《化工原理》授课提纲 绪论 Key words: Chemical engineering, Unit operation, Material balance, Energy balance, Momentum heat mass transfer 、《化工原理》的内容、特点及研究方法: 流体动力过程(流体输送、沉降、过滤、搅拌、固定床、流化床) 内容 传热过程(传热、蒸发) 传质过程(吸收、精馏、萃取、干燥、结晶、吸附) 动量传递 共同规律和联系<一热量传递 质量传递 共同的研究对象一传递过程 特点 过程、体系、设备 实际问题的复杂性 工程性强、计算量大 经验公式 研究方 实验研究 数学模型 掌握规律 开发工艺 干粮 目的 创新设计 课程 诊断过程 猎枪 强化操作 二、化工计算中的基本关系 1、稳定过程和不稳定过程: 稳定过程:某一固定位置上物料组成、温度、压强、流速等参数不随时间变化。 不稳定过程:间歇操作、连续操作中的开停车、波动及故障等 2、化工计算中的基本关系 物料衡算一质量守恒 能量衡算一能量守恒 平衡关系 过程方向及程度 推动力 过程速率一过程难易 单位时间迁移量∝ 迁移阻力 物料衡算:对于某一体系、某一组分、某一基准 widt=wodt+dmj+dmj反应) 对于无反应、稳定过程:dm=0,dmj反)=0 物流图 确定衡算体系 物料衡算步骤及要点 3、确定衡算基准 确定着眼物料 列衡算方程
1 《化工原理》授课提纲 绪 论 Key words: Chemical engineering, Unit operation, Material balance, Energy balance, Momentum, heat & mass transfer 一、《化工原理》的内容、特点及研究方法： 流体动力过程（流体输送、沉降、过滤、搅拌、固定床、流化床） 内容 传热过程 （传热、蒸发） 传质过程 （吸收、精馏、萃取、干燥、结晶、吸附） 动量传递 共同规律和联系 热量传递 质量传递 共同的研究对象－传递过程 特点 过程、体系、设备 实际问题的复杂性 工程性强、计算量大 经验公式 研究方法 实验研究 数学模型 掌握规律 开发工艺 干粮 目的 创新设计 课程 诊断过程 猎枪 强化操作 二、化工计算中的基本关系： 1、稳定过程和不稳定过程： 稳定过程：某一固定位置上物料组成、温度、压强、流速等参数不随时间变化。 不稳定过程：间歇操作、连续操作中的开停车、波动及故障等。 2、化工计算中的基本关系： 物料衡算 － 质量守恒 能量衡算 － 能量守恒 平衡关系 － 过程方向及程度 推动力 过程速率 － 过程难易 单位时间迁移量 ∝ 迁移阻力 物料衡算：对于某一体系、某一组分、某一基准： wji dt = wjo dt + dmj + dm’ j(反应) 对于无反应、稳定过程：dmj = 0, dm’ j(反应) = 0 1、物流图 2、确定衡算体系 物料衡算步骤及要点 3、确定衡算基准 4、确定着眼物料 5、列衡算方程
C风 例:如图所示,衡算基准为1小时 含水t% 对于体系 A)总衡算,湿物料:100+A=B+C 含水15% B)纯物料:85=0.95BC)干气:0.99A=0.9C 计算得出:A=1053kgh,B=895kg/h B含农5% C=115.8kg/h E含水3% 对于体系2 A热风,含 D A)总衡算:A+D=E 水1% B)纯水:0.01A+0.1D=0.03E 计算得出:D=30.lkgh,E=1354kg/h 热量衡算:对于某一体系、某一基准: Qdt=Qodt+dq积署 对于稳定过程:dq积)=0 1、物流图(标明温度、比热) 、确定衡算体系 3、确定衡算基准 热量衡算步骤及要点 4、确定着眼物料 5、确定基准温度(焓值:相对值) 6、列衡算方程 注意热损失 例:如图所示,20℃重油20吨,用100℃同样重油将其加热至80℃,求所用时间t t时刻:wCpt;dr= wCpt dt+ GCp dt 100℃,w=6Th G rso dt t462h 20T,20℃ 三、单位及单位换算 SI制:质量-kg,时间-s,长度-m,温度一K,摩尔量-mol 单位换算:1、常用单位换算关系要牢记; 2、复杂单位逐个分解代入换算。 例:1atm=1.033kgfm2=1.033×9.81N/(0.01m)2=1.013×105N/m2 R=8206 atm. cm3/molK=82.06×1.033kgf(0.0m)2×(0.01m)30001 kmol K 848 kgf m/kmol-K=8313 N- m/kmol-K 对于理论公式,除比例常数外,要求使用同一单位制 对于经验公式,应牢记公式所要求使用的物理量单位。 2
2 C 风， 例：如图所示，衡算基准为 1 小时。 含水 10% 对于体系 1： 100kg/h A)总衡算，湿物料：100 + A = B + C 含水 15％ B)纯物料：85 = 0.95B C)干气：0.99A = 0.9C 计算得出：A = 105.3 kg/h, B = 89.5 kg/h, B,含水 5% C = 115.8 kg/h E,含水 3% 对于体系 2： A 热风，含 D A)总衡算：A + D = E 水 1% B)纯水：0.01A + 0.1D = 0.03E 计算得出：D = 30.1 kg/h, E = 135.4 kg/h 热量衡算：对于某一体系、某一基准： Qi dt = Qo dt + dq(积累) 对于稳定过程：dq(积累) = 0 1、物流图（标明温度、比热） 2、确定衡算体系 3、确定衡算基准 热量衡算步骤及要点 4、确定着眼物料 5、确定基准温度（焓值：相对值） 6、列衡算方程 7、注意热损失 例：如图所示，20℃重油 20 吨，用 100℃同样重油将其加热至 80℃，求所用时间 τ。 t 时刻： wCpti dτ= wCpt dτ+ GCp dt 100℃,w=6T/h − = 80 0 20 t t dt W G d i τ= 4.62 h 20T, 20℃ w=6T/h 三、单位及单位换算： SI 制：质量－kg，时间－s，长度－m，温度－K，摩尔量－mol 单位换算：1、常用单位换算关系要牢记； 2、复杂单位逐个分解代入换算。 例： 1 atm = 1.033 kgf/cm2 = 1.033×9.81N/(0.01m)2 = 1.0133×105 N/m2 R = 82.06 atm·cm3 /mol·K = 82.06×1.033 kgf/(0.01m)2×(0.01m)3 /0.001 kmol·K = 848 kgf·m/kmol·K = 8313 N·m/kmol·K ⚫ 对于理论公式，除比例常数外，要求使用同一单位制； ⚫ 对于经验公式，应牢记公式所要求使用的物理量单位