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文檔簡介
1、緒緒 論論 一、化工原理課程簡介一、化工原理課程簡介 二、化工原理處理問題的方法二、化工原理處理問題的方法 三、單位及單位制三、單位及單位制 1 1、化工原理的研究對象、化工原理的研究對象 單元操作unit operations 化工及相關(guān)生產(chǎn)過程化工及相關(guān)生產(chǎn)過程 原料的預(yù)處理原料的預(yù)處理 進行化學(xué)反應(yīng)進行化學(xué)反應(yīng) 反應(yīng)產(chǎn)物的分離與提純反應(yīng)產(chǎn)物的分離與提純 化工生產(chǎn)過程就是由化工生產(chǎn)過程就是由化學(xué)反應(yīng)和若干個單元化學(xué)反應(yīng)和若干個單元操作串聯(lián)而成的。操作串聯(lián)而成的。一、化工原理課程簡介:一、化工原理課程簡介:1 1 )單元操作的概念)單元操作的概念 一、化工原理課程簡介一、化工原理課程簡介 原
2、料油(甲苯、二甲苯)、原料油(甲苯、二甲苯)、H H2 2輸送輸送加熱加熱反應(yīng)器反應(yīng)器減壓蒸餾塔減壓蒸餾塔精餾精餾苯(苯(99.99299.99299.999%)例如:例如:甲醇(甲醇(CH3OH)的生產(chǎn):)的生產(chǎn): 合成氣(合成氣(CO,H2,CO2)輸送輸送管式反應(yīng)器管式反應(yīng)器粗甲醇粗甲醇冷卻冷卻精餾精餾精甲醇(精甲醇(99.8599.95%)苯的生產(chǎn):苯的生產(chǎn):一、化工原理課程簡介一、化工原理課程簡介化工原理化工原理研究各個獨立的單元操作研究各個獨立的單元操作把包含在不同化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,發(fā)生同樣把包含在不同化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,發(fā)生同樣物物理變化理變化,遵循共同的物理學(xué)規(guī)律,使用相似設(shè)
3、備,遵循共同的物理學(xué)規(guī)律,使用相似設(shè)備,具有相同功能的基本物理操作,稱為單元操作。具有相同功能的基本物理操作,稱為單元操作。 可見,一個化工過程往往包含幾個或幾十個可見,一個化工過程往往包含幾個或幾十個加工過程。加工過程。 一、化工原理課程簡介一、化工原理課程簡介 單元操作作用于不同的化工過程時,基本原單元操作作用于不同的化工過程時,基本原理相同,所用的設(shè)備也是通用的。理相同,所用的設(shè)備也是通用的。2 2)單元操作的特點:)單元操作的特點:所有的單元操作都是物理性操作,只改變物料所有的單元操作都是物理性操作,只改變物料的狀態(tài)或物理性質(zhì),并不改變化學(xué)性質(zhì)。的狀態(tài)或物理性質(zhì),并不改變化學(xué)性質(zhì)。單元
4、操作是化工生產(chǎn)過程中共有的操作,只是單元操作是化工生產(chǎn)過程中共有的操作,只是不同的化工生產(chǎn)中所包含的單元操作數(shù)目、名稱不同的化工生產(chǎn)中所包含的單元操作數(shù)目、名稱與排列順序不同。與排列順序不同。一、化工原理課程簡介一、化工原理課程簡介根據(jù)單元操作所遵循的基本規(guī)律,分為三類:根據(jù)單元操作所遵循的基本規(guī)律,分為三類:遵循流體動力基本規(guī)律,用動量遵循流體動力基本規(guī)律,用動量傳遞理論研究傳遞理論研究如:流體輸送、沉降、過濾、固體如:流體輸送、沉降、過濾、固體 流態(tài)化流態(tài)化遵循傳熱基本規(guī)律,用熱量傳遞理論研究遵循傳熱基本規(guī)律,用熱量傳遞理論研究 如:加熱、冷凝、蒸發(fā)等如:加熱、冷凝、蒸發(fā)等 傳質(zhì)過程傳質(zhì)過
