LYTECHNIC OLYTECHN 化工原理(上) h/The Principle of Chemical I ECHNIC INI Engineering( 1 st ) LER MONGOL 教材:《化工流体流动与传热》 RSITY POLYIECHNIC UA 主讲:高智 单位:内蒙古工业大学化工学院 电话:1334715451 主页:htp/ghods.icpcn.com http://hgxyimut.edu.cn精品课程 E-mail:ghods@imut.edu.cnoLYTECHNI 2021年2月23日1时 53分 OLYTECHNIC UNIVERSIT
2021年2月23日11时 53分 1 化工原理(上) The Principle of Chemical Engineering(1st) 教材:《化工流体流动与传热》 主讲:高智 单位:内蒙古工业大学化工学院 电话:13347154451 主页:http://ghods.icpcn.com http://hgxy.imut.edu.cn-精品课程 E-mail:ghods@imut.edu.cn
POLYTECHNIC 几点说明 ■环节:理论、实践 ■成绩:考试80%;作业、实验20% ■作业:16开活页纸 LER MONGOL 纪律:上课关手机、不许说话,可以睡觉、看其 ■学习方法:预习→听讲→复习 ■记忆方法: ■记忆原始公式: aX 1+(-1)X ■公式特点: ■图形记忆: 1+Ⅹ ■联系日常生活:洗衣服采用去湿方法 2021年2月23日1时53分 第0章绪论 2/24
2021年2月23日11时53分 第0章 绪论 2/24 几点说明 ◼环节:理论、实践 ◼成绩:考试80%;作业、实验20% ◼作业:16开活页纸 ◼纪律:上课关手机、不许说话,可以睡觉、看其 它书 ◼学习方法:预习→听讲→复习 ◼记忆方法: ◼记忆原始公式: ◼公式特点: ◼图形记忆: ◼联系日常生活:洗衣服采用去湿方法 1 ( 1)x x y + − = 1 X X x + =
POLYTECHNIC POLYTECHN 0.1化学工程 Chemical Engineering)学科的 进展1八 POLYTECHN 01.1化学工程学及其进展 ER MONGOL 化学工程学:以化学、物理和数学原理为基础,研究物料在 工业规模条件下,它所发生物理或化学状态变化的工业过程 化学工程学的进展:三阶段:入技术学科。 及这类工业过程所用装置的设计和操 1.单元操作:20世纪初期。单元操作的物理化学原理及定量 计算方法,奠定了化学工程做为一门独立工程学科的基础。 13多分支:20世纪(60年代木。形成了单元操作,货递迹 2.“三传一反”概念:20世纪60年代 反应工程、化工热力学、化工系统工程、过程动态学及控制 等完整体系 POLYTECHN 2021年2月23日1时53分 第0章绪论 3/24
2021年2月23日11时53分 第0章 绪论 3/24 0.1化学工程(Chemical Engineering )学科的 进展 0.1.1化学工程学及其进展 化学工程学:以化学、物理和数学原理为基础,研究物料在 工业规模条件下,它所发生物理或化学状态变化的工业过程 及这类工业过程所用装置的设计和操作的一门技术学科。 化学工程学的进展:三阶段: 1.单元操作:20世纪初期。单元操作的物理化学原理及定量 计算方法,奠定了化学工程做为一门独立工程学科的基础。 2.“三传一反”概念:20世纪60年代 3.多分支:20世纪60年代末。形成了单元操作、传递过程、 反应工程、化工热力学、化工系统工程、过程动态学及控制 等完整体系
0.1.2单元操作( The Unit Operations 化工生产是以化学变化或化学处理为主要特征的工业生 过程。在化学工业中,对原料进行大规模的加工处理,使其 不仅在状态与物理性质上发生变化,而且在化学性质生也发 生变化,成为合乎要求的产品,这个过程即叫化工生产过程。 以氢碱生产为例说明化工生产过程的基本步骤。 可见,虽然电解反应为核心过程,但大量的物理操作占有很大比重。 另外象传热过程,不仅在制碱中,在制糖、制药、化肥中都需要,在传 热过程物料的化学性质不变,遵循热量传递规律,通过热量交换的方式 实现,所用设备均为换热器,作用都是提高或降低物料温度,为一普遍 采用的操作方式 0。因此我们将整个化工生产中(包括冶金、轻工、制药等)那 些普遍采用的、遵循共同的操作原理,所用设备相近,具有 相同作用的一些基本的物理性操作,称为“化工单元操作”。 R MCNGOLI 2021年2月23日1时53分 第0章绪论 4/24
