常州大学 化工原理(少学时)绪论

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1、化工原理(少学时)常州大学石油化工学院11-12(1)几点说明成绩评定：期终考试70%；期中考试10%；平时20%。课堂纪律：上课关机、不允许交谈。学习方法：预习→听讲→复习→答疑。绪论1、化工过程与单元操作1.1化工过程一个化工生产过程所包括的步骤分为两类：1.化学反应过程:通常在反应器中进行，以化学反应为主。不同化学工业中的化学反应不同，反应机理千差万别，其反应器在构造与操作原理上有很大差别。2.物理处理过程:流体输送、搅拌、沉降、过滤、热交换、蒸发、结晶、吸收、蒸馏、萃取、吸附以及干燥等。具有共性。1.2单元操作物理过程按操作目

2、的分类：（1）物料的增压、减压和输送；（2）物料的混合或分散；（3）物料的加热或冷却；（4）混合物（均相、非均相）的分离；美国麻省理工大学的华克尔(Walker)、刘易斯(lewis)、麦可阿丹姆士(Mcadams)他们在1923年首先提出了“化工单元操作”的概念。化工单元操作特点：1.都是物理操作过程；2.都是化工生产过程中具有共性的操作；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。2、本课程的性质、任务和内容、研究方法2.1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专业技术基础课程

3、，属工程学科，具有工程性和实用性。2.2任务1.掌握化工单元操作过程的基本原理，并能进行过程的选择和计算(即对指定的产品，选择一个适宜的过程经济而有效地满足工艺过程)。2.据生产需要，进行设备工艺尺寸计算及其设备选型计算。3.依据过程的不同要求，进行操作调节和控制。4.掌握强化过程途径，以提高过程和设备的能力、效率。2.3研究内容根据化工单元操作所发生的过程和遵循的物理共性而言，可按其进行的物理本质和理论基础分为三类：1.流体动力过程(传动)：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，以及受其支配的若干单元操作

4、(包括流动、输送、沉降、过滤等)。2.热量传递过程(传热)：研究传热的基本规律及受其支配的单元操作过程(包括热交换、蒸发、干燥等)。3.质量传递过程(传质)：研究物质通过相界面迁移过程的规律及受其支配的单元操作(包括吸收、蒸馏、干燥等)。三种传递过程既有联系又有区别化工原理课程的内容，就是讨论这三种传递过程的基本规律及受其支配的单元操作过程及其典型设备。2.4研究方法1.实验研究方法（经验法）：用量纲分析和相似论为指导，依靠实验来确定过程变量之间的关系，通常用无量纲数群(或称准数)构成的关系来表达。实验研究方法可避免建立数学方程

5、，是工程上通用的研究方法。2.数学模型法（半经验半理论方法）：在对实际过程的机理进行深入分析的基础上，抓住过程的本质，作出某些合理简化，建立物理模型，进行数学描述，得出数学模型，通过实验确定模型参数。2.5单元操作进行的方式1.间歇操作：每次操作之初向设备内投入一批物料，经过一番处理后，排除全部产物，再重新投料。间歇操作设备内，同一位置上，在不同时刻进行着不同的操作步骤，因而同一位置上，物料组成、温度、压强、流速等参数都随时间变化，属非定态过程，即参数＝f(x,y,z,t)。2.连续操作：原料不断地从设备一端送入，产品不断从另一端送出

6、。连续操作设备内，各个位置上，物料组成、温度、压强、流速等参数可互不相同，但在任一固定位置上，这些参数一般不随时间变化，属定态过程，即参数＝f(x,y,z)。3、单位制与单位换算3.1单位制任何物理量都由数字和单位联合表达的。运算时，数字与单位一并纳入运算。如：5m+8m=(5+8)m；5m×8m=(5×8)(m×m)=40m2物理量单位选择时，先选定几个独立的物理量，叫基本量，并根据使用方便的原则，定出这些量的单位，叫基本单位；其它各量的单位通过它们与基本量之间的关系来确定，这些物理量叫导出量，单位叫导出单位；导出单位是由基本单位乘

7、、除构成的。国际单位制(SI制)：7个基本量：长度L:m；时间T:s；质量M:kg；电流I:A(安培)；发光强度J:cd(烛光)；物质的量N:mol(摩尔)；热力学温度Θ:K。2个辅助量：平面角:rad(弧度)；立体角:sr(球面度)。特点：任何一个SI导出单位，在由基本单位导出时，都不需引入比例系数。我国法定计量单位国际单位制选定的非国际单位制3.2单位换算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：彼此相等而单位不同的两个物理量包括单位在内的比值。如；1m＝100cm

8、，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：1kgf=9.81N,1cm2=10-4m2换算因数：9.81N/kgf,10-4m2/cm24、基本概念