化工原理01ppt

1、緒緒 論論 一、化工原理課程簡(jiǎn)介一、化工原理課程簡(jiǎn)介 二、化工原理處理問(wèn)題的方法二、化工原理處理問(wèn)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(duì)象、化工原理的研究對(duì)象 單元操作unit operations 化工及相關(guān)生產(chǎn)過(guò)程化工及相關(guān)生產(chǎn)過(guò)程 原料的預(yù)處理原料的預(yù)處理 進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)進(jìn)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(guò)程就是由化工生產(chǎn)過(guò)程就是由化學(xué)反應(yīng)和若干個(gè)單元化學(xué)反應(yīng)和若干個(gè)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(jiǎn)介：一、化工原理課程簡(jiǎn)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(jiǎn)介一、化工原理課程簡(jiǎn)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(jiǎn)介一、化工原理課程簡(jiǎn)介化工原理化工原理研究各個(gè)獨(dú)立的單元操作研究各個(gè)獨(dú)立的單元操作把包含在不同化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，發(fā)生同樣把包含在不同化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)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(chēng)為單元操作。具有相同功能的基本物理操作，稱(chēng)為單元操作。 可見(jiàn)，一個(gè)化工過(guò)程往往包含幾個(gè)或幾十個(gè)可見(jiàn)，一個(gè)化工過(guò)程往往包含幾個(gè)或幾十個(gè)加工過(guò)程。加工過(guò)程。 一、化工原理課程簡(jiǎn)介一、化工原理課程簡(jiǎn)介 單元操作作用于不同的化工過(guò)程時(shí)，基本原單元操作作用于不同的化工過(guò)程時(shí)，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(diǎn)：）單元操作的特點(diǎn)：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(guò)程中共有的操作，只是單元操作是化工生產(chǎn)過(guò)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(chēng)不同的化工生產(chǎn)中所包含的單元操作數(shù)目、名稱(chēng)與排列順序不同。與排列順序不同。一、化工原理課程簡(jiǎn)介一、化工原理課程簡(jiǎn)介根據(jù)單元操作所遵循的基本規(guī)律，分為三類(lèi)：根據(jù)單元操作所遵循的基本規(guī)律，分為三類(lèi)：遵循流體動(dòng)力基本規(guī)律，用動(dòng)量遵循流體動(dòng)力基本規(guī)律，用動(dòng)量傳遞理論研究傳遞理論研究如：流體輸送、沉降、過(guò)濾、固體如：流體輸送、沉降、過(guò)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(guò)程傳質(zhì)過(guò)

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(lèi)類(lèi)傳熱過(guò)程傳熱過(guò)程 流體動(dòng)力過(guò)程流體動(dòng)力過(guò)程 一、化工原理課程簡(jiǎn)介一、化工原理課程簡(jiǎn)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(lái)分析和處理化工生用自然科學(xué)的基本原理來(lái)分析和處理化工生產(chǎn)中的物理過(guò)程。產(chǎn)中的物理過(guò)程。一、化工原理課程簡(jiǎn)介一、化工原理課程簡(jiǎn)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(duì)化工實(shí)際問(wèn)題的機(jī)理作深入分析，并首先要對(duì)化工實(shí)際問(wèn)題的機(jī)理作深入分析，并在抓住過(guò)程本質(zhì)的前提下做出某些合理的簡(jiǎn)化，得在抓住過(guò)程本質(zhì)的前提下做出某些合理的簡(jiǎn)化，得出能基本反映過(guò)程機(jī)理的物理模型，然后結(jié)合傳遞出能基本反映過(guò)程機(jī)理的物理模型，然后結(jié)合傳遞過(guò)程、物理化學(xué)的基本原理，得到描寫(xiě)此過(guò)程的數(shù)過(guò)程、物理化學(xué)的基本原理，得到描寫(xiě)此過(guò)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(guò)程通常，數(shù)學(xué)模型方法所得結(jié)果包括反映過(guò)程的模型參數(shù)，它必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)才能確定，因而它的模型參數(shù)，它必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)才能確定，因而它是一種半經(jīng)驗(yàn)半理論的方法。是一種半經(jīng)驗(yàn)半理論的方

