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(guò)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(guò)程與單元操作0.1.1 化工過(guò)程,化工原理課程主要研究化工過(guò)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(guò)程。 2、單元操作分類：（1

2、）遵循流體動(dòng)力學(xué)基本規(guī)律：動(dòng)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?jī)?nèi)容與方向：,研究?jī)?nèi)容,研究方向,4、單元操作的特點(diǎn),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(guò)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(guò)程時(shí)，基本原理相同，所用的設(shè)備也是通用的。,5

3、、單元操作計(jì)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(guò)程速率：傳遞過(guò)程速率＝傳遞過(guò)程的推動(dòng)力／傳遞過(guò)程的阻力推動(dòng)力：過(guò)程所處的狀態(tài)與平衡狀態(tài)的距離，阻力：過(guò)程的阻力是各種因素對(duì)速率影響的總的體現(xiàn)。④過(guò)程的熱力學(xué)極限與臨界點(diǎn)的計(jì)算⑤物性的計(jì)算,0.2 物料衡算與能量衡算,一、物料衡算,1、畫(huà)出流程示意圖，標(biāo)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(zhǔn)；

4、,4、列出衡算式并求解。,二、能量衡算,機(jī)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(shuō)明能量衡算過(guò)程。,注意：作熱量衡算時(shí)，由于焓是相對(duì)值，與溫度基準(zhǔn)有關(guān)，故應(yīng)說(shuō)明基準(zhǔn)溫度。習(xí)慣上選0℃為基溫，并規(guī)定0℃時(shí)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(gè)獨(dú)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(zhǎng)度（厘米cm），質(zhì)量（克g），時(shí)間（秒s）,物理單位制 CGS制,基本單位：長(zhǎng)度（米），重量或力（千克力kgf），時(shí)間（秒）,工程單位制,,我國(guó)法定單位制為國(guó)際單位制（即SI制）,三、量綱,1）量綱（因次）物理量通過(guò)幾個(gè)基本物理量的冪次方的乘積來(lái)表達(dá)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(zhǎng)度 L 、時(shí)間 T 、 熱力學(xué)溫度 Θ、 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-2,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。,具體計(jì)算時(shí)，一個(gè)計(jì)算式中各項(xiàng)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(jiàn)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(yùn)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(lái)表示各物理量即可。 經(jīng)驗(yàn)公式：根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果整理出來(lái)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(jì)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(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)備類型選擇”,以經(jīng)濟(jì)而有效地完成工藝設(shè)