廣東工業(yè)大學(xué)化工原理《化工原理》緒論

1、化工原理化工原理廣東工業(yè)大學(xué)輕工化工學(xué)院廣東工業(yè)大學(xué)輕工化工學(xué)院李軍李軍e-mail: Principles of Chemical Engineering緒緒 論論Introduction1. 1. 課堂講授：圍繞教學(xué)大綱進(jìn)行講授，以教材為藍(lán)本；課堂講授：圍繞教學(xué)大綱進(jìn)行講授，以教材為藍(lán)本；2. 2. 習(xí)題課：講完課后安排一次習(xí)題課；習(xí)題課：講完課后安排一次習(xí)題課；3. 3. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)：實(shí)驗(yàn)教學(xué)：通過驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)來幫助學(xué)生理解所學(xué)理論通過驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)來幫助學(xué)生理解所學(xué)理論。4 4輔導(dǎo)答疑輔導(dǎo)答疑 5 5作業(yè)：每章交一次，計(jì)算題求解步驟。作業(yè)：每章交一次，計(jì)算題求解步驟。6 6考核考核 考勤：考勤

2、：10%10%（缺勤超（缺勤超1/31/3者沒有考試資格）者沒有考試資格） 作業(yè)：作業(yè)：10%10%（缺作業(yè)超（缺作業(yè)超1/31/3者沒有考試資格）者沒有考試資格） 考試：考試：80% 80% 本課程的特點(diǎn)：本課程的特點(diǎn)：1 1是劃分工科和理科的標(biāo)準(zhǔn)，是化工類各專業(yè)課的基礎(chǔ)理論課是劃分工科和理科的標(biāo)準(zhǔn)，是化工類各專業(yè)課的基礎(chǔ)理論課2 2難度較大，與物理化學(xué)相當(dāng)。難度較大，與物理化學(xué)相當(dāng)。3. 3. 很重要，化工類研究生升學(xué)考試科目很重要，化工類研究生升學(xué)考試科目學(xué)習(xí)要求：學(xué)習(xí)要求：1 1認(rèn)真聽課認(rèn)真聽課2 2做好筆記做好筆記3 3即時(shí)復(fù)習(xí)即時(shí)復(fù)習(xí)4 4獨(dú)立完成作業(yè)獨(dú)立完成作業(yè)5. 5. 有疑問

3、即時(shí)問老師有疑問即時(shí)問老師 1.1922年美國化工學(xué)會(huì)年會(huì)年美國化工學(xué)會(huì)年會(huì) 里特爾里特爾(A.D.LiThle) 提出提出建立建立“” （ U n i t O p e r a t i o n s ）的概念的概念 “任何一個(gè)化學(xué)過程任何一個(gè)化學(xué)過程,不管它的規(guī)模如何不管它的規(guī)模如何,都可分解成都可分解成為一系列互相類同的被稱作為一系列互相類同的被稱作“(Unit operation)”的組成部分，如的組成部分，如粉碎粉碎、混合混合、加熱加熱、焙燒焙燒、吸收吸收、沉沉淀淀、結(jié)晶結(jié)晶、過濾過濾、溶解溶解等。這些基本單元操作的數(shù)目等。這些基本單元操作的數(shù)目并不多，對(duì)于一個(gè)特定的加工過程，可能只包括它

4、們并不多，對(duì)于一個(gè)特定的加工過程，可能只包括它們中的幾個(gè)。要使化學(xué)工程師們具備廣博地適應(yīng)職業(yè)需中的幾個(gè)。要使化學(xué)工程師們具備廣博地適應(yīng)職業(yè)需要的能力，只能是對(duì)實(shí)際規(guī)模上要的能力，只能是對(duì)實(shí)際規(guī)模上所進(jìn)行的過程所進(jìn)行的過程作出分作出分析 并 將 其析 并 將 其 分 成分 成 多 個(gè) 單 元 操 作多 個(gè) 單 元 操 作 來來 獲 得獲 得 。 ”（一）由來和發(fā)展（一）由來和發(fā)展2.1923年年 MIT(麻省理工學(xué)院)的著名教授的著名教授 W.D.Walker（沃克）、W.H.Lewis（劉易斯）和和W.H. Mcadams 等人根據(jù)此概念寫等人根據(jù)此概念寫成了第一部單元操作的書成了第一部單元操