7、法。一、化工原理課程簡(jiǎn)介一、化工原理課程簡(jiǎn)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(guò)程往往十分復(fù)雜，涉及的影響因素很化工過(guò)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(shí)不能用迄今已掌握的物多，各種因素的影響有時(shí)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(cè)，理、化學(xué)和數(shù)學(xué)等基本原理定量地分析和預(yù)測(cè)，而必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)解決，即所謂的實(shí)驗(yàn)研究法。而必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)解決，即所謂的實(shí)驗(yàn)研究法。 本課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中將經(jīng)常見(jiàn)到無(wú)因次數(shù)群本課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中將經(jīng)常見(jiàn)到無(wú)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(shí)驗(yàn)建立它一般以因次分析法為指導(dǎo)，依靠實(shí)驗(yàn)建立過(guò)程

8、參數(shù)之間的相互關(guān)系，并且通常是把各種參過(guò)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(gè)有關(guān)參數(shù)組成的具有數(shù)的影響表示成為由若干個(gè)有關(guān)參數(shù)組成的具有一定物理意義的無(wú)因次數(shù)群（也叫準(zhǔn)數(shù)）的影響。一定物理意義的無(wú)因次數(shù)群（也叫準(zhǔn)數(shù)）的影響。一、化工原理課程簡(jiǎn)介一、化工原理課程簡(jiǎn)介參數(shù)綜合法參數(shù)綜合法 當(dāng)量法當(dāng)量法 類(lèi)比法類(lèi)比法 過(guò)濾常數(shù)過(guò)濾常數(shù) 當(dāng)量直徑、當(dāng)量長(zhǎng)度等當(dāng)量直徑、當(dāng)量長(zhǎng)度等 動(dòng)量、熱量、質(zhì)量傳遞的類(lèi)似律動(dòng)量、熱量、質(zhì)量傳遞的類(lèi)似律 一、化工原理課程簡(jiǎn)介一、化工原理課程簡(jiǎn)介 選擇選擇：為了達(dá)到或?qū)崿F(xiàn)某一工程目的，能對(duì)：為了達(dá)到或?qū)崿F(xiàn)某一工程目的，能對(duì)過(guò)程和設(shè)備作合理的選擇

9、和組合。過(guò)程和設(shè)備作合理的選擇和組合。 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)：對(duì)已掌握了性能的過(guò)程和設(shè)備作直接的：對(duì)已掌握了性能的過(guò)程和設(shè)備作直接的設(shè)計(jì)計(jì)算以及對(duì)性能不十分掌握的過(guò)程和設(shè)備通設(shè)計(jì)計(jì)算以及對(duì)性能不十分掌握的過(guò)程和設(shè)備通過(guò)必要的試驗(yàn)，測(cè)取設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，做逐級(jí)放大。過(guò)必要的試驗(yàn)，測(cè)取設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，做逐級(jí)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(gè)物理或物理化學(xué)原理開(kāi)發(fā)：如何根據(jù)某個(gè)物理或物理化學(xué)原理開(kāi)發(fā)成為一個(gè)單元操作，尋本求源。成為一個(gè)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?，F(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(jiǎn)介一、化工原理課程簡(jiǎn)介4 4、化工原理課在諸門(mén)課程中的位置、化工原理課在諸門(mén)課程中的位置 化工原理化工原理是化工類(lèi)及其相關(guān)（近）專(zhuān)業(yè)的是化工類(lèi)及其相關(guān)（近）專(zhuān)業(yè)的一門(mén)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(mén)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(zhuān)業(yè)學(xué)生綜合素質(zhì)的過(guò)程中更有其特殊的地（近）專(zhuān)業(yè)學(xué)生綜合素質(zhì)的過(guò)程中更有其特殊的地位和作用。位和作用。（1 1）在教學(xué)計(jì)劃中，這門(mén)課程是承前啟后，由理及工）在教學(xué)計(jì)劃中，這門(mén)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(zhuān)業(yè)課程的基礎(chǔ)?；?zhuān)業(yè)課程的基礎(chǔ)。一、化工原理課程簡(jiǎn)介一、化工原理課程簡(jiǎn)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(wèn)題是多因素、多變量的綜合性問(wèn)它要解決的問(wèn)題是多因素、多變量的綜合性問(wèn)題，因此分析和解決處理問(wèn)題的方法也就與理科課題，因此分析和解決處理問(wèn)題的方法也就與理科課程有較大的不同，這可能會(huì)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(huì)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(lái)自化工實(shí)踐，又面向化工實(shí)踐，是化工技它來(lái)自化工實(shí)踐，又面向化工實(shí)踐，是化工技術(shù)工作者的看家本領(lǐng)所在。可以說(shuō)，術(shù)工作者的看家本領(lǐng)所在?？梢哉f(shuō)，“化工原理化工原理”四個(gè)字恰如其分地表達(dá)了這門(mén)課程的性質(zhì)及重要性。四個(gè)字恰如其分地表達(dá)了這門(mén)課程的性質(zhì)及重要性。一、化工原理課程簡(jiǎn)介一、化工原理課程簡(jiǎn)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(qiáng)調(diào)工程觀本課程是科學(xué)與技術(shù)的融合，它強(qiáng)調(diào)工程觀點(diǎn)、定理運(yùn)算、實(shí)驗(yàn)技能及設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，強(qiáng)點(diǎn)、定理

