化工原理电子教案

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1、化工原理电子教案化工学院任课教师：授课班级：课程学分：总学时数：周学时数：钟声材化20044绪论一、化工生产过程化工过程---对原料进行打规模的加工处理，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，即为化学工业的生产过程，简称—例如：H2+N------NH3化学：反应物--------生成物化工：原料--------产品天然气转化CH+H20--------CO+H2脱硫有机硫--------无机硫变换CO+H20--------CO2+H2甲烷化COx+H--------CH4+H2

2、O氨合成H2+N--------NH3其余设备及管道中进行的都是物理过程。化工生产过程的物理加工过程称为单元操作------即为化工原理所要研究的内容。二、单元操作1.按操作目的分为以下几类：物料的增压、减压和输送；物料的混合和分散；物料的加热和冷却；混合物的分离。.常见单元操作有：流体输送、沉降、过滤、搅拌、换热、蒸发、吸收、精馏、萃取、结晶、干燥、膜分离等每一章讲授一个单元操作，根据各单元操作所遵循的基本规律，可将单元操作化分为三大类：遵循流体动力基本规律的动量传递过程：包括流体输送、沉降、过滤、搅拌等遵循传热基本规律的热

3、量传递过程：包括换热、蒸发等遵循传质基本规律的质量传递过程：包括吸收、精馏、萃取、结晶、干燥、膜分离等因此，化工原理又称为“三传过程”。3.单元操作的特点：他们都是物理性操作，故只改变状态和物理性质，不该变化学性质。他们都是化工生产中共有的操作，但不同的化工过程所包含的单元操作数目、名称与排列顺序各异。某单元操作用于不同的化工过程，其原理并无不同，进行该操作的设备往往也是通用的。因此，单元操作是奠定化学工程学的科学基础，属于专业基础课。在高等学校化工等过程工业专业的教学计划中,起到为自然科学与应用科学的搭桥作用。三、“化工原理

4、”课程的两条主线统一的研究对象-------传递过程过程的基本关联式有下列关系得出：a:传递速率=推动力/阻力或：传递速率=传递系数3过程推动力b:物料及能量横算c:物系的平衡关系研究工程问题的方法论每个单元操作都是在特定的设备中完成的，设备复杂的几何形状和多变的物性及各种不确定因素的干扰。通常不可能对实际过程进行准确的数学描述。两种基本的研究方法：实验研究方法------经验的方法数学模型法------半理论半经验的方法四、本课程的任务研究单元操作的基本原理、所用典型设备的结构和设备工艺尺寸的计算或设备选型。掌握单元操作通用

5、的学习方法和分析问题的思路，培养理论联系实际的观点方法，提高单元操作设备的设计计算、操作、选型、实验研究方法与技能，学会以经济核算为杠杆,增加解决工程实际问题的能力。五、需要加强的基本技能单位换算a.单位制度---对基本量和基本单位的规定基本量-----基本单位例:长度时间导出量---可由基本量表示例:速度、加速度工程计算中将出现的单位制：法定计量单位—SI制、物理单位制、工程制三种单位制的常用基本量及基本单位对照表:cgs制：「力」=g.cm/s=dyn工程制:力是基本量,并且规定1kg的物质重力为:1kgfSI制:质量为1

6、kg的物质重量为:G=mg=139。81=9.81N因此:1kgf=.81Nb．量纲大多物理量都可表示为一致的形式：[LaMbTcθd]此式称为量纲式或因次式其中:a.b.c.d称为因次或量纲指数,各物理量的a.b.c.d的值不完全相同例如:2长度L:a=1b=c=d=0时间T:a=b=d=0c=1-2加速度L.T:a=1b=0c=-d=0力M.L.T-:a=1b=1c=-d=0比热:J/kg.K=N.m/kg.K=kg.m.s-2.m/kg.K=m2/因次式L2T-2θ-1:a=b=0c=-d=-1特别是：a=b=c=d=0

7、时[LMTθ]=1称次量为无因次量.c.单位换算工程计算的基本要求:1)计算公式中各项单位必须一致,大多每相中各物理量要用同一单位制.)对经验公式要注意试验指定的单位基本换算方法:1)查出需要换算单位之间的基本关系2)将应换单位连同数值一同带入,替换被换单位.例:某汽车初速20公里/小时.以2米/秒2的加速度加速运行,问5秒钟後汽车速度为多少公里/小时?注意:工程上常以小时为时间单位物料衡算与能量衡算对一个稳态过程:总输入=总输出例:abcd5000kg/h12%NaOH一次蒸发浓度升至20%NaOH送入第二蒸发器进一步浓缩至

8、50%的溶液排出。试分别求出两个蒸发器每小时蒸发的水量及最终的溶液量？作业：1.R=82.06atm.cm3/mol.K换算成:A)工程单位:kgf.m/kmol.KB)国际单位:kJ/kmol.K离心泵9.吸收9.1概述利用不同组分在溶剂中溶解度的差异，分离气体混合物的过程