化工原理PPT課件講義

化工原理緒論0.1化學工程學科的進展0.1.1化學工程學及其進展化學工程學：以化學、物理和數學原理為基礎，研究物料在工業(yè)規(guī)模條件下，它所發(fā)生物理或化學狀態(tài)變化的工業(yè)過程及這類工業(yè)過程所用裝置的設計和操作的一門技術學科?；瘜W工程學的進展：三階段：單元操作：20世紀初期。單元操作的物理化學原理及定量計算方法，奠定了化學工程做為一門獨立工程學科的基礎。“三傳一反”概念：20世紀60年代多分支：20世紀60年代末。形成了單元操作、傳遞過程、反應工程、化工熱力學、化工系統(tǒng)工程、過程動態(tài)學及控制等完整體系。緒論0.1.2單元操作化工生產是以化學變化或化學處理為主要特征的工業(yè)生產過程。在化學工業(yè)中，對原料進行大規(guī)模的加工處理，使其不僅在狀態(tài)與物理性質上發(fā)生變化，而且在化學性質生也發(fā)生變化，成為合乎要求的產品，這個過程即叫化工生產過程。以氯堿生產為例說明化工生產過程的基本步驟。0.2本課程的性質、任務和內容、研究方法0.2.1性質化工原理是在高等數學、物理學、物理化學等課程的基礎上開設的一門技術基礎課程，屬工程學科，具有工程性和實用性。0.2.2任務1掌握化工單元操作過程的基本原理，并能進行過程的選擇和計算(即對指定的產品，選擇一個適宜的過程經濟而有效地滿足工藝過程要求)。2據生產需要，進行設備工藝尺寸的計算及其設備選型計算。3依據過程的不同要求，進行操作調節(jié)和控制。4掌握強化過程途徑，以提高過程和設備的能力、效率。0.3單元操作進行的方式1.間歇操作：每次操作之初向設備內投入一批物料，經過一番處理后，排除全部產物，再重新投料。間歇操作設備內，同一位置上，在不同時刻進行著不同的操作步驟，因而同一位置上，物料組成、溫度、壓強、流速等參數都隨時間變化，屬非定態(tài)過程，即參數＝f(x,y,z,θ)2.連續(xù)操作：原料不斷地從設備一端送入，產品不斷從另一端送出。連續(xù)操作設備內，各個位置上，物料組成、溫度、壓強、流速等參數可互不相同，但在任一固定位置上，這些參數一般不隨時間變化，屬定態(tài)過程，即參數＝f(x,y,z)0.4單位制與單位換算0.4.1單位制任何物理量都由數字和單位聯合表達的。運算時，數字與單位一并納入運算。如：5m+8m=(5+8)m;5m×8m=(5×8)(m×m)=40m2物理量單位選擇時，先選定幾個獨立的物理量，叫基本量，并根據使用方便的原則，定出這些量的單位，叫基本單位；其它各量的單位通過它們與基本量之間的關系來確定，這些物理量叫導出量，單位叫導出單位；導出單位是由基本單位乘除構成的。0.5物料衡算遵循質量守恒定律通式：ΣGi＝ΣGo+GA

適用于：1.任何指定的空間范圍；2.過程所涉及的全部變化：無化學變化；混合物任一組分都符合此通式；有化學變化：各元素符合此通式；3.間歇、連續(xù)操作：間歇操作：GA≠0連續(xù)操作：GA＝00.6熱量衡算遵循能量守恒定律同物料衡算一樣，繪簡圖、定基準、劃范圍、列算式，但有兩點不同：1物料所具有的熱量由顯熱與潛熱兩部分組成，稱為焓(H，kJ/kg)。焓值為一相對值，且與狀態(tài)有關，所以熱量衡算時必須規(guī)定基準溫度和基準狀態(tài)，通?；鶞蔬x273K液態(tài)(即此時H＝０)。2熱量除了伴隨物料進出系統(tǒng)外，還可通過設備外殼、管壁由系統(tǒng)向外界散失或由外界傳入系統(tǒng)，只要系統(tǒng)與外界存在溫度差，就有熱量的散失或傳入，稱熱損失QL。熱量衡算通式：ΣQi=ΣQo+QＬΣ(