5、程 遵循傳質(zhì)基本規(guī)律,用質(zhì)量傳遞理論研究遵循傳質(zhì)基本規(guī)律,用質(zhì)量傳遞理論研究 如:蒸餾、吸收、萃取、結(jié)晶、干燥等如:蒸餾、吸收、萃取、結(jié)晶、干燥等3 3)單元操作的分)單元操作的分 類類傳熱過程傳熱過程 流體動力過程流體動力過程 一、化工原理課程簡介一、化工原理課程簡介2 2、化工原理學(xué)科性質(zhì)與研究方法、化工原理學(xué)科性質(zhì)與研究方法 1 1)學(xué)科性質(zhì))學(xué)科性質(zhì)工程技術(shù)學(xué)科工程技術(shù)學(xué)科 用自然科學(xué)的基本原理來分析和處理化工生用自然科學(xué)的基本原理來分析和處理化工生產(chǎn)中的物理過程。產(chǎn)中的物理過程。一、化工原理課程簡介一、化工原理課程簡介2 2)研究方法)研究方法工程方法工程方法 數(shù)學(xué)模型法數(shù)學(xué)模型法
6、雙膜模型的建雙膜模型的建立立 首先要對化工實際問題的機理作深入分析,并首先要對化工實際問題的機理作深入分析,并在抓住過程本質(zhì)的前提下做出某些合理的簡化,得在抓住過程本質(zhì)的前提下做出某些合理的簡化,得出能基本反映過程機理的物理模型,然后結(jié)合傳遞出能基本反映過程機理的物理模型,然后結(jié)合傳遞過程、物理化學(xué)的基本原理,得到描寫此過程的數(shù)過程、物理化學(xué)的基本原理,得到描寫此過程的數(shù)學(xué)模型。學(xué)模型。 通常,數(shù)學(xué)模型方法所得結(jié)果包括反映過程通常,數(shù)學(xué)模型方法所得結(jié)果包括反映過程的模型參數(shù),它必須通過實驗才能確定,因而它的模型參數(shù),它必須通過實驗才能確定,因而它是一種半經(jīng)驗半理論的方法。是一種半經(jīng)驗半理論的方
7、法。一、化工原理課程簡介一、化工原理課程簡介因次分析法因次分析法 直管湍流阻力直管湍流阻力 化工過程往往十分復(fù)雜,涉及的影響因素很化工過程往往十分復(fù)雜,涉及的影響因素很多,各種因素的影響有時不能用迄今已掌握的物多,各種因素的影響有時不能用迄今已掌握的物理、化學(xué)和數(shù)學(xué)等基本原理定量地分析和預(yù)測,理、化學(xué)和數(shù)學(xué)等基本原理定量地分析和預(yù)測,而必須通過實驗來解決,即所謂的實驗研究法。而必須通過實驗來解決,即所謂的實驗研究法。 本課程的學(xué)習(xí)過程中將經(jīng)常見到無因次數(shù)群本課程的學(xué)習(xí)過程中將經(jīng)常見到無因次數(shù)群的關(guān)系式。的關(guān)系式。 它一般以因次分析法為指導(dǎo),依靠實驗建立它一般以因次分析法為指導(dǎo),依靠實驗建立過程
8、參數(shù)之間的相互關(guān)系,并且通常是把各種參過程參數(shù)之間的相互關(guān)系,并且通常是把各種參數(shù)的影響表示成為由若干個有關(guān)參數(shù)組成的具有數(shù)的影響表示成為由若干個有關(guān)參數(shù)組成的具有一定物理意義的無因次數(shù)群(也叫準數(shù))的影響。一定物理意義的無因次數(shù)群(也叫準數(shù))的影響。一、化工原理課程簡介一、化工原理課程簡介參數(shù)綜合法參數(shù)綜合法 當量法當量法 類比法類比法 過濾常數(shù)過濾常數(shù) 當量直徑、當量長度等當量直徑、當量長度等 動量、熱量、質(zhì)量傳遞的類似律動量、熱量、質(zhì)量傳遞的類似律 一、化工原理課程簡介一、化工原理課程簡介 選擇選擇:為了達到或?qū)崿F(xiàn)某一工程目的,能對:為了達到或?qū)崿F(xiàn)某一工程目的,能對過程和設(shè)備作合理的選擇
