传质与分离introduction

1、Principles of Chemical Engineering化工原理化工原理任课老师介绍任课老师介绍杨东杰杨东杰 ： 教授教授/博士生、硕士生导师博士生、硕士生导师 研究方向：研究方向：化学工程，精细化工、生物质资源化工化学工程，精细化工、生物质资源化工 科学研究情况：科学研究情况： （1）生物基纳米材料的研究）生物基纳米材料的研究 （2）木质素可再生资源利用技术）木质素可再生资源利用技术 （3） 生物催化法改性木质素的研究。生物催化法改性木质素的研究。 主讲主讲 (1)流体力学与传热，流体力学与传热， (2)传质与分离工程；传质与分离工程； (3)化工原理实验课化工原理实验课 (4)

2、 化工原理课程设计化工原理课程设计 3课堂纪律课堂纪律: 迟到超过迟到超过5分钟，站着上课分钟，站着上课 不允许打、接电话，看手机或与课程无关的资料、不允许打、接电话，看手机或与课程无关的资料、 不允许在上课中睡觉、吃东西、做作业等不允许在上课中睡觉、吃东西、做作业等 按第一次上课的排位坐，如需更改，四周后可调换一次按第一次上课的排位坐，如需更改，四周后可调换一次 1.化工工业的重要性及发展化工工业的重要性及发展 2.化工生产过程化工生产过程 3.化工学科的内容化工学科的内容 4.研究方法及基本概念研究方法及基本概念 5.单位及其换算单位及其换算 6.化工原理系列课程的内容和要求化工原理系列课

3、程的内容和要求绪 论开源节流开源节流1.化学工业的重要性化学工业的重要性l 为农业提供化肥、农药等农用生产资料；为农业提供化肥、农药等农用生产资料；l 为轻纺、建材、冶金、国防、军工及其他行业为轻纺、建材、冶金、国防、军工及其他行业提供各种配套原材料和能源等；提供各种配套原材料和能源等；l 为微电子、信息、生物工程等高科技产业提供为微电子、信息、生物工程等高科技产业提供新型化工材料和新产品；新型化工材料和新产品；l 为人们的衣、食、住、行提供各种化工产品为人们的衣、食、住、行提供各种化工产品。国民经济的重要基础产业国民经济的重要基础产业化学化学不断发现和创造的新物质不断发现和创造的新物质产品产

4、品化工过程化工过程化学反应化学反应有经济价值的商业产品有经济价值的商业产品化学工程化学工程世界化工产品的总销售额世界化工产品的总销售额( (年年) ) - - 几千亿美元几千亿美元Tower化学工业的发展化学工业的发展 昨天（始于昨天（始于18 世纪工业革命）世纪工业革命）无机化无机化学工业学工业1746 年年 英国人罗巴克英国人罗巴克 铅室法制硫酸铅室法制硫酸1791 年年 法国人路布兰法国人路布兰 制碱制碱1861 年年 比利时人索尔维比利时人索尔维 氨碱法氨碱法1905 年年 德国人哈伯德国人哈伯 合成氨合成氨1941 年年 中国人中国人侯德榜侯德榜 联碱法联碱法有机化有机化学工业学工业

5、1826 年年 从氰酸铵合成尿素从氰酸铵合成尿素19 C 中叶、中叶、20 C 初利用煤、农副产品初利用煤、农副产品20 C 30 年代开始石油、天然气的开发年代开始石油、天然气的开发 今天（我国）今天（我国） 产品名称产品名称 产量（万吨）产量（万吨） 世界排名世界排名 化肥化肥 2955 1 染料染料 23.8 1 农药农药 38.2 2 合成橡胶合成橡胶 60 4 乙烯乙烯 383.48 5三废三废占排放总量份额占排放总量份额排名排名废渣废渣8-108-109 9废水废水20-3020-302 2 废气废气5-75-73 3 明天（发展趋势）明天（发展趋势）以以信息技术信息技术为先导为先