2021年2月23日11时53分 第0章 绪论 4/24 0.1.2单元操作(The Unit Operations) 化工生产是以化学变化或化学处理为主要特征的工业生产 过程。在化学工业中,对原料进行大规模的加工处理,使其 不仅在状态与物理性质上发生变化,而且在化学性质生也发 生变化,成为合乎要求的产品,这个过程即叫化工生产过程。 以氯碱生产为例说明化工生产过程的基本步骤。 可见,虽然电解反应为核心过程,但大量的物理操作占有很大比重。 另外象传热过程,不仅在制碱中,在制糖、制药、化肥中都需要,在传 热过程物料的化学性质不变,遵循热量传递规律,通过热量交换的方式 实现,所用设备均为换热器,作用都是提高或降低物料温度,为一普遍 采用的操作方式。 因此我们将整个化工生产中(包括冶金、轻工、制药等)那 些普遍采用的、遵循共同的操作原理,所用设备相近,具有 相同作用的一些基本的物理性操作,称为“化工单元操作
下个化生产过程所包括的步骤分为两类 1化学反应过程:通常在反应器中进行,以化学反 应为主。不同化学工业中的化学反应不同,反应机 理干差万别,其反应器在构造与操作原理上有很大 差别。C 2单元操作过程:化工生产中基本的物理处理过程。 个化工生产过程由若干单元操作与化学反应串联 组合而成。 POLYTEC 单元操作特点: 1都是物理操作 2都是化工生产过程中共有的操作。mmm 3,用于不同化工生产过程的同一单元操作,其原理 相同,所用设备亦通用。 2021年2月23日1时53分 第0章绪论 5/24
2021年2月23日11时53分 第0章 绪论 5/24 一个化工生产过程所包括的步骤分为两类: 1.化学反应过程:通常在反应器中进行,以化学反 应为主。不同化学工业中的化学反应不同,反应机 理千差万别,其反应器在构造与操作原理上有很大 差别。 2.单元操作过程:化工生产中基本的物理处理过程。 一个化工生产过程由若干单元操作与化学反应串联 组合而成。 单元操作特点: 1.都是物理操作。 2.都是化工生产过程中共有的操作。 3.用于不同化工生产过程的同一单元操作,其原理 相同,所用设备亦通用
POLYTECHNIC 02本课程的性质、任务和内容、研究方法 021性质 化工原理是在高等数学、物理学、物理化学等课程的基础上 开设的一门技术基础课程,属工程学科,具有工程性和实用 性 0.2.2任务 R 1掌握化工单元操作过程的基本原理,并能进行过程的选择 和计算(即对指定的产品,选择一个适宜的过程,经济而有 c,据生产需要,进行设备工艺尺寸的计算及其设备选型委 效地满足工艺过程要求)。 3依据过程的不同要求,进行操作调节和控制。 4掌握强化过程途径,以提高过程和设备的能力、效率。 2021年2月23日1时53分 第0章绪论 6/24
2021年2月23日11时53分 第0章 绪论 6/24 0.2本课程的性质、任务和内容、研究方法 0.2.1性质 化工原理是在高等数学、物理学、物理化学等课程的基础上 开设的一门技术基础课程,属工程学科,具有工程性和实用 性。 0.2.2任务 1掌握化工单元操作过程的基本原理,并能进行过程的选择 和计算(即对指定的产品,选择一个适宜的过程,经济而有 效地满足工艺过程要求)。 2据生产需要,进行设备工艺尺寸的计算及其设备选型计算。 3依据过程的不同要求,进行操作调节和控制。 4掌握强化过程途径,以提高过程和设备的能力、效率
TECHNIC 0.23内容 CY POLYTECHN 化工单元操作的目的是:①物料的输送;②物料物理状态的 改变;③混合物料的分离。因而据其所发生的过程和遵循的 物理共性而言,可按其进行的物理本质和理论基础分为三类: 1流体动力过程(传动):研究流体流动及流体和与之接触的 固体间发生相对运动时的基本规律,以及受其支配的若干单 元操作(包括输送、沉降、过滤等) 2热量传递过程(传热):研究传热的基本规律及受其支配的 单元操作(包括热交换、蒸发)。 3质量传递过程传质)研究物质通过相界面迁移过程的规 三种传递过程既有联系又有区别。 化工原理课程的内容,就是讨论这三种传递过程的基本规律 及受其支配的单元操作过程及其设备。 R MCNGOL IA 2021年2月23日1时53分 第0章绪论 7/24
