化工原理谭天恩版-绪论ppt

1、Principles of Chemical Engineering2精选课件精选课件 通过绪论的学习，应了解化工原理课程的主通过绪论的学习，应了解化工原理课程的主要内容，单元操作的分类和特点，工程学科的研要内容，单元操作的分类和特点，工程学科的研究方法，本课程的学习要求，掌握单位制及单位究方法，本课程的学习要求，掌握单位制及单位换算方法换算方法。学习目的学习目的与要求与要求 绪绪 论论精选课件精选课件 化学工业是将自然界中的各种物质资源通过物理和化学工业是将自然界中的各种物质资源通过物理和化学的方法加工成具有规定质量的物质的工业。化学的方法加工成具有规定质量的物质的工业。 化学工程是一门工程

2、技术学科，它研究化工产品生化学工程是一门工程技术学科，它研究化工产品生产过程的基本规律，并运用这些规律解决化工生产中的产过程的基本规律，并运用这些规律解决化工生产中的问题。问题。化工原理化工原理课程的内容和性质课程的内容和性质化工原理化工原理是化工类及相近专业一门主要技术基础课，是化工类及相近专业一门主要技术基础课，它是综合运用数学、物理和化学等基础知识、分析和解决它是综合运用数学、物理和化学等基础知识、分析和解决化工类型生产中各种物理过程（或单元操作）问题的工程化工类型生产中各种物理过程（或单元操作）问题的工程学科。学科。一、概述一、概述精选课件精选课件化工原理化工原理课程特点课程特点化工原

3、理化工原理课程主要任务课程主要任务精选课件精选课件化工原理化工原理课程设置与发展课程设置与发展精选课件精选课件化工原理化工原理课程的发展课程的发展课程课程3个发展阶段个发展阶段精选课件精选课件化工原理化工原理课程的发展课程的发展 1923年出版了第一部化工原理教材年出版了第一部化工原理教材Principles of Chemical Engineering重要标志重要标志Walker W H精选课件精选课件按其操作的功能可以分为：按其操作的功能可以分为： （1）物料的增压、减压和输送）物料的增压、减压和输送 （2）物料的混合和分散）物料的混合和分散（3）物料的加热和冷却）物料的加热和冷却 （4

4、）均相混合物的分离（蒸发、蒸馏、结晶等）均相混合物的分离（蒸发、蒸馏、结晶等） （5）多相混合物的分离（沉降、过滤、干燥等）多相混合物的分离（沉降、过滤、干燥等） Unit Operation)Pretreatment of materialsChemistry reactionTreatment of productsPhysical processUnit OperationChemical process ReactorPhysical processUnit Operation精选课件精选课件They almost cover with all unit operations!包括流体

5、输送、沉降、包括流体输送、沉降、 过滤、过滤、离心分离、搅拌、固体流态化离心分离、搅拌、固体流态化等等以流体力学为基础以流体力学为基础以热量传递理论为基础以热量传递理论为基础包括加热、冷却、包括加热、冷却、 蒸发等蒸发等 以质量传递理论为基础以质量传递理论为基础包括蒸馏、吸收、吸附、萃取、包括蒸馏、吸收、吸附、萃取、干燥、结晶、膜分离等干燥、结晶、膜分离等精选课件精选课件 综合运用基础知识，有目的地解决工综合运用基础知识，有目的地解决工程实际问题程实际问题5 化化工工原原理理精选课件精选课件避免了方程的建立，直接用避免了方程的建立，直接用实验测取各变量之间的联系实验测取各变量之间的联系 优点优

6、点缺点缺点解决解决精选课件精选课件1998年年2月，美国宇航局月，美国宇航局（NASA）发射探测火星气）发射探测火星气象的卫星失事。预定于象的卫星失事。预定于1999年年9月月23日抵达火星，然而卫日抵达火星，然而卫星没有进入预定的轨道。星没有进入预定的轨道。 问题出在有些资料的计量问题出在有些资料的计量单位没有把英制转换成公制，单位没有把英制转换成公制，错误起自承包工程的洛克希错误起自承包工程的洛克希德马丁航天公司。德马丁航天公司。 这个这个 “小错误小错误”造成的造成的损失：单卫星的造价就高达损失：单卫星的造价就高达1.25亿美元。亿美元。 精选课件精选课件 (1)因次(dimension

