化工原理D课件[上]0.绪论.ppt

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1、化工原理化工原理D课程安排，进程：课程安排，进程：总课时总课时64学时，学时，分为讲课分为讲课、实验两部分内容实验两部分内容。讲课：讲课：(48学时学时)绪论绪论(2学时学时)第第1章章流体流动流体流动(14学时学时)第第2章章流体输送机械流体输送机械(6学时学时)第第4章章传热及换热器传热及换热器(12学时学时)第第7章章液体蒸馏液体蒸馏(12学时学时)第第8章章气液传质设备气液传质设备(塔设备，塔设备，2学时学时)实验：实验：(16学时学时)1.流体流动阻力测定实验流体流动阻力测定实验(4学时学时)2.离心泵性能特性曲线测定实验离心泵性能特性曲线测定实验(4学时学时)3.对流给热系数测定实

2、验对流给热系数测定实验(4学时学时)4.精镏实验精镏实验(4学时学时)理论课闭卷考试；理论课闭卷考试；实验成绩结合实验操作和实验报告得到；实验成绩结合实验操作和实验报告得到；总评成绩结合理论考试总评成绩结合理论考试(60%)、实验成绩、实验成绩(20%)和平时成绩和平时成绩(20%)得到；得到；考题出自全国化工原理专业指导委员考题出自全国化工原理专业指导委员会编制的试题库。会编制的试题库。上课教材：管国锋，赵汝溥。化工原理上课教材：管国锋，赵汝溥。化工原理(第三版第三版)，化学工业出版社，化学工业出版社，2008实验教材：冯晖，居沈贵，夏毅。实验教材：冯晖，居沈贵，夏毅。化工化工原理实验，东南

3、大学出版社，原理实验，东南大学出版社，2003绪论绪论1.化工原理课程介绍化工原理课程介绍2.物料衡算物料衡算3.单位换算单位换算1.化工原理课程介绍化工原理课程介绍化学工业化学工业是指将原料进行是指将原料进行化学加工化学加工以得到有用的产以得到有用的产品的工业，即：品的工业，即：基础化工原料：石油、煤炭、天基础化工原料：石油、煤炭、天然气、矿石以及水、空气等然气、矿石以及水、空气等化工中间产品化工中间产品原料原料产品产品无机化工产品无机化工产品有机化工产品有机化工产品生化产品等等生化产品等等化学加工化学加工三个化工术语三个化工术语化工生产过程化工生产过程广广义义地地说说，凡工，凡工业业生生产

4、产的的关键环节关键环节是改是改变变物物质质的的组组成，或者成，或者说说是是化学反化学反应应，这类这类生生产产便便归归属化工生属化工生产产范畴，其过程就是化工生产范畴，其过程就是化工生产过程。过程。化工生产化工生产工工艺艺学学凡研究某一特定化工凡研究某一特定化工产产品生品生产产全全过过程的学科称程的学科称为该产为该产品的生品的生产产工工艺艺学。学。单元操作单元操作(Unitoperation)将将化工生产化工生产前、后处理过程按其操作目的的不同划分为若干个单前、后处理过程按其操作目的的不同划分为若干个单元，称之为单元操作。每一个单元操作完成一个特定的任务。一元，称之为单元操作。每一个单元操作完成

5、一个特定的任务。一种单元操作指的是一种物理加工过程。种单元操作指的是一种物理加工过程。氯化胆碱的生产氯化胆碱的生产水剂水剂食品级食品级简单地说，化工原理是一门以介绍各主要单简单地说，化工原理是一门以介绍各主要单元操作元操作(UnitOperation)为基础知识的课程。为基础知识的课程。本课程的任务、性质和内容本课程的任务、性质和内容任务任务：研究各化工单元操作的基本原理、典型设备研究各化工单元操作的基本原理、典型设备的构造及工艺尺寸的计算或造型，并能用以的构造及工艺尺寸的计算或造型，并能用以分析和解决工程技术中的一般问题。分析和解决工程技术中的一般问题。性质性质：化工原理是化工类、轻工、医药

6、类专业学生化工原理是化工类、轻工、医药类专业学生的技术基础课，是一门应用性学科。的技术基础课，是一门应用性学科。内容内容：、讨论流体流动和其接触的固体发生相、讨论流体流动和其接触的固体发生相对运动时的基本规律，以及主要受这些基对运动时的基本规律，以及主要受这些基本规律支配的单元操作，如流体输送等。本规律支配的单元操作，如流体输送等。、讨论传热的基本规律，以及受这些基、讨论传热的基本规律，以及受这些基本规律支配的单元操作，如：加热、冷却、本规律支配的单元操作，如：加热、冷却、蒸发等。蒸发等。、讨论物质透过相界面迁移过程的基本、讨论物质透过相界面迁移过程的基本规律，以及受这些基本规律支配的单元操规

