《化工原理第一讲》PPT课件

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1、化工原理（上）绪论1本课程的性质和内容1)性质：化工原理是在高等数学、物理学、物理化学等课程的基础上开设的一门技术基础课程，属工程学科，具有工程性和实用性,应用范围广。2）内容：把原材料加工成有价值产品的过程。一个化工生产过程所包括的步骤分为两类：一是化学反应过程二是单元操作过程：化工生产中基本的物理处理过程。单元操作特点：1）.都是物理操作。2）.都是化工生产过程中共有的操作。3）.用于不同化工生产过程的同一单元操作，其原理相同，所用设备亦通用。化工单元操作的目的是：①物料的输送；②物料物理状态的改变；③混合物料的分离。三传理论：动量；热量；质量一反：化学反应2单位

2、制与单位换算1）单位制7个基本量：长度:m；时间:s；质量:kg；电磁强度:A(安培)；发光强度:cd(烛光)；物质的量:mol(摩尔)；热力学温度:K。2个辅助量：平面角:rad(弧度)；立体角:sr(球面度)。特点：1.通用性；2.一贯性。我国法定计量单位国际单位制选定的非国际单位制2）单位换算.物理量：由一种单位换算成另一种单位时，量本身并不变化，只是数值要变化，换算时要乘或除以两单位间的换算因数。换算因数：如；1m＝100cm，则换算因数为100cm/m或0.01m/cm例0-1：已知1atm=1.033kgf/cm2,试用Pa表示。解：查附录1知：1kgf=

3、9.81N,1cm2=10-4m2换算因数：9.81N/kgf,10-4m2/cm23）经验公式(数字公式)借助实验或半实验、半理论的方法处理得到的公式。它只反映各有关物理量之间的数字关系，每个符号只代表物理量的数字部分，而这些数字又与特定单位对应。因此，使用经验公式时，各物理量必须采用指定单位。经验公式的单位换算，也可采用换算因数将规定单位换算成所要求单位。例0-2:水蒸汽在空气中扩散系数为：式中：D－扩散系数，ft2/h；P－压强，atm；T－兰氏温度，oR。试将式中各符号单位换算成D:m2/s；P:Pa；T:K3物料衡算遵循质量守恒定律通式：ΣGi＝ΣGo+GA

4、适用于：1.任何指定的空间范围；2.过程所涉及的全部变化：无化学变化；混合物任一组分都符合此通式；有化学变化：各元素符合此通式；3.间歇、连续操作：间歇操作：GA≠0连续操作：GA＝0物料衡算的步骤：1.绘简图：方框表设备，箭头表输入输出物流方向，箭头旁注明条件。2.定基准：间歇操作：以一批物料为基准；连续操作：以单位时间为基准。3.划范围：其边界要与待计算的物流相交4.列算式：总物料衡算式，1个某组分物料衡算式，N-1个物料衡算举例例0-1:已知原料液流量为1000kg/h，含20％KNO3，进入蒸发器，蒸出水分Wkg/h，浓缩液为Skg/h，含KNO350％进入结

5、晶器，结晶产品为Pkg/h，含96％KNO3，循环母液Rkg/h，含37.5％KNO3，回到蒸发器再循环，求W,S,P,R各为多少kg/h？蒸发器结晶器1000kg/h20％KNO3Wkg/hSkg/h50％KNO3Pkg/h96％KNO3Rkg/h37.5％KNO3IIIIII解：1.绘简图：2.定基准：1h3.划范围：范围I，II，III见图4.列算式：方框I：总物料：1000=W+PKNO3组分:1000×0.2=W×0+P×0.96蒸发器结晶器1000kg/h20％KNO3Wkg/hSkg/h50％KNO3Pkg/h96％KNO3Rkg/h37.5％KNO3I

6、IIIIIW=791.7kg/hP=208.3kg/h方框II：总物料：S=P+RKNO3组分:S×0.5=P×0.96+R×0.375S=974.8kg/hR=766.5kg/h4热量衡算遵循能量守恒定律热量衡算通式：ΣQi=ΣQo+QＬΣ(wH)i=Σ(wH)o+QＬ1物料所具有的热量由显热与潜热两部分组成，称为焓(H，kJ/kg)。焓值为一相对值，且与状态有关，所以热量衡算时必须规定基准温度和基准状态，通常基准选273K液态(即此时H＝０)。2热量除了伴随物料进出系统外，还可通过设备外壳、管壁由系统向外界散失或由外界传入系统，只要系统与外界存在温度差，就有热

7、量的散失或传入，称热损失QL。热量衡算举例例0-2:在换热器中将平均比热为3.56kJ/(kg.℃)的某种溶液自25℃加热到80℃，溶液流量为1.0kg/s。加热介质为120℃的饱和水蒸汽，其消耗量为0.095kg/s，蒸汽冷凝成同温度的饱和水后排出。试计算换热器的热损失占水蒸汽所提供热量的百分数。换热器25℃溶液1.0kg/s80℃溶液1.0kg/s120℃饱和水蒸汽0.095kg/s120℃饱和水0.095kg/s解：1.绘简图2.定基准：1s，0℃，液体3.划范围：以换热器为衡算范围4.列算式：查附录九：120℃饱和水蒸汽H=2708.9kJ/