6、导以以新材料技术新材料技术为基础为基础以以新能源技术新能源技术为支柱为支柱微观尺度向微观尺度向生物技术生物技术开拓开拓宏观尺度向宏观尺度向空间空间和和海洋海洋扩展扩展化学工业不再局限于传统的化工领域，与其化学工业不再局限于传统的化工领域，与其他技术渗透结合。他技术渗透结合。材料工程材料工程 高分子功能材料、陶瓷、纳米材料、富勒碳高分子功能材料、陶瓷、纳米材料、富勒碳能源化工能源化工 发展煤化工（洁净煤技术发展煤化工（洁净煤技术）、生物质资源化工环境化工环境化工 CO2 化学化学 环境工程环境工程 清洁生产清洁生产 OHCaClEOOHCaOHClCHCHHClOHClCHCHClOHHC222

7、2222224222)(2 EOOHC 2425 .0直接氧化法直接氧化法:氯乙氯乙醇法醇法l 发展趋势发展趋势生物工程生物工程生物学生物学化学化学工程学工程学生物技术生物技术生化生化工程工程化学工程化学工程生物化学生物化学e.g. 将淀粉酶基因克隆到酵母菌中发酵生产乙醇，将淀粉酶基因克隆到酵母菌中发酵生产乙醇，时间缩短了时间缩短了十分之九十分之九，能量消耗减少了，能量消耗减少了60。能源与化工能源与化工 纤维素乙醇技术、微藻生物柴油技术和生物航煤技术 化工过程是什么？化工过程是什么？ 2.2.化学工业生产过程化学工业生产过程 原料原料前处理前处理化学加工化学加工后处理后处理产品产品除去杂质达

8、到除去杂质达到必要的纯度，必要的纯度，物理变化过程物理变化过程生成新的生成新的物质，化学物质，化学变化过程变化过程精制、分离达精制、分离达必要的纯度，必要的纯度，物理变化过程物理变化过程化工过程包括化工过程包括化学反应过程化学反应过程和和物理过程。物理过程。高压乙烯流程乙醇生产工艺流程图l 1887 年，英国人年，英国人David. G. E . 在曼彻斯特工在曼彻斯特工学院做了一系列化学工程问题的讲演；学院做了一系列化学工程问题的讲演；l 1888 年，美国麻省理工学院，世界上第一次年，美国麻省理工学院，世界上第一次讲授讲授“化学工程化学工程”这门课程；这门课程；l 1915 年，利特尔年，

9、利特尔Little. A. D. 提出了单元操提出了单元操作（作（Unit Operation）的概念；）的概念；l 1923 年，第一本化学工程教科书年，第一本化学工程教科书Principles of Chemical Engineering；3、化学工程学科内容、化学工程学科内容l 1957 年，正式提出了年，正式提出了“化学反应工程化学反应工程”（Chemical Reaction Engineering）l 20 世纪世纪 60 年代后期，计算机用于化学工程以年代后期，计算机用于化学工程以解决最优规划，最优设计解决最优规划，最优设计“化工系统工程化工系统工程”l 1983 年在美国化学

10、工程师学会（年在美国化学工程师学会（AICHE）第）第 75 周年年会上，把化学工程定义为周年年会上，把化学工程定义为“经济地开经济地开发利用物质和能量的方法为人类造福的工学发利用物质和能量的方法为人类造福的工学”。化化工工生生产产写实写实19 世纪世纪90 年代年代化学工艺学化学工艺学或工业化学或工业化学单元操作单元操作（物理过程）（物理过程）抽象抽象1923 年年化学反应工程化学反应工程单元过程单元过程（化学过程）（化学过程）化工系统工程化工系统工程传递过程传递过程1960 年年抽象抽象计算机计算机20 世纪世纪 60 年代年代l 学科的发展学科的发展l 化学工程学科的内容化学工程学科的内

11、容 单元操作单元操作 固体和流体物料输送、加热和冷却、蒸发、吸收、蒸馏、固体和流体物料输送、加热和冷却、蒸发、吸收、蒸馏、萃取、干燥等基本操作的总称。萃取、干燥等基本操作的总称。 传递过程传递过程 “三传三传”： 动量传递、热量传递、质量传递动量传递、热量传递、质量传递 化学反应工程化学反应工程 研究理想反应器内化学反应的一些共同规律研究理想反应器内化学反应的一些共同规律 化工热力学化工热力学 研究化工过程中各种形式能量之间的相互转换规律和过程研究化工过程中各种形式能量之间的相互转换规律和过程趋于平衡的条件趋于平衡的条件 化工系统工程化工系统工程 以化工系统为研究对象，从整体目标出发确定最优以

