化工原理PPT课件讲义

化工原理绪论0.1化学工程学科的进展0.1.1化学工程学及其进展化学工程学：以化学、物理和数学原理为基础，研究物料在工业规模条件下，它所发生物理或化学状态变化的工业过程及这类工业过程所用装置的设计和操作的一门技术学科。化学工程学的进展：三阶段：单元操作：20世纪初期。单元操作的物理化学原理及定量计算方法，奠定了化学工程做为一门独立工程学科的基础。“三传一反”概念：20世纪60年代多分支：20世纪60年代末。形成了单元操作、传递过程、反应工程、化工热力学、化工系统工程、过程动态学及控制等完整体系。绪论0.1.2单元操作化工生产是以化学变化或化学处理为主要特征的工业生产过程。在化学工业中，对原料进行大规模的加工处理，使其不仅在状态与物理性质上发生变化，而且在化学性质生也发生变化，成为合乎要求的产品，这个过程即叫化工生产过程。以氯碱生产为例说明化工生产过程的基本步骤。0.2本课程的性质、任务和内容、研究方法0.2.1性质化工原理是在高等数学、物理学、物理化学等课程的基础上开设的一门技术基础课程，属工程学科，具有工程性和实用性。0.2.2任务1掌握化工单元操作过程的基本原理，并能进行过程的选择和计算(即对指定的产品，选择一个适宜的过程经济而有效地满足工艺过程要求)。2据生产需要，进行设备工艺尺寸的计算及其设备选型计算。3依据过程的不同要求，进行操作调节和控制。4掌握强化过程途径，以提高过程和设备的能力、效率。0.3单元操作进行的方式1.间歇操作：每次操作之初向设备内投入一批物料，经过一番处理后，排除全部产物，再重新投料。间歇操作设备内，同一位置上，在不同时刻进行着不同的操作步骤，因而同一位置上，物料组成、温度、压强、流速等参数都随时间变化，属非定态过程，即参数＝f(x,y,z,θ)2.连续操作：原料不断地从设备一端送入，产品不断从另一端送出。连续操作设备内，各个位置上，物料组成、温度、压强、流速等参数可互不相同，但在任一固定位置上，这些参数一般不随时间变化，属定态过程，即参数＝f(x,y,z)0.4单位制与单位换算0.4.1单位制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：5m+8m=(5+8)m;5m×8m=(5×8)(m×m)=40m2物理量单位选择时，先选定几个独立的物理量，叫基本量，并根据使用方便的原则，定出这些量的单位，叫基本单位；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；导出单位是由基本单位乘除构成的。0.5物料衡算遵循质量守恒定律通式：ΣGi＝ΣGo+GA

适用于：1.任何指定的空间范围；2.过程所涉及的全部变化：无化学变化；混合物任一组分都符合此通式；有化学变化：各元素符合此通式；3.间歇、连续操作：间歇操作：GA≠0连续操作：GA＝00.6热量衡算遵循能量守恒定律同物料衡算一样，绘简图、定基准、划范围、列算式，但有两点不同：1物料所具有的热量由显热与潜热两部分组成，称为焓(H，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定基准温度和基准状态，通常基准选273K液态(即此时H＝０)。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QL。热量衡算通式：ΣQi=ΣQo+QＬΣ(