西北大学化工原理电子教案 绪论 化工生产过程 化学工业是对原料进行化学加工以获得有用产品的工业。核心是化学反应过程及其设备 一反应器。 物理变化过程 化学（生物化学）变化过程 物理变化过程 原料 各种前处理 化学加工 各种后处理 产品 除去杂质，达到 反应生成 精制、分 必要的纯度、温 新的物质 离、千燥等 度和压力 单元操作 概念：各类化工产品生产过程中，使用着各种各样的物理加工过程。 按操作目的分类 (1)物料的增压、减压和输送： (2)物料的混合或分散： (3)物料的加热或冷却： (4)非均相混合物的分离： (⑤)均相混合物的分离。 表1化工常用单元操作 单元操作 目的 物态 原理 传递过程 流体输送 输送 液或气 翰入机械能 动量传递 搅拌 混合或分散 气一液：液一液：固一波 翰入机械能 动量传递 过滤 非均相混合物分离 液一周：气-固 尺度不同的截留 动量传递 沉降 非均相混合物分离 波一围：气-固 密度差引起的沉降运动 动量传递 加热、冷却 升温、降温，改变相态 气或液 利用温度差而传入或移出热量 热量传递 森发 溶剂与不挥发性溶质的分离 液 供热以汽化溶剂 热量传递 气体吸收 均相混合物分离 心 各组分在溶剂中溶解度的不同 物质传递 液体精馏 均相混合物分离 液 各组分间挥发度的不同 物质传递 萃取 均相混合物分离 液 各组分在溶剂中溶解度的不可 物质传递 吸附 均相混合物分离 波或气 各组分在吸附剂中的吸附能力不同 物质传递 干燥 去湿 固体 供热汽化 热。质同时传递
西北大学化工原理电子教案 绪论 化工生产过程 化学工业是对原料进行化学加工以获得有用产品的工业。核心是化学反应过程及其设备 －反应器。 单元操作 概念：各类化工产品生产过程中，使用着各种各样的物理加工过程。 按操作目的分类： (1) 物料的增压、减压和输送； (2) 物料的混合或分散； (3) 物料的加热或冷却； (4) 非均相混合物的分离； (5) 均相混合物的分离。 表 1 化工常用单元操作 单元操作 目的 物态 原理 传递过程 流体输送 输送 液或气 输入机械能 动量传递 搅拌 混合或分散 气－液；液－液；固－液 输入机械能 动量传递 过滤 非均相混合物分离 液－固；气－固 尺度不同的截留 动量传递 沉降 非均相混合物分离 液－固；气－固 密度差引起的沉降运动 动量传递 加热、冷却 升温、降温，改变相态 气或液 利用温度差而传入或移出热量 热量传递 蒸发 溶剂与不挥发性溶质的分离 液 供热以汽化溶剂 热量传递 气体吸收 均相混合物分离 气 各组分在溶剂中溶解度的不同 物质传递 液体精馏 均相混合物分离 液 各组分间挥发度的不同 物质传递 萃取 均相混合物分离 液 各组分在溶剂中溶解度的不同 物质传递 吸附 均相混合物分离 液或气 各组分在吸附剂中的吸附能力不同 物质传递 干燥 去湿 固体 供热汽化 热、质同时传递 原料 各种前处理 化学加工 各种后处理 产品 除去杂质，达到 必要的纯度、温 度和压力 物理变化过程 反应生成 新的物质 化学（生物化学）变化过程 物理变化过程 精制、分 离、干燥等 1
西北大学化工原理电子教案 为了达到同样的目的，可以依据不同的原理、采用不同的方法。 新的单元操作不断发展，如膜分离技术。 各单元操作包括两个方面：过程和设备。各单元操作中所发生的过程都有内在的规律。 研究各单元操作就是为了掌握过程的规律，并设计设备的结构和大小，以便过程在有利的条 件下进行。 “化工原理”课程的两条主线 单元操作中的三种传递过程（物理本质）： (1)动量传递过程（单相或多相流动）： (2)热量传递过程一传热： (3)质量传递过程一传质。 表1所列各单元操作皆归属传递过程。于是，传递过程成为统一的研究对象，也是联系 各单元操作的一条主线。“三传”+“一反”构成各种工艺制造过程，三传又有彼此类似的 规律可以合在一起研究，形成传递过程这门学科，是单元操作在理论方面的深入发展。 化工原理是一门工程学科，它要解决得不单是过程得基本规律，而且面临着真实的、复 杂的生产问题一特定的物料在特定的设备中进行特定的过程。实际问题的复杂性不完全在于 过程本身，而首先在于化工设备的复杂的几何形状喝千变万化的物性。例如，过滤中发生的 过程是流体的流动，其本身并不复杂，但滤饼提供的是形状不规则的网状结构通道。