5、作的書 “Principles of Chemical Engineering ” 從以產(chǎn)品來劃分的化工生產(chǎn)工藝中，抽象出各種單元操作，從以產(chǎn)品來劃分的化工生產(chǎn)工藝中，抽象出各種單元操作，即從特殊性中總結(jié)出普遍性，是認(rèn)識(shí)上的一個(gè)飛躍，對(duì)化即從特殊性中總結(jié)出普遍性，是認(rèn)識(shí)上的一個(gè)飛躍，對(duì)化學(xué)工程學(xué)的形成和發(fā)展起了重要的推動(dòng)作用。學(xué)工程學(xué)的形成和發(fā)展起了重要的推動(dòng)作用。3.此后此后,研究發(fā)現(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)動(dòng)量傳遞動(dòng)量傳遞、熱量傳遞熱量傳遞與與質(zhì)量傳遞質(zhì)量傳遞在許多過程在許多過程中同時(shí)發(fā)生中同時(shí)發(fā)生,并且并且三種傳遞現(xiàn)象三種傳遞現(xiàn)象有類似性。這使得原來本是有類似性。這使得原來本是分立學(xué)科的分立學(xué)科的“三傳

6、三傳”合而為一。合而為一。1960年，年，威斯康新大學(xué)的的Bird(伯德)等人把等人把“三傳三傳”的內(nèi)容組織在一起寫成了的內(nèi)容組織在一起寫成了Transport phenomena(傳遞現(xiàn)象傳遞現(xiàn)象)一書，加強(qiáng)了學(xué)生工程一書，加強(qiáng)了學(xué)生工程學(xué)科基礎(chǔ)的訓(xùn)練。與此同時(shí)，化學(xué)反應(yīng)過程經(jīng)過了由學(xué)科基礎(chǔ)的訓(xùn)練。與此同時(shí)，化學(xué)反應(yīng)過程經(jīng)過了由“單單元過程元過程”到到“化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)”的發(fā)展。至此，化學(xué)工程的發(fā)展。至此，化學(xué)工程學(xué)科發(fā)展到了學(xué)科發(fā)展到了“三傳一反三傳一反”的較完整階段。的較完整階段。 4.4.計(jì)算機(jī)應(yīng)用的快速發(fā)展，使化學(xué)工程成為更完整的體計(jì)算機(jī)應(yīng)用的快速發(fā)展，使化學(xué)工程成為更完

7、整的體系，并推向了系，并推向了“過程優(yōu)化集成過程優(yōu)化集成”、“分子模擬分子模擬”的新階段。的新階段。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，化學(xué)工程與相鄰學(xué)科相融合逐漸隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，化學(xué)工程與相鄰學(xué)科相融合逐漸形成了若干新的分支與生長(zhǎng)點(diǎn)，諸如生物化學(xué)工程、分子化形成了若干新的分支與生長(zhǎng)點(diǎn)，諸如生物化學(xué)工程、分子化學(xué)工程、環(huán)境化學(xué)工程、能源化學(xué)工程、計(jì)算化學(xué)工程、軟學(xué)工程、環(huán)境化學(xué)工程、能源化學(xué)工程、計(jì)算化學(xué)工程、軟化學(xué)工程、微電子化學(xué)工程等。同時(shí)，上述新興產(chǎn)業(yè)與學(xué)科化學(xué)工程、微電子化學(xué)工程等。同時(shí)，上述新興產(chǎn)業(yè)與學(xué)科的發(fā)展，也推動(dòng)了特殊領(lǐng)域化學(xué)工程的進(jìn)步。的發(fā)展，也推動(dòng)了特殊領(lǐng)域化學(xué)工程的進(jìn)步。單元

