第二章化工过程及过程参数优秀课件.ppt

第二章化工过程及过程参数第1页，本讲稿共50页第一节第一节化工过程化工过程化工过程指由原料经化学和物理化学和物理处理加工成化学产品和中间产品的生产过程。 K水正常沸点水正常冰点2126723731003249227300460184600绝对零度0273四种温标之间关系四种温标之间关系第9页，本讲稿共50页温标 相对温标 绝对温标 兰金温标R 华氏温标摄氏温标开氏温标K5、四种温标之间的关系四种温标之间的关系各种温标间的换算公式：TF=1.8TC+32第10页，本讲稿共50页 TK=TC+273.15 TK=TC+273 TR=TF+459.58 TR=TF+460 TR=1.8TK不同温标温差的换算系数：第11页，本讲稿共50页例2-1求20至100的温度差值，用表示。（1）先换算成，再求温度差。（2）直接计算以表示温度差。解:(1)据式TF=1.8TC+32 第12页，本讲稿共50页（2）根据式第13页，本讲稿共50页26压力压力压强垂直作用于单位面积上的力。单位：PaatmmmHgatlbf/in2换算关系：1atm=760mmHg=10336mmH2O柱=101.3kPa=14.7lbf/in21at=1kgf/cm2=10mH2O=735.6mmHg柱=98kPa第14页，本讲稿共50页绝对压力=表压+大气压力3、表压工业上所用压力表的指示值。4、真空度当被测压力大气压时，大气压与绝对压力的差值。真空度=大气压力-绝对压力常用压力的表示方法：1、绝对压力流体的真实压力。2、大气压力围绕我们周围的大气的压力。第15页，本讲稿共50页2-7流量流量流量单位时间内流过管道某一截面截面的流体量。VS体积流量m3/s，ms质量流量kg/s。ms=VS(26)流速：u=VS/A（27）质量流率G单位时间内流过单位单位面积流通截截面的面的流体质量。kg/m2s.G=ms/A=VS/A=u（28）第16页，本讲稿共50页2-8物料的百分组成物料的百分组成一、摩尔与分子量一、摩尔与分子量混合物中i组分的各种浓度定义如下：二、质量百分数、体积百分数与摩尔百分数二、质量百分数、体积百分数与摩尔百分数当物质质量用kg、lbm表示时，物质量有kmol(kgmol)、lbmol。xi=第17页，本讲稿共50页i组分的体积分数=对混合物或溶液常用质量分数或摩尔分数；对气体混合物一般用体积分数。（取1摩尔为基准）由xiwiwi=第18页，本讲稿共50页xi=名称CH4C2H6N2体积%83.512.54.0代表符号123计算：（1）摩尔百分数；（2）质量百分数；（3）平均分子量；（4）标准状况下的密度。（取1kg为基准）由wixi例有一天然气组成如下：第19页，本讲稿共50页（1）天然气常温常压下可看为理想气体，则体积百分数即为摩尔百分数。（2）由摩尔百分组成求质量百分组成w3=6.1%w1=w2=20.6%第20页，本讲稿共50页（3）平均分子量（4）标准状况下的密度=M/22.4=18.23/22.4=0.8138kg/m3=18.23=0.8138kg/m3第21页，本讲稿共50页干基不包括水蒸气在内求得的组成含量。三、干基与湿基三、干基与湿基湿基包括水蒸气在内求得的组成含量。（1）湿基干基取一定量湿气为基准，由湿基求出各个组分的量，再求干基。（2）干基湿基例27（P27）烟道气含N265%，CO212%，CO2.5%，O28.5%，H2O12%，计算该气体的干基组成。第22页，本讲稿共50页解：取100mol湿气体为基准，65molN2，12molCO2，2.5molCO，8.5molO2。干气体量=65+12+2.5+8.5=88mol所以N2=65/88=0.739mol/mol干气=73.9%CO2=12/88=0.136mol/mol干气=13.6%CO=2.5/88=0.028mol/mol干气=2.8%O2=8.5/88=0.097mol/mol干气=9.7%第23页，本讲稿共50页烟道气组成（干基）N270%（mol%)，CO214%，CO6%，O210%，烟道气中含H2O8%，计算该气体的湿基组成。由干基求湿基组成：解：取100mol湿气体为基准干气量100-892mol/100mol湿气N2=7092%=64.4%CO2=1492%=12.88%第24页，本讲稿共50页CO=692%=5.52%O2=1092%=9.2%可否取100mol干气体为基准完成此计算。第25页，本讲稿共50页四、浓度四、浓度常用溶液浓度表示方法除质量百分数和摩尔百分数还有：（1）质量浓度单位：千克（溶质）/米3（溶液）；（2）体积摩尔浓度单位：摩尔（溶质）/升（溶液）；（3）质量摩尔浓度单位：摩尔（溶质）/千克（溶剂）；（4）百万分数（ppm）表示每一百万分溶液中所含杂质的量；用于液体和固体时指质量分数，用于气体时指摩尔分数。