12、化工系统为研究对象，从整体目标出发确定最优决策决策化工生产过程的特点化工生产过程的特点 由若干个简单的过程按一定的顺序和方式组由若干个简单的过程按一定的顺序和方式组合而成的合而成的 物理过程物理过程（输送、分离、干燥、气化等）（输送、分离、干燥、气化等） 化学过程化学过程（脱水、聚合等化学反应）（脱水、聚合等化学反应） 化工原理化工原理研究研究物理操作过程物理操作过程的设备构造、的设备构造、设计、操作等设计、操作等 单元操作是指化工生产过程中基本原理和典型设备的相同物理性操作。单元操作及分类单元操作及分类单元操作特点：单元操作特点：化工生产中化工生产中共有的操作共有的操作; ;物理性操作：物理

13、性操作：只改变物料状态和物理性质，只改变物料状态和物理性质，化学性质不变化学性质不变。物理操作过程占整个化工过程的物理操作过程占整个化工过程的8080单元操作：单元操作：过程和设备并重过程和设备并重按操作目的分类按操作目的分类 （1 1）物料的增压、减压和输送；）物料的增压、减压和输送； （2 2）物料的混合或分散；）物料的混合或分散； （3 3）物料的加热或冷却；）物料的加热或冷却； （4 4）非均相混合物的分离；）非均相混合物的分离； （5 5）均相混合物的分离。）均相混合物的分离。单元操作分类：单元操作分类： 依据不同原理分类依据不同原理分类（1 1）以）以流体力学流体力学为基础为基础

14、流体输送、沉降、过滤分离等流体输送、沉降、过滤分离等（2 2）以）以热量传递热量传递理论为基础理论为基础 加热、冷却、蒸发等加热、冷却、蒸发等（3 3）以）以质量传递理论质量传递理论为基础为基础 蒸馏、吸收、萃取、干燥等蒸馏、吸收、萃取、干燥等名称名称 目的目的原理原理设备设备流体输送流体输送输送物料输送物料机械能转换机械能转换管道和泵管道和泵传热传热加热或冷却加热或冷却利用温差传热利用温差传热换热器换热器蒸发蒸发分离溶剂与溶质分离溶剂与溶质加热使溶剂汽化加热使溶剂汽化蒸发器蒸发器蒸馏蒸馏分离液相混合物分离液相混合物各组的挥发度不同各组的挥发度不同塔器塔器吸收吸收分离气相混合物分离气相混合物各

15、组的溶解度不同各组的溶解度不同塔器塔器干燥干燥 固体去湿固体去湿加热使湿分汽化加热使湿分汽化干燥器干燥器典型的化工单元操作精馏精馏列管式换热器列管式换热器化工生产化工生产 = = 单元操作单元操作 + + 化学反应（单元过程）化学反应（单元过程）三传三传 = = 动量传递动量传递 + + 热量传递热量传递 + + 质量传递质量传递化学工程化学工程 = = 化工原理化工原理 + + 反应工程反应工程 = = 三传三传 + + 一反一反4 4、化工原理的、化工原理的研究方法及基本概念研究方法及基本概念研究方法研究方法实验研究法实验研究法测试技术测试技术实验规划实验规划数据处理数据处理数学模型法数学

16、模型法过程分析过程分析数学描述数学描述(1)(1)实验研究方法（经验方法）实验研究方法（经验方法） 优点：优点：省却方程的建立，直接采用实验获省却方程的建立，直接采用实验获 得变量间的关系得变量间的关系 不足：不足：实验工作量大、缺乏指导意义实验工作量大、缺乏指导意义(2)(2)数学模型方法（半理论半经验方法）数学模型方法（半理论半经验方法） 必要性：必要性：复杂问题的简化复杂问题的简化广泛被应用广泛被应用课程的展开方式课程的展开方式过程分析过程分析过程数学描述过程数学描述实例分析实例分析定性定性定量定量 应用应用五个基本概念贯穿于各个单元操作的始终。5 5 个基本概念个基本概念实验室研究与化