8、操作單元操作（Unit Operations） 一切化工生產(chǎn)過程不論其生產(chǎn)規(guī)模大小，除化學(xué)反應(yīng)一切化工生產(chǎn)過程不論其生產(chǎn)規(guī)模大小，除化學(xué)反應(yīng)外，其它均可外，其它均可分解分解為一系列的為一系列的物理加工過程物理加工過程。這些。這些物理加物理加工過程稱為工過程稱為“單元操作單元操作”。乙炔法制聚氯乙烯乙炔法制聚氯乙烯nClHCClHCHClHC323222聚合合成乙炔乙炔 氯化氫氯化氫反應(yīng)熱反應(yīng)熱原料提純?cè)咸峒儐误w合成單體合成單體精制單體精制壓縮冷凝壓縮冷凝產(chǎn)品產(chǎn)品脫水干燥脫水干燥聚合聚合反應(yīng)熱反應(yīng)熱例如：例如：甲醇的生產(chǎn)：甲醇的生產(chǎn)： 合成氣（合成氣（CO，H2，CO2）輸送輸送管式反應(yīng)器管式

9、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)： 原料油（甲苯、二甲苯）、原料油（甲苯、二甲苯）、H2輸送輸送加熱加熱反應(yīng)器反應(yīng)器減減壓蒸餾塔壓蒸餾塔精餾精餾苯（苯（99.99299.999%） 可見，一個(gè)化工過程往往包含幾個(gè)或幾十個(gè)加工過可見，一個(gè)化工過程往往包含幾個(gè)或幾十個(gè)加工過程。程。 化工原理是化工類及相近專業(yè)一門重要的專業(yè)技術(shù)基化工原理是化工類及相近專業(yè)一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，兼有礎(chǔ)課，兼有“科學(xué)科學(xué)”與與“技術(shù)技術(shù)”的特點(diǎn)，它是綜合運(yùn)用的特點(diǎn)，它是綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)、物理物理、化學(xué)化學(xué)和和算法語言算法語言等基礎(chǔ)知識(shí)，將自然科學(xué)中的基本原

10、理等基礎(chǔ)知識(shí)，將自然科學(xué)中的基本原理（質(zhì)量守衡質(zhì)量守衡、能量守衡能量守衡及及平衡關(guān)系平衡關(guān)系等）用來研究化工生產(chǎn)中內(nèi)等）用來研究化工生產(chǎn)中內(nèi)在的共同規(guī)律，討論化工生產(chǎn)中共同的基本過程的在的共同規(guī)律，討論化工生產(chǎn)中共同的基本過程的基本原理基本原理、典型設(shè)備結(jié)構(gòu)典型設(shè)備結(jié)構(gòu)，工藝尺寸設(shè)計(jì)工藝尺寸設(shè)計(jì)和和設(shè)備的選型設(shè)備的選型以及以及計(jì)算方法計(jì)算方法的一的一門工程學(xué)科。門工程學(xué)科。 本課程強(qiáng)調(diào)本課程強(qiáng)調(diào)工程觀點(diǎn)工程觀點(diǎn)、定量運(yùn)算定量運(yùn)算、實(shí)驗(yàn)技能實(shí)驗(yàn)技能及及設(shè)計(jì)能力設(shè)計(jì)能力的的培養(yǎng)培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際理論聯(lián)系實(shí)際。在化工類專門人才培養(yǎng)中，它承擔(dān)。在化工類專門人才培養(yǎng)中，它承擔(dān)著著工程科學(xué)工程科

