工基礎(chǔ)第一章

化學工程基礎(chǔ)第一章緒論一、化學工程學的性質(zhì)及主要內(nèi)容化學過程——共同規(guī)律物理過程化學工程主要研究化學工業(yè)生產(chǎn)中有關(guān)發(fā)展過程單元操作——化學工業(yè)——化工工藝學——化工過程及設(shè)備——化學工程主要內(nèi)容動量傳遞（流體動力過程）熱量傳遞質(zhì)量傳遞化學反應器簡稱為“三傳一反”4）化工機械與設(shè)備5）技術(shù)經(jīng)濟評價技術(shù)方面經(jīng)濟方面安全方面二、化學工程學的形成與發(fā)展1、形成與發(fā)展一般認為,化學工程學的建立是以1901年G.E.Davis出版《化學工程手冊》(AHandbookofChemicalEngineering)為標志的.也有人說化學工程專業(yè)是1908年和美國化學工程師協(xié)會同時誕生的。47年出版《化學過程原理》和《化學動力學中的散熱和傳熱》57年在荷蘭的阿姆斯特丹的第一次歐洲化學反應過程會議上正式提出“化學反應工程學”-----化學反應工程的誕生年。1960年,由R.B.Bird、W.E.Stewart和E.N.Lightfoot編寫出《傳遞現(xiàn)象》一書,將“單元操作”合并為質(zhì)量、能量和動量傳遞進行討論,具有劃時代的意義。79年中國參加國際化學反應工程會70年在華盛頓召開國際化學反應工程討論會70年代后出現(xiàn)液—固、氣—液—固的專著流體的輸送、傳熱、干燥等物理工序磺化、加氫、水解等化學反應30年代初40年代汽油的制備，橡膠輪胎的出現(xiàn)50年代化學反應與傳遞過程相結(jié)合化學工藝學隨著化學工業(yè)的發(fā)展而逐漸發(fā)展形成的

單元操作生產(chǎn)研究共同規(guī)律化學工程學主導規(guī)律2、性質(zhì)和任務(wù)以化工生產(chǎn)過程為研究對象，研究生產(chǎn)過程的基本規(guī)律和工程技術(shù)，為有效實現(xiàn)工業(yè)化提供可靠的基本規(guī)律和技術(shù)。例如硫鐵礦——礦石處理——焙燒反應——氣體除塵——轉(zhuǎn)化爐氧化——吸收——產(chǎn)品

乙苯——催化脫氫——粗苯乙烯——精餾提純——精苯乙烯——聚苯乙烯三、化學工程與化工數(shù)據(jù)1、化工數(shù)據(jù)：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：與物料本身的物化性質(zhì)及狀態(tài)有關(guān)的;過程參數(shù)：與進行的過程和操作條件有關(guān)的;結(jié)構(gòu)參數(shù)；表征設(shè)備結(jié)構(gòu)特征的參數(shù);無因次準數(shù)：由變量和參數(shù)組成的數(shù)群。2、計量單位SI制7個基本單位：長度米m質(zhì)量千克kg時間秒s熱力學溫度開爾文K電流強度安培A發(fā)光強度坎德拉Cal物質(zhì)的量摩爾mol輔助單位：平面角弧度立體角球面度共存單位：國際單位制（SI制）物理單位制（CGS制）公制（MKS制）工程單位制（at制）工程單位制（at制）以長度（米）、時間（秒）和力（公斤力）為基本單位，質(zhì)量為導出單位。規(guī)定：在真空中以公制中的1公斤質(zhì)量(kg)的物質(zhì)在重力加速度為9.81m/s2下所受到的重力稱為1公斤力(kgf)幾種單位制比較單位制長度質(zhì)量時間速度力功功率SImkgsm?s-1kg?m?s-2kg?m2?s-2kg?m2?s-3MKSmkgsm?s-1kg?m?s-2kg?m2?s-2kg?m2?s-3CGScmgscm?s-1g?m?s-2g?cm2?s-2g?cm2?s-3atmkgf?s2?m-1

sm?s-1kg?m?s-2kg?m2?s-2kg?m2?s-3二、化學工程中常用的一些基本規(guī)律1、物料衡算依據(jù)：質(zhì)量守恒定律要求：1）確定衡算范圍2）有基準3）采用不變的統(tǒng)一單位例1、在一蒸發(fā)器內(nèi)，濃縮濃度為56%的硝酸銨溶液9500kg/h。濃縮后，每小時從蒸發(fā)器釜底放出濃度為96%的硝酸銨溶液。求（1）每小時從釜底放出多少96%的硝酸銨溶液？（2）每小時蒸發(fā)的水量是多少？在化工生產(chǎn)中物料衡算的作用1）根據(jù)處理的物料量，確定設(shè)備的主要尺寸和規(guī)模；2）擬訂加工方案，選擇流程；3）了解操作偏離正常情況的程度，為改進提供依據(jù)。2、熱量衡算基礎(chǔ)：能量守衡定律輸送給系統(tǒng)的能量=系統(tǒng)輸出的能量有反應熱參加時：輸入的能量+反應釋放的能量=輸出的能量+系統(tǒng)內(nèi)積累的能量在化工生產(chǎn)中的作用：1）根據(jù)能量的形式及轉(zhuǎn)化方式確定輸出輸入的方法和措施；2）根據(jù)需輸入或輸出能量的數(shù)值，確定設(shè)備的尺寸；3）根據(jù)能量的關(guān)系，確定能量綜合利用的途徑。3、平衡關(guān)系變化的極限是過程的平衡狀態(tài)，預告過程能夠達到的極限。意義：決定著過程能否進行，也是設(shè)備設(shè)計、工藝條件選擇及工藝改進的依據(jù)。4、過程速率過程速率=推動力/阻力三、學習目的和學習方法1）理解基本規(guī)律在實際中的