济南大学流体力学课件-绪论.ppt

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1、化工原理绪论本课程属于基础技术课程。一．化工过程与单元操作1.化工过程在化学工业中，对原料进行大规模的加工处理，使其不仅在状态与物理性质上发生变化，而且在化学性质上也发生变化，成为合乎要求的产品。此一过程即为化学工业的生产过程，简称为化工过程。水引发剂①聚氯乙烯（PVC）单体聚合加热过滤干燥成品PVC（造粒、切片等）氯乙烯乙炔（提纯）＋氯化氢（提纯）单体合成化工生产过程化学反应过程物理过程（前、后处理）总之：原料产品前处理后处理化学反应提纯精制②硝基苯原料苯硝化工序酸料分离粗品精制成品混酸水洗碱洗废酸萃取2．单元操作化工过程中，具有共同的基本原理和通用

2、的典型设备的基本操作。单元操作按其理论基础可分为下列三类（通常称为三传）：(1)流体流动过程包括流体输送、搅拌、沉降、过滤等。(2)传热过程(热量传递过程)包括热交换、蒸发等。(3)传质过程(质量传递过程)包括吸收、蒸馏、萃取、吸附、干燥、结晶、膜分离等。流体流动时，流体内部由于流体质点(或分子)的速度不同，它们的动量也就不同，在流体质点随机运动和相互碰撞过程中，动量从速度大处向动量小处传递，这称为动量传递。所以流体流动过程也称为动量传递过程。动量传递与热量传递和质量传递类似。热量传递是流体内部因温度不同，有热量从高温处向低温处传递。质量传递是因物质在

3、流体内存在浓度差，物质将从浓度高处向浓度低处传递。在流体中的这三种传递现象都是由于流体质点(或分子)的随机运动所产生的。三种传递方式往往相互联系，一种方式往往与一种或两种同时存在在一个问题中。化工原理研究化工产品生产中所使用的各种各样的前、后物理加工过程。按操作的目的划分：物料的增压、减压和输送；物料的混合或分散；物料的加热或冷却；非均相混合物的分离；均相混合物分离。把物理过程按操作原理、目的等归纳为几类基本的操作过程，即单元操作。单元操作目的物态原理传递过程流体输送输送液、气输入机械能动量传递过滤非均相物系的分离气-固液-固尺寸不同的截留动量传递沉降

4、非均相物系的分离气-固液-固密度差引起的相对运动动量传递传热加热、冷却、相变气、液、固利用温度差传入或移出热量热量传递吸收对混合气体的分离气利用溶解度的差异分离物质传递蒸发溶剂与不挥发性溶质的分离液使溶剂汽化热量传递精馏液体混合物分离液各组分挥发度的不同物质传递萃取均相混合物的分离液各组分在溶剂中溶解度的不同物质传递干燥去湿固体供热汽化热质同时传递表化工生产过程中常见的单元操作化工过程=化学反应过程+∑单元操作《化学反应工程》《化工原理》二、《化工原理》课程的性质与任务《化工原理》是化工及其相关专业学生必修的一门基础技术课程。主要任务：介绍“三传”的基

5、本原理及主要单元操作的典型设备构造、操作原理、过程计算、设备选型及实验研究方法等。三、物理量的单位与量纲1．物理量基本量：人为规定的，只有几个,其单位称为基本单位。导出量：根据物理量方程导出，数量很多，其单位称为导出单位。2．公式理论公式：又称物理量方程，是根据物理现象规律建立的，使用时各物理量必须用同一单位制。故又称为量纲一致性方程。经验公式：是单纯根据实验数据整理得来的，使用时各物理量必须用公式所规定的（即整理数据时所采用的）单位。3．国际单位制与法定计量单位（1）国际单位制（SI）有七个基本单位，见表0-1。（2）国际单位制（SI）中有一部分有专

6、门名称，见表0-2。（3）我国的法定计量单位，见表0-4。为准确表示物理量的大小，可用词头辅助（见表0-3)。如5.672×107m=56.72Mm。但质量kg是一个例外，如3564kg≠3.564kkg，而应写作3.564×103kg。4．量纲基本量的量纲是人为规定的。导出量的量纲是由基本量的量纲根据物理量方程导出的。如速度的量纲为dimu=LT－1，密度的量纲为dimρ=ML－3，式中dim为量纲符号。5．实验方程式的单位换算先找出新单位与原单位之间的换算关系（查附录1）。进而找到新单位的物理量与原单位的物理量之间的关系，将此关系代入原实验方程式，

7、整理得新的实验方程式。例：见教材。如果其中温度的单位变为开尔文，则用开尔文表示的物理量用T表示，有T=t+273.15，故t=T－273.15，代入（c）式，得四、混合物浓度的表示方法五．单元操作中常用的基本概念1．物料衡算根据质量守衡定律，进入与离开某一化工过程（或化工设备）的物料质量之差，等于该过程中累积的物料质量，即：输入量－输出量=累积量说明：1、表示物理量大小通常须既注明数字又注明单位，当数字为零时，一般可不注单位，但会引起混淆时须注明单位，如温度为0℃或0K时。2、计算中数字的有效位数一般保留四位，至少三位。但后面为0时可略去。如2.278

8、m/s。2.00m/s可写作2m/s。对于连续稳定的过程，若各物理量不随时间改变，即处于稳定操