11、學(xué)與與工程技術(shù)工程技術(shù)的雙重教育任務(wù)，擔(dān)負(fù)著由理論到工程、的雙重教育任務(wù)，擔(dān)負(fù)著由理論到工程、由基礎(chǔ)到專業(yè)的橋梁作用?；ぴ硎腔ゎ惛鲗I(yè)重點(diǎn)課程由基礎(chǔ)到專業(yè)的橋梁作用?；ぴ硎腔ゎ惛鲗I(yè)重點(diǎn)課程之一，是化工類學(xué)生最實(shí)用的一門課程，是化工類學(xué)生考研課之一，是化工類學(xué)生最實(shí)用的一門課程，是化工類學(xué)生考研課程。程。（二）內(nèi)容和性質(zhì)（二）內(nèi)容和性質(zhì) 通過什么樣的工程方法和設(shè)備來實(shí)現(xiàn)其工藝過程？ 反應(yīng)物如何供給、產(chǎn)物又如何分離？ 如何提供反應(yīng)所需的熱量及使用反應(yīng)放出的熱量？ 怎樣才能從工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)中獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益？ 在什么條件下所期望的化學(xué)反應(yīng)才能發(fā)生？ 反應(yīng)的速率將會(huì)是多大？ 不期望的反應(yīng)

12、（副反應(yīng)）速率又會(huì)是多大？ 轉(zhuǎn)化率為多少？化學(xué)工程學(xué)科化學(xué)工程學(xué)科濕法磷酸生產(chǎn)工藝流程濕法磷酸生產(chǎn)工藝流程 磷礦石 破碎 球磨 酸解反應(yīng) 過濾 濃縮 精制 磷酸（化肥、飼料用） 磷酸（醫(yī)藥、食品用） 硫酸HF氣體（回收） 過濾 水 濾渣石膏 洗液 加工成鹽 檸檬酸生產(chǎn)工藝流程檸檬酸生產(chǎn)工藝流程 白薯干 粉碎 發(fā)酵反應(yīng) 過濾 中和過濾 酸解過濾產(chǎn)品 石灰乳CaCO3 粗鹽液 凈化 H2SO4 廢糖液 濃縮 結(jié)晶 離心 干燥 菌體、殘?jiān)?氨基比林生產(chǎn)工藝流程氨基比林生產(chǎn)工藝流程 吡唑酮硫酸二甲酯水甲基化 堿處理 配料 亞硝化 還原4氨基安替比林母液制安乃近亞硝酸鈉結(jié)晶 還原劑液氨硫酸 硫酸安替比林

13、離心脫水 4氨基安替比林晶體制氨基比林安替比林 NaOHH2SO4氨基比林生產(chǎn)工藝流程氨基比林生產(chǎn)工藝流程 4氨基安替比林晶體水溶解 氫化 脫色 壓濾 母液濃縮回收吸附后的活性炭成品結(jié)晶 蒸餾水 洗滌脫水 氨基比林成品氫氣甲醛觸媒活性炭氣流干燥 氨基比林濕品甲醇回收裝置甲醇回收裝置大芳烴裝置大芳烴裝置合成氨裝置合成氨裝置尿素裝置尿素裝置天然氣凈化天然氣凈化 流體輸送：流體輸送：流體通過管道的阻力損失，輸送設(shè)備流體通過管道的阻力損失，輸送設(shè)備 過濾：過濾：液固混合物的分離液固混合物的分離 沉降：沉降：液固或氣固混合物的分離（重力、離心）液固或氣固混合物的分離（重力、離心） 攪拌：攪拌：液液或液固

14、體系的混合液液或液固體系的混合 顆粒流態(tài)化：顆粒流態(tài)化：強(qiáng)化氣（液）固兩相間的接觸強(qiáng)化氣（液）固兩相間的接觸 氣力輸送：氣力輸送：固體微粒的管道輸送固體微粒的管道輸送 加熱冷卻：加熱冷卻：增加或降低特定物質(zhì)的溫度增加或降低特定物質(zhì)的溫度 蒸發(fā)：蒸發(fā)：對(duì)含有固體溶質(zhì)的溶液進(jìn)行濃縮制取固體產(chǎn)品對(duì)含有固體溶質(zhì)的溶液進(jìn)行濃縮制取固體產(chǎn)品 蒸餾：蒸餾：液體混合物的分離（組分揮發(fā)度的差異）液體混合物的分離（組分揮發(fā)度的差異） 吸收：吸收：氣體混合物的分離（組分在吸收液中的溶解度）氣體混合物的分離（組分在吸收液中的溶解度） 吸附：吸附：氣體混合物的分離（組分在固體表面的吸附能力）氣體混合物的分離（組分在固體

