化工原理流动.ppt

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1、化工原理（单元操作）主讲：诸爱士课程介绍1.名称2.课时：72（60+12）+54（42+12）3.内容结构：理论+实验+课程设计4.学习方式：听、理解、练习、动手、问……5.考核：期末考试卷面70%+实验20%+平时10%6.参考资料：教材--陈敏恒、谭天恩、姚玉英等习题—何朝洪、姚玉英等工业实例实习车间工艺1．物料、流体（固、液、气）的输送：泵、风机、真空泵、皮带2．溶液——结晶3．沉降、旋风分离除尘（气体）4．过滤5．吸收——脱吸6．锻烧、蒸发、烘烤7．传热.废热锅炉.热交换器.8．反应、发酵、菌种培养9．流态化制糖晒盐：流体输送、蒸发、结晶、离心分离、干燥等

2、功能成分提取流程大豆分离蛋白啤酒生产工艺球蛋白分离化工原理（上册）序一．工业生产过程：单元操作+反应工艺制造过程P1单元操作特点：物理性操作，只改状态和物性，不改化性。共有，但数目和次序不同原理相同设备通用，但可不一样大。分类：流体力学—动量传递热量传递质量传递P2二．单位制：单位量纲单位制质量--物质量的多少，重量、力---地球引力的大小单位换算例3公式分类：理论经验例4三．概念P3物料衡算–质量守恒定律体系范围基准m入=m出+m积累例1热量衡算-能量守恒定律边界基准--温度相态例2平衡关系-动态平衡过程速率=过程推动力/阻力教案1例1物料衡算浓度为20%（质量）

3、的KNO3水溶液以1000kg/h的流量送入蒸发器，在149℃温度下蒸出一部分水而得到浓度为50%的水溶液，再送入结晶器，冷却至38℃后，析出含有4%结晶水的KNO3晶体并不断取走，浓度为37.5%的KNO3饱和母液则返回蒸发器循环处理。试求结晶的产品量P，水分蒸发量W，循环母液量R及浓缩溶液量S。解：首先根据题意，画出过程示意图：水Wkg料液1000kg/h20%KNO3蒸发器Skg/h50%KNO3结晶器结晶产品Pkg/h4%水Rkg/h37.5%KNO3确定计算基准，以题给1000kg/hKNO3水溶液为准。1）结晶产品量P及水分蒸发量W划定范围----整个系

4、统对其进行衡算列出式总物料1000=W+P溶质1000(0.2)=W(0)+P(1-0.04)解得P=208.3kg/hW=791.7kg/h2）循环母液量R及浓缩液量S划定小范围-----结晶器，作总物料衡算及KNO3衡算S=R+P=R+208.3S(0.50)=R(0.375)+P(1-0.04)解得R=766.6kg/hS=974.9kg/h基准联系物单位教案1例2热量衡算设在一管壳加热器中，用压力为136KN/m2的饱和蒸汽加热空气（297K），蒸汽流量是0.01kg/s，空气流量是1kg/s，冷凝液在饱和温度（361K）下排出，若在这温度范围内，空气的平均

5、比热是1.005kJ/kg.K，试计算空的出口温度。（忽略热损失）解：取一秒为计算基准，由蒸汽表查出，136KN/m2饱和蒸汽的焓是2689kJ/kg，361K水的焓是368kJ/kg.蒸汽放出的热=0.01(2689-368)=0.012321kJ/s=23.2kW设空气的出口温度为T，可列出热量衡算，取基准温度为297K，于是进口空气的焓为0。出口空气的焓=1.005(T-297)kJ/kg空气获得的热=11.005(T-297)kJ/s=(1.005T-298.5)kW热量衡算，蒸汽放出的热=空气获得的热+热损失23.2=1.005T-98.5+0所以T=

6、321.7/1.005=320K教案1例3单位换算已知，1atm=1.033kg/cm2,试用国家法定单位（Pa=N/m2）表示压强。解：先列出有关各量不同单位的关系1kgf=9.81N1cm2=10-4m2因此1atm=1.033kg/cm2=1.033(kgf9.81N/kgf)/(cm210-4m2/cm2)=1.0339.81104N/m2=1.0133105N/m2=1.0133105Pa教案1例4公式换算水蒸汽在空气中的扩散系数可用如下经验公式计算D=(1.4610-4/p)[T5/2/(T+441)]式中D---扩散系数[英尺2/h]

7、;p—压强atm，T—绝对温度，0R.因上述单位均属应当废除的单位，需经变换，使式中各符号的单位为：D---m2/s,p---Pa,T—K.解：先列出有关各量不同单位之间的关系：1[英尺]=0.3048m,1h=3600s,1atm=1.0133105N/m2,10R=1/1.8K以D’,p’,T’分别代表扩散系数，压强，温度等三个物理量，则原式可写成：D’/[英尺2/h]={1.4610-4/(p’/[atm])}{(T’/[0R])5/2/(T’/{0R}+441)}引入各换算系数进行单位变换D’/{[英尺2/h](0.3048m/英)2(1/36