《化工基礎(chǔ)》教案解析

《化工基礎(chǔ)》第一章

緒論學(xué)習(xí)導(dǎo)言第一節(jié)化學(xué)工業(yè)及其發(fā)展第二節(jié)課程的性質(zhì)和內(nèi)容第三節(jié)化工生產(chǎn)中的幾個(gè)基本概念第四節(jié)學(xué)習(xí)本課程的任務(wù)和方法第五節(jié)單位制及單位換算本章小結(jié)轉(zhuǎn)入主題內(nèi)容第一章學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握本課程所學(xué)的內(nèi)容掌握本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)及方法掌握單位及其換算方法了解化學(xué)工業(yè)及其發(fā)展了解物料、熱量衡算等基本概念返回本章首頁(yè)第一節(jié)化學(xué)工業(yè)及其發(fā)展化學(xué)工業(yè)：為一行業(yè)，生產(chǎn)品種多樣（基本、精細(xì)、醫(yī)藥化工等）化學(xué)工程——一門學(xué)科化學(xué)工藝——一工藝技術(shù)化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程一般由以下步驟組成：原料前處理—化學(xué)反應(yīng)—（產(chǎn)品）后處理單元操作——生產(chǎn)的核心——單元操作思考與提問(wèn)談?wù)勗谀阋郧皩W(xué)習(xí)與生活的印象中，你對(duì)化工的一些基本認(rèn)識(shí)情況？化學(xué)工業(yè)的發(fā)展概況？返回本節(jié)第二節(jié)課程的性質(zhì)和內(nèi)容一、本課程的研究對(duì)象1、單元操作：化工生產(chǎn)過(guò)程中，普遍采用的、遵循共同的物理學(xué)定律、所用設(shè)備相似的基本操作。圖1—1、1—2以及表1—1的認(rèn)識(shí)與掌握；如：流體輸送、傳熱。返回本章圖1—1高壓法生產(chǎn)聚乙烯方塊流程圖返回本節(jié)

化工單元操作在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用化工車間化工中控室儀表柜化工企業(yè)實(shí)物現(xiàn)場(chǎng)圖化工企業(yè)管路網(wǎng)圖化工企業(yè)外貌圖圖1—2尿素生產(chǎn)方塊流程圖返回本節(jié)表1－1（1）常用的單元操作單元操作目的物態(tài)依據(jù)傳遞過(guò)程流體輸送輸送、提高能量液體、氣體輸入機(jī)械能動(dòng)量傳遞攪拌混合、分散氣—液、液—液、固—液過(guò)濾非均相物系分離液—固、氣—固流體與固體粒子間作相對(duì)運(yùn)動(dòng)沉降非均相物系分離液—固、氣—固續(xù)下表表1－1（2）常用的單元操作單元操作目的物態(tài)依據(jù)傳遞過(guò)程傳熱

加熱、冷卻、冷凝、保溫

液體、氣體

利用溫度差別

熱量傳遞

蒸發(fā)

不揮發(fā)溶質(zhì)的分離

液體供熱使溶劑汽化體結(jié)晶

晶形物質(zhì)

液—固

過(guò)飽和度

續(xù)下表表1－1（3）常用的單元操作單元操作目的物態(tài)依據(jù)傳遞過(guò)程氣體吸收氣體均相物系分離氣—液氣—液氣體各組分溶解度的差異物質(zhì)傳遞液液萃取液體均相物系分離液—液各組分溶解度的差異液體蒸餾液體均相物系分離液—?dú)庖后w中各組分之間的揮發(fā)性差異干燥

