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)