17、工生产差别实验室研究与化工生产差别e.g. a. 搅拌搅拌 化学实验与化工生产过程比较化学实验与化工生产过程比较b. 放大效应放大效应c. 加料加料D 10 DV（容积）（容积）? S（传热器壁面积）（传热器壁面积）?项目项目化学实验化学实验化工生产化工生产 原料原料数量少、纯度高、配比严格、数量少、纯度高、配比严格、易储存、无需预处理易储存、无需预处理量大，因来源不同、价格不一、纯量大，因来源不同、价格不一、纯度不同，故使用前需预处理度不同，故使用前需预处理 工艺工艺操作简单、变更容易、可以精操作简单、变更容易、可以精密控制反应条件，无物料返回密控制反应条件，无物料返回利用问题利用问题操作复

18、杂，不易随意变更，单元操操作复杂，不易随意变更，单元操作控制难度大，杂质易积累，中间作控制难度大，杂质易积累，中间检测多检测多 设备设备以玻璃器皿为主，防腐，易清以玻璃器皿为主，防腐，易清洗洗要求设备强度高、耐腐蚀，结构复要求设备强度高、耐腐蚀，结构复杂，清洗、操作难杂，清洗、操作难 产品产品量少，易采集，通常无需分离量少，易采集，通常无需分离量大，需专门的分离与精制过程量大，需专门的分离与精制过程公用工程公用工程简单易行，无需专门设施简单易行，无需专门设施需供水、供气、供电、动力等设施需供水、供气、供电、动力等设施环境保护环境保护三废排放量少，易于处理，无三废排放量少，易于处理，无需专用设施

19、需专用设施三废排放量大，必须通过专用设施三废排放量大，必须通过专用设施予以治理予以治理 从实验室研究到工业生产从实验室研究到工业生产实验室成果能否进行工业化的四个要求实验室成果能否进行工业化的四个要求: :对环境无危害对环境无危害 技术上可靠技术上可靠 经济上可行经济上可行生产上安全生产上安全 ( (1).1).物料衡算物料衡算 依据质量守恒定律，进入与离开某一化工过程的物依据质量守恒定律，进入与离开某一化工过程的物料质量之差，等于该过程中累积的物料质量，即料质量之差，等于该过程中累积的物料质量，即 输入量输出量累积量输入量输出量累积量 稳定操作状态时，过程中不应有物料的积累。则物稳定操作状态

20、时，过程中不应有物料的积累。则物料衡算（料衡算（material balancematerial balance）关系为）关系为 输入量输出量输入量输出量 1 1）首先根据题意画出各物流的流程示意图，物料的流）首先根据题意画出各物流的流程示意图，物料的流向用箭头表示，并标上已知数据与待求量。向用箭头表示，并标上已知数据与待求量。 （2 2）在写衡算式之前，要计算基准，一般选用单位进料）在写衡算式之前，要计算基准，一般选用单位进料量或排料量、时间及设备的单位体积等作为计算的基准量或排料量、时间及设备的单位体积等作为计算的基准。在较复杂的流程示意图上应圈出衡算的范围，列出衡。在较复杂的流程示意图上

21、应圈出衡算的范围，列出衡算式，求解未知量。算式，求解未知量。物料衡算物料衡算(mass balance) （设计计算的基础）（设计计算的基础）G5 = G4 + G3 = G4 + G2 + G1定常态操作（连续稳定操作），积累速率等于零。定常态操作（连续稳定操作），积累速率等于零。输入速率之和输入速率之和 = 输出速率之和输出速率之和G5G4G3G1G2 outm,inm,qq 同物料衡算一样，绘简图、定基准、划范围、列算式，但有两点不同物料衡算一样，绘简图、定基准、划范围、列算式，但有两点不同：同： 1. 1. 物料所具有的热量由物料所具有的热量由显热与潜热显热与潜热两部分组成，称为焓两部

22、分组成，称为焓(H(H，kJ/kg)kJ/kg)。焓值为一相对值，且与状态有关，所以热量衡算时必须规。焓值为一相对值，且与状态有关，所以热量衡算时必须规定定基准温度和基准状态，通常基准选基准温度和基准状态，通常基准选273K273K液态液态( (即此时即此时H H) )。 2. 2. 热量除了伴随物料进出系统外，还可通过设备外壳、管壁由系热量除了伴随物料进出系统外，还可通过设备外壳、管壁由系统向外界散失或由外界传入系统，只要系统与外界存在温度差，就统向外界散失或由外界传入系统，只要系统与外界存在温度差，就有热量的散失或传入，称热损失有热量的散失或传入，称热损失Q QL L。 热量衡算通式：热量