去濕

固—?dú)夤崾節(jié)裎锪现械臐穹制?/p>

熱、質(zhì)接上表返回本節(jié)2、單元反應(yīng)過(guò)程:化學(xué)反應(yīng)過(guò)程是化工生產(chǎn)過(guò)程的核心，如：氧化、硝化等。3、本課程的研究對(duì)象：?jiǎn)卧僮鞯幕驹砗驮O(shè)備；化學(xué)反應(yīng)器；化學(xué)工藝學(xué)。接上表思考與提問(wèn)化工過(guò)程的研究對(duì)象是什么？本課程的重點(diǎn)研究對(duì)象又是什么？返回本節(jié)二、本課程的性質(zhì)、內(nèi)容、任務(wù)1、性質(zhì)：專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。2、內(nèi)容：“三傳一反”及化學(xué)工藝學(xué)。3、任務(wù)：掌握常見單元操作的基本原理及計(jì)算。掌握典型設(shè)備構(gòu)造、性能、設(shè)計(jì)或選用。尋求“最佳”“最適宜”的操作條件，探索強(qiáng)化過(guò)程的方向和改進(jìn)設(shè)備潛能的途徑。掌握典型的化工產(chǎn)品的工藝過(guò)程。第三節(jié)化工生產(chǎn)過(guò)程中的幾個(gè)基本概念各種單元操作的操作原理及設(shè)備的計(jì)算都是以物料衡算、能量衡算、相平衡關(guān)系及過(guò)程速率四個(gè)基本概念為基礎(chǔ)的。返回本章了解本課程常用基本概念（1）物料衡算：穩(wěn)定操作時(shí)：帶進(jìn)＝帶出能量衡算：∑Q1==∑Q0+QL——熱量利用和熱量損失平衡關(guān)系：表示過(guò)程的方向和極限程度。如熱平衡、相平衡、溶解平衡等。返回本章第三節(jié)化工生產(chǎn)過(guò)程中的幾個(gè)基本概念了解本課程常用基本概念（2）過(guò)程速率：表示過(guò)程進(jìn)行的快慢速度。在生產(chǎn)中速率較重要，反映經(jīng)濟(jì)效益。本課程中：過(guò)程速率==過(guò)程推動(dòng)力/過(guò)程阻力返回本章思考與提問(wèn)本課程的主要任務(wù)是什么？本課程的一些基本概念及其用途是什么？返回本節(jié)第四節(jié)學(xué)習(xí)本課程的任務(wù)及方法一、學(xué)習(xí)方法1、五個(gè)環(huán)節(jié)：理論課的學(xué)習(xí)——課前要求能自覺(jué)預(yù)習(xí)，上課主動(dòng)舉手回答問(wèn)題，大膽提問(wèn)。作作業(yè)（習(xí)題）——基本原理的消化，要求畫出示意圖；大型作業(yè)要求人人能參與，個(gè)個(gè)出主意。實(shí)驗(yàn)（包括仿真實(shí)驗(yàn)）——理解、驗(yàn)證理論，實(shí)際操作技能的訓(xùn)練；實(shí)驗(yàn)過(guò)程能準(zhǔn)時(shí)到達(dá)實(shí)驗(yàn)室、帶好實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、記錄本及作好詳細(xì)記錄。第三節(jié)化工生產(chǎn)過(guò)程中的幾個(gè)基本概念課程設(shè)計(jì)——知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。工廠實(shí)際鍛煉（實(shí)習(xí)）——通過(guò)實(shí)習(xí)把所學(xué)的理論運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中去解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題。2、三個(gè)方面：樹立工程技術(shù)觀念：理論正確，技術(shù)可行，操作安全，經(jīng)濟(jì)合理。理解和掌握基本理論及。熟悉典型工藝及其工程計(jì)算方法。返回本章第三節(jié)化工生產(chǎn)過(guò)程中的幾個(gè)基本概念各種單元操作的操作原理及設(shè)備的計(jì)算都是以物料衡算、能量衡算、化學(xué)平衡關(guān)系及過(guò)程速率四個(gè)基本概念為基礎(chǔ)的。返回本章二、學(xué)習(xí)要求

《化工基礎(chǔ)》成績(jī)?cè)u(píng)定辦法表（1）項(xiàng)目比例說(shuō)明作業(yè)及筆記5％作業(yè)是對(duì)學(xué)生所學(xué)內(nèi)容的掌握情況的檢查，以及對(duì)學(xué)習(xí)態(tài)度進(jìn)行了解；筆記是對(duì)學(xué)生平時(shí)聽課的認(rèn)真程度進(jìn)行檢查。中期考試5％檢查學(xué)生前半期的學(xué)習(xí)情況，為后半期的教學(xué)工作改進(jìn)打下基礎(chǔ)。平時(shí)考核20％包括主動(dòng)提問(wèn)（5分左右）、自動(dòng)舉手搶答問(wèn)題（1～3分）、老師提問(wèn)（0～2分）、考勤情況（5分左右）、上課紀(jì)錄（10分左右）、大型作業(yè)討論及完成情況（15分左右）等獎(jiǎng)勵(lì)與懲罰分，所有學(xué)生以5分為平均分，其總值在0～20分取值。《化工基礎(chǔ)》成績(jī)?cè)u(píng)定辦法表（2）項(xiàng)目比例說(shuō)明實(shí)驗(yàn)及其考核40％平時(shí)實(shí)驗(yàn)占30分，考核實(shí)驗(yàn)占10分；實(shí)驗(yàn)包括兩大部分：一部分是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)（20分），另一部分是仿真實(shí)驗(yàn)（10分）；實(shí)驗(yàn)過(guò)程包括實(shí)驗(yàn)理論課——實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)（預(yù)習(xí)報(bào)告）——實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄——實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)檢查——實(shí)驗(yàn)報(bào)告，四個(gè)組成部分；實(shí)驗(yàn)期間要進(jìn)行考勤（0～3分）、檢查紀(jì)錄（0～1分）、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書（0.5分）、實(shí)驗(yàn)記錄本（0.5分）及實(shí)驗(yàn)記錄（1分）情況。期末考試30％檢查學(xué)生的整體學(xué)習(xí)效果以對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。合計(jì)100％2、課堂要求：認(rèn)真聽講、不講話、不打鬧、不看與本課程無(wú)關(guān)的書籍，總之不干與本課程無(wú)關(guān)的一切事。3、作業(yè)要求：按時(shí)交作業(yè)、不抄襲、不懂就問(wèn)、每題盡量畫出示意圖。4、實(shí)驗(yàn)要求：按要求完成所有現(xiàn)場(chǎng)及仿真實(shí)驗(yàn)。第五節(jié)單位制及單位換算1、國(guó)際單位制：7個(gè)基本單位，2個(gè)輔助單位2、法定計(jì)量單位：A、國(guó)際單位制單位。B、國(guó)際單位制單位的導(dǎo)出單位。C、選定的其他單位。3、單位統(tǒng)一：A、本課程涉及的物理量及公式較多，多種單位并存，在計(jì)算過(guò)程中一定注意單位的統(tǒng)一，即統(tǒng)一到SI制上。B、學(xué)會(huì)單位的換算方法，難點(diǎn)是換算系數(shù)的記憶。C、本教材中壓力和粘度的單位換算是最容易出錯(cuò)的，需特別注意。思考與提問(wèn)1、我們這門課程要求統(tǒng)一到什么單位制上來(lái)？2、我們?cè)诒菊n學(xué)習(xí)過(guò)程中有哪幾個(gè)單位換算較難？返回本節(jié)總結(jié)與作業(yè)本次課小結(jié)：掌握單元操作等基本概念。了解化工基礎(chǔ)的主要學(xué)習(xí)方法。建立學(xué)習(xí)工程學(xué)科的學(xué)習(xí)思維方法。熟練掌握單位及其換算。作業(yè)：復(fù)習(xí)題2練習(xí)題1、4。返回本節(jié)第二章學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握流體連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)的計(jì)算方法——伯努利方程式的應(yīng)用。掌握流體流動(dòng)阻力的計(jì)算及其應(yīng)用。了解流體靜力學(xué)基本方程在測(cè)量壓力及流量方面的運(yùn)用。了解化工管路的構(gòu)成情況。了解流量測(cè)量的有關(guān)儀器及其測(cè)定方法。了解流體輸送機(jī)械。返回本章首頁(yè)第二章流體流動(dòng)與輸送機(jī)械