9、和組合。過程和設(shè)備作合理的選擇和組合。 設(shè)計設(shè)計:對已掌握了性能的過程和設(shè)備作直接的:對已掌握了性能的過程和設(shè)備作直接的設(shè)計計算以及對性能不十分掌握的過程和設(shè)備通設(shè)計計算以及對性能不十分掌握的過程和設(shè)備通過必要的試驗,測取設(shè)計數(shù)據(jù),做逐級放大。過必要的試驗,測取設(shè)計數(shù)據(jù),做逐級放大。3 3、化工原理的學(xué)習(xí)方法、化工原理的學(xué)習(xí)方法 發(fā)展發(fā)展:如何根據(jù)某個物理或物理化學(xué)原理開發(fā):如何根據(jù)某個物理或物理化學(xué)原理開發(fā)成為一個單元操作,尋本求源。成為一個單元操作,尋本求源。 操作操作:如何根據(jù)基本原理發(fā)現(xiàn)操作上可能出現(xiàn):如何根據(jù)基本原理發(fā)現(xiàn)操作上可能出現(xiàn)的各種不正?,F(xiàn)象,尋找其原因及可能采取的調(diào)節(jié)措的各
10、種不正常現(xiàn)象,尋找其原因及可能采取的調(diào)節(jié)措施。施。一、化工原理課程簡介一、化工原理課程簡介4 4、化工原理課在諸門課程中的位置、化工原理課在諸門課程中的位置 化工原理化工原理是化工類及其相關(guān)(近)專業(yè)的是化工類及其相關(guān)(近)專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課,在培養(yǎng)化學(xué)工程及其相關(guān)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課,在培養(yǎng)化學(xué)工程及其相關(guān)(近)專業(yè)學(xué)生綜合素質(zhì)的過程中更有其特殊的地(近)專業(yè)學(xué)生綜合素質(zhì)的過程中更有其特殊的地位和作用。位和作用。(1 1)在教學(xué)計劃中,這門課程是承前啟后,由理及工)在教學(xué)計劃中,這門課程是承前啟后,由理及工 的橋梁的橋梁 先行的先行的數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)、物理物理、化學(xué)化學(xué)等課程主等課程主要是為
11、了了解自然界的普遍規(guī)律,屬于自然科學(xué)的范要是為了了解自然界的普遍規(guī)律,屬于自然科學(xué)的范疇,而疇,而化工原理化工原理則屬于工程技術(shù)科學(xué)的范疇,是則屬于工程技術(shù)科學(xué)的范疇,是化工專業(yè)課程的基礎(chǔ)?;I(yè)課程的基礎(chǔ)。一、化工原理課程簡介一、化工原理課程簡介(2 2)化工原理化工原理課程具有顯著的工程課程具有顯著的工程 性性 它要解決的問題是多因素、多變量的綜合性問它要解決的問題是多因素、多變量的綜合性問題,因此分析和解決處理問題的方法也就與理科課題,因此分析和解決處理問題的方法也就與理科課程有較大的不同,這可能會導(dǎo)致部分學(xué)生在學(xué)習(xí)初程有較大的不同,這可能會導(dǎo)致部分學(xué)生在學(xué)習(xí)初期有些不適應(yīng)。期有些不適
12、應(yīng)。(3 3)化工原理化工原理的主要內(nèi)容涉及化工單元操作的的主要內(nèi)容涉及化工單元操作的 基本原理及其相關(guān)的基礎(chǔ)?;驹砑捌湎嚓P(guān)的基礎(chǔ)。 它來自化工實踐,又面向化工實踐,是化工技它來自化工實踐,又面向化工實踐,是化工技術(shù)工作者的看家本領(lǐng)所在。可以說,術(shù)工作者的看家本領(lǐng)所在??梢哉f,“化工原理化工原理”四個字恰如其分地表達了這門課程的性質(zhì)及重要性。四個字恰如其分地表達了這門課程的性質(zhì)及重要性。一、化工原理課程簡介一、化工原理課程簡介5 5、課程學(xué)習(xí)的要求、課程學(xué)習(xí)的要求 本課程是科學(xué)與技術(shù)的融合,它強調(diào)工程觀本課程是科學(xué)與技術(shù)的融合,它強調(diào)工程觀點、定理運算、實驗技能及設(shè)計能力的培養(yǎng),強點、定理