15、表面的吸附能力） 萃取：萃?。簭囊后w混合物中分離有用組分（濕法冶金）從液體混合物中分離有用組分（濕法冶金） 干燥：干燥：從固體產(chǎn)品中去除濕分從固體產(chǎn)品中去除濕分 結(jié)晶：結(jié)晶：從液體混合物中得到純的固體產(chǎn)品從液體混合物中得到純的固體產(chǎn)品單元操作單元操作目的目的物態(tài)物態(tài)原理原理傳遞傳遞流體輸送流體輸送 輸送輸送l 、g 輸入機(jī)械能輸入機(jī)械能 動(dòng)量動(dòng)量傳遞傳遞攪拌攪拌 混合、分散混合、分散 g、l、sl 輸入機(jī)械能輸入機(jī)械能沉降沉降 非均相混合物分離非均相混合物分離 g、ls 引起沉降引起沉降 過濾過濾 同上同上 g、ls 尺度不同的截留尺度不同的截留 換熱換熱 升、降升、降T，or改變改變相態(tài)相態(tài)

16、 g、l 利用利用T傳入、移傳入、移出熱量出熱量 熱量熱量傳遞傳遞蒸發(fā)蒸發(fā) 溶劑與不揮發(fā)性溶溶劑與不揮發(fā)性溶質(zhì)分離質(zhì)分離 l 供熱汽化溶劑供熱汽化溶劑 氣體吸收氣體吸收均相混合物分離均相混合物分離 g 溶解度不同溶解度不同 質(zhì)量質(zhì)量 傳遞傳遞液體精餾液體精餾均相混合物分離均相混合物分離l揮發(fā)度不同揮發(fā)度不同 萃取萃取 均相混合物分離均相混合物分離l溶解度不同溶解度不同 干燥干燥 去濕去濕 s供熱汽化供熱汽化 吸附吸附均相混合物分離均相混合物分離g、l 吸附能力不同吸附能力不同三三 傳傳: :化工原理的共同規(guī)律和聯(lián)系化工原理的共同規(guī)律和聯(lián)系 動(dòng)量傳遞動(dòng)量傳遞流體內(nèi)部由于動(dòng)量、密度的空間分布不均而

17、引起動(dòng)量在時(shí)空中的流體內(nèi)部由于動(dòng)量、密度的空間分布不均而引起動(dòng)量在時(shí)空中的傳遞過程。傳遞過程。 熱量傳遞熱量傳遞內(nèi)能在時(shí)空中的傳遞過程，是由溫度在空間的非均勻分布造成。內(nèi)能在時(shí)空中的傳遞過程，是由溫度在空間的非均勻分布造成。 質(zhì)量傳遞質(zhì)量傳遞濃度在時(shí)空中分布的不均勻性。濃度在時(shí)空中分布的不均勻性。共同的研究對(duì)象共同的研究對(duì)象傳遞過程傳遞過程 1.1.物理性操作物理性操作 即只改變物料的狀態(tài)或物性，并不改變化學(xué)即只改變物料的狀態(tài)或物性，并不改變化學(xué)性質(zhì)；性質(zhì)； 2.2.它們都是化工生產(chǎn)過程中共有的操作它們都是化工生產(chǎn)過程中共有的操作，但不同的化工過程，但不同的化工過程中所包含的單元操作數(shù)目、名稱

