化工原理上冊(cè)天津大學(xué)柴誠敬01－02學(xué)時(shí)課件

《化工原理》（上冊(cè)）1

總學(xué)時(shí)56（授課50、課堂研討4、機(jī)動(dòng)2）緒論1第一章流體流動(dòng)13第二章流體輸送機(jī)械8第三章非均相混和物分離及固體流態(tài)化8第四章液體攪拌2第五章傳熱14第六章蒸發(fā)4學(xué)時(shí)安排

2教材柴誠敬主編普通高等教育“十五”國家級(jí)規(guī)劃教材化工原理（上冊(cè)）北京:高等教育出版社2005年6月（第一版）3網(wǎng)絡(luò)課程輔助教學(xué)

《化工原理及實(shí)驗(yàn)》網(wǎng)絡(luò)課程網(wǎng)址：202.113.179.1815網(wǎng)絡(luò)課程站點(diǎn)《化工原理及實(shí)驗(yàn)》網(wǎng)絡(luò)課程虛擬課堂

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網(wǎng)絡(luò)課程輔助教學(xué)6通過緒論的學(xué)習(xí)，應(yīng)了解化工原理課程的主要內(nèi)容，單元操作的分類和特點(diǎn)，工程學(xué)科的研究方法，本課程的學(xué)習(xí)要求，掌握單位制及單位換算方法。學(xué)習(xí)目的與要求

緒論7一、化工原理課程內(nèi)容化工生產(chǎn)過程化學(xué)反應(yīng)單元操作反應(yīng)工程化工原理三傳一反9二、單元操作的分類和特點(diǎn)1、流體動(dòng)力過程：流體輸送、沉降、過濾、攪拌2、傳熱過程：換熱、蒸發(fā)3、傳質(zhì)過程：蒸餾、吸收、萃取、吸附、浸取、吸附、離子交換、膜分離4、熱質(zhì)同時(shí)傳遞過程：增減濕、結(jié)晶、干燥分類10化工原理是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的工程學(xué)科。單元操作的研究?jī)?nèi)容包括“過程”和“設(shè)備”兩個(gè)方面。所有的單元操作都可分解為動(dòng)量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞這三種傳遞過程和它們的結(jié)合。三種傳遞過程現(xiàn)象中存在著類似的規(guī)律和內(nèi)在的聯(lián)系。傳遞過程是聯(lián)系各單元操作的一條主線。二、單元操作的分類和特點(diǎn)特點(diǎn)112、數(shù)學(xué)模型法（半經(jīng)驗(yàn)半理論方法）在對(duì)實(shí)際過程的機(jī)理深入分析的基礎(chǔ)上，在抓住過程本質(zhì)的前提下，作出某種合理簡(jiǎn)化，建立物理模型，進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，得出數(shù)學(xué)模型。通過實(shí)驗(yàn)確定模型參數(shù)。研究工程問題的方法是聯(lián)系各單元操作的另一條主線。

三、化工原理課程的研究方法13四．化工過程計(jì)算的理論基礎(chǔ)設(shè)計(jì)型計(jì)算操作型計(jì)算質(zhì)量守恒能量守恒平衡關(guān)系速率關(guān)系

所用基本關(guān)系：化工計(jì)算分為14五．本課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)中，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面能力的培養(yǎng)：(1)單元操作和設(shè)備選擇的能力工程設(shè)計(jì)能力操作和調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程的能力過程開發(fā)或科學(xué)研究能力實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?5一． 單位和單位制度1、基本單位和導(dǎo)出單位基本單位導(dǎo)出單位質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間和溫度速度、密度、加速度2、絕對(duì)單位制和重力單位制絕對(duì)單位制重力單位制長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間長(zhǎng)度、時(shí)間和力173、國際單位制（SI制）根據(jù)1960年10月國際計(jì)量大會(huì)通過的一種單位制。4、《中華人民共和國法定計(jì)量單位》在SI制基礎(chǔ)上制定的。一． 單位和單位制度18二、單位換算1、物理量的換算基本物理量中為1m＝物理單位制中100cm＝英制3.2808ft2、經(jīng)驗(yàn)公式（或數(shù)字公式）的單位換算（a）物理方程（b）經(jīng)驗(yàn)方程換算方法見例0－2。19

第一章流體流動(dòng)1.1流體的重要性質(zhì)1.1.1連續(xù)介質(zhì)假定21連續(xù)介質(zhì)假定假定流體是由連續(xù)分布的流體質(zhì)點(diǎn)所組成，表征流體物理性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的物理量在空間和時(shí)間上是連續(xù)的分布函數(shù)。連續(xù)介質(zhì)假定22

第一章流體流動(dòng)1.1流體的重要性質(zhì)1.1.1連續(xù)介質(zhì)假定1.1.2流體的密度23流體的密度純物質(zhì)的密度：液體：基本不隨壓力變化（極高壓力除外），隨溫度略有變化。氣體：密度隨溫度、壓力改變。低壓下可按照理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算25氣體混合物，混合前后質(zhì)量不變液體混合物，混合前后體積不變組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)組分的體積分?jǐn)?shù)混合物的密度：流體的密度26二、不可壓縮流體β

值越大，流體越容易被壓縮?？蓧嚎s流體β≠0的流體為可壓縮流體不可壓縮流體β=0的流體為不可壓縮流體氣體在一般情況下是可壓縮流體大多數(shù)液體可視為不可壓縮流體。29需要指出，實(shí)際流體都是可壓縮的，不可壓縮流體乃是為便于處理密度變化較小的某些流體所作的假設(shè)而已。二、不可壓縮流體30

第一章流體流動(dòng)1.1流體的重要性質(zhì)1.1.1連續(xù)介質(zhì)假定1.1.2流體的密度1.1.3流體的可壓縮性與不可壓縮流體1.1.4流體的黏性31一、牛頓黏性定律流體在運(yùn)動(dòng)時(shí)，相鄰流體層之間是有相互作用的，這種相互抵抗的作用力稱為剪切力，流體所具有的這種抵抗兩層流體相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的性質(zhì)稱為流體的黏性。黏性是流體的固有屬性之一，不論流體處于靜止還是流動(dòng)，都具有黏性。黏性32圖1-1平板間黏性流體的速度變化一、牛頓黏性定律上板以恒定速度沿x的正方向運(yùn)動(dòng)33實(shí)驗(yàn)證明：對(duì)于多數(shù)流體，任意兩毗鄰流體層之間作用的剪切力與兩流體層的速度差及其作用面積成正比，與兩流體層之間的垂直距離成反比牛頓黏性定律：（1-7）一、牛頓黏性定律34一、牛頓黏性定律牛頓型流體(Newtonianfluid)遵循牛頓黏性定律的流體所有氣體和大多數(shù)低分子量液體均屬牛頓型流體，如水、空氣等。35凡不遵循牛頓黏性定律的流體為非牛頓型流體(non-Newtonianfluid)。某些高分子溶液、懸浮液、泥漿、血液等屬于非牛頓流體。非牛頓型流體(non-Newtonianfluid)一、牛頓黏性定律36二、流體的黏度一般以泊的1/100的厘泊（cp）來表示黏度。在SI單位制中，黏度的單位為Pa·s，在物理單位制上，其單位為P（泊），37運(yùn)動(dòng)黏度

SI單位為m2/s；在物理單位cm2/s稱為沲，以St表示。二、流體的黏度38

的流體稱為理想流體。自然界不存在真正的理