化工原理D.ppt

* * * * * * * * * 化工原理D 课程安排，进程： 总课时64学时， 分为讲课、实验两部分内容。 讲课：(48学时) 绪论(2学时) 第1章?流体流动(14学时) 第2章?流体输送机械(6学时) 第4章?传热及换热器(12学时) 第7章?液体蒸馏(12学时) 第8章?气液传质设备(塔设备，2学时) 实验：(16学时) 1. 流体流动阻力测定实验(4学时) 2. 离心泵性能特性曲线测定实验(4学时) 3. 对流给热系数测定实验(4学时) 4. 精镏实验(4学时) 理论课闭卷考试； 实验成绩结合实验操作和实验报告得到； 总评成绩结合理论考试(60%)、实验成绩 (20%)和平时成绩(20%)得到； 考题出自全国《化工原理》专业指导委员 会编制的试题库。 上课教材：管国锋，赵汝溥。《化工原理》 (第三版)，化学工业出版社，2008 实验教材：冯晖，居沈贵，夏毅。《化工 原理实验》，东南大学出版社，2003 绪论 1. 化工原理课程介绍 2. 物料衡算 3. 单位换算 1. 化工原理课程介绍 化学工业 是指将原料进行化学加工以得到有用的产品的工业，即： 基础化工原料：石油、煤炭、天 然气、矿石以及水、空气等 化工中间产品 原料 产品 无机化工产品 有机化工产品 生化产品等等 化学加工 三个化工术语 化工生产过程 广义地说，凡工业生产的关键环节是改变物质的组成，或者说是 化学反应，这类生产便归属化工生产范畴，其过程就是化工生产 过程。 化工生产工艺学 凡研究某一特定化工产品生产全过程的学科称为该产品的生产工 艺学。 单元操作(Unit operation) 将化工生产前、后处理过程按其操作目的的不同划分为若干个单 元，称之为单元操作。每一个单元操作完成一个特定的任务。一 种单元操作指的是一种物理加工过程。 氯化胆碱的生产 水剂 食品级 简单地说，化工原理是一门以介绍各主要单 元操作(Unit Operation)为基础知识的课程。 本课程的任务、性质和内容 任务： 研究各化工单元操作的基本原理、典型设备 的构造及工艺尺寸的计算或造型，并能用以 分析和解决工程技术中的一般问题。 性质： 化工原理是化工类、轻工、医药类专业学生 的技术基础课，是一门应用性学科。 内容： ⑴、讨论流体流动和其接触的固体发生相 对运动时的基本规律，以及主要受这些基 本规律支配的单元操作，如流体输送等。 ⑵、讨论传热的基本规律，以及受这些基 本规律支配的单元操作，如：加热、冷却、 蒸发等。 ⑶、讨论物质透过相界面迁移过程的基本 规律，以及受这些基本规律支配的单元操 作，如气体的吸收和干燥等。 2. 物料衡算 物料衡算是对质量守恒原理的具体运用而 列出的计算式及其运算。 即在任何一个化工生产过程中凡向该过程 输入的物料质量等于从该过程输出的物料 质量及积累该过程中的物料质量之和： 无化学变化、有化学变化； 间歇操作、连续操作均符合此式。 衡算方法： (1)确定衡算范围(或系统)，列出穿越范围 边界的各股物料 (2)确定衡算对象(总物料或某一组成) (3)确定衡算基准 间歇过程：常以一批操作量作为基准 连续过程：常以单位时间为基准 例：图示为制造无水乙醇的工艺示意图。含 乙醇95%(质量，下同)的水溶液及纯苯共同 加入精馏塔中，在塔内苯和水溶液形成恒沸 物，由塔顶取出，其组成为：乙醇18.5%、 水7.4%、苯74.1%。塔底得到无水乙醇。若 每小时从塔底获得0.25m3无水乙醇，试计算 每小时加入苯的量及95%乙醇水溶液的量。 无水乙醇的密度为785kg/m3。 恒沸物(D kg/h) 乙醇18.5% 水7.4% 苯74.1% 无水乙醇(W kg/h) 0.25 m3/h 苯 95%乙醇 水溶液 (F kg/h) 设加入苯的量为X kg/h F = D + 785 * 0.25 X = D * 0.741 (F - X) * 0.95 = D * 0.185 + 785 * 0.25 3. 单位换算 单位及单位制 ⑴ 物理量 = 数字 × 单位 ⑵ 基本单位：基本物理量的单位，例如 长度m，质量㎏等。 ⑶ 导出单位：由基本单位派生出的单位， 即由基本单位相乘除得到的单位，如 速度单位m/s，加速度单位m/s2等等。 ⑷ 单位制 基本单位+导出单位的总和 常见的单位制有：绝对单位制（物理单位 制）、工程单位制、英制等。 1960年10月十一届国际计量大会确定了国际 通用的国际单位制，简称SI制。 SI制：七个基本单位：长度m，时间s，质 量k