13、運(yùn)算、實(shí)驗(yàn)技能及設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際。在學(xué)習(xí)過(guò)程中要注意以下幾個(gè)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際。在學(xué)習(xí)過(guò)程中要注意以下幾個(gè)方面能力的培養(yǎng)：方面能力的培養(yǎng)：?jiǎn)卧僮骱驮O(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(shí)，要能夠合理選擇單元操作，在確定工藝流程時(shí)，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(jì)能力。工程設(shè)計(jì)能力。 學(xué)習(xí)工藝過(guò)程計(jì)算和設(shè)備設(shè)計(jì)。當(dāng)缺乏現(xiàn)成數(shù)學(xué)習(xí)工藝過(guò)程計(jì)算和設(shè)備設(shè)計(jì)。當(dāng)缺乏現(xiàn)成數(shù)據(jù)時(shí)，要能夠從資料中查取，或從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)查定，據(jù)時(shí)，要能夠從資料中查取，或從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)查定，或通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)取。學(xué)習(xí)利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)?；蛲ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)取。學(xué)習(xí)利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。一

14、、化工原理課程簡(jiǎn)介一、化工原理課程簡(jiǎn)介操作和調(diào)節(jié)生產(chǎn)過(guò)程的能力。操作和調(diào)節(jié)生產(chǎn)過(guò)程的能力。 學(xué)習(xí)如何操作和調(diào)節(jié)生產(chǎn)過(guò)程。（正常、學(xué)習(xí)如何操作和調(diào)節(jié)生產(chǎn)過(guò)程。（正常、不正常、開(kāi)車(chē)、停車(chē)）在操作發(fā)生故障時(shí)，能不正常、開(kāi)車(chē)、停車(chē)）在操作發(fā)生故障時(shí)，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(guò)程的途徑。優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程的途徑。 過(guò)程開(kāi)發(fā)或科學(xué)研究能力。過(guò)程開(kāi)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(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)如何根據(jù)物理或物理化學(xué)原理而開(kāi)發(fā)單元操作，進(jìn)而組織一個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程。將可單元操作，進(jìn)而組織一個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程。將可能變現(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)工程目的，這是綜合