其他尚有比质量分数（千克（溶质）/千克（溶剂）、比摩尔分数（摩尔（溶质）/摩尔（溶剂）。第26页，本讲稿共50页第二章化工过程及过程参数小结1、概念：化工计算、化工过程、单元操作、流程图、化工过程开发、过程参数、温度、温标、干基和湿基。2、四种温标的零点及分度方法，各种温标的换算关系及换算。3、物料的百分组成，表示方法及各种组成表示方法间的换算。4、干基与湿基组成间的换算。第27页，本讲稿共50页习题21汞20C的导热系数为6.8kcal/mhC。换算成SI单位、CGS单位及FPS单位。解：第28页，本讲稿共50页22由手册查得下列液体在68F时导热系数为：醋酸0.099BtufthF;煤油；0.086BtufthF。换算成（1）液体温度用C表示；（2）导热系数用CGS及SI单位表示。解：（）第29页，本讲稿共50页（）醋酸（）醋酸第30页，本讲稿共50页煤油煤油第31页，本讲稿共50页3由一温度已知值，计算下列由一温度已知值，计算下列所有温度所有温度值值KCFR（）398（）40（）77（）500解：由TF1.8TC+32，TTC+273.15，TRTF+459.67等式求之，结果见下表：第32页，本讲稿共50页KCFR（）398124.85256.73716.4（）133.1540-40419.67（）298.152577536.67（）277.784.6340.33500第33页，本讲稿共50页丁烯（气体）于F时之热容为0.366BtulbF。换算成kcal/kgC及kJ/kgK。解：第34页，本讲稿共50页2-5铜的热容为式中温度单位为摄氏温度。试求：（1）将上式换算成Cp用Btu/lbmolR表示，式中温度用兰金温度表示；（2）将60C时铜之热容单位用Btu/lbmolR表示。解：（1）第35页，本讲稿共50页（2）60C或第36页，本讲稿共50页26、一反应器的水银压力表读数为26.5英吋汞真空度，当时气压表读数为763mmHg，求容器内绝对压力为多少？用lbfin2、lbf/ft2、巴、mmHg、英吋汞柱及毫米汞柱表示。解：第37页，本讲稿共50页第38页，本讲稿共50页2730（w%）的H2SO4在15.6C的比重为1.22，试求此硫酸溶液的浓度。以下列单位表示：（1）mol/m3;(2)g/l;(3)lbmol/ft3;(4)kgH2SO4/kgH2O;(5)molH2SO4/mol溶液。解：取100kg硫酸溶液为计算基准第39页，本讲稿共50页第40页，本讲稿共50页28ZnBr2的水溶液，其密度在20C和80C时分别为2.002g/ml和1.924g/ml，其组成为20C时100ml溶液中含130gZnBr2。用下列方法表示其组成：（1）质量百分数；（2）摩尔百分数；（3）kg(溶质)/kg(溶剂);（4）摩尔(溶质)/kg(溶剂);（5）克溶质/100ml溶剂（80C）;（6）摩尔溶质升溶液（20C）。解：取100ml溶液为计算基准第41页，本讲稿共50页第42页，本讲稿共50页29.一种三组分的液体混合物，其中含A10kg，B为25（w）以及每1摩尔B含1.5摩尔C，A、B、C三组分的分子量分别为56、58、72，比重分别为0.58、0.60、0.67。计算：（1）混合物的摩尔百分数及体积百分数|（2）混合物的平均分子量。解：（1）A、B、C的分子量分别为56、58、72，由B的质量百分数求出A、C的质量百分含量。第43页，本讲稿共50页由求之wi%vi%xi%A28.4530.6232.04B2526.0127.18C46.5543.3740.78总计100.00100.00100.00结果列于下表：第44页，本讲稿共50页或210.一气体混合物组成如下：组分H2OCOH2CO2CH4N2vi6.85.69.211.225.441.8若以上组成用干基表示，应为多少？第45页，本讲稿共50页解：取100kmol气体为计算基准，则干基量及组成如下表：组分kmolYiCO5.66.01H29.29.87CO211.212.02CH425.427.25N241.844.65总计93.2100.00第46页，本讲稿共50页返回第47页，本讲稿共50页返回第48页，本讲稿共50页返回第49页，本讲稿共50页第二章第二章化工过程及过程参数化工过程及过程参数第一节第一节化工过程化工过程第二节第二节化工工艺流程化工工艺流程第三节第三节化工过程开发化工过程开发第四节第四节过程参数过程参数25温度温度1、摄氏温标、摄氏温标2、华氏温标华氏温标第50页，本讲稿共50页