23、衡算通式： Q Qi i=Q=Qo o+Q+Q2. 2. 热量衡算热量衡算能量衡算能量衡算(energy balance) （通常为了确定热负荷（通常为了确定热负荷Q1）能量守恒定律能量守恒定律 （定常态操作）losscout,in,1QQQQQQ 产产物物反反应应热热原原料料lossin,cout,1QQQQQQ 反反应应热热原原料料产产物物蒸汽蒸汽Q1QlossinQoutQcQ冷冷凝凝水水反应反应反应热反应热Q 例例1 用连续操作的蒸发器把质量分率为用连续操作的蒸发器把质量分率为wF的稀盐水溶液经蒸发浓的稀盐水溶液经蒸发浓缩到质量分率为缩到质量分率为ww的浓盐水溶液。稀盐水溶液的进料量为

24、的浓盐水溶液。稀盐水溶液的进料量为F(kg/h) ，试求：浓盐水溶液（完成液）的产生速率，试求：浓盐水溶液（完成液）的产生速率W (kg/h) 和水蒸气（和水蒸气（二次蒸汽）的产生速率二次蒸汽）的产生速率V (kg/h) 。总物料衡算总物料衡算WVF 溶质衡算溶质衡算wFwWwF 得到得到：FwwWwF FwwV wF11、根据题意画出本例附图所示的流程图。、根据题意画出本例附图所示的流程图。解题方法与步骤解题方法与步骤2、圈出衡算范围（控制体）。、圈出衡算范围（控制体）。3、定出衡算基准，通常单位、定出衡算基准，通常单位1h或或1s。例例2 1000kg的电解液的电解液F中含中含NaOH（质

25、量百分数，下同）（质量百分数，下同）10% 、NaCL10% 、H2O80% ，用真空蒸发器浓缩，食盐结晶分离后的，用真空蒸发器浓缩，食盐结晶分离后的浓缩液中含浓缩液中含NaOH50% 、 NaCL2% 、H2O48% 。试求：。试求：（1）水分蒸发量）水分蒸发量V；（；（2）结晶分离的食盐量）结晶分离的食盐量S；（；（3）食盐分离后）食盐分离后的浓缩液量的浓缩液量W。在全过程中，溶液中。在全过程中，溶液中NaOH的量保持不变。的量保持不变。解：解：电解液电解液被分离为被分离为3部分部分WSVF WF%50%10 WVF%48%80 总物料衡算总物料衡算NaOH衡算衡算H2O衡算衡算平衡状态是

26、自然界中广泛存在的现象。平衡状态是自然界中广泛存在的现象。如在一定温度下，不饱和的食盐溶液与固体食盐接触时，食盐如在一定温度下，不饱和的食盐溶液与固体食盐接触时，食盐向溶液中溶解，直到溶液为食盐所饱和，食盐就停止溶解，此向溶液中溶解，直到溶液为食盐所饱和，食盐就停止溶解，此时固体食盐表面已与溶液成动平衡状态。反之，若溶液中食盐时固体食盐表面已与溶液成动平衡状态。反之，若溶液中食盐浓度大于饱和浓度，则溶液中的食盐会析出，使溶液中的固体浓度大于饱和浓度，则溶液中的食盐会析出，使溶液中的固体食盐结晶长大，最终达到平衡状态。一定温度下食盐的饱和浓食盐结晶长大，最终达到平衡状态。一定温度下食盐的饱和浓度

27、，就是这个物系的平衡浓度。度，就是这个物系的平衡浓度。平衡关系可判断过程能否进行，及进行的方向和限度。平衡关系可判断过程能否进行，及进行的方向和限度。任何传递过程都有一个极限，当传递过程达到极限时，其过程任何传递过程都有一个极限，当传递过程达到极限时，其过程进行的推动力为零，此时净的传递速率为零，即称为进行的推动力为零，此时净的传递速率为零，即称为“平衡平衡”。(3). (3). 物系平衡关系物系平衡关系 过程的传递速率（rate of transfer process）与推动力成正比，与阻力成反比，即 传递速率= 推动力/阻 力 单位时间内所传递的能量（动量，热量）或物质量,是决定化工设备的