第一節(jié)流體的基本性質(zhì)一、流體的密度1、密度：[Kg/m3]2、相關(guān)的幾種表示方法：A、流體的比容：B、相對(duì)密度（比重）：。C、重度3、氣體與液體的主要差別：氣體具有可壓縮性，其密度遠(yuǎn)小于液體。A：液體混合物的密度：B：氣體混合物的密度：①、②、平均分子量：4、密度值一般通過(guò)查找（物性數(shù)據(jù)表或經(jīng)驗(yàn)公式）來(lái)得到二、流體的粘度μ1、粘度的表示：①絕對(duì)粘度（又稱動(dòng)力粘度），②運(yùn)動(dòng)粘度，③條件粘度（如：恩氏粘度）2、絕對(duì)粘度的單位換算

1Pa.s(帕.秒)=10P（泊）=1000cP（厘泊）3、絕對(duì)粘度與運(yùn)動(dòng)粘度間的關(guān)系4、粘度值一般通過(guò)查找（物性數(shù)據(jù)表或經(jīng)驗(yàn)公式）來(lái)得到第二節(jié)流體靜力學(xué)一、流體靜壓力及其特性流體靜壓力(了解)壓力的單位換算1atm=760mmHg=10.33mH2O=1.013×105Pa1kgf/cm2=1at=735mmHg=10mH2O=9.807×104Pa3.流體靜壓力可以用不同基準(zhǔn)來(lái)表示：A：以絕對(duì)真空為基準(zhǔn)：稱為絕對(duì)壓力。B：以當(dāng)?shù)卮髿鈮毫榛鶞?zhǔn)：稱為表壓或真空度。掌握表壓、真空度與絕對(duì)壓力的關(guān)系圖絕壓、表壓、真空度之間的關(guān)系二、流體靜力學(xué)基本方程二、流體靜力學(xué)基本方程（推導(dǎo)略）1、P2=P1+ρgh它表明了在重力作用下，靜止液體內(nèi)部壓力的變化規(guī)律即重力液體內(nèi)任一點(diǎn)的流體靜壓力等于自表面上的壓力加上液體重力與該點(diǎn)淹沒(méi)深度的乘積。2、流體靜力學(xué)方程的應(yīng)用2、靜力學(xué)方程的應(yīng)用

在靜止的連通的同一種流體內(nèi)，等壓面為等高面，反之亦然。當(dāng)液面上方的壓力P0有變化時(shí)，液體內(nèi)部各點(diǎn)壓力也發(fā)生同樣大小的改變。③說(shuō)明壓力可以用液柱高度表示，但必須注明為何種液體。