7、律，以及受这些基本规律支配的单元操作，如气体的吸收和干燥等。作，如气体的吸收和干燥等。2.物料衡算物料衡算物料衡算是物料衡算是对对质质量守恒原理量守恒原理的具体运用而的具体运用而列出的列出的计计算式及其运算。算式及其运算。即在任何一个化工生即在任何一个化工生产过产过程中凡向程中凡向该过该过程程输输入的物料入的物料质质量等于从量等于从该过该过程程输输出的物料出的物料质质量与量与积积累累该过该过程中的物料程中的物料质质量之和：量之和：无化学变化、有化学变化；无化学变化、有化学变化；间歇操作、连续操作均符合此式。间歇操作、连续操作均符合此式。衡算方法：衡算方法：(1)确定衡算范围确定衡算范围(或系统

8、或系统)，列出穿越范围，列出穿越范围边界的各股物料边界的各股物料(2)确定衡算对象确定衡算对象(总物料或某一组成总物料或某一组成)(3)确定衡算基准确定衡算基准间歇过程：常以一批操作量作为基准间歇过程：常以一批操作量作为基准连续过程：常以单位时间为基准连续过程：常以单位时间为基准例：图示为制造无水乙醇的工艺示意图。含例：图示为制造无水乙醇的工艺示意图。含乙醇乙醇95%(质量，下同质量，下同)的水溶液与纯苯共同的水溶液与纯苯共同加入精馏塔中，在塔内苯和水溶液形成恒沸加入精馏塔中，在塔内苯和水溶液形成恒沸物，由塔顶取出，其组成为：乙醇物，由塔顶取出，其组成为：乙醇18.5%、水水7.4%、苯、苯7

9、4.1%。塔底得到无水乙醇。若。塔底得到无水乙醇。若每小时从塔底获得每小时从塔底获得0.25m3无水乙醇，试计算无水乙醇，试计算每小时加入苯的量及每小时加入苯的量及95%乙醇水溶液的量。乙醇水溶液的量。无水乙醇的密度为无水乙醇的密度为785kg/m3。恒沸物恒沸物(Dkg/h)乙醇乙醇18.5%水水7.4%苯苯74.1%无水乙醇无水乙醇(Wkg/h)0.25m3/h苯苯95%乙醇乙醇水溶液水溶液(Fkg/h)设设加入苯的量为加入苯的量为Xkg/hF=D+785*0.25X=D*0.741(F-X)*0.95=D*0.185+785*0.253.单位换算单位换算单位与单位制单位与单位制物理量物理

10、量=数字数字单位单位基本单位：基本物理量的单位，例如基本单位：基本物理量的单位，例如长度长度m，质量等。质量等。导出单位：由基本单位派生出的单位，导出单位：由基本单位派生出的单位，即由基本单位相乘除得到的单位，如即由基本单位相乘除得到的单位，如速度单位速度单位m/s，加速度单位加速度单位m/s2等等。等等。单位制单位制基本单位基本单位+导出单位的总和导出单位的总和常见的单位制有：绝对单位制（物理单位常见的单位制有：绝对单位制（物理单位制）、工程单位制、英制等。制）、工程单位制、英制等。1960年年10月十一届国际计量大会确定了国际月十一届国际计量大会确定了国际通用的国际单位制，简称通用的国际单

11、位制，简称SI制。制。SI制：七个基本单位：长度制：七个基本单位：长度m，时间时间s，质质量量kg，热力学温度热力学温度(Kelvin温度温度)K，电流单电流单位位A，光强度单位光强度单位cd(坎德拉坎德拉)，物质量，物质量mol二个辅助单位：平面角弧度二个辅助单位：平面角弧度rad，立体角球立体角球面度面度srSI制具有通用性和一贯性。制具有通用性和一贯性。单单位位换换算算将物理量由一将物理量由一种单种单位制的单位位制的单位换换算成另一算成另一种种单单位制的位制的单单位。位。普通物理量的单位换算普通物理量的单位换算1ft=0.3048m5ft=?m对于除温度以外的物理量，可把对于除温度以外的

12、物理量，可把“等价等价”的两种物理量表达式写成的两种物理量表达式写成相比形式，构成相比形式，构成“转换因子转换因子”公式换算公式换算公式分为：理论公式（物理量方程）公式分为：理论公式（物理量方程）经验公式（数字公式）经验公式（数字公式）自学自学P4例例0-3甲烷的饱和蒸汽压与温度的关系符合下列经验公式：甲烷的饱和蒸汽压与温度的关系符合下列经验公式：式中式中p饱和蒸汽压，饱和蒸汽压，mmHg；t温度，温度，C。今需将式中今需将式中p的单位改为的单位改为Pa，温度单位改为温度单位改为K，试对该式试对该式加以变换。加以变换。解：因为解：因为1.013105Pa=760mmHg所以所以1mmHg=133.29Pa，t=T-273.15小结小结化工原理讲述了化工过程中具有共性的物化工原理讲述了化工过程中具有共性的物 理过程，即单元操作。理过程，即单元操作。物料衡算，注意衡算范围、衡算对象及衡物料衡算，注意衡算范围、衡算对象及衡 算基准。算基准。单位换算，了解常见的几种单位制，并熟单位换算，了解常见的几种单位制，并熟 练地进行物理量及公式的单位换算。练地进行物理量及公式的单位换算。