28、重要因素。过程速率的增大可节约时间，提高设备的生产能力。(4). (4). 传递速率传递速率 为生产定量的某种产品所需要的设备，根据为生产定量的某种产品所需要的设备，根据设备的型式和材料的不同，可以有若干设计方设备的型式和材料的不同，可以有若干设计方案。对同一台设备，所选用的操作参数不同，案。对同一台设备，所选用的操作参数不同，会影响到设备费与操作费。因此，要用经济核会影响到设备费与操作费。因此，要用经济核算确定最经济的设计方案。算确定最经济的设计方案。(5). (5). 经济核算经济核算基础数据：物性数据基础数据：物性数据过程参数：控制生产过程的指标过程参数：控制生产过程的指标无量纲量：由各

29、种变量和参数组成的数群无量纲量：由各种变量和参数组成的数群化工数据化工数据国际单位制（国际单位制（SI）The International System of Units5、单位制及单位换算、单位制及单位换算 任何物理量都由数字和单位联合表达的。运算时，数任何物理量都由数字和单位联合表达的。运算时，数字与单位一并纳入运算。如：字与单位一并纳入运算。如： 5m+8m=(5+8)m; 5m+8m=(5+8)m; 5m 5m8m=(58m=(58)(m8)(mm)=40mm)=40m2 2 物理量单位选择时，先选定物理量单位选择时，先选定几个独立的物理量几个独立的物理量，叫基，叫基本量，并根据使用方

30、便的原则，定出这些量的单位，叫本量，并根据使用方便的原则，定出这些量的单位，叫基本单位；基本单位； 其它各量的单位通过它们与基本量之间的关系来确定，其它各量的单位通过它们与基本量之间的关系来确定，这些物理量叫导出量，单位叫导出单位；导出单位是由这些物理量叫导出量，单位叫导出单位；导出单位是由基本单位乘除构成的。基本单位乘除构成的。单位制单位制基本单位基本单位导出单位导出单位（一）单位制：（一）单位制：国际单位制国际单位制(SI(SI单位制单位制) ) 7 7个基本量个基本量：长度：长度:m:m；时间；时间:s:s；质量；质量:kg:kg；电流强度；电流强度:A(:A(安安培培) )；发光强度；

31、发光强度:cd(:cd(烛光烛光) )；物质的量；物质的量:mol(:mol(摩尔摩尔) )；热力；热力学温度学温度:K:K。 2 2个辅助量个辅助量：平面角：平面角:rad(:rad(弧度弧度) )；立体角；立体角:sr(:sr(球面度球面度) )。 特点：特点： 1.1.通用性。通用性。 2.2.一贯性。任何一个一贯性。任何一个SISI导出单位，在由基本单位导出时导出单位，在由基本单位导出时，都不需引入比例系数，都不需引入比例系数。我国法定计量单位我国法定计量单位国际单位制国际单位制选定的非国际单位制选定的非国际单位制 基本物理量基本物理量单位制单位制长度长度 （ L ）时间时间（T）质量

32、质量（M）重力重力（F）绝对绝对单位制单位制Cgs制制cmsgkgms制制mskg英制英制ftslb工程工程单位制单位制米制米制mskgf英制英制ftslbf 不同单位制的不同基本量不同单位制的不同基本量导出量导出量力力N；压强；压强Pa（N/m2）；功，能，热）；功，能，热J；功率；功率W 1.1.物理量：由一种单位换算成另一种单位时，量本身并不物理量：由一种单位换算成另一种单位时，量本身并不变化，只是数值要变化，换算时要乘或除以两单位间的换变化，只是数值要变化，换算时要乘或除以两单位间的换算因数。算因数。 换算因数：彼此相等而单位不同的两个物理量包括单位在换算因数：彼此相等而单位不同的两个

