算5. 物理量的單位與量綱（因次）27ppt課件 例1：1atm=1.033kgf/cm2,將其換算成SI制的單位。 1kgf=9.81N 1cm=10-2m 例2：通用氣體常數(shù)R=82.06atmcm3/(molK),將其換算成SI制。28ppt課件例3：30 水的粘 度 =0.008g/(cm.s)（泊） ,將此cgs制單位換算成SI制 。解:例4: 傳質(zhì)系數(shù)單位的轉(zhuǎn)換計(jì)算29ppt課件6.物料衡算(mass balance)和能量衡算(energy balance)若積累速率=0 ，則控制體處于穩(wěn)定狀態(tài)（定常態(tài)）。此時(shí)，輸入速率之和=輸出速率之和+控制體中的積累速率輸入速率之和=輸出速率之和控制體通常以單位時(shí)間為基準(zhǔn)，物理量的單位時(shí)間內(nèi)的數(shù)值稱為速率。平衡：輸