化工原理天大柴誠(chéng)敬緒論

《化工原理》（上冊(cè)）章汝平主講1教材柴誠(chéng)敬主編普通高等教育“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材化工原理（上冊(cè)）北京:高等教育出版社2005年6月（第一版）2

(1)柴誠(chéng)敬,張國(guó)亮.化工流體流動(dòng)與傳熱.第二版

北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007(2)夏清，陳常貴.化工原理，上冊(cè).天津:天津大

學(xué)出版社,2005(3)W.L.McCabe,J.C.Smith.UnitOperationsof

ChemicalEngineering,6thed.NewYork:

McGraw.HillInc.,2001參考教材3通過緒論的學(xué)習(xí)，應(yīng)了解化工原理課程的主要內(nèi)容，單元操作的分類和特點(diǎn)，工程學(xué)科的研究方法，本課程的學(xué)習(xí)要求，掌握單位制及單位換算方法。學(xué)習(xí)目的與要求

緒論40.1化工原理課程的內(nèi)容和特點(diǎn)

緒論5化學(xué)工業(yè)和化學(xué)工程化學(xué)工業(yè)是將自然界中的各種物質(zhì)資源通過物理和化學(xué)的方法加工成具有規(guī)定質(zhì)量的物質(zhì)的工業(yè)?；瘜W(xué)工程是一門工程技術(shù)學(xué)科，它研究化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程的基本規(guī)律，并運(yùn)用這些規(guī)律解決化工生產(chǎn)中的問題?；瘜W(xué)工業(yè)是一個(gè)包含多個(gè)行業(yè)的工業(yè)部門。化學(xué)工業(yè)包括石油煉制和裂解、煤焦化及煤焦油工業(yè)、基本有機(jī)合成工業(yè)、高分子合成、氯堿、制酸、化肥、以及精細(xì)化學(xué)工業(yè)等。產(chǎn)品歸納起來可分為25類化工產(chǎn)品根據(jù)技術(shù)密集高低、附加值利潤(rùn)大小、品種類型、產(chǎn)量多少、更新速度快慢以及應(yīng)用范圍不同又可分為兩大類。一類是通用化學(xué)品，另一類是精細(xì)化學(xué)品6化工產(chǎn)品種類繁多，制取的化工原料卻有限?？煞譃闊o機(jī)和有機(jī)原料兩大類。無機(jī)原料主要有空氣水和化學(xué)礦物；有機(jī)主要是煤、石油、天然氣和生物質(zhì)等。原料選擇原則1、考慮原料品位能否滿足生產(chǎn)要求，來源是否充足穩(wěn)定可靠。2、分析原料的經(jīng)濟(jì)性。要對(duì)原料路線和工藝路線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)權(quán)衡。3、從綜合利用原料資源考察原料使用合理性。在遵守國(guó)家有關(guān)資源保護(hù)的法令和條例，兼顧聯(lián)合審查、發(fā)產(chǎn)品回收及三廢處理等方面盡可能提高原料利用率發(fā)揮原料單位相互力所能創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益。7化學(xué)工業(yè)特點(diǎn)(1)化學(xué)工業(yè)是獨(dú)特、不可取代的工業(yè)部門。(2)化工產(chǎn)品品種繁多，工藝復(fù)雜(3)是裝置型工業(yè)，具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)性(4)是資金密集，技術(shù)密集的工業(yè)部門(5)是能耗大戶(6)易污染、重污染的工業(yè)部門8化學(xué)工程的發(fā)展化學(xué)工程發(fā)展的四個(gè)階段9化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域的地位10化工原理課程內(nèi)容化工生產(chǎn)過程化學(xué)反應(yīng)單元操作反應(yīng)工程化工原理三傳一反11化工生產(chǎn)過程分析前處理(預(yù)處理)化學(xué)反應(yīng)過程后處理(加工)物理過程化學(xué)過程物理過程12二、單元操作的分類和特點(diǎn)1、流體動(dòng)力過程：流體輸送、沉降、過濾、攪拌2、傳熱過程：換熱、蒸發(fā)3、傳質(zhì)過程：蒸餾、吸收、萃取、吸附、浸取、吸附、離子交換、膜分離4、熱質(zhì)同時(shí)傳遞過程：增減濕、結(jié)晶、干燥分類13化工原理是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的工程學(xué)科。單元操作的研究?jī)?nèi)容包括“過程”和“設(shè)備”兩個(gè)方面。所有的單元操作都可分解為動(dòng)量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞這三種傳遞過程和它們的結(jié)合。三種傳遞過程現(xiàn)象中存在著類似的規(guī)律和內(nèi)在的聯(lián)系。傳遞過程是聯(lián)系各單元操作的一條主線。二、單元操作的分類和特點(diǎn)特點(diǎn)14包括流體輸送、沉降、過濾、離心分離、攪拌、固體流態(tài)化等以流體力學(xué)為基礎(chǔ)以熱量傳遞理論為基礎(chǔ)包括加熱、冷卻、蒸發(fā)等以質(zhì)量傳遞理論為基礎(chǔ)包括蒸餾、吸收、吸附、萃取、干燥、結(jié)晶、膜分離等化工生產(chǎn)中，主要的單元操作可以歸納為三類：分離過程將混合物分離15三、化工原理課程的研究方法1、實(shí)驗(yàn)研究方法（經(jīng)驗(yàn)法）:用量綱分析和相似論為指導(dǎo)，依靠試驗(yàn)來確定過程變量之間的關(guān)系，通過量綱為一數(shù)群（或稱準(zhǔn)數(shù)）構(gòu)成的關(guān)系式來表達(dá)。是一種工程上通用的基本方法。162、數(shù)學(xué)模型法（半經(jīng)驗(yàn)半理論方法）在對(duì)實(shí)際過程的機(jī)理深入分析的基礎(chǔ)上，在抓住過程本質(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。通過實(shí)驗(yàn)確定模型參數(shù)。研究工程問題的方法是聯(lián)系各單元操作的另一條主線。