13、運算、實驗技能及設(shè)計能力的培養(yǎng),強調(diào)理論聯(lián)系實際。在學(xué)習(xí)過程中要注意以下幾個調(diào)理論聯(lián)系實際。在學(xué)習(xí)過程中要注意以下幾個方面能力的培養(yǎng):方面能力的培養(yǎng):單元操作和設(shè)備選擇的能力。單元操作和設(shè)備選擇的能力。 在確定工藝流程時,要能夠合理選擇單元操作,在確定工藝流程時,要能夠合理選擇單元操作,合理地選擇設(shè)備。合理地選擇設(shè)備。工程設(shè)計能力。工程設(shè)計能力。 學(xué)習(xí)工藝過程計算和設(shè)備設(shè)計。當缺乏現(xiàn)成數(shù)學(xué)習(xí)工藝過程計算和設(shè)備設(shè)計。當缺乏現(xiàn)成數(shù)據(jù)時,要能夠從資料中查取,或從生產(chǎn)現(xiàn)場查定,據(jù)時,要能夠從資料中查取,或從生產(chǎn)現(xiàn)場查定,或通過實驗測取。學(xué)習(xí)利用計算機輔助設(shè)計?;蛲ㄟ^實驗測取。學(xué)習(xí)利用計算機輔助設(shè)計。一
14、、化工原理課程簡介一、化工原理課程簡介操作和調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程的能力。操作和調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程的能力。 學(xué)習(xí)如何操作和調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程。(正常、學(xué)習(xí)如何操作和調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程。(正常、不正常、開車、停車)在操作發(fā)生故障時,能不正常、開車、停車)在操作發(fā)生故障時,能夠查找故障原因,提出排除故障的措施。了解夠查找故障原因,提出排除故障的措施。了解優(yōu)化生產(chǎn)過程的途徑。優(yōu)化生產(chǎn)過程的途徑。 過程開發(fā)或科學(xué)研究能力。過程開發(fā)或科學(xué)研究能力。 學(xué)習(xí)如何根據(jù)物理或物理化學(xué)原理而開發(fā)學(xué)習(xí)如何根據(jù)物理或物理化學(xué)原理而開發(fā)單元操作,進而組織一個生產(chǎn)工藝過程。將可單元操作,進而組織一個生產(chǎn)工藝過程。將可能變現(xiàn)實,實現(xiàn)工程目的,這是綜合
15、創(chuàng)造能力能變現(xiàn)實,實現(xiàn)工程目的,這是綜合創(chuàng)造能力的體現(xiàn)。的體現(xiàn)。一、化工原理課程簡介一、化工原理課程簡介1 1、物料恒算:、物料恒算: (1 1)一般過程:)一般過程: 進入系統(tǒng)的物料量進入系統(tǒng)的物料量 = 離開系統(tǒng)的物料量離開系統(tǒng)的物料量 + 過程積累的物料量過程積累的物料量(2 2)穩(wěn)定過程:)穩(wěn)定過程: 過程積累的物料量為零。過程積累的物料量為零。進入系統(tǒng)的物料量進入系統(tǒng)的物料量=離開系統(tǒng)的物料量離開系統(tǒng)的物料量 二、化工原理處理問題的方法二、化工原理處理問題的方法 二、化工原理處理問題的方法二、化工原理處理問題的方法 輸入系統(tǒng)的物料質(zhì)量等于從系統(tǒng)輸出的物料質(zhì)輸入系統(tǒng)的物料質(zhì)量等于從系統(tǒng)