三、流體靜力學(xué)基本方程的應(yīng)用舉例1、液柱式壓力（壓差）計(jì)——U型管壓力（壓差）計(jì)，見圖2—2～2—3U形管壓強(qiáng)計(jì)構(gòu)造：U形管、指示液、讀數(shù)標(biāo)尺。指示液：著色水、油、CCl4及Hg。測(cè)壓差的原理：PA—PB=（ρ指—ρ被測(cè)）Rg≈ρ指Rg（對(duì)于氣體）U型管壓力（壓差）計(jì)(1)U型管壓力（壓差）計(jì)(2)認(rèn)識(shí)工廠使用的壓力表2、液位的測(cè)量2、液位的測(cè)量：在化工生產(chǎn)中為了解決各種貯槽，計(jì)量槽等容器內(nèi)物料貯存量或需要控制設(shè)備內(nèi)的液面，都要使用液面計(jì)進(jìn)行液位的測(cè)量，見圖2—5。H=R3、液封高度的計(jì)算及應(yīng)用3、液封高度的計(jì)算及應(yīng)用，見圖2—7。作用：防止泄漏、倒流或有毒氣體的逸出，又稱水封或安全水封。4、遠(yuǎn)程測(cè)量若容器離控制室較遠(yuǎn)或埋在地面以下，測(cè)量其液位可采用圖2—6進(jìn)行測(cè)量。流體靜力學(xué)方程式總結(jié)與作業(yè)流體靜力學(xué)方程式總結(jié)掌握靜力學(xué)方程的應(yīng)用掌握U型管壓力計(jì)的使用了解液位的測(cè)量及液封高度的計(jì)算掌握壓力間的單位換算作業(yè)：復(fù)習(xí)題5、6、10。返回本節(jié)習(xí)題課（分組完成的大型作業(yè)）1、首先分組（課前進(jìn)行），大致7～8人一組，每組同學(xué)圍成一圈進(jìn)行討論式的學(xué)習(xí)。（5分鐘）2、由學(xué)生自己對(duì)本組人員進(jìn)行分工——查閱資料、出注意、記錄、制圖、計(jì)算及整理完善形成文件。（大略1學(xué)時(shí)左右）3、在完成此作業(yè)過(guò)程中，老師應(yīng)對(duì)學(xué)生的完成情況進(jìn)行輔導(dǎo)與適當(dāng)?shù)臋z查，尤其是每組中參與不積極的同學(xué)進(jìn)行抽查。習(xí)題課(2)4、題目：①、以自定為主；還可參考以下的。②、制作一個(gè)農(nóng)村村民家用的沼氣池用的壓力表，材料：軟皮管、玻璃管等。③、制作一工廠用的濕式低壓氣柜，材料：自選為主，參考用金屬鐘罩、建筑磚、各種管子及閥門等材料。5、每組對(duì)制作結(jié)果展示于黑板上，并作適當(dāng)?shù)恼f(shuō)明——尤其是制作的結(jié)果在使用過(guò)程中的優(yōu)缺點(diǎn)。（大略1學(xué)時(shí)）6、由學(xué)生代表每組評(píng)定出相應(yīng)的成績(jī)。本此課小結(jié)：按以下順序進(jìn)行：分組——分工——輔導(dǎo)——抽查——展示——評(píng)定——獎(jiǎng)勵(lì)第三節(jié)流體連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)的衡算（一）、流量1、定義：略（質(zhì)量或體積）2、質(zhì)量流量（w）與體積流量（V）關(guān)系：w==Vρ（二）、流速1、定義：略。（u：m/s）2、流量與流速的關(guān)系：V==uAw==uAρ工業(yè)生產(chǎn)中常用流體適宜的流速范圍：參見下頁(yè)。流量與流速的關(guān)系1流量與流速的關(guān)系（圓形），2流速與質(zhì)量流速的關(guān)系

3園型管道的直徑計(jì)算式工業(yè)生產(chǎn)中常用流體適宜的流速范圍

(思考：這些數(shù)據(jù)怎樣得到的？有何用處？)流體的類別及情況流速（m/s）范圍自來(lái)水（3×105Pa左右）1～1.5水及低粘度液體(1×105～1×106Pa)1.5～3.0

高粘度液體0.5～1.0工業(yè)供水（8×105Pa以下）1.5～3.0飽和供水（8×105Pa以下）＞3.0蛇管、螺旋管內(nèi)冷卻水＜1.0過(guò)熱蒸氣30～50一般氣體（常壓）10～20高壓空氣15～25低壓空氣12～15

二、穩(wěn)定流動(dòng)與不穩(wěn)定流動(dòng)（1）

圖2—8穩(wěn)定與不穩(wěn)定流動(dòng)典型流程圖（找出a圖與b圖的差別？了解兩圖的流動(dòng)現(xiàn)象？）進(jìn)入下頁(yè)講解二、穩(wěn)定流動(dòng)與不穩(wěn)定流動(dòng)（2）1、如圖2—8：在流體流動(dòng)系統(tǒng)中，若任一截面上流體的流速、壓力等與流動(dòng)相關(guān)的物理量?jī)H隨位置改變不隨時(shí)間而改變的流動(dòng)，叫穩(wěn)定流動(dòng)。★在流體流動(dòng)系統(tǒng)中，若任一截面上流體的流速、壓力等與流動(dòng)相關(guān)的物理量既隨位置改變又隨時(shí)間而改變的流動(dòng)，叫不穩(wěn)定流動(dòng)。2、本教材只討論在化工連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中的一般情況——穩(wěn)定流動(dòng)。返回上頁(yè)流程圖三、流體穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)的物料衡算——連續(xù)性方程式1、如圖2—9：對(duì)直徑不等的管段，根據(jù)質(zhì)量守衡定律：m1==m2==m3==……則ws1==ws2==ws3==……連續(xù)性方程式2、對(duì)于不可壓縮流體：（即液體）ρ1==ρ2==ρ3===……即VS1==VS2==VS3==……連續(xù)性方程式——應(yīng)用于液體穩(wěn)定流動(dòng)1、液體在圓形直管內(nèi)穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)的連續(xù)性方程式2、怎樣使用此連續(xù)性方程式？（自學(xué)例2—3后上臺(tái)講解，著重講解工業(yè)方面的應(yīng)用）四、流體穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)能量衡算——伯努利方程式(機(jī)械能衡算式)（1）（一）、流動(dòng)系統(tǒng)的總能量衡算如圖2—10，為一般流動(dòng)系統(tǒng)：衡算范圍：1—1與2—2截面之間。衡算基準(zhǔn)：1㎏流體；（每項(xiàng)單位：J/㎏）?；鶞?zhǔn)水平面：可任任意選擇，如0—0平面。進(jìn)入下頁(yè)講解四、流體穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)能量衡算——伯努利方程式(機(jī)械能衡算式)（2）1、內(nèi)能：2、動(dòng)能：1㎏流體-------3、位能：1㎏流體-------4、靜壓能：流體具有靜壓力而有的特殊能量形式。5、熱能：6、外加功：根據(jù)能量守衡定律：上式中的能量形式可分為兩大類：機(jī)械能：動(dòng)能、位能、靜壓能、外加功；可相互轉(zhuǎn)變。內(nèi)能和熱能；不能相互轉(zhuǎn)變。

