工基础第一章

1、一、化学工程学的性质及主要内容一、化学工程学的性质及主要内容化学过程 共同规律物理过程 化学工程主要研究化学工业生产中有关发展过程发展过程单元操作化学工业化工工艺学化工过程及设备化学工程主要内容主要内容动量传递（流体动力过程）热量传递质量传递 化学反应器简称为“三传一反”4）化工机械与设备5）技术经济评价技术方面经济方面安全方面二、化学工程学的形成与发展1、形成与发展 一般认为, 化学工程学的建立是以1901 年G.E. Davis 出版化学工程手册(A Handbook ofChem ical Engineer ing) 为标志的. 也有人说化学工程专业是1908 年和美国化学工程师协会同时

2、诞生的。47年出版化学过程原理和化学动力学中的散热和传热57年在荷兰的阿姆斯特丹的第一次欧洲化学反应过程会议上正式提出“化学反应工程学”-化学反应工程的诞生年。1960 年, 由R. B. Bird、W. E. Stewart 和E. N.Lightfoot 编写出传递现象一书, 将“单元操作”合并为质量、能量和动量传递进行讨论,具有划时代的意义。79年中国参加国际化学反应工程会70年在华盛顿召开国际化学反应工程讨论会70年代后出现液固、气液固的专著流体的输送、传热、干燥等物理工序磺化、加氢 、水解等化学反应30年代初40年代汽油的制备，橡胶轮胎的出现50年代化学反应与传递过程相结合化学工艺学

3、随着化学工业的发展而逐渐发展形成的 单元操作生产研究共同规律化学工程学主导规律2、性质和任务以化工生产过程为研究对象，研究生产过程的基本规律和工程技术，为有效实现工业化提供可靠的基本规律和技术。例如例如硫铁矿 矿石处理 焙烧反应气体除尘转化炉氧化吸收产品 乙苯 催化脱氢 粗苯乙烯 精馏提纯精苯乙烯聚苯乙烯三、化学工程与化工数据1、化工数据：基础数据：与物料本身的物化性质及状态有关的;过程参数：与进行的过程和操作条件有关的;结构参数；表征设备结构特征的参数;无因次准数：由变量和参数组成的数群。2、计量单位SI制7个基本单位：长度 米 m 质量 千克 kg时间 秒 s热力学温度 开尔文 K电流强度

4、 安培 A发光强度 坎德拉 Cal物质的量 摩尔 mol辅助单位：平面角 弧度立体角 球面度共存单位：国际单位制（SI制）物理单位制（CGS制）公制（MKS制）工程单位制（at制）工程单位制（at制）以长度（米）、时间（秒）和力（公斤力）为基本单位，质量为导出单位。规定：在真空中以公制中的1公斤质量(kg)的物质在重力加速度为9.81m/s2下所受到的重力称为 1公斤力(kgf)几种单位制比较单位制长度质量时间速度力功功率SImkg sms-1kgms-2kgm2s-2kgm2s-3MKSmkg sms-1kgms-2kgm2s-2kgm2s-3CGScmg scms-1gms-2gcm2s-

5、2gcm2s-3atmkgfs2m-1 sms-1kgms-2kgm2s-2kgm2s-3二、化学工程中常用的一些基本规律二、化学工程中常用的一些基本规律1、物料衡算依据：质量守恒定律要求：1）确定衡算范围 2）有基准 3）采用不变的统一单位例1、在一蒸发器内，浓缩浓度为56%的硝酸铵溶液9500kg/h。浓缩后，每小时从蒸发器釜底放出浓度为96%的硝酸铵溶液。求（1）每小时从釜底放出多少96%的硝酸铵溶液？（2）每小时蒸发的水量是多少？在化工生产中物料衡算的作用在化工生产中物料衡算的作用1）根据处理的物料量，确定设备的主要 尺寸和规模；2）拟订加工方案，选择流程；3）了解操作偏离正常情况的程

6、度， 为改进提供依据。2、热量衡算、热量衡算基础：能量守衡定律输送给系统的能量 = 系统输出的能量有反应热参加时：输入的能量 + 反应释放的能量 = 输出的能量 + 系统内积累的能量在化工生产中的作用：在化工生产中的作用：1）根据能量的形式及转化方式确定输出 输入的方法和措施；2）根据需输入或输出能量的数值，确定 设备的尺寸；3）根据能量的关系，确定能量综合利用 的途径。3、平衡关系、平衡关系变化的极限是过程的平衡状态，预告过程能够达到的极限。意义：决定着过程能否进行，也是设备设计、工艺条件选择及工艺改进的依据。4、过程速率、过程速率过程速率 = 推动力/阻力三、学习目的和学习方法三、学习目的和学习方法1）理解基本规律在实际中的应用；2）提高分析