33、物理量包括单位在内的比值。内的比值。 如；如；1m1m100cm100cm，则换算因数为，则换算因数为100cm/m 100cm/m 或或0.01m/cm0.01m/cm 例：已知例：已知1atm=1.033kgf/cm1atm=1.033kgf/cm2 2, ,试用试用PaPa表示。表示。 解：查附录解：查附录1 1知：知：1kgf=9.81N, 1cm1kgf=9.81N, 1cm2 2=10=10-4-4m m2 2 换算因数：换算因数：9.81N/kgf, 109.81N/kgf, 10-4-4m m2 2/cm/cm2 2PamNcmmcmkgfNkgfatm525224210013

34、3. 1/100133. 1/10/81. 9033. 11单位正确运用及单位换算单位正确运用及单位换算 借助实验或半实验、半理论的方法处理得到的公式。它只反借助实验或半实验、半理论的方法处理得到的公式。它只反映各有关物理量之间的数字关系，每个符号只代表物理量的映各有关物理量之间的数字关系，每个符号只代表物理量的数字部分，而这些数字又与特定单位对应。因此，使用经验数字部分，而这些数字又与特定单位对应。因此，使用经验公式时，各物理量必须采用指定单位。公式时，各物理量必须采用指定单位。 例例: :水蒸汽在空气中扩散系数为：水蒸汽在空气中扩散系数为：4411046. 1254TTPD式中：式中：D

35、D扩散系数，扩散系数，ftft2 2/h/h； P P压强，压强，atmatm； T T兰氏温度，兰氏温度，o oR R。试将式中各符号单位换算成试将式中各符号单位换算成 D:m D:m2 2/s/s；P:PaP:Pa；T:KT:K经验公式经验公式( (数字公式数字公式) )单位换算单位换算6、化工原理系列课程内容、化工原理系列课程内容 流体力学与传热流体力学与传热流体流动、流体输送设备、固液分离、传热流体流动、流体输送设备、固液分离、传热 传质与分离工程传质与分离工程 传质理论、吸收、精馏、干燥传质理论、吸收、精馏、干燥 化工原理实验（上、下）化工原理实验（上、下） 化工原理课程设计化工原理

36、课程设计 化工原理课程特点化工原理课程特点 课程性质课程性质 课程任务课程任务 课程课程内容内容 课程要求课程要求 v工程工程,实践性强实践性强专业基础课专业基础课具有桥梁作用具有桥梁作用开发、设计、开发、设计、操作、强化操作、强化 动量传递动量传递 热量传递热量传递 质量传递质量传递 自学能力自学能力创新能力创新能力理论联系实际理论联系实际开发：选择合适的过程及设备（按经济合理性、技术可行性、污染小、能耗低）设计：设计：选择设选择设备的型号及主备的型号及主要尺寸（根据要尺寸（根据工艺对设备的工艺对设备的要求）要求）操操 作：作：如何如何进进行操作和调节行操作和调节以适应生产的以适应生产的不同

37、要求不同要求强强 化化 改造现有的改造现有的生产过程和设备以生产过程和设备以提高效率（包括增提高效率（包括增产、降耗、节能）产、降耗、节能）理论教学理论教学实验教学实验教学课程设计课程设计无机化学无机化学分析化学分析化学有机化学有机化学物理化学物理化学应用化学应用化学高分子化学高分子化学化学教育化学教育科科学学实实验验化化学学家家化化工工生生产产化工原理化工原理传递过程传递过程反应工程反应工程（还有：分（还有：分离工程、化离工程、化工热力学、工热力学、系统工程）系统工程）化化工工专专家家合成氨合成氨硫酸制造硫酸制造氯碱工业氯碱工业石油化工石油化工制糖业制糖业制漆业制漆业电镀业电镀业水泥、玻水泥、玻璃制造业璃制造业 本课程，不是教大家如何合成得到新物质？如何本课程，不是教大家如何合成得到新物质？如何提取新物质？如何表征新物质？这是化学家的事。提取新物质？如何表征新物质？这是化学家的事。 化学工程研究的是化学工程研究的是：如何把化学家们的小试研究成果：如何把化学家们的小试研究成果开发放大为中试，再开发为生产规模。是在科学实验开发放大为中试，再开发为生产规模。是在科学实验与化工之间架桥的工作，是直接为人类服务的创造价与化工之间架桥的工作，是直接为人类服务的创造价值的劳动。值的劳动。2、复杂性复杂性：难学。是在高等数学、物理学及物