化工原理-- 绪论

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1、绪论一、《化工原理》课程的研究对象与性质1.研究对象《化工原理》课程是研究化工生产过程中共有的物理操作过程的基本原理、所用典型设备的结构和设备工艺尺寸的计算与设备选型。通常将这些物理操作过程称为单元操作。2.单元操作（UnitOperations）使物质发生状态、组成、能量上变化的操作称为单元操作。单元操作的研究包括“过程”和“设备”两个方面的内容，故单元操作又称为化工过程和设备。化工原理是研究诸单元操作共性的课程。一切化工生产过程不论其生产规模大小，除化学反应外，其它均可分解为一系列的物理加工过

2、程。这些物理加工过程称为“单元操作”。流体输送、过滤、沉降、搅拌、颗粒流态化、气力输送、加热冷却、蒸发、蒸馏、吸收、吸附、萃取、干燥、结晶等。3.《化工原理》课程的内容Ø通过什么样的工程方法和设备来实现其工艺过程？反应物如何供给、产物又如何分离？Ø如何提供反应所需的热量及使用反应放出的热量？Ø怎样才能从工业规模生产中获得最佳的经济效益？4.《化工原理》在化工领域中的地位本课程不是教学生如何合成得到新的物质？如何提取新的物质？如何表征新的物质？这是化学家的事情。化学工程研究的是如何把化学家们的小试研

3、究成果开发放大为中试，再开发为生产规模。是在科学实验与化工之间架桥的工作，是直接为人类服务的创造价值的劳动。5.共同的研究对象——传递过程5.1.物理性操作，即只改变物料的状态或物性，并不改变化学性质；5.2.它们都是化工生产过程中共有的操作，但不同的化工过程中所包含的单元操作数目、名称与排列顺序各异；5.3.对同样的工程目的，可采用不同的单元操作来实现；5.4.-5-某单元操作用于不同的化工过程，其基本原理并无不同，进行该操作的设备也往往是通用的。具体应用时也要结合各化工过程的特点来考虑，如原材

4、料与产品的理化性质，生产规模等。实际问题的复杂性—过程、体系、设备、工程性强、计算量大6.单元操作按操作的目的分类如下：6.1.物料的加压、减压和输送、物料的混合、非均相混合物的分离－－动量传递过程6.2.物料的加热或冷却――热量传递过程6.3.均相混合物的分离――质量传递过程以上三种传递过程简称“三传”。是《化工原理》的共同规律和联系。《化工原理》课程研究对象就是研究“三传”理论和“三传”理论的应用。“三传理论的建立”是单元操作在理论上的进一步发展和深化。传递过程是联系各单元操作的一条主线。7.

5、性质《化工原理》课程是高等数学、物理、物理化学等课程的后继课程。它是一门专业技术课程，属于工程学科，具有工程性、应用性。在我们的教学计划中起到了自然学科与应用学科的桥梁作用。作为一门综合性技术学科的一个重要组成部分，主要研究各单元操作的基本原理，所用的典型设备结构，工艺尺寸设计和设备的选型的共性问题，是一门重要的专业基础课。、本课程是一门实践性很强的工程学科，在长期的发展过程中，形成两种基本研究方法，即：7.1．实验研究方法（经验法）7.2．数学模型法（半经验半理论方法）8.化工原理课程的两条主线

6、8.1.动量传递、传热和传质皆属于传递过程，是本门课程统一的研究对象，是联系各单元操作的一条主线。8.2.研究工程问题的方法论是联系各单元操作的另一条主线。各单元操作有共同的研究方法。a.实验研究方法（经验的方法）一般用因次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，通过无因次数群（或称准数）构成的关系式来表达。是一种工程上通用的基本方法。b.数学模型法（半经验半理论的方法）-5-在对实际过程的机理深入分析的基础上，在抓住过程本质的前提下，作出某种合理简化，建立物理模型，进行数学描述，得

7、出数学模型。通过实验确定模型参数。如一个物理过程的影响因素较少，各参数之间的关系比较简单，能建立数学方程并能直接求解，则称为解析法。二、《化工原理》课程的任务1.研究与掌握化工单元操作过程的基本原理并能进行过程的选择；2.进行设备工艺尺寸的计算及设备的选型计算；3.根据生产的不同的要求进行操作和调节，并具有一定寻找故障的原因及排除故障的能力；4.了解强化过程的途径。通过本课程的学习，培养学生有分析和解决单元操作中各种问题的能力，即在科学研究和生产实践中对设备应具有操作管理、设计、强化与过程开发的本

8、领。总之，学习《化工原理》的目的是：掌握规律、开发工艺、创新设计、诊断过程、强化操作。三、单位制度及单位换算任何物理量的大小都是由数字和单位联合来表达的，二者缺一不可。如管长为10m，水的流速为3.5m/s等。（一）单位制度在工程和科学中，单位制度有不同的分类方法。1．基本单位和导出单位基本单位：一般选择几个独立的物理量（如质量、长度、时间、温度等），根据使用方便的原则规定出它们的单位，这些选择的物理量称为基本物理量，其单位称为基本单位。导出单位：其它的物理量（如速度、加速度、密度