化工流体流动与传热 01-02学时

1、化工流体流动与传热和化工传质与分离过程是化工类各专业的重要专业基础课，它们担负着由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用。同学们，请以你们的智慧和勤奋去耕耘一片新的知识沃土,化工流体流动与传热,化工传质与分离过程,一、学时安排 绪论 1 第一章 流体流动基础 19 第二章 流体输送机械 6 第三章 颗粒与流体之间 8 的相对运动 第四章 液体搅拌 2 第五章 传热过程基础 9 第六章 换热器 5 第七章 蒸发 2,教 学 安 排,总学时 56,授课 52,期中考试 2,课堂讨论 2,二、教师安排 授课教师 贾绍义 助课教师 吴松海,教 学 安 排,三、作业安排 （1）每周二课后收、发作业 （2）题

2、目有三种类型：思考题、作业题、综合练习题。思考题课后复习思考不上交；作业题必须独立完成上交；综合练习题分组讨论后在课内研讨。,四、考试安排 （1）期末试卷分客观题和综合题两部分，客观题侧重对基础知识的考核，采用选择填空的闭卷形式，占45%；综合题侧重对综合、创新能力的考核，采用开卷形式，占55%。 （2）期末成绩占90，平时成绩（包括期中考试）占10,教 学 安 排,五、答疑安排 时间：周三下午4:005:00 地点：20楼824室,六、有关要求 （1）按时交作业，无特殊情况补交作业无效。 （2）独立完成作业，有抄袭者发现后返回重做 并影响平时成绩。 （3）累计欠作业1/3者取消考试资格。 （

3、4）点名或抽查累计3次未到者取消考试资格。 （5）讲授内容和顺序与教材不完全相同，请认 真作听课笔记。,教 学 安 排,七、参考教材 (1) 夏 清, 陈常贵. 化工原理. 天津: 天津大学出版 社, 2005 (2) W. L. McCabe, J. C. Smith. Unit Operations of Chemical Engineering, 6th ed. New York: McGraw. Hill Inc., 2001,教 学 安 排,八、网络课程辅助教学 化工原理及实验网络课程 网址：202.113.7.181,绪 论,通过绪论的学习，应了解本课程的性质和任 务；化工过程的单

4、元操作分类和特点。掌握单位 制与单位换算的方法，能够熟练地进行单位间的 换算。,学习目的 与要求,一、化学工业与化工过程,1.化学工业,对自然界的各种原料进行化学加工，以改变物质结构或组成，从而获得化工产品的制造工业。,环境,生物,能源,材料,冶金,制药,信息,化学工业,国民经济 支柱产业,合成氨生产工艺装置,炼油生产工艺装置,不同化工产品生产中所使用的各种化学和物 理过程。,2.化工过程,物理过程,搅拌,换热,蒸发,吸收,蒸馏,萃取,干燥,结晶,过滤,吸附,输送,沉降,单元 操作,一、化学工业与化工过程,二、单元操作的特点与分类,1.单元操作特点,均为物理操作过程。,单元操作特点,若干个单元

5、操作串联起来组成一个工艺过程。,同一工艺过程可能包含多个相同的单元操作。,单元操作用于不同的工艺过程，其基本原理是相 同的。,二、单元操作的特点与分类,2.单元操作分类,单元 操作,流动过程,流体流动与输送,过滤,传热过程,蒸发,吸收,传质过程,蒸馏,萃取,干燥,结晶,沉降,吸附,换热,搅拌,动量传递,热量传递,质量传递,“三传过程”,三、课程的性质和任务,1.课程的性质,化工流体流动与传热和化工传质与分离过程课程是化工类各专业的专业基础课。,先修 课程,高等数学,大学物理,物理化学,桥梁 作用,理论,工程,基础,专业,化工热力学,三、课程的性质和任务,2.课程的任务,掌握三传（动量传递、热量

6、传递、质量传递）的 基本原理。,课程的主要任务,掌握各单元操作过程的基本原理、计算方法、设 备构造与选型。,培养学生运用基础理论分析和解决化工单元操作 中各种工程实际问题的能力。,四、课程的发展历程,3个发展阶段,生产工艺学阶段,19 世纪末20世纪初,20世纪20年代,单元操 作阶段,传递过程阶段,20世纪60年代,各工艺过程具有共性规律单元过程的提炼,各单元操作具有共性规律传递过程的提炼,化学工程核心课程：“三传一反”,四、课程的发展历程,1923年出版了第一部化工原理教材 Principles of Chmical Engineering ,重要标志,1960年出版了第一部传递教材 Tr

7、ansport Phenomena ,四、课程的发展历程,课程体系设置,以单元操作为线索设置课程,以传递过程为线索设置课程,化工原理（上、下册）,流体力学,传热学,传质学,化工流体流动与传热,化工传质与分离过程,面向21世纪新课程体系,五、单位制与单位换算,1.单位与单位制,（1）基本单位和导出单位,基本单位,质量,时间,长度,温度,选定几个独立的物理量为基本量，其单位即为基本单位。,量纲,单位,四、单位制与单位换算,导出单位,示例,根据某物理量本身的意义，由有关基本单位进行组合而成的单位。,四、单位制与单位换算,（2）单位制,单位制,绝对单位制,重力单位制（工程单位制）,国际单位制（SI制）

8、,法定单位制,根据法规制定的物理量的单位制度单位制。,四、单位制与单位换算,2.单位换算,（1）物理量的单位换算,原单位 消去法,质量速度G,【例0-1】,（2）经验公式的单位换算,【例0-2】自学,第一章 流体流动,通过本章的学习，应掌握流体在管内流动过 程的基本原理和规律，并能运用这些原理和规律 分析和计算流体流动过程中的有关问题。掌握流 量测量的原理、设备及方法。,学习目的 与要求,1.1 流体的物理性质,1.1.1 连续介质假定,第一章 流体流动,一、连续介质模型,流体由大量作无序随机运动的分子所组成。,流体的分子特性,1. 流体的分子特性,分子之间有一定的间隙。,流体的物理量在空间和

9、时间上的分布不连续。,从微观角度流体是不连续的,流体质点,微元流体中包含点,一、连续介质模型,工程上研究流体的宏观特性，假定流体介质是连续的 连续介质模型。,2. 连续介质模型,在流体中选一微元流体,体积,质量,平均密度,绕 P 点取一系列大小不同的微元体积,相应的质量为,相应的平均密度为,一、连续介质模型,确定的极限值,流体的宏观特性分子的平均特性,随机波动,中所有分子的集合流体质点。,一、连续介质模型,特征 体积,流体质点,流体是由连续分布的流体质点所组成。,连续介质模型,任意空间点上流体的物理量是指位于该点上流体质点的物理量。,二、流体的物理量,流体的密度,因,很小,由流体连续介质模型，流体质点的物理量是空间位置和时间的连续函数。,二、流体的物理量,密度,时间,位置坐标,速度,温度,密度场,速度场,温度场,1.1 流体的物理性质,1.1.1 连续介质假定,第一章 流体流动,1.1.2 流体的密度,一、流体密度的概念,单位体积流体具有的质量。,定 义,kg /m3,质量浓度,符 号,单 位,定义式,（1）由物化手册或有关资料中查得；,（2）由实验测定。,本教材 附录,获取途径,一、流体密度的概念,液体,无关（