進(jìn)入下頁(yè)講解返回上頁(yè)流程圖柏努利方程式的幾種不同形式1、以單位質(zhì)量為研究對(duì)象，[單位：J/kg](重點(diǎn)掌握)2、以單位重量為研究對(duì)象，[單位：J/N或m液柱]3、以單位體積為研究對(duì)象，[單位：或Pa]返回前面流程圖柏努利方程的應(yīng)用討論1、理想流體、無(wú)外加功：理想流體的概念：流體在流動(dòng)過(guò)程中不發(fā)生能量損失，則此流體稱為理想流體。理想流體的特征：密度不隨壓力而變化，沒(méi)有內(nèi)摩擦力，不具有粘性，流動(dòng)時(shí)無(wú)阻力。即：E===常數(shù)，三種能量形式可以相互轉(zhuǎn)化。★2、流體輸送設(shè)備的有效功率：進(jìn)入下頁(yè)講解機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)化說(shuō)明思考與提問(wèn)1、若系統(tǒng)中的流體處于靜止?fàn)顟B(tài)，其伯努利方程式是否為下式？與流體靜力學(xué)方程式本質(zhì)一樣嗎？2、連續(xù)性方程式如何應(yīng)用？3、為了節(jié)能盡可能增大還是減少管徑？為了減少投資，盡可能增大還是減少管徑？返回伯努利方程式實(shí)驗(yàn)一(理想流體的)柏努利方程實(shí)驗(yàn)

柏努利方程實(shí)驗(yàn)裝置圖（講清流程圖及實(shí)驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)及記錄要求）進(jìn)入下頁(yè)實(shí)驗(yàn)記錄柏努利方程實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄各位置的內(nèi)徑d1=？d2=？d3=？d4=？d5=？t=?【單位：mm】返回實(shí)驗(yàn)流程圖序號(hào)h1h2h3h4h5V現(xiàn)象123習(xí)題課（分組完成的大型作業(yè)）1、首先分組（課前進(jìn)行），大致7～8人一組，每組同學(xué)圍成一圈進(jìn)行討論式的學(xué)習(xí)。（5分鐘）2、由學(xué)生自己對(duì)本組人員進(jìn)行分工——查閱資料、出注意、記錄、制圖、計(jì)算及整理完善形成文件。（大略1學(xué)時(shí)左右）3、在完成此作業(yè)過(guò)程中，老師應(yīng)對(duì)學(xué)生的完成情況進(jìn)行輔導(dǎo)與適當(dāng)?shù)臋z查，尤其是每組中參與不積極的同學(xué)進(jìn)行抽查。習(xí)題課4、題目：①、以自定為主；還可參考以下的。②、制作一個(gè)農(nóng)村抗旱用的排灌系統(tǒng)，材料：膠管、泵、閥等；要求：節(jié)水、穩(wěn)定供水。③、制作一個(gè)學(xué)校學(xué)生生活用水的穩(wěn)定給水系統(tǒng)：材料自選為主；要求：住在高層的學(xué)生寢室常常有水供應(yīng)。5、每組對(duì)制作結(jié)果展示于黑板上，并作適當(dāng)?shù)恼f(shuō)明——尤其是制作的結(jié)果在使用過(guò)程中的優(yōu)缺點(diǎn)。（大略1學(xué)時(shí)）6、由學(xué)生代表每組評(píng)定出相應(yīng)的成績(jī)。本此課小結(jié)：按以下順序進(jìn)行：分組——分工——輔導(dǎo)——抽查——展示——評(píng)定——獎(jiǎng)勵(lì)第四節(jié)流體流動(dòng)現(xiàn)象一、流體流動(dòng)類型——雷諾實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表現(xiàn)為三種：①層流（滯流）：彼此成平行分層流動(dòng)。②過(guò)渡區(qū)：波浪型或螺旋型，不穩(wěn)定。③紊流（湍流）：流體質(zhì)點(diǎn)不規(guī)則流動(dòng)。2、兩種流型：滯流和湍流。二、流體流型的判別依據(jù)——雷諾數(shù)Re二、流體流型的判別依據(jù)——雷諾數(shù)Re雷諾準(zhǔn)數(shù)：綜合數(shù)群，無(wú)單位（各量單位統(tǒng)一到國(guó)際制單位）。流型判據(jù)通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明為：Re≤2000時(shí)，呈滯流（又稱層流）。Re==2000～4000時(shí)，處于過(guò)渡區(qū)。Re≥4000時(shí)，呈湍流（又稱紊流）。提問(wèn)與總結(jié)：1、說(shuō)明流體流動(dòng)的三種現(xiàn)象？2、流體流動(dòng)型態(tài)有哪幾種？

