化工总控工基础课件.ppt

2016年文山铝业化工总控职业技能培训;第一课：化工基础知识;第一章 绪论;1－1.1化工学科的内容 化学工程 研究化工生产中的共同性操作的规律及其工程性质的问题 化学工艺 也称为化工生产技术。指将原料物质主要经过化学反应转变为产品的方法和过程，包括实现这种转变的全部化学的和物理的措施;一、化学工程化学工程的发展阶段：;3. 传递过程阶段 ;硫酸生产：矿石粉碎→焙烧制SO2 →除尘→精制→转化→吸收→ H2SO4。;二、化学工艺;1－1.2 学习本课程的目的;原料、生产方法和产品的多样性与复杂性 向大型化、综合化发展，精细化率也在不断提高 是多学科合作、生产技术密集型的生产部门 重视能量合理利用，积极采用节能工艺和方法 易燃、易爆、有毒仍然是现代化工企业首要解决的问题;§1－3 化工中的一些基本规律;1-3.1质量守恒（物料衡算）：;物料衡算式： ∑M入 ＝ ∑M出 ＋ M; 例1-1 每小时有10 吨 5％ 的乙醇水溶液进入精馏塔，塔顶馏出的产品中含乙醇 95％，塔底排出的废水中含乙醇 0.1％。求每小时可得产品多少吨？若废水全部排放，每年（按操作 7200小时 计）损失的乙醇多少吨？;由物料衡算式：;1-3.2能量守恒（能量衡算）：;热量衡算式： ∑Q入 ＝ ∑Q出 ＋ Q;1-3.4 过程速率;§1－4 从实验室研究到工厂生产; ;国际单位SI（共7种） 1960年，电流安培（A）长度单位（m） 时间单位（s）质量单位（kg） 热力学温度（k）发光强度（cd） 1971年，物质的量（mol）;第二章　流体的流动与输送;流程分析：流体（水和煤气）在泵（或鼓风机）、流量计以及管道中流动等，是流体动力学问题。　 ???流体在压差计，水封箱中的水处于静止状态，则是流体静力学问题。 　 ???为了确定流体输送管路的直径，计算流动过程产生的阻力和输送流体所需的动力。　 ???据阻力与流量等参数选择输送设备的类型和型号，以及测定流体的流量和压强等。　 流体流动将影响过程系统中的传热、传质过程等，是其他单元操作的主要基础。;§2－1 一些基本概念;;获得方法：（1）查物性数据手册 ;比容 是指单位质量的物料所具有的体积,是密度的倒数。单位 为m3/kg。;表压强=绝对压强-大气压强 ; ;例：在兰州操作的苯乙烯真空蒸馏塔顶的真空表读数为80×103pa，在天津操作时，若要求塔内维持相同的绝对压强，真空表的读数应为多少？（兰州地区的平均大气压强为85.3×103pa,天津地区的平均大气压强为101.33×103pa, ）;; ; ; ;例 如附图所示，水在管道中流动。为测得A-A′、B-B′截面的压力差，在管路上方安装一U形压差计，指示液为水银。已知压差计的读数R＝150mm，试计算A-A′、B-B′截面的压力差。已知水与水银的密度分别为1000kg/m3和13600 kg/m3。;;流量与流速的关系为： ;;2 非定态流动 ;§2－2 流体定态流动时的衡算;2－2.1 流体定态流动时的物料衡算 1.物料衡算的结果--连续性方程;如果把这一关系推广到管路系统的任一截面，有： ; 1 流体流动时具有的机械能形式; ③动能：流体以一定的流速流动而具有的能量。 ;2. 流体流动的能量衡算－－伯努利方程式; 衡算范围：截面1-1’和截面2-2’间的管道和设备。 衡算基准：mkg流体。 设1-1’截面的流体流速为u1，压强为P1，截面积为A1; 截面2-2’的流体流速为u2，压强为P2，截面积为A2。 取o-o’为基准水平面，截面1-1’和截面2-2’中心与基准水平面的距离为H1，H2 ;Σ输入能量=mgH1+mu21/2+p1v ;式中每一项表示一牛顿的流体所具有的能量，称为压头H项，位压头，u2/2g，动压头，P/ ? g，静压头、Hf，损失压头，He：输送设备对流体所提供的外加压头。;（3） 功率的计算;; 实验证明，对于一定的 液体，内摩擦力F与两流体 层的速度差du成正比，与 两层之间的垂直距离dy成 反比，两层间的接触面积A 成比。 ;——牛顿粘性定律; ②粘度与温度、压强的关系 液体的粘度随温度升高而减小，压强变化时，液体的粘度基本不变。;1）、雷诺实验 ;2）、雷诺数Re; 对于非圆形管道，计算Re时，应以当量直径de代替特征数中的直径d 。当量直径的定义为：;（4） 、边界层的概念 ;§2－5 流体输送机械; ;;在蜗形泵壳中由于流道的不断扩大，液体的流速减慢，使 大部分动能转