16、輸出的物料質(zhì)量與系統(tǒng)中積累的物料質(zhì)量之和。量與系統(tǒng)中積累的物料質(zhì)量之和。AGGIG0物料衡算的通式物料衡算的通式依據(jù)依據(jù)質(zhì)量守恒定律質(zhì)量守恒定律 二、化工原理處理問題的方法二、化工原理處理問題的方法衡算的系統(tǒng)衡算的系統(tǒng)整個生產(chǎn)過程整個生產(chǎn)過程某一設(shè)備某一設(shè)備衡算的對象衡算的對象系統(tǒng)中的所有物料系統(tǒng)中的所有物料某一個組分某一個組分( (成分成分) )穩(wěn)定態(tài)過程,積累為零。則穩(wěn)定態(tài)過程,積累為零。則:0GGI二、化工原理處理問題的方法二、化工原理處理問題的方法例:在兩個蒸發(fā)器中,每小時將例:在兩個蒸發(fā)器中,每小時將5000kg的無機鹽水的無機鹽水溶液從溶液從12(質(zhì)量)濃縮到(質(zhì)量)濃縮到30%。
17、第二蒸發(fā)器比。第二蒸發(fā)器比第一蒸發(fā)器多蒸出第一蒸發(fā)器多蒸出5%的水分。試求:的水分。試求:(1 1)各蒸發(fā)器每小時蒸出水分的量;)各蒸發(fā)器每小時蒸出水分的量;(2 2) 第一蒸發(fā)器送出的溶液濃度。第一蒸發(fā)器送出的溶液濃度。 用方框表示設(shè)備,輸入輸出設(shè)備的物流方向用用方框表示設(shè)備,輸入輸出設(shè)備的物流方向用箭頭表示。箭頭表示。解:解:1 1)畫一個流程圖表示進行的過程)畫一個流程圖表示進行的過程 二、化工原理處理問題的方法二、化工原理處理問題的方法x1W1W2F0=5000kg/hx0=0.12F1F2x2=0.3蒸發(fā)器蒸發(fā)器1蒸發(fā)器蒸發(fā)器2二、化工原理處理問題的方法二、化工原理處理問題的方法2
18、2)劃定衡算的范圍)劃定衡算的范圍 為求各蒸發(fā)器蒸發(fā)的水量,以整個流程為衡為求各蒸發(fā)器蒸發(fā)的水量,以整個流程為衡算范圍,用一圈封閉的虛線畫出算范圍,用一圈封閉的虛線畫出。 連續(xù)操作以單位時間為基準,間歇操作以一批連續(xù)操作以單位時間為基準,間歇操作以一批操作為基準操作為基準由于連續(xù)操作,以由于連續(xù)操作,以1小時為基準。小時為基準。4)確定衡算對象)確定衡算對象 此題中有兩個未知數(shù),蒸發(fā)的水量此題中有兩個未知數(shù),蒸發(fā)的水量W及送出及送出的的NaCl 溶液量溶液量F,因此,我們就以不同衡算對象,因此,我們就以不同衡算對象列出兩個衡算式。列出兩個衡算式。3 3)選擇衡算基準)選擇衡算基準二、化工原理處
19、理問題的方法二、化工原理處理問題的方法 對對鹽鹽作物料衡算作物料衡算:對對總物料總物料作衡算:作衡算:2125000WWF代入已知數(shù)據(jù),得:代入已知數(shù)據(jù),得:23 . 012. 05000FhkgF/20002hkgWW/3000212200 xFxF二、化工原理處理問題的方法二、化工原理處理問題的方法由題意知由題意知1205. 1WW hkgWhkgW/6 .1536 /4 .146321 求第一個蒸發(fā)器送出的溶液濃度,選擇第一個求第一個蒸發(fā)器送出的溶液濃度,選擇第一個蒸發(fā)器為衡算范圍。蒸發(fā)器為衡算范圍。對鹽作物料衡算:對鹽作物料衡算:1100 xFxF 對總物料作衡算:對總物料作衡算:11
20、0FWF二、化工原理處理問題的方法二、化工原理處理問題的方法 代入已知數(shù)據(jù),得:代入已知數(shù)據(jù),得:1112. 05000 xF14 .14635000F解得:解得:hkgF/6 .35361%97.161697. 01x二、化工原理處理問題的方法二、化工原理處理問題的方法2 2、熱量恒算、熱量恒算一般過程:一般過程: 進入系統(tǒng)的熱量進入系統(tǒng)的熱量 = 離開系統(tǒng)的熱量離開系統(tǒng)的熱量 + 過程中損失過程中損失 的熱量的熱量 依據(jù):能量守恒定律依據(jù):能量守恒定律 即任何時間內(nèi)輸入系統(tǒng)的總熱量等于系統(tǒng)輸出即任何時間內(nèi)輸入系統(tǒng)的總熱量等于系統(tǒng)輸出的總熱量與損失的熱量之和。的總熱量與損失的熱量之和。二、化