15、創(chuàng)造能力能變現(xiàn)實(shí)，實(shí)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(jiǎn)介一、化工原理課程簡(jiǎn)介1 1、物料恒算：、物料恒算： （1 1）一般過(guò)程：）一般過(guò)程： 進(jìn)入系統(tǒng)的物料量進(jìn)入系統(tǒng)的物料量 = 離開(kāi)系統(tǒng)的物料量離開(kāi)系統(tǒng)的物料量 + 過(guò)程積累的物料量過(guò)程積累的物料量（2 2）穩(wěn)定過(guò)程：）穩(wěn)定過(guò)程： 過(guò)程積累的物料量為零。過(guò)程積累的物料量為零。進(jìn)入系統(tǒng)的物料量進(jìn)入系統(tǒng)的物料量=離開(kāi)系統(tǒng)的物料量離開(kāi)系統(tǒng)的物料量 二、化工原理處理問(wèn)題的方法二、化工原理處理問(wèn)題的方法 二、化工原理處理問(wèn)題的方法二、化工原理處理問(wèn)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(wèn)題的方法二、化工原理處理問(wèn)題的方法衡算的系統(tǒng)衡算的系統(tǒng)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程某一設(shè)備某一設(shè)備衡算的對(duì)象衡算的對(duì)象系統(tǒng)中的所有物料系統(tǒng)中的所有物料某一個(gè)組分某一個(gè)組分( (成分成分) )穩(wěn)定態(tài)過(guò)程，積累為零。則穩(wěn)定態(tài)過(guò)程，積累為零。則：0GGI二、化工原理處理問(wèn)題的方法二、化工原理處理問(wèn)題的方法例：在兩個(gè)蒸發(fā)器中，每小時(shí)將例：在兩個(gè)蒸發(fā)器中，每小時(shí)將5000kg的無(wú)機(jī)鹽水的無(wú)機(jī)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(shí)蒸出水分的量；）各蒸發(fā)器每小時(shí)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(huà)一個(gè)流程圖表示進(jìn)行的過(guò)程）畫(huà)一個(gè)流程圖表示進(jìn)行的過(guò)程 二、化工原理處理問(wèn)題的方法二、化工原理處理問(wèn)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(wèn)題的方法二、化工原理處理問(wèn)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(gè)流程為衡為求各蒸發(fā)器蒸發(fā)的水量，以整個(gè)流程為衡算范圍，用一圈封閉的虛線畫(huà)出算范圍，用一圈封閉的虛線畫(huà)出。 連續(xù)操作以單位時(shí)間為基準(zhǔn)，間歇操作以一批連續(xù)操作以單位時(shí)間為基準(zhǔn)，間歇操作以一批操作為基準(zhǔn)操作為基準(zhǔn)由于連續(xù)操作，以由于連續(xù)操作，以1小時(shí)為基準(zhǔn)。小時(shí)為基準(zhǔn)。4）確定衡算對(duì)象）確定衡算對(duì)象 此題中有兩個(gè)未知數(shù)，蒸發(fā)的水量此題中有兩個(gè)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(duì)象，因此，我們就以不同衡算對(duì)象列出兩個(gè)衡算式。列出兩個(gè)衡算式。3 3）選擇衡算基準(zhǔn)）選擇衡算基準(zhǔn)二、化工原理處

19、理問(wèn)題的方法二、化工原理處理問(wèn)題的方法 對(duì)對(duì)鹽鹽作物料衡算作物料衡算:對(duì)對(duì)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(wèn)題的方法二、化工原理處理問(wèn)題的方法由題意知由題意知1205. 1WW hkgWhkgW/6 .1536 /4 .146321 求第一個(gè)蒸發(fā)器送出的溶液濃度，選擇第一個(gè)求第一個(gè)蒸發(fā)器送出的溶液濃度，選擇第一個(gè)蒸發(fā)器為衡算范圍。蒸發(fā)器為衡算范圍。對(duì)鹽作物料衡算：對(duì)鹽作物料衡算：1100 xFxF 對(duì)總物料作衡算：對(duì)總物料作衡算：11