18、與排列順序各異；中所包含的單元操作數(shù)目、名稱與排列順序各異； 3.3.對(duì)同樣的工程目的，可采用不同的單元操作來實(shí)現(xiàn)。對(duì)同樣的工程目的，可采用不同的單元操作來實(shí)現(xiàn)。 4.4.某單元操作用于不同的化工過程，其基本原理并無不同，某單元操作用于不同的化工過程，其基本原理并無不同，進(jìn)行該操作的設(shè)備也往往是通用的。進(jìn)行該操作的設(shè)備也往往是通用的。具體應(yīng)用時(shí)也要結(jié)合各化具體應(yīng)用時(shí)也要結(jié)合各化工過程的特點(diǎn)來考慮，如原材料與產(chǎn)品的理化性質(zhì)，生產(chǎn)規(guī)模工過程的特點(diǎn)來考慮，如原材料與產(chǎn)品的理化性質(zhì)，生產(chǎn)規(guī)模等。等。實(shí)際問題的復(fù)雜性實(shí)際問題的復(fù)雜性過程、體系、設(shè)備、工程性強(qiáng)、計(jì)算量大過程、體系、設(shè)備、工程性強(qiáng)、計(jì)算量大

19、 。經(jīng)驗(yàn)方法經(jīng)驗(yàn)方法阻力傳輸過程的推動(dòng)力物理量的傳輸速率理論方法理論方法相似準(zhǔn)則：相似準(zhǔn)則：利用經(jīng)驗(yàn)公式和實(shí)驗(yàn)曲線進(jìn)行設(shè)計(jì)和工程放大利用經(jīng)驗(yàn)公式和實(shí)驗(yàn)曲線進(jìn)行設(shè)計(jì)和工程放大因次分析：因次分析：得出無因次準(zhǔn)數(shù)方程，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定參數(shù)得出無因次準(zhǔn)數(shù)方程，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定參數(shù)動(dòng)量守恒：動(dòng)量守恒：動(dòng)量傳遞動(dòng)量傳遞質(zhì)量守恒：質(zhì)量守恒：質(zhì)量傳遞質(zhì)量傳遞熱量守恒：熱量守恒：熱量傳遞熱量傳遞 利用基本定律對(duì)過程的微觀機(jī)理進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)學(xué)描述利用基本定律對(duì)過程的微觀機(jī)理進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)學(xué)描述（數(shù)學(xué)模型）（數(shù)學(xué)模型）“三傳一反三傳一反”中的中的“三三傳傳”現(xiàn)象方程現(xiàn)象方程注：注：該方法著眼于過程參數(shù)的整體變化，不究其

20、微觀機(jī)理，該方法著眼于過程參數(shù)的整體變化，不究其微觀機(jī)理，得到的結(jié)果帶有局限性得到的結(jié)果帶有局限性 ，不可任意推而廣之。，不可任意推而廣之。流體輸送攪拌過濾與沉降流態(tài)化氣體液化液體汽化蒸發(fā)濃縮加熱冷卻結(jié)晶精餾氣固吸附液液萃取氣液吸收噴霧干燥動(dòng)量傳遞質(zhì)量傳遞熱量傳遞實(shí)際工程復(fù)雜問題實(shí)際工程復(fù)雜問題理論理論與與經(jīng)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)是化工工程技術(shù)人員邁向成功的兩條腿是化工工程技術(shù)人員邁向成功的兩條腿分析并抓住描述分析并抓住描述過程物理本質(zhì)的過程物理本質(zhì)的基本規(guī)律基本規(guī)律實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸確實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸確定待定模型參數(shù)定待定模型參數(shù)對(duì)次要因素作出合對(duì)次要因素作出合理假設(shè)（簡(jiǎn)化）理假設(shè)（簡(jiǎn)化）建立數(shù)學(xué)模型建立數(shù)學(xué)模型通過

