化工原理-绪论.ppt
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1、化工原理 主讲:王固霞 Email:材料科学与工程学院材料科学与工程学院2024/5/10 周五.课程的性质和地位课程的性质和地位本课程是高分子材料与工程专业的一门专业基础课。考核办法考核办法本课程为考试课程,平时成绩(包括作业、出勤等)占30%,期末考试成绩占70%。教教 材:材:化工原理,李凤华等编著,大连理工大学出版社,2004年。参考书:参考书:1、化工原理(上),王世广主编,高等教育出版社,2002年。2、化工原理学习指南,姚玉英等编著,天津大学出版社,2003年。3、化工原理(上、下),姚玉英主著,天津科学技术出版社,1992年。2024/5/10 周五.2024/5/10 周五.
2、化工原理化工原理课程的性质及重要性课程的性质及重要性 该课程是化工类及相近专业一门重要的技术基础课,是该课程是化工类及相近专业一门重要的技术基础课,是理科转向工理科转向工科的一个桥梁科的一个桥梁,为以后专业课的学习打下基础。兼有,为以后专业课的学习打下基础。兼有“科学科学”与与“技术技术”的特点,它是综合运用数学,物理,化学等基础知识。分析和解决化的特点,它是综合运用数学,物理,化学等基础知识。分析和解决化工生产中各种工生产中各种物理过程物理过程的工程问题的学科。本课程强调的工程问题的学科。本课程强调工程观点,定量工程观点,定量用算,实验技能及设计能力的培养用算,实验技能及设计能力的培养,强调
3、理论联系实际。,强调理论联系实际。作为一门综合性技术学科的重要组成部分,主要研究个单元操作的作为一门综合性技术学科的重要组成部分,主要研究个单元操作的基本原理,所用的典型设备结构,工艺尺寸设计和设备的选型的共性问基本原理,所用的典型设备结构,工艺尺寸设计和设备的选型的共性问题,是一门重要的专业基础课题,是一门重要的专业基础课2024/5/10 周五.一、化工原理课程研究内容一、化工原理课程研究内容化工生产过程化工生产过程 对原料进行化工加工获得有用产品的过程称为化工生产过程对原料进行化工加工获得有用产品的过程称为化工生产过程2024/5/10 周五.2024/5/10 周五.2024/5/10
4、 周五.归纳各种化工过程如下:归纳各种化工过程如下:物理操作物理操作化学操作化学操作物理操作物理操作产品原料核心 这些物理操作统称这些物理操作统称单元操作(单元操作(Unit Operations)化工原理的研究对象化工原理的研究对象单元操作单元操作 定义:定义:工艺过程中遵循相同的基本原理,只改变物理性质或物料状态,工艺过程中遵循相同的基本原理,只改变物理性质或物料状态,不改变物料化学性质的过程不改变物料化学性质的过程2024/5/10 周五.常见的单元操作过程常见的单元操作过程流体输送:流体通过管道的阻力损失,输送设备流体输送:流体通过管道的阻力损失,输送设备过滤:液固混合物的分离过滤:液
5、固混合物的分离沉降:液固或气固混合物的分离沉降:液固或气固混合物的分离颗粒流态化:强化气(液)固两相间的接触颗粒流态化:强化气(液)固两相间的接触加热冷却:增加或降低特定物质的温度加热冷却:增加或降低特定物质的温度蒸馏:液体混合物的分离蒸馏:液体混合物的分离吸收:气体混合物的分离吸收:气体混合物的分离2024/5/10 周五.单元操作的分类单元操作的分类根据单元操作所遵循的基本规律,分为三类:动量传递实实际际流流体体内内部部由由于于动动量量、密密度度的的空空间间分分布布不不均均匀匀而而引引起起动量在流体中的传递过程动量在流体中的传递过程 如:流体输送、沉降、过滤、固体流态化热量传递热热能能在在
6、空空间间的的传传递递过过程程,是是由由温温度度在在空空间间的的非非均均匀匀分分布布造成的造成的如:传热、冷凝、蒸发等质量传递某某物物质质在在混混合合物物中中的的传传递递过过程程,是是由由浓浓度度在在混混合合物物中中的的分分布布不均造成的不均造成的 如:蒸馏、吸收、萃取、结晶、干燥等2024/5/10 周五.单元操作的特点单元操作的特点 1)所所有有的的单单元元操操作作都都是是物物理理性性操操作作,只只改改变变物物料料的的状状态态或或物物理理性性质,并不改变化学性质。质,并不改变化学性质。2)单单元元操操作作是是化化工工生生产产过过程程中中共共有有的的操操作作,只只是是不不同同的的化化工工生生产
7、产中所包含的单元操作数目、名称与排列顺序不同。中所包含的单元操作数目、名称与排列顺序不同。3)单单元元操操作作作作用用于于不不同同的的化化工工过过程程时时,基基本本原原理理相相同同,所所用用的的设设备也是通用的。备也是通用的。4)对同样的工程目的,开采用不同的单元操作来实现。)对同样的工程目的,开采用不同的单元操作来实现。例:液体混合物可以用精馏、萃取、膜分离等等2024/5/10 周五.二、二、化工原理的学习研究方法化工原理的学习研究方法 研究方法研究方法工程方法工程方法 1)实验研究方法(经验的方法)实验研究方法(经验的方法)依依靠靠实实验验来来确确定定过过程程变变量量间间的的关关系系,得
8、得到到经经验验公公式式,理理论论基基础础为为因因次次分分析析法法和和方法论。方法论。2)数学模型法(半经验半理论的方法)数学模型法(半经验半理论的方法)在在对对实实际际过过程程的的机机理理深深入入分分析析的的基基础础上上,在在抓抓住住过过程程本本质质的的前前提提下下,做做出出某某种种合合理理简简化化,建建立立物物理理模模型型,进进行行数数学学描描述述,得得出出数数学学模模型型。通通过过实实验验确确定定模模型型参参数数,得到半经验半理论公式。得到半经验半理论公式。2024/5/10 周五.三、单位制与单位换算三、单位制与单位换算1.1.单位及单位制单位及单位制 物理量的大小以数值加单位表示物理量
9、的大小以数值加单位表示单位有基本单位和导出单位之分单位有基本单位和导出单位之分单位制:单位制:基本单位与由这些基本单位导出的导出单位的集合常用单位制常用单位制:国际单位制(SI)、工程单位制、物理单位制等基本单位基本单位:根据使用方便的原则制定的基本量的单位。导出单位导出单位:导出量的单位称为导出单位,均由基本单位相乘、除而构成的。单位单位数值数值压力:压力:p=100KPa2024/5/10 周五.2 2单位换算单位换算 在在生生产产实实践践中中存存在在许许多多习习惯惯用用法法,为为了了计计算算中中单单位位的的统统一一性性,需需要要对对一一些些单单位进行单位换算。位进行单位换算。不同单位制中
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