20、0FWF二、化工原理處理問(wèn)題的方法二、化工原理處理問(wèn)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(wèn)題的方法二、化工原理處理問(wèn)題的方法2 2、熱量恒算、熱量恒算一般過(guò)程：一般過(guò)程： 進(jìn)入系統(tǒng)的熱量進(jìn)入系統(tǒng)的熱量 = 離開(kāi)系統(tǒng)的熱量離開(kāi)系統(tǒng)的熱量 + 過(guò)程中損失過(guò)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(shí)間內(nèi)輸入系統(tǒng)的總熱量等于系統(tǒng)輸出即任何時(shí)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(wèn)題的方法二、化工原理處理問(wèn)題的方法LQQIQ0熱量衡算通式熱量衡算通式或或 寫(xiě)成寫(xiě)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(zhǔn)。即必須首先劃定衡算范圍及衡算基準(zhǔn)。二、化工原理處理問(wèn)題的方法二、化工原理處理問(wèn)題的方法 此外應(yīng)注意焓是相對(duì)值，因此必須指明基準(zhǔn)此外應(yīng)注意焓是相對(duì)值，因此必須指明基準(zhǔn)溫度，習(xí)慣上選溫度，習(xí)慣上選0為基準(zhǔn)溫度，并規(guī)定為基準(zhǔn)溫度，并規(guī)定0時(shí)液時(shí)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(jì)，蒸氣冷凝成同溫度的飽和水排出。試計(jì)算此換熱器的熱損失占水蒸氣所提供熱量的百分?jǐn)?shù)算此換熱器的熱損失占水蒸氣所提供熱量的百分?jǐn)?shù)。解：根據(jù)題意畫(huà)出流程圖解：根據(jù)題意畫(huà)出流程圖 二、化工原理處理問(wèn)題的方法二、化工原理處理問(wèn)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(wèn)題的方法二、化工原理處理問(wèn)

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?；鶞?zhǔn)：基準(zhǔn)：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(wèn)題的方法二、化工原理處理問(wèn)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(wèn)題的方法二、化工原理處理問(wèn)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?jǐn)?shù)= %54. 68 .473 .2577 .13二、化工原理處理問(wèn)題的方法二、化工原理處理問(wèn)題的方法3 3、過(guò)程的平衡和速率、過(guò)程的平衡和速率 平衡問(wèn)題平衡問(wèn)題 過(guò)程的平衡問(wèn)題是說(shuō)明過(guò)程進(jìn)行的方向和所過(guò)程的平

25、衡問(wèn)題是說(shuō)明過(guò)程進(jìn)行的方向和所能達(dá)到的極限。能達(dá)到的極限。平衡是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程。平衡是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程。二、化工原理處理問(wèn)題的方法二、化工原理處理問(wèn)題的方法平衡關(guān)系平衡關(guān)系 反應(yīng)了一個(gè)過(guò)程（傳熱過(guò)程、物質(zhì)傳遞）反應(yīng)了一個(gè)過(guò)程（傳熱過(guò)程、物質(zhì)傳遞）達(dá)到平衡時(shí)，決定系統(tǒng)平衡狀態(tài)的參數(shù)間的關(guān)達(dá)到平衡時(shí)，決定系統(tǒng)平衡狀態(tài)的參數(shù)間的關(guān)系。系。（1 1）過(guò)程的方向：）過(guò)程的方向： 總是趨于平衡總是趨于平衡 （2 2）過(guò)程的極限：）過(guò)程的極限： 達(dá)到了平衡達(dá)到了平衡 二、化工原理處理問(wèn)題的方法二、化工原理處理問(wèn)題的方法速率速率 過(guò)程的速率是指過(guò)程由不平衡到平衡進(jìn)過(guò)程的速率是指過(guò)程由不平衡到平衡進(jìn) 行的快慢。行

26、的快慢。 阻力：過(guò)程的阻力是各種因素對(duì)速率影響的總的阻力：過(guò)程的阻力是各種因素對(duì)速率影響的總的體現(xiàn)。體現(xiàn)。過(guò)程的速率表示為：過(guò)程的速率表示為：過(guò)程的速率推動(dòng)力過(guò)程的速率推動(dòng)力 阻力阻力推動(dòng)力：過(guò)程所處的狀態(tài)與平衡狀態(tài)的距離。推動(dòng)力：過(guò)程所處的狀態(tài)與平衡狀態(tài)的距離。一個(gè)過(guò)程速率不變的過(guò)程，推動(dòng)力一個(gè)過(guò)程速率不變的過(guò)程，推動(dòng)力，阻力，阻力 二、化工原理處理問(wèn)題的方法二、化工原理處理問(wèn)題的方法1 1、我國(guó)的法定計(jì)量單位、我國(guó)的法定計(jì)量單位 （1 1）定義：國(guó)家以命令形式規(guī)定允許使用的計(jì)量）定義：國(guó)家以命令形式規(guī)定允許使用的計(jì)量 單位；單位； （2 2）構(gòu)成：以國(guó)際單位為基礎(chǔ)，根據(jù)我國(guó)情況又）構(gòu)成：以