对这样 的流体边界作出如实的、逼真的数学描述几乎是不可能的。采用直接的数学描述和方程求解 的方法将是十分困难的。因此，探求合理的研究方法是发展这门工程学科的重要方面。 两种基本的研究方法： (1)实验研究方法（经验方法）：优点、不足 (2)数学模型方法（半理论半经验方法）：必要性、广泛被应用 “化工原理”课程的两条主线，即传递过程和研究方法论。 “化工原理”课程所回答的问题 化工原料是一门应用性课程。 1.如何根据各单元操作在技术上和经济上的特点，进行“过程和设备”的选择，以适应指 定物系的特征，经济而有效地满足工艺要求。 2
西北大学化工原理电子教案 为了达到同样的目的，可以依据不同的原理、采用不同的方法。 新的单元操作不断发展，如膜分离技术。 各单元操作包括两个方面：过程和设备。各单元操作中所发生的过程都有内在的规律。 研究各单元操作就是为了掌握过程的规律，并设计设备的结构和大小，以便过程在有利的条 件下进行。 “化工原理”课程的两条主线 单元操作中的三种传递过程（物理本质）： (1) 动量传递过程（单相或多相流动）； (2) 热量传递过程－传热； (3) 质量传递过程－传质。 表 1 所列各单元操作皆归属传递过程。于是，传递过程成为统一的研究对象，也是联系 各单元操作的一条主线。“三传”+“一反”构成各种工艺制造过程，三传又有彼此类似的 规律可以合在一起研究，形成传递过程这门学科，是单元操作在理论方面的深入发展。 化工原理是一门工程学科，它要解决得不单是过程得基本规律，而且面临着真实的、复 杂的生产问题－特定的物料在特定的设备中进行特定的过程。实际问题的复杂性不完全在于 过程本身，而首先在于化工设备的复杂的几何形状喝千变万化的物性。例如，过滤中发生的 过程是流体的流动，其本身并不复杂，但滤饼提供的是形状不规则的网状结构通道。对这样 的流体边界作出如实的、逼真的数学描述几乎是不可能的。采用直接的数学描述和方程求解 的方法将是十分困难的。因此，探求合理的研究方法是发展这门工程学科的重要方面。 两种基本的研究方法： (1) 实验研究方法（经验方法）；优点、不足 (2) 数学模型方法（半理论半经验方法）；必要性、广泛被应用 “化工原理”课程的两条主线，即传递过程和研究方法论。 “化工原理”课程所回答的问题 化工原料是一门应用性课程。 1. 如何根据各单元操作在技术上和经济上的特点，进行“过程和设备”的选择，以适应指 定物系的特征，经济而有效地满足工艺要求。 2
西北大学化工原理电子教案 2.如何进行过程的计算和设备的设计。在缺乏数据的情况下，如何组织实验以取得必要的 设计数据。 3.如何进行操作和调节以适应生产的不同要求。在操作发生故障时如何寻找故障的缘由。 当然，当生产提出新的要求而需要工程技术人员发展新的单元操作时，已有的单元操作 发展的历史将对如何根据一个物理或物理化学的原理发展一个有效的过程，如何调动有利的 并克服不利的工程因素发展一种新设备，提供有用的借鉴。 学好本课程应注意的问题及培养的能力 「理论教学 作业独立完成、独立思考 1.要理论联系实际 提出问题、分析问题、解决问题 试验教学 课程设计 2.过程原理与设备并重 3.掌握研究的方法 4.着重培养自学能力、创新能力 5.培养非智力因素（刻苦、勤奋、好学、多问、实干、毅力等）
西北大学化工原理电子教案 2. 如何进行过程的计算和设备的设计。在缺乏数据的情况下，如何组织实验以取得必要的 设计数据。 3. 如何进行操作和调节以适应生产的不同要求。在操作发生故障时如何寻找故障的缘由。 当然，当生产提出新的要求而需要工程技术人员发展新的单元操作时，已有的单元操作 发展的历史将对如何根据一个物理或物理化学的原理发展一个有效的过程，如何调动有利的 并克服不利的工程因素发展一种新设备，提供有用的借鉴。 学好本课程应注意的问题及培养的能力 1. 要理论联系实际 ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ 课程设计 试验教学 提出问题、分析问题、解决问题 理论教学 作业独立完成、独立思考 2. 过程原理与设备并重 3. 掌握研究的方法 4. 着重培养自学能力、创新能力 5. 培养非智力因素（刻苦、勤奋、好学、多问、实干、毅力等） 3