21、工原理處理問題的方法二、化工原理處理問題的方法LQQIQ0熱量衡算通式熱量衡算通式或或 寫成寫成LIQwHwH0)()( 熱量衡算的基本方法與物料衡算的方法相同,熱量衡算的基本方法與物料衡算的方法相同,即必須首先劃定衡算范圍及衡算基準。即必須首先劃定衡算范圍及衡算基準。二、化工原理處理問題的方法二、化工原理處理問題的方法 此外應(yīng)注意焓是相對值,因此必須指明基準此外應(yīng)注意焓是相對值,因此必須指明基準溫度,習(xí)慣上選溫度,習(xí)慣上選0為基準溫度,并規(guī)定為基準溫度,并規(guī)定0時液時液態(tài)的焓值為零。態(tài)的焓值為零。 例:在換熱器里將平均比熱為例:在換熱器里將平均比熱為3.56kJ/(kg)的某溶液自的某溶液自
22、25加熱到加熱到80,溶液流量為,溶液流量為1.0kg/s,加熱介質(zhì)為加熱介質(zhì)為120的飽和水蒸氣,其消耗量為的飽和水蒸氣,其消耗量為0.095kg/s,蒸氣冷凝成同溫度的飽和水排出。試計,蒸氣冷凝成同溫度的飽和水排出。試計算此換熱器的熱損失占水蒸氣所提供熱量的百分數(shù)算此換熱器的熱損失占水蒸氣所提供熱量的百分數(shù)。解:根據(jù)題意畫出流程圖解:根據(jù)題意畫出流程圖 二、化工原理處理問題的方法二、化工原理處理問題的方法換熱器換熱器120飽和水蒸氣飽和水蒸氣0.095kg/s120飽和水飽和水0.095kg/s1.0kg/s25溶液溶液80溶液溶液1.0kg/s二、化工原理處理問題的方法二、化工原理處理問
23、題的方法 從 附 錄 查 出從 附 錄 查 出 1 2 0 飽 和 水 蒸 氣 的 焓 值 為飽 和 水 蒸 氣 的 焓 值 為2708.9kJ/kg,120飽和水的焓值為飽和水的焓值為503.67kJ/kg。基準:基準:1s 在圖中虛線范圍內(nèi)作熱量衡算在圖中虛線范圍內(nèi)作熱量衡算在此系統(tǒng)中輸入的熱量:在此系統(tǒng)中輸入的熱量: 21QQIQ蒸氣帶入的熱量:蒸氣帶入的熱量: kwQ3 .2579 .2708095. 01溶液帶入的熱量溶液帶入的熱量:kwQ8902556. 30 . 12二、化工原理處理問題的方法二、化工原理處理問題的方法kwIQ3 .346893 .257輸出的熱量:輸出的熱量:
24、43QQQO冷凝水帶出的熱量:冷凝水帶出的熱量: kwQ8 .4767.503095. 03溶液帶出的熱量:溶液帶出的熱量: kwQ8 .28408056. 30 . 14二、化工原理處理問題的方法二、化工原理處理問題的方法kwQQQ6 .3328 .2848 .47430根據(jù)能量衡算式,有:根據(jù)能量衡算式,有: LIQQQ00346 3332 613 7LIQQQ. kw熱量損失的百分數(shù)= %54. 68 .473 .2577 .13二、化工原理處理問題的方法二、化工原理處理問題的方法3 3、過程的平衡和速率、過程的平衡和速率 平衡問題平衡問題 過程的平衡問題是說明過程進行的方向和所過程的平
25、衡問題是說明過程進行的方向和所能達到的極限。能達到的極限。平衡是一個動態(tài)的過程。平衡是一個動態(tài)的過程。二、化工原理處理問題的方法二、化工原理處理問題的方法平衡關(guān)系平衡關(guān)系 反應(yīng)了一個過程(傳熱過程、物質(zhì)傳遞)反應(yīng)了一個過程(傳熱過程、物質(zhì)傳遞)達到平衡時,決定系統(tǒng)平衡狀態(tài)的參數(shù)間的關(guān)達到平衡時,決定系統(tǒng)平衡狀態(tài)的參數(shù)間的關(guān)系。系。(1 1)過程的方向:)過程的方向: 總是趨于平衡總是趨于平衡 (2 2)過程的極限:)過程的極限: 達到了平衡達到了平衡 二、化工原理處理問題的方法二、化工原理處理問題的方法速率速率 過程的速率是指過程由不平衡到平衡進過程的速率是指過程由不平衡到平衡進 行的快慢。行