7、):也称量纲,是指表示物料性质和状态的基本量。由因次组成的表示物理量特性的式子称为因次式或量纲式(dimensional expression) 。 若某物理量以 MaLbTc表示，则称它为该物理量的因次或量纲，指数a、b、c称为因次，MaLbTc称为该物理量的因次式或量纲式。它表示该物理量的单位与基本量的单位之间的关系。当abc0时，M0L0T0= 10，称为无因次.精选课件精选课件(2)单位(unit)：是因次的具体表示。如：厘米和米表示长度的单位，克和千克表示质量的单位。长度、质量是因次，而厘米、米、克和千克是单位。(3)单位制度(system of units)：选定一些彼此独立的物理

8、量及单位作为基本单位(basic uint)。再利用这些基本单位和其它物理量之间的联系，用基本单位表示其它物理量，成为导出单位(derived unit)。精选课件精选课件长度长度(米，米，m)质量质量(千克，千克，Kg)时间时间(秒秒,s)温度（开，温度（开，K）物质的量（摩，物质的量（摩，mol）力、重力（牛，力、重力（牛，N）压力（帕，压力（帕，Pa）能量（焦，能量（焦，J）功率（瓦，功率（瓦，W）摄氏温度（摄氏度，摄氏温度（摄氏度，）热容（焦热容（焦摩摩-1 开开-1，J mol-1 K-1）比能（焦比能（焦 千克千克-1，J kg-1）精选课件精选课件精选课件精选课件 导出单位是用基

9、本单位以代数形式表示的单位。导出单位是用基本单位以代数形式表示的单位。这种单位符号中的乘或除采用数学符号。这种单位符号中的乘或除采用数学符号。 速度：每秒（速度：每秒（m/s）（组合单位）（组合单位） 有专门的名称和符号的有专门的名称和符号的SI导出单位。导出单位。 热和能量：焦耳（热和能量：焦耳（J）代替牛顿米（）代替牛顿米（N.m） 电阻率：欧姆米电阻率：欧姆米(.m.m）代替伏米每安培（）代替伏米每安培（ V.m/A）. ： 弧度和球面度（具有专门名称和符号的量纲）。弧度和球面度（具有专门名称和符号的量纲）。 用专门名称弧度（用专门名称弧度（rad）和球面度（）和球面度（sr）代替。如角

10、速度的）代替。如角速度的SI单位可写成弧度每秒（单位可写成弧度每秒（rad/s）.4. SI导出单位导出单位(SI )精选课件精选课件绝对单位制绝对单位制(absolute system of units)：以长度、：以长度、质量及时间为基本单位。质量及时间为基本单位。工程单位制工程单位制(engineering system of units)：以长度、：以长度、力及时间为基本单位力及时间为基本单位米千克秒（米千克秒（MKS）制）制: SI长度长度(m), 质量质量(kg), 时间时间(s) 绝对单位制绝对单位制精选课件精选课件kgsmsmkgsmkgf81.9/1/.81.9/112221

11、质量工程单位质量工程单位=1质量工程单位的数值相当于质量工程单位的数值相当于SI质量的质量的9.81倍倍精选课件精选课件英国工程制英国工程制 长度长度(ft), 力（力（lbf), 时间时间(s). 斯勒斯勒(Slg)：质量工程单位，磅力：质量工程单位，磅力. 秒秒2/英尺英尺 lbsftsftlbsftlbf17.32/1/.17.32/112221 Slg=1 lbf=32.17 Pdl=32.17 lb.ft/s2精选课件精选课件lbfslbmftggsftlbmlbfee.17.32/17.321122精选课件精选课件精选课件精选课件hshsmcmmcmgkgkgg13600,3600

12、111100,1001110001,100011即即即hmkghsmcmgkgscmg./2173.3136001100100012108937.0精选课件精选课件例例2 R=82.06atm.cm3/mol.k,换算为工程单位换算为工程单位: 千克千克(力力).米米/千摩尔千摩尔.开开; KkmolmolcmmmkgfKmolcmatmR11011011033006.8236323Kkmolmkgf/8483610101033006.82解：解：精选课件精选课件三、物料衡算及能量衡算三、物料衡算及能量衡算精选课件精选课件1、画出流程示意图，标出、画出流程示意图，标出物料流向与流量、组成等；物料流向与流量、组成等；2、用虚线划出衡算范围；、用虚线划出衡算范围；3、定出衡算基准；、定出衡算基准；4、列出衡算式并求解。、列出衡算式并求解。VDFVxDxFxVDF精选课件精选课件在化工生产中，能量的消耗是一项重要的技术经济在化工生产中，能量的消耗是一项重要的技术经济指标，它是衡量工艺过程、设备设计、操作制度是指标，它是衡量工艺过程、设备设计、操作制度是否否先进先进合理的主要指标之一。合理的主要指标之一。能量