傳遞過程原理00

傳遞過程原理

TransportPhenomena

Momentum,HeatandMassTransfer上海理工大學動力工程學院2003年9月2/2/20231化學工業(yè)、化學工藝與化學工程化學工業(yè)（ChemicalIndustry）又稱化學加工工業(yè)，廣義上泛指生產(chǎn)過程中化學方法占主要地位的制造工業(yè)。因為這些工業(yè)都是經(jīng)過反應(yīng)過程實現(xiàn)原料向產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換的生產(chǎn)部門，故也稱過程工業(yè)?；瘜W工藝（ChemicalTechnology）即化工技術(shù)或化學生產(chǎn)技術(shù)。指將原材料主要經(jīng)過化學反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的方法和過程，包括實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的全部措施?；瘜W工程（ChemicalEngineering）是研究化學工業(yè)及相關(guān)過程工業(yè)（如石油煉制工業(yè)、冶金工業(yè)、食品工業(yè)等）生產(chǎn)中所進行的物理過程和化學反應(yīng)過程共同規(guī)律的一門工程學科。2/2/20232化學工程學科的發(fā)展化學工程系開始于1888年?；瘜W系教授LewisMillsNorton(1855-1893)MassachusettsInstituteofTechnology規(guī)劃出四年的化學工程課程,在當時稱為CourseX(第十課程)為化學工程系的始祖

化學工程開始于1887年。GeorgeE.Davis(1850-1906)化學工程之父ManchesterTechnicalSchool將當時大部分的化學工廠所共有的操作進行了整理發(fā)表了著名的化學工程十二講，為化學工程奠下基石

2/2/20233化學工程的研究方法單元過程方法(UnitProcessApproach)單元操作方法(UnitOperationApproach)傳遞過程原理(TransportPhenomena)對化學工程本質(zhì)的認識2/2/20234單元過程方法(1888-1923)工業(yè)化學(IndustrialChemistry)、化學工藝學(ChemicalTechnology)階段?；瘜W工程教育主要是在機械工程的一般訓練中，抽出一部分時間學習有關(guān)化學產(chǎn)品制造的工程問題?；は档闹饕n程是工業(yè)化學課，課中只描述化工產(chǎn)品制造的操作順序，沒有深入探討每一種產(chǎn)品生產(chǎn)的科學原理。因而學生畢業(yè)后不能獨立解決化學工業(yè)的實際問題。”化學+機械”。2/2/20235單元操作方法（1923-1960）20世紀初，人們逐漸認識到各工藝過程中存在著共性。美國麻省理工學院化工系主任Little于1915年提出單元操作的概念。任何化工過程，無論它規(guī)模如何，都可以用一系列稱為單元操作的技術(shù)解決：例如粉碎、混合、加熱、煅燒、吸收、冷凝、浸取、沉降、結(jié)晶、過濾、溶解、電解等。為了使化學工程專業(yè)的能力具有廣泛的適應(yīng)性，只有通過將過程分析為構(gòu)成它們的單元操作來進行分類研究。2/2/20236傳遞過程原理(1960-)經(jīng)過對各種單元操作的分析、綜合，發(fā)現(xiàn)所有的單元操作均有共同的基本規(guī)律，它們離不開流體的流動(動量傳遞)、傳熱和傳質(zhì)這樣一些基本原理。過濾顯然只是流體流動的一個特例；蒸發(fā)不過是傳熱的一種形式；萃取和吸收都包含著質(zhì)量的傳遞；干燥與蒸餾則是傳熱與傳質(zhì)都重要的操作。單元操作實質(zhì)上只不過是傳熱、傳質(zhì)及流體流動的特殊情況或特定的結(jié)合。對單元操作的任何進一步研究，最終都是對這幾種傳遞過程的研究。2/2/20237傳遞過程原理單元過程單元操作傳遞過程原理合成氨石油煉制硫酸食鹽….流體輸送蒸餾吸收蒸發(fā)….動量傳遞熱量傳遞質(zhì)量傳遞對化學工程本質(zhì)的認識2/2/20238傳遞過程－單元操作傳遞過程單元操作在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用流體流動（動量傳遞）流體輸送流體輸送、增壓和減壓攪拌物料的混合和分散沉降過濾離心分離非均一體系的分離固體流態(tài)化粒狀固體物料的輸送和混合等傳熱過程傳熱加熱、冷卻、保濕和熱交換蒸發(fā)揮發(fā)性溶劑和不揮發(fā)溶質(zhì)的分離傳質(zhì)過程結(jié)晶溶劑和固體溶質(zhì)的分離吸收混合物的分離吸附混合物的分離蒸餾混合物的分離萃取、浸取混合物的分離干燥去濕2/2/20239傳遞過程原理流體力學與傳熱方面的問題在機械工程、航空工程等方面的科學家們已經(jīng)做過很多有成效的工作，但是他們的工作還大都局限于空氣、水、水蒸氣之類常見的物質(zhì)，不能完全適應(yīng)化學工業(yè)種類繁多、性質(zhì)各異的物料的狀況，因此仍然是化學工程必須解決的問題。傳質(zhì)問題，以前其他工程學科關(guān)心的比較少，理應(yīng)成為化學工程學科的主要課題。2/2/202310傳遞過程原理動量傳遞、熱量傳遞以及質(zhì)量傳遞等三個傳遞問題應(yīng)該是化學工程的基本問題。在這三種傳遞之間存在著相當大的類似性，有時可以根據(jù)一種傳遞過程所求得的結(jié)果推出另一種傳遞過程的結(jié)果。所以歸根結(jié)底，化學工程的根本問題可歸結(jié)為一個傳遞過程或傳遞現(xiàn)象問題，或簡稱為”三傳”問題。2/2/202311傳遞過程原理的基本目的研究各種物理過程的速率問題；探討動量傳遞、熱量和質(zhì)量傳遞之間的類似性。2/2/202312課程的基本目標正確理解動量、熱量、質(zhì)量傳遞過程的