《化工原理》.doc

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1、《化工原理》绪论一、本门课程的产生及内容化学工业是对原料进行化学加工以获得有用的产品。显然，其核心是化学反应过程及其设备，为使化学反应经济有效的进行，反应器内必须保持某些最佳反应条件，如适宜的压强、温度和物料的纯度。这些过程统称为前处理。反应后，产物与反应物必须分开，产物必须精制，这些过程称为后处理。前后处理中，绝大多数过程是纯物理过程。从诸多化学工业生产中如何找出规律性的东西。解剖麻雀：碳酸氢氨的制造首先制备原料循环冷气经合成塔内外壁环隙从上而下，由热交换器的管间进入从中心管上升入触媒层。压强为温度为。①动量传递（冷气入塔）（物理学中：动量=质量速度）②热量传递③质量传递（氨水吸收

2、二氧化碳制造碳酸氢氨）④化学反应工程。（合成炉）除化学反应外，其余步骤皆可归纳为若干基本物理过程如输送、压缩、传热、沉降、过滤、蒸发、结晶、干燥、蒸馏、吸收、萃取、冷冻等。共同的过程：传递过程（三传一反）共同的方法：任何一个学科（或学科分支）之所以能成为一门学科，必须有统一的研究对象、统一的研究方法。统一对象即传递过程，也是联系各单元操作的一条主线；各单元操作有着共同的研究方法，这样以单元操作为内容，以传递过程和研究方法为主线组成了“化工原理”这一门课。共同的过程共同的方法产生一门学科即：化工原理。二、《化工原理》课程的性质与任务《化工原理》是在高等数学、物理学及物理化学、化学等课程

3、的基础上开设的一门基础技术课程，其主要任务是研究化工单元操作的基本原理，典型设备的构造及工艺尺寸的计算或设备选型。通过本课程的学习，培养学生分析和解决有关单元操作问题的能力，如：设备选型能力、工程设计能力、调节生产过程能力、生产研发能力，以便在化工生产、科研和设计工作中达到强化生产过程，提高产品质量、提高设备能力及效率，降低设备投资及产品成本、节约能耗、防止污染以及加速新技术开发等方面的目的。任务综合为三个字，选、算、用。选：过程与设备的选择；算：过程的计算和设备的设计；用：如何操作和调节以适应生产的要求。《化工原理》是综合性技术学科——化学工程学的一个基础组成部分，起到为自然科学与

4、应用科学搭桥的作用。它包括三传：1、流体流动过程（动量传递）研究流体流动及流体和与之接触的固体间发生相对运动时的基本规律，以及主要受这些基本规律支配的若干单位操作，如流体的输送、沉降、过滤、搅拌及固体的流态化等。2、传热过程（热量传递）研究传热的基本规律以及主要受这些基本规律支配的若干单元操作，如热交换、蒸发等。3、传质过程（质量传递）研究物质通过相界面迁移过程的基本规律，以及主要受这些基本规律支配的若干单元操作，如液体的蒸馏、气体的吸收、固体的干燥及结晶等。在研究各种单元操作时，为了搞清过程始末和过程中各股物料的数量、组成之间的关系及搞清过程中吸收或释放的能量，必须作物料衡算及能量

5、衡算。此外，为了计算所需设备的工艺尺寸，必须依据平衡关系，了解过程进行的方向与极限，依赖速率关系分析过程进行的快慢。平衡关系和速率关系是研究各种单元操作原理的基本内容。三、化工过程中的一些基本规律1、物料衡算根据质量守恒定律，向设备输入的物料质量减去从设备输出的物料质量，必等于积累在设备里的物料质量，即：（0—1）（此式既适用于间歇过程，也适用于连续过程）式中——输入物料的总和；——输出物料的总和；———积累的物料量。无积累进行物料衡算的注意事项：（1）确定衡算范围（或称系统），它可以在一个单一的设备或其中一部分进行，也可以包括几个处理阶段的全流程。（2）确定衡算对象。对有化学变化的

6、过程，衡算对象可找未发生变化的物质为惰性物质等。（3）确定衡算基准。对于间歇过程，常以一次（一批）操作为基准，对于连续过程，则以单位时间为基准。总结五字解题方法：分（分析题意）、图（画出图形）、选（选定基准）、算（计算结果）、分（分析结果是否合理）。分：认真分析题意。图：画出正确的图形，（用虚线方框图圈住恒算范围，或设备的简略外形），箭头指向方框者是输入项，箭尾指向方框者是输出项，总输入等于总输出。选：选基准，在间歇操作中一般以一次操作为基准；在连续操作过程中则以单位时间为基准如一小时。物料基准常以质量或数表示，不宜用体积表示。衡算对象只以不变化的物料或惰性组分为基准，单位基准、温度

7、基准、压强基准等（统一单位、温度、压强）。算：计算，首先查明公式适用范围、各符号意义及单位，列出方程计算。如从普通公式出发解题，最后推导出适合题中特殊情况的计算式，然后再代入已知数字，从而可达到简化计算的目的。分：分析答案，是否符合实际。2、能量衡算根据能量守恒定律而进行的能量平衡的计算。在生产中能量可能是热能、电能、机械能或其它能。如果是热能，则称为热量衡算。进行热量衡算的基本方法与物料衡算的方法相同，明确衡算范围、衡算对象与衡算基准。式中——伴随各股输