三、化工原理課程的研究方法17四．化工過程計(jì)算的理論基礎(chǔ)設(shè)計(jì)型計(jì)算操作型計(jì)算質(zhì)量守恒能量守恒平衡關(guān)系速率關(guān)系

所用基本關(guān)系：化工計(jì)算分為18五．本課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)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)備選擇的能力工程設(shè)計(jì)能力操作和調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程的能力過程開發(fā)或科學(xué)研究能力實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?9

緒論0.2單位制度及單位換算20一． 單位和單位制度1、基本單位和導(dǎo)出單位基本單位導(dǎo)出單位質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間和溫度速度、密度、加速度2、絕對(duì)單位制和重力單位制絕對(duì)單位制重力單位制長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間長(zhǎng)度、時(shí)間和力213、國(guó)際單位制（SI制）根據(jù)1960年10月國(guó)際計(jì)量大會(huì)通過的一種單位制。4、《中華人民共和國(guó)法定計(jì)量單位》在SI制基礎(chǔ)上制定的。一． 單位和單位制度22國(guó)際單位制國(guó)際單位制的構(gòu)成

國(guó)際單位制及其國(guó)際簡(jiǎn)稱SI是在第11屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)（1960）上通過的，包括SI單位和SI單位的倍數(shù)單位。SI單位是國(guó)際單位制中由基本單位和導(dǎo)出單位構(gòu)成一貫單位制的那些單位。除質(zhì)量外，均不帶SI詞頭（質(zhì)量的SI單位為千克）。SI單位的倍數(shù)單位包括SI單位的十進(jìn)倍數(shù)單位和分?jǐn)?shù)單位。23表SI基本單位量的名稱單位名稱單位符號(hào)定義長(zhǎng)度米m米是光在真空中(1/299792458)s時(shí)間間隔內(nèi)所經(jīng)路徑的長(zhǎng)度質(zhì)量千克[公斤]kg千克等于國(guó)際千克原器的質(zhì)量時(shí)間秒s秒是銫-133原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷對(duì)應(yīng)的輻射的9192631770個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間電流安[培]A安[培]是在真空中,截面積可忽略的兩根相距1m的無限長(zhǎng)平行圓直導(dǎo)線內(nèi)通以等量恒定電流時(shí),若導(dǎo)線間相互作用力在每米長(zhǎng)寬上為2×10-7N,則每根導(dǎo)線中的電流為1A熱力學(xué)溫度開[爾文]K開[爾文]是水的三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度的1/273.16物質(zhì)的量摩[爾]mol摩[爾]是一系統(tǒng)的物質(zhì)的量,該系統(tǒng)中包含的基本單元數(shù)與0.012kg碳12的原子數(shù)目相等,在使用摩爾時(shí),基本單位應(yīng)予指明,可以是原子、分子、離子、電子及其他粒子,或是這些粒子的特定組合發(fā)光強(qiáng)度坎[德拉]cd坎[德拉]是一光源在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度,該光源發(fā)出頻率weu540×1012Hz的單色輻射,且在此方向上的輻射強(qiáng)度為(1/688)W/sr243.5米制厘米克秒（CGS）制：物理制長(zhǎng)度(cm),質(zhì)量(g),時(shí)間(s),溫度(℃),絕對(duì)溫標(biāo)(K)絕對(duì)單位制(absolutesystemofunits)：以長(zhǎng)度、質(zhì)量及時(shí)間為基本單位。工程單位制(engineeringsystemofunits)：以長(zhǎng)度、力及時(shí)間為基本單位米千克秒（MKS）制:SI長(zhǎng)度(m),質(zhì)量(kg),時(shí)間(s)

絕對(duì)單位制25米制工程制:

長(zhǎng)度(m),力(kgf),時(shí)間(s)為基本單位，質(zhì)量成為導(dǎo)出單位。千克力：1千克質(zhì)量的物體于真空中所受的重力。（g=9.81m/s2）

1kgf=1kg×9.81m/s2=9.81kg.m/s2=9.81N質(zhì)量工程單位：一物體在1kgf的作用下，得到1m/s2的加速度，該物體的質(zhì)量為1質(zhì)量工程單位（kgf.s2/m）

1質(zhì)量工程單位=1質(zhì)量工程單位的數(shù)值相當(dāng)于SI質(zhì)量的9.81倍263.6英制

英尺磅秒（FPS）制長(zhǎng)度(ft),質(zhì)量(lb),時(shí)間(s)為基本單位，力為導(dǎo)出單位（磅達(dá)，磅.英尺/秒2）。溫度(華氏度,F), 絕對(duì)溫標(biāo)（Rankine，R）

1Pdl=1lb×ft/s2=1lb.ft/s2(Poundle,磅達(dá))1Pdl=0.1383N=0.1383×105dyne

英國(guó)工程制長(zhǎng)度(ft),力（lbf),時(shí)間(s).

斯勒(Slμg)：質(zhì)量工程單位，磅力.秒2/英尺