3、流體的流型是怎樣判斷的？

三、流體在層流與湍流時(shí)的速度分布（了解）圖2—13流體流動(dòng)的速度分布情況圖（講清兩種流型速度分布的區(qū)別）第五節(jié)流體在管內(nèi)的流動(dòng)阻力一、流體阻力的分類1、直管阻力：流體流過(guò)均勻直管由于流體內(nèi)摩擦力而產(chǎn)生的阻力，。2、局部阻力：由于流體流經(jīng)管路局部障礙（管件、閥件等局部地方）而引起的阻力，。3、總的阻力：流體流動(dòng)時(shí)才產(chǎn)生阻力，且流速越快，阻力越大。故二、流體直管阻力的計(jì)算1、直管阻力計(jì)算公式(關(guān)鍵確定λ值)其中：λ——摩擦系數(shù)（又名直管阻力系數(shù)，直管摩擦因數(shù)）,無(wú)單位；與流體流型和管壁粗糙度有關(guān)。2、怎樣確定λ？（了解，不作重點(diǎn)要求）（見圖2—14），其中流體層流流動(dòng)時(shí)還可以用下式計(jì)算三、流體在管路上的局部阻力計(jì)算1、流體局部阻力：流體流經(jīng)管件、閥門或管徑發(fā)生變化時(shí)的所引起的能量損失。2、流體局部阻力有兩種計(jì)算方法：阻力系數(shù)法和當(dāng)量長(zhǎng)度法【其中：】Ⅰ、阻力系數(shù)法

Ⅱ、當(dāng)量長(zhǎng)度法四、管路總能量損失的計(jì)算公式有兩種計(jì)算方法：1、阻力系數(shù)法(重點(diǎn)掌握)2、當(dāng)量長(zhǎng)度法（一般了解）五、降低流體阻力的途徑(重點(diǎn)了解)（一）、為何要降低流體流動(dòng)阻力？（二）、怎樣降低流體流動(dòng)阻力？1、在符合生產(chǎn)管路布置的基本要求下，管長(zhǎng)盡量縮短。2、盡量設(shè)法降低阻力系數(shù)，如，逐漸擴(kuò)大或逐漸縮小截面。3、適當(dāng)擴(kuò)大管徑，特別對(duì)于低壓氣體或真空管路中。4、處理流體，如加熱、加入“添加劑”等。實(shí)驗(yàn)二雷諾實(shí)驗(yàn)雷諾實(shí)驗(yàn)裝置圖（講清流程圖及實(shí)驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)及記錄要求）進(jìn)入下頁(yè)實(shí)驗(yàn)記錄雷諾實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄水溫t=？管徑d=？管材：序號(hào)流量雷諾數(shù)Re現(xiàn)象備注1234返回實(shí)驗(yàn)流程圖實(shí)驗(yàn)三流體阻力實(shí)驗(yàn)流體阻力實(shí)驗(yàn)裝置圖（講清流程圖及實(shí)驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)及記錄要求）進(jìn)入下頁(yè)實(shí)驗(yàn)記錄流體阻力實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄管子材料1，2，3分別為？水溫t=？管徑d1=？d2=？d3=？管長(zhǎng)L1=？L2=？L3=？

序號(hào)流量壓差R【mm】雷諾數(shù)Reλ備注1234返回實(shí)驗(yàn)流程圖第六節(jié)化工管路一、管子和管件的公稱標(biāo)準(zhǔn)1、公稱直徑，見表2—3。2、公稱壓力，見表2—4，表2—53、管子的規(guī)格見附錄20。二、管子的材料1、有縫鋼管。2、無(wú)縫鋼管。3、鑄鐵管。4、合金鋼管。5、有色金屬管。6、陶瓷管。7、玻璃管。8、塑料管。9、橡膠管總結(jié)提問(wèn)：1、管子按材料及光滑度分別分為哪些種類？

三、管件四、閥件（一）、常見的管件：1、改變流動(dòng)方向。2、聯(lián)接管路的支路。3、改變管路的直徑。4、堵塞管路。5、聯(lián)接兩個(gè)管路（二）、提問(wèn)：1、舉例說(shuō)明常用的管件？（三）、常用閥件：1、旋塞。2、閘閥。3、球心閥。4、球閥。5、止回閥。6、安全閥。（四）、仿真實(shí)驗(yàn)中查閱常用的管件及閥件，自行安排在其它現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中川插進(jìn)行。五、管子的選用(了解)1、管材或品種的選用2、管徑的確定初算出管內(nèi)徑后，按算出的管內(nèi)徑套公稱直徑（考慮工作壓力）查管子規(guī)格表，確定實(shí)際內(nèi)徑和實(shí)際流速。最后根據(jù)管子公稱直徑和操作條件選適宜的管件和閥件。對(duì)于流離很大或者是長(zhǎng)距離輸送的管路，需根據(jù)具體情況由經(jīng)濟(jì)核算確定適宜的流速，使操作費(fèi)用和投資折舊費(fèi)用最低。