26、的快慢。 阻力:過程的阻力是各種因素對速率影響的總的阻力:過程的阻力是各種因素對速率影響的總的體現(xiàn)。體現(xiàn)。過程的速率表示為:過程的速率表示為:過程的速率推動力過程的速率推動力 阻力阻力推動力:過程所處的狀態(tài)與平衡狀態(tài)的距離。推動力:過程所處的狀態(tài)與平衡狀態(tài)的距離。一個過程速率不變的過程,推動力一個過程速率不變的過程,推動力,阻力,阻力 二、化工原理處理問題的方法二、化工原理處理問題的方法1 1、我國的法定計量單位、我國的法定計量單位 (1 1)定義:國家以命令形式規(guī)定允許使用的計量)定義:國家以命令形式規(guī)定允許使用的計量 單位;單位; (2 2)構(gòu)成:以國際單位為基礎(chǔ),根據(jù)我國情況又)構(gòu)成:以
27、國際單位為基礎(chǔ),根據(jù)我國情況又 適當增加了一些其他單位一起構(gòu)成的;適當增加了一些其他單位一起構(gòu)成的;三、單位及單位制三、單位及單位制三、單位及單位制三、單位及單位制4 4)導(dǎo)出單位:導(dǎo)出量的單位稱為導(dǎo)出單位,均由基)導(dǎo)出單位:導(dǎo)出量的單位稱為導(dǎo)出單位,均由基 本單位相乘、除而構(gòu)成的本單位相乘、除而構(gòu)成的 。 2 2、單位及單位制、單位及單位制1 1)基本量:任意選定的幾個獨立的物理量)基本量:任意選定的幾個獨立的物理量( (如長度、如長度、 時間等時間等) )。2 2)基本單位:根據(jù)使用方便的原則制定的基本量的)基本單位:根據(jù)使用方便的原則制定的基本量的 單位。單位。3 3)導(dǎo)出量:根據(jù)物理量
28、與基本量之間的關(guān)系來確定)導(dǎo)出量:根據(jù)物理量與基本量之間的關(guān)系來確定 的量。的量。三、單位及單位制三、單位及單位制5 5)單位制:基本單位與導(dǎo)出單位的總和。)單位制:基本單位與導(dǎo)出單位的總和。 物理單位制:基本單位:長度物理單位制:基本單位:長度cm、質(zhì)量質(zhì)量g、時間時間s工程單位制:基本單位:長度工程單位制:基本單位:長度m、力力 kgf 、時間時間s SI單位單位制:制:(international system of units) 基本單位有基本單位有7個:個: m、kg、s、mol、K、A(安培)、(安培)、cd(坎)發(fā)光強度。(坎)發(fā)光強度。三、單位及單位制三、單位及單位制化工中常用
29、的有化工中常用的有5個個:長度長度cm 、質(zhì)量、質(zhì)量kg 、時間、時間s 、溫度、溫度K、 物質(zhì)量物質(zhì)量mol國際單位制的輔助單位:(國際單位制的輔助單位:(2個)個)平面角:弧度(平面角:弧度(rad)、立體角:球面度()、立體角:球面度(sr)導(dǎo)出單位(國際單位制中具有專門名稱的導(dǎo)出導(dǎo)出單位(國際單位制中具有專門名稱的導(dǎo)出單位):(單位):(19個)個) 力、重力(力、重力(N);壓力、壓強、應(yīng)力(;壓力、壓強、應(yīng)力(Pa);能、);能、功、熱、功、熱、J(Nm););功率(功率(W);三、單位及單位制三、單位及單位制國家規(guī)定非國際單位:(國家規(guī)定非國際單位:(10個)個)時間:分鐘時間:
30、分鐘min;小時;小時h;天;天d;旋轉(zhuǎn)速度:旋轉(zhuǎn)速度:r/min;質(zhì)量單位:噸質(zhì)量單位:噸t;體積;體積L;用于構(gòu)成用于構(gòu)成10進倍數(shù)和份數(shù)的詞頭:進倍數(shù)和份數(shù)的詞頭:106兆兆用用M表示;表示;103千千用用K表示;表示;102百百用用h表示;表示; 10-1分分用用d表示;表示;10-2厘厘用用c表示;表示; 10-3毫毫用用m表示;表示;10-6微微用用表示;表示;三、單位及單位制三、單位及單位制3 3、單位換算:、單位換算: 掌握單位向法定單位換算,單位換算最重要的掌握單位向法定單位換算,單位換算最重要的是壓強單位換算。是壓強單位換算。25211.033/76010.331.0133
31、1.0133 10atmkgfcmmmHgmH obarPa24211/735.6100.98079.807 10atkgfcmmmHgmH obarPa三、單位及單位制三、單位及單位制 具有單位一致性,只要采用同一單位制的單位具有單位一致性,只要采用同一單位制的單位來表示各物理量即可。來表示各物理量即可。 4 4、單位的正確運用單位的正確運用 理論公式:根據(jù)物理規(guī)律建立的,反映各有關(guān)物理理論公式:根據(jù)物理規(guī)律建立的,反映各有關(guān)物理 量之間的關(guān)系,又叫物理方程。量之間的關(guān)系,又叫物理方程。經(jīng)驗公式:根據(jù)試驗結(jié)果整理出來的,反映各有關(guān)物經(jīng)驗公式:根據(jù)試驗結(jié)果整理出來的,反映各有關(guān)物 理量的數(shù)字之
32、間的關(guān)系,又叫數(shù)字公式理量的數(shù)字之間的關(guān)系,又叫數(shù)字公式 。 公式中所用的單位一般都是指定的,在計算中公式中所用的單位一般都是指定的,在計算中只要將數(shù)字代入,算出結(jié)果,然后加上規(guī)定的單位只要將數(shù)字代入,算出結(jié)果,然后加上規(guī)定的單位就行了。就行了。三、單位及單位制三、單位及單位制主要參考書主要參考書 陳維杻傳遞過程與單元操作陳維杻傳遞過程與單元操作. 上冊上冊. 杭州:浙江杭州:浙江 大學(xué)出版社,大學(xué)出版社,1993陳維杻傳遞過程與單元操作陳維杻傳遞過程與單元操作. 下冊下冊. 杭州:浙江杭州:浙江 大學(xué)出版社,大學(xué)出版社,1993譚天恩等譚天恩等. 化工原理化工原理. 上冊上冊. 第二版第二版
33、. 北京:化學(xué)工北京:化學(xué)工 業(yè)出版社,業(yè)出版社,1990譚天恩等譚天恩等. 化工原理化工原理. 下冊下冊. 第二版第二版. 北京:化學(xué)工北京:化學(xué)工 業(yè)出版社,業(yè)出版社,1998主要參考書目主要參考書目陳敏恒等陳敏恒等. 化工原理化工原理. 上冊上冊. 第二版第二版. 北京:化學(xué)工北京:化學(xué)工 業(yè)出版社,業(yè)出版社,1999陳敏恒等陳敏恒等. 化工原理化工原理. 下冊下冊. 第二版第二版. 北京:化學(xué)工北京:化學(xué)工 業(yè)出版社,業(yè)出版社,2000王紹亭等王紹亭等. 化工傳遞過程基礎(chǔ)化工傳遞過程基礎(chǔ). 北京:化學(xué)工業(yè)出北京:化學(xué)工業(yè)出 版社,版社,1987成都科技大學(xué)化工原理編寫組成都科技大學(xué)化工原理編寫組. 化工原理化工原理. 上冊上冊. 成都:成都科技大學(xué)出版社,成都:成都科技大學(xué)出版社,1991成都科技大學(xué)化工原理編寫組成都科技大學(xué)化工原理編寫組. 化工原理化工原理. 下冊下冊. 成都:成都科技大學(xué)出版社,成都:成都科技大學(xué)出版社,1991主要參考書目主要參考書目大連理工大學(xué)化工原理教研室大連理工大學(xué)化工原理教研室. 化工原理化工原理. 上冊上冊. 大連:大連理工大學(xué)出版社,大連:大連理工大學(xué)出版
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