27、國(guó)際單位為基礎(chǔ)，根據(jù)我國(guó)情況又 適當(dāng)增加了一些其他單位一起構(gòu)成的；適當(dāng)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(chēng)為導(dǎo)出單位，均由基）導(dǎo)出單位：導(dǎo)出量的單位稱(chēng)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(gè)獨(dú)立的物理量）基本量：任意選定的幾個(gè)獨(dú)立的物理量( (如長(zhǎng)度、如長(zhǎng)度、 時(shí)間等時(shí)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(lái)確定）導(dǎo)出量：根據(jù)物理量與基本量之間的關(guān)系來(lái)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(zhǎng)度物理單位制：基本單位：長(zhǎng)度cm、質(zhì)量質(zhì)量g、時(shí)間時(shí)間s工程單位制：基本單位：長(zhǎng)度工程單位制：基本單位：長(zhǎng)度m、力力 kgf 、時(shí)間時(shí)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(gè)：個(gè)： m、kg、s、mol、K、A（安培）、（安培）、cd（坎）發(fā)光強(qiáng)度。（坎）發(fā)光強(qiáng)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(gè)個(gè)：長(zhǎng)度長(zhǎng)度cm 、質(zhì)量、質(zhì)量kg 、時(shí)間、時(shí)間s 、溫度、溫度K、 物質(zhì)量物質(zhì)量mol國(guó)際單位制的輔助單位：（國(guó)際單位制的輔助單位：（2個(gè)）個(gè)）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(guó)際單位制中具有專(zhuān)門(mén)名稱(chēng)的導(dǎo)出導(dǎo)出單位（國(guó)際單位制中具有專(zhuān)門(mén)名稱(chēng)的導(dǎo)出單位）：（單位）：（19個(gè)）個(gè)） 力、重力（力、重力（N）；壓力、壓強(qiáng)、應(yīng)力（；壓力、壓強(qiáng)、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(guó)家規(guī)定非國(guó)際單位：（國(guó)家規(guī)定非國(guó)際單位：（10個(gè)）個(gè)）時(shí)間：分鐘時(shí)間：

30、分鐘min；小時(shí)；小時(shí)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(jìn)倍數(shù)和份數(shù)的詞頭：進(jìn)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(qiáng)單位換算。是壓強(qiáng)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(lái)表示各物理量即可。來(lái)表示各物理量即可。 4 4、單位的正確運(yùn)用單位的正確運(yùn)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(yàn)公式：根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果整理出來(lái)的，反映各有關(guān)物經(jīng)驗(yàn)公式：根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果整理出來(lái)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(jì)算中公式中所用的單位一般都是指定的，在計(jì)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(shū)主要參考書(shū) 陳維杻傳遞過(guò)程與單元操作陳維杻傳遞過(guò)程與單元操作. 上冊(cè)上冊(cè). 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(guò)程與單元操作陳維杻傳遞過(guò)程與單元操作. 下冊(cè)下冊(cè). 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(cè)上冊(cè). 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(cè)下冊(cè). 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(shū)目主要參考書(shū)目陳敏恒等陳敏恒等. 化工原理化工原理. 上冊(cè)上冊(cè). 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(cè)下冊(cè). 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(guò)程基礎(chǔ)化工傳遞過(guò)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(xiě)組成都科技大學(xué)化工原理編寫(xiě)組. 化工原理化工原理. 上冊(cè)上冊(cè). 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(xiě)組成都科技大學(xué)化工原理編寫(xiě)組. 化工原理化工原理. 下冊(cè)下冊(cè). 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(shū)目主要參考書(shū)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(cè)上冊(cè). 大連：大連理工大學(xué)出版社，大連：大連理工大學(xué)出版