第七節(jié)流量測(cè)量一、孔板流量計(jì)1、孔板流量計(jì)的構(gòu)造，見圖2—17。2、孔板流量計(jì)的安裝要求。3、孔板流量計(jì)的校正方法，講清實(shí)驗(yàn)過(guò)程。4、孔板流量計(jì)的使用原理：5、孔板流量計(jì)測(cè)流量的主要缺點(diǎn)——阻力太大。6、應(yīng)用：讀數(shù)與流量的關(guān)系，R→V的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系圖的介紹二、文丘里流量計(jì)1、文丘里流量計(jì)的構(gòu)造，見圖2—18。2、文丘里流量計(jì)的設(shè)計(jì)要求。3、文丘里流量計(jì)的使用原理。4、文丘里流量計(jì)測(cè)流量的主要特點(diǎn)——阻力相對(duì)較小。5、應(yīng)用：讀數(shù)與流量的關(guān)系,R→V的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系圖的介紹總結(jié)與提問(wèn)：孔板流量計(jì)與文氏流量計(jì)比較，各自有何優(yōu)缺點(diǎn)？三、轉(zhuǎn)子流量計(jì)1、轉(zhuǎn)子流量計(jì)的構(gòu)造，見圖2—19。2、轉(zhuǎn)子流量計(jì)的安裝要求。3、轉(zhuǎn)子流量計(jì)的正確使用。4、刻度修正：液體及氣體的刻度修正（了解）。提問(wèn)：轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量為何要進(jìn)行校正？本次課小結(jié)：1、掌握流速流量測(cè)量?jī)x器的適用范圍。2、掌握測(cè)量?jī)x器的使用方法。3、了解測(cè)量?jī)x器的結(jié)構(gòu)及安裝方法。習(xí)題課

例題：管路的特點(diǎn)與管內(nèi)流體壓強(qiáng)的變化

在圖示管路中，管徑d=50mm,管路中有彎頭一個(gè)，相同的閘閥兩個(gè)。已知容器水面與容器出口的垂直距離為1m，距管路出口的垂直距離為12m，直管阻力系數(shù)為0.025，計(jì)算：1、閥門，閥門D全開，管內(nèi)流量及諸點(diǎn)的壓強(qiáng)各為多少？2、若對(duì)調(diào)兩閥門的開度，其它條件不變，管內(nèi)流量以及以上諸點(diǎn)的壓強(qiáng)變化？見下頁(yè)流程圖流體流動(dòng)例題的流程圖返回上頁(yè)見下頁(yè)解答流體流動(dòng)例題的答案（1）解：1、取2—2面為位能基準(zhǔn)面，取大氣壓為壓力基準(zhǔn)，在1—1與2—2面列伯努力方程返回上頁(yè)流程圖流體流動(dòng)例題的答案（2）同理，在1—1面與A—A面列伯努力方程2、若將兩閥門開度對(duì)調(diào)，管路總阻力不變，流速與流量不變。但閥門開度對(duì)換，使得流體總勢(shì)能的沿程分布發(fā)生變化，由于不能改變，只有沿程壓強(qiáng)可以根據(jù)情況而千變?nèi)f化。采用同樣方法可求出各點(diǎn)壓強(qiáng)，見下表返回伯努利方程式流體流動(dòng)例題的答案（3）

[單位：]5.60-8.44-75.8-89.8-92.0-78.9-84.105.60-8.44-8.91-22.9-25.059.0-84.10返回流程圖流體流動(dòng)例題的答案（4）結(jié)論：流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，在任意斷面所具有的位能只與管路的位置有關(guān)，其它任何條件都無(wú)法改變，這是管內(nèi)流動(dòng)的一個(gè)重要特點(diǎn)。在水平管段（管段和），流體的位能不能改變，阻力損失只能由壓強(qiáng)能提供，故壓強(qiáng)沿程減小。在垂直管段（如管段和），當(dāng)流體向下流動(dòng)時(shí)，流體所釋放出來(lái)的位能遠(yuǎn)大于管路阻力損失，剩余部分轉(zhuǎn)化為壓強(qiáng)能，壓強(qiáng)沿程升高。返回流程圖流體流動(dòng)例題的答案（5）當(dāng)流體向上流動(dòng)時(shí)，壓強(qiáng)能必同時(shí)提供阻力損失和流體位置升高所需要的能量，壓強(qiáng)將迅速降低。局部阻力損失是集中在很小的區(qū)域發(fā)生，無(wú)論位于水平還是垂直管段都是消耗壓強(qiáng)能，使壓強(qiáng)突然降低（如閥門B）。本此課小結(jié)：1、掌握管內(nèi)流體流動(dòng)時(shí)沿程壓強(qiáng)的變化特點(diǎn)。2、了解閥門調(diào)節(jié)流量的缺點(diǎn)——損失能量為代價(jià)。返回流程圖實(shí)驗(yàn)四孔板流量計(jì)的校正孔板流量計(jì)校正實(shí)驗(yàn)裝置圖（講清流程圖及實(shí)驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)及記錄要求）進(jìn)入下頁(yè)實(shí)驗(yàn)記錄孔板流量計(jì)校正實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄水溫t=？孔徑d=？