21、實(shí)驗(yàn)或工通過實(shí)驗(yàn)或工程實(shí)踐檢驗(yàn)?zāi)３虒?shí)踐檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷目煽啃孕偷目煽啃?“ “傳遞過程傳遞過程”理論能夠通過數(shù)學(xué)物理方程和動(dòng)力學(xué)相似準(zhǔn)理論能夠通過數(shù)學(xué)物理方程和動(dòng)力學(xué)相似準(zhǔn)則指明化工過程實(shí)驗(yàn)規(guī)劃的策略、預(yù)測(cè)過程的結(jié)果或進(jìn)行計(jì)算則指明化工過程實(shí)驗(yàn)規(guī)劃的策略、預(yù)測(cè)過程的結(jié)果或進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬并且確定推廣應(yīng)用和放大設(shè)計(jì)的規(guī)則。機(jī)模擬并且確定推廣應(yīng)用和放大設(shè)計(jì)的規(guī)則。 掌握規(guī)律掌握規(guī)律 診斷過程診斷過程 開發(fā)工藝開發(fā)工藝 強(qiáng)化操作強(qiáng)化操作 創(chuàng)新設(shè)計(jì)創(chuàng)新設(shè)計(jì) 課程課程: : 干糧干糧 獵槍獵槍學(xué)習(xí)本課程中，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面學(xué)習(xí)本課程中，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面能力的培養(yǎng)能力的培養(yǎng)：（1 1）單元操作和設(shè)備選擇的能力

22、單元操作和設(shè)備選擇的能力（2 2）工程設(shè)計(jì)能力工程設(shè)計(jì)能力（3 3）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（4 4）過程開發(fā)或科學(xué)研究能力過程開發(fā)或科學(xué)研究能力將可能變現(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)工程目的，這是將可能變現(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)工程目的，這是綜合創(chuàng)造能力綜合創(chuàng)造能力的體現(xiàn)。的體現(xiàn)。掌握基本原理掌握基本原理 突出過程強(qiáng)化突出過程強(qiáng)化 激發(fā)交叉興趣激發(fā)交叉興趣 增強(qiáng)創(chuàng)新能力增強(qiáng)創(chuàng)新能力（一）單位制：（一）單位制： 國際上趨向于采用國際上趨向于采用國際單位制國際單位制（SI制）。制）。SI制基本單位制基本單位7 7個(gè)個(gè)： 長(zhǎng)度長(zhǎng)度 L ：米米（ m ） 質(zhì)量質(zhì)量M：千克（千克（kg） 時(shí)間時(shí)間T：秒秒（s）

23、 熱力學(xué)溫度熱力學(xué)溫度：開爾文開爾文（k） 物質(zhì)的量：摩爾（物質(zhì)的量：摩爾（mol） 電流電流 I I ：安培（安培（A） 發(fā)光強(qiáng)度：燭光（發(fā)光強(qiáng)度：燭光（cd）SI制主要優(yōu)點(diǎn)：制主要優(yōu)點(diǎn)：通用性：通用性：是一套完整的單位制，適合于各個(gè)領(lǐng)域；是一套完整的單位制，適合于各個(gè)領(lǐng)域；一貫性：一貫性：每種物理量只有一個(gè)單位，如熱功都用每種物理量只有一個(gè)單位，如熱功都用J J（焦耳）焦耳）表示表示 化工生產(chǎn)中，還使用一些化工生產(chǎn)中，還使用一些非非SI單位單位，如：溫度有，如：溫度有，時(shí)，時(shí)間間 minmin、hrhr、d d、YrYr，壓強(qiáng)單位除了壓強(qiáng)單位除了PaPa外，有外，有atmatm、mmHgm