2021年2月23日11时53分 第0章 绪论 7/24 0.2.3内容 化工单元操作的目的是:①物料的输送;②物料物理状态的 改变;③混合物料的分离。因而据其所发生的过程和遵循的 物理共性而言,可按其进行的物理本质和理论基础分为三类: 1流体动力过程(传动):研究流体流动及流体和与之接触的 固体间发生相对运动时的基本规律,以及受其支配的若干单 元操作(包括输送、沉降、过滤等)。 2热量传递过程(传热):研究传热的基本规律及受其支配的 单元操作 (包括热交换、蒸发)。 3质量传递过程(传质):研究物质通过相界面迁移过程的规 律及受其支配的单元操作(包括吸收、蒸馏等)。 三种传递过程既有联系又有区别。 化工原理课程的内容,就是讨论这三种传递过程的基本规律 及受其支配的单元操作过程及其设备
POLYTECHNIC 024研究方法。m 1.实验研究方法(经验法):用量纲分析和相似 论为指导,依靠实验来确定过程变量之间的关c 系,通常用无量纲数群(或称准数)构成的关系 来表达。实验研究方法可避免建立数学方程, 是工程上通用的研究方法。 2.数学模型法(半经验半理论方法):在对实际 过程的机理进行深入分析的基础上,抓住过程 的本质,作出某些合理简化,建立物理 !模型 进行数学描述,得出数学模型,通过实验确定 模型参数。 2021年2月23日1时53分 第0章绪论 8/24
2021年2月23日11时53分 第0章 绪论 8/24 0.2.4 研究方法 1. 实验研究方法(经验法):用量纲分析和相似 论为指导,依靠实验来确定过程变量之间的关 系,通常用无量纲数群(或称准数)构成的关系 来表达。实验研究方法可避免建立数学方程, 是工程上通用的研究方法。 2. 数学模型法(半经验半理论方法):在对实际 过程的机理进行深入分析的基础上,抓住过程 的本质,作出某些合理简化,建立物理模型, 进行数学描述,得出数学模型,通过实验确定 模型参数
c0.2.本课程与传统理论的联系和区别 OLYTECHN 合成氨 无机化学 硫酸制造 1[分析化学 化 氯碱工业 化工原理 有机化学 学 工 石油化工 递过程 物理化学 制糖业 实 反应工程 生 应用化学 (还有:分 制漆业 离工程、化 高分子 工热力学 电镀业/ OLYIEC 系统工程) 水泥、玻璃 化学教育 验化学家 产化工专家 制造业 2021年2月23日1时53分 第0章绪论 9/24
2021年2月23日11时53分 第0章 绪论 9/24 0.2.5 本课程与传统理论的联系和区别
0,3单元操作进行的方式mm TECHNIC POLYIEU 1间歇操作:每次操作之初向设备内投入一批物料,经过 番处理后,排除全部产物,再重新投料。 间歇操作设备内,同一位置上,在不同时刻进行着不同的操 作步骤,因而同一位置上,物料组成、温度、压强、流速等 参数都随时间变化,属非定态过程,即参数=f(xye) 2连续操作:原料不断地从设备一端送入,产品不断从另 端送出。 连续操作设备内,各个位置上,物料组成、温度、压强、流 0速等参数可互不相同,但在任一固定位置上,这些参数一 般不随时间变化,属定态过程,即参数=f(xy) 2021年2月23日1时53分 第0章绪论 10/24
2021年2月23日11时53分 第0章 绪论 10/24 0.3 单元操作进行的方式 1.间歇操作:每次操作之初向设备内投入一批物料,经过一 番处理后,排除全部产物,再重新投料。 间歇操作设备内,同一位置上,在不同时刻进行着不同的操 作步骤,因而同一位置上,物料组成、温度、压强、流速等 参数都随时间变化,属非定态过程,即 参数=f(x,y,z,θ) 2.连续操作:原料不断地从设备一端送入,产品不断从另一 端送出。 连续操作设备内,各个位置上,物料组成、温度、压强、流 速等参数可互不相同,但在任一固定位置上,这些参数一 般不随时间变化,属定态过程,即 参数=f(x,y,z)