序號(hào)流量壓差R【mm】空板面積A備注1234返回實(shí)驗(yàn)流程圖第八節(jié)流體輸送機(jī)械要選擇一臺(tái)既能滿足生產(chǎn)要求，又比較經(jīng)濟(jì)合理的輸送機(jī)械，除明確生產(chǎn)任務(wù)，掌握被輸送流體的性質(zhì)外，還必須了解各類輸送機(jī)械的工作原理、性能，才能正確地選擇和合理地使用輸送機(jī)械。一、離心泵1、離心泵的操作原理和主要部件（1）、操作原理：由吸液與排液兩大過(guò)程構(gòu)成；同時(shí)了解氣縛現(xiàn)象。（2）、主要部件:離心泵的主要部件為葉輪（見圖2—21），泵殼（見圖2—22）與軸封裝置（分為填料密封和機(jī)械密封）。離心泵的氣縛與氣蝕觀看氣蝕錄像觀看氣縛錄像（1）、離心泵的主要性能參數(shù)（1）、離心泵的主要性能參數(shù)離心泵的主要性能參數(shù)有流量、揚(yáng)程、效率和軸功率。離心泵出廠時(shí)，泵上均有：一個(gè)銘牌，注明泵在最高效率時(shí)的主要性能。如一臺(tái)2B31型離心水泵，銘牌標(biāo)注如下：離心清水泵型號(hào)2B31轉(zhuǎn)數(shù)2900r/min揚(yáng)程30.8效率64%流量20m3/h軸功率2.6kW允許吸上真空度7.2m重量363N出廠編碼XXXXX出廠年月日（2）、離心泵的特性曲線為了便于了解泵的性能，泵的制造廠通過(guò)實(shí)測(cè)而得出一組表明Q－H、Q－N和Q－η關(guān)系的曲線，標(biāo)繪在一張圖表上，稱為離心泵的特性曲線或工作性能曲線，下圖為4B20型離心泵的特性曲線圖3、離心泵的安裝4、離心泵的類型及選用（1）、離心泵的氣蝕（2）、離心泵的允許吸上高度(計(jì)算式只作一般了解)為了安全起見，泵的實(shí)際安裝高度還應(yīng)比最大安裝高度低0.5～1m。4、離心泵的類型和選用（自學(xué)）（1）、離心泵的類型：①、IS型（原B型）。②、D型代表單吸。③、S型(原Sh型)。④、F型。⑤、Y型（2）、離心泵的選用（了解）

5、離心泵的操作（1）、離心泵并聯(lián)（了解）（2）、離心泵串聯(lián)（了解）（3）、離心泵的啟動(dòng)（掌握）灌泵排氣——關(guān)閉泵的出口閥——盤軸——閉合電源（4）、離心泵的運(yùn)轉(zhuǎn)（掌握）調(diào)節(jié)泵的出口閥至規(guī)定流量——定期檢查潤(rùn)滑情況——定期檢查泵軸的密封情況（5）、離心泵的停車（掌握）先關(guān)閉出口閥——再停電機(jī)——長(zhǎng)期不使用將泵體及管路中的液體排凈。二、其他類型的泵三、氣體壓縮和輸送機(jī)械（1）二、其他類型的泵（自學(xué)）（一）、往復(fù)泵。（二）、旋轉(zhuǎn)泵。（三）、計(jì)量泵。（四）、（了解）表2－7各種泵的比較三、氣體壓縮和輸送機(jī)械氣體輸送機(jī)械又可按出口產(chǎn)生的風(fēng)壓或進(jìn)出口壓力之比（稱為壓縮比）不同而分為：通風(fēng)機(jī)15kPa（表壓），壓縮比1～1.15。鼓風(fēng)機(jī)15～300kPa（表壓），壓縮比小于4。壓縮機(jī)300kPa以下（表壓），壓縮比大于4。真空泵使設(shè)備內(nèi)絕對(duì)壓力小于大氣壓的氣體輸送設(shè)備。三、氣體壓縮和輸送機(jī)械（2）（一）、離心式氣體輸送機(jī)械（1）、離心式通風(fēng)機(jī)（2）、離心式鼓風(fēng)機(jī)：又稱渦輪鼓風(fēng)機(jī)或透平鼓風(fēng)機(jī)（3）、離心式壓縮機(jī)（二）、往復(fù)式壓縮機(jī)(三)、旋轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī)：常見的有羅茨鼓風(fēng)機(jī)（四）、噴射（真空）泵安排：查閱仿真資料，參觀化工原理仿真素材庫(kù)中的離心泵有關(guān)資料：穿插在其它現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中提前進(jìn)行。

實(shí)驗(yàn)五離心泵特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)離心泵特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置圖（講清流程圖及實(shí)驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)及記錄要求）進(jìn)入下頁(yè)實(shí)驗(yàn)記錄離心泵特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄離心泵的型號(hào)：

。

序號(hào)流量電量備注1234返回實(shí)驗(yàn)流程圖第一節(jié)非均相系的分類和分離方法（了解）一、非均相系的分類(見表3—1，了解常見的非均相實(shí)例）分散介質(zhì)（外相分散物質(zhì)（內(nèi)相）非均相系類型液體固體懸浮液液體液體乳濁液液體氣體泡沫氣體固體灰塵、煙氣體液體霧沫常見的懸浮液表3—2懸浮液的分類（重點(diǎn)是粗粒子懸浮液、細(xì)粒子懸浮液的分離）物系固體粒子大小粗粒子懸浮液>100μm細(xì)粒子懸浮液0.5～100μm混濁液0.1～0.5μm膠體容液<0.1μm二、三非均相系的分離目的、方法及其設(shè)備二、非均相系的分離目的1、凈制分散介質(zhì)2、回收分散物質(zhì)3、環(huán)境保護(hù)和綜合利用三、非均相系分離的方法及設(shè)備（見表3—3）常見的非均相物系分離方法歸納為：沉降、過(guò)濾、離心分離等第二節(jié)液體非均相物系的分離一、重力沉降1、沉降速度2、沉降設(shè)備：澄清器，見圖3—1二、過(guò)濾1、過(guò)濾的基本概念2、工業(yè)上常用的過(guò)濾介質(zhì)有織