24、mHg、m m水柱、水柱、barbar、ataata等。等。 基本物理量基本物理量單位制單位制長(zhǎng)度長(zhǎng)度（L)時(shí)間時(shí)間（T)質(zhì)量質(zhì)量（M）重力重力（F)絕對(duì)絕對(duì)單位制單位制Cgs制制cmsgkgms制制mskg英制英制ftslb工程工程單位制單位制米制米制mskgf英制英制ftslbf（二）單位換算（二）單位換算 物理量數(shù)字單位物理量數(shù)字單位 單位物理量數(shù)字單位物理量數(shù)字*將物理量單位由一種制度換算成另一種制度時(shí)，換算時(shí)只需乘以將物理量單位由一種制度換算成另一種制度時(shí)，換算時(shí)只需乘以兩相關(guān)物理單位之間的換算系數(shù)。兩相關(guān)物理單位之間的換算系數(shù)。*經(jīng)驗(yàn)公式（又稱數(shù)字公式，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理而得）中各符

25、號(hào)只經(jīng)驗(yàn)公式（又稱數(shù)字公式，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理而得）中各符號(hào)只代表物理量的數(shù)字部分，而它們的單位必須采用指定的單位。代表物理量的數(shù)字部分，而它們的單位必須采用指定的單位。 例例0-1：通用氣體常數(shù)通用氣體常數(shù)R0.08206 atm.Lmol.K，試用國際單位試用國際單位Jmol.K表示。表示。 解：解：R0.08206atm.Lmol.K 0.08206atm.Lmol.K1m31000L101325Paatm 8.314 Pa.m3 mol.K 8.314 Jmol.Ka.a.實(shí)驗(yàn)研究方法（經(jīng)驗(yàn)的方法）實(shí)驗(yàn)研究方法（經(jīng)驗(yàn)的方法） b.b.數(shù)學(xué)模型法（半經(jīng)驗(yàn)半理論的方法）數(shù)學(xué)模型法（半經(jīng)驗(yàn)半理

26、論的方法） 數(shù)學(xué)模型法（半經(jīng)驗(yàn)半理論）數(shù)學(xué)模型法（半經(jīng)驗(yàn)半理論）因次論指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)研究法因次論指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)研究法實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：尋找函數(shù)形式，決定參數(shù)尋找函數(shù)形式，決定參數(shù)課程的展開方式課程的展開方式過程分析過程分析 - 過程數(shù)學(xué)描述過程數(shù)學(xué)描述 - 實(shí)例分析實(shí)例分析 定性定性 - 定量定量 - 應(yīng)用應(yīng)用目的目的 原理原理 設(shè)計(jì)、操作設(shè)計(jì)、操作實(shí)施方法實(shí)施方法 - 工程問題的工程問題的 - 提煉工提煉工經(jīng)濟(jì)分析經(jīng)濟(jì)分析 各種處理方法各種處理方法 程觀點(diǎn)程觀點(diǎn)（二）五個(gè)基本概念（二）五個(gè)基本概念五個(gè)基本概念五個(gè)基本概念貫穿于各個(gè)單元操作的始終。貫穿于各個(gè)單元操作的始終。 化工過程計(jì)算可分為化工過程計(jì)算可分為設(shè)計(jì)型計(jì)算設(shè)計(jì)型計(jì)算和和操作型計(jì)算操作型計(jì)算兩類，其兩類，其在不同計(jì)算中的處理方法各有特點(diǎn)，但是不管何種計(jì)算都是以在不同計(jì)算中的處理方法各有特點(diǎn)，但是不管何種計(jì)算都是以質(zhì)量守恒、能量守恒、平衡關(guān)系和速率關(guān)系為基礎(chǔ)的。上述五質(zhì)量守恒、能量守恒、平衡關(guān)系和速率關(guān)系為基礎(chǔ)的。上述五種基本關(guān)系將在有關(guān)章節(jié)陸續(xù)介紹。種基本關(guān)系將在有關(guān)章節(jié)陸續(xù)介紹。穩(wěn)定過程和不穩(wěn)定過程穩(wěn)定過程和不穩(wěn)定過程穩(wěn)定過程穩(wěn)定過程: :某一固定位置上物料組成、某一固定位置上物料組成、 溫度、溫度、 壓強(qiáng)、流速等壓強(qiáng)、