1、重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理化工原理 IPrinciple of Chemical Engineering 主講教師：賴慶軻主講教師：賴慶軻重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理2化工原理教學(xué)組織及要求化工原理教學(xué)組織及要求1本學(xué)期化工原理講課學(xué)時安排本學(xué)期化工原理講課學(xué)時安排 化工原理化工原理I，教學(xué)大綱共計，教學(xué)大綱共計56學(xué)時。學(xué)時。 緒論緒論 6學(xué)時學(xué)時 第一章第一章 流體流動流體流動 18學(xué)時學(xué)時 第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械 8學(xué)時學(xué)時 第三章第三章 機械分離機械分離 8學(xué)時學(xué)時 第四章第四章 傳熱傳熱 16學(xué)時學(xué)時重慶三峽學(xué)

2、院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理3化工原理教學(xué)組織及要求化工原理教學(xué)組織及要求2教學(xué)環(huán)節(jié)與要求教學(xué)環(huán)節(jié)與要求 課堂教學(xué)（思路和概念為主）：課堂教學(xué)（思路和概念為主）：認(rèn)真聽講、認(rèn)真聽講、記筆記，不遲到、早退，保證出勤率記筆記，不遲到、早退，保證出勤率 預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、練習(xí)預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、練習(xí) 作業(yè)作業(yè) ：嚴(yán)謹(jǐn)，獨立完成嚴(yán)謹(jǐn)，獨立完成，及時答疑，及時答疑， 平時成平時成績績20%。 期末考試期末考試(閉卷閉卷)我的聯(lián)系方式我的聯(lián)系方式 Tel:QQ: 346182231 E-mail: lai_重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理4教材：教材：

3、化工原理化工原理（上、下），譚天恩等，（上、下），譚天恩等， 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社參考教材：參考教材：1.化工原理化工原理（上、下），姚玉英等，天津大學(xué)出版社（上、下），姚玉英等，天津大學(xué)出版社2.化工原理化工原理（上、下），陳敏恒等，化學(xué)工業(yè)出版社（上、下），陳敏恒等，化學(xué)工業(yè)出版社3.化工原理化工原理（上、下），蔣維鈞等，清華大學(xué)出版社（上、下），蔣維鈞等，清華大學(xué)出版社4.化工原理化工原理，何潮洪，科學(xué)出版社，何潮洪，科學(xué)出版社教學(xué)資料：教學(xué)資料：重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理51.化工原理學(xué)習(xí)指南化工原理學(xué)習(xí)指南問題與習(xí)題解析問題與習(xí)題解析， 姚玉英等

4、姚玉英等 ，天津大學(xué)出版社，天津大學(xué)出版社2.化工原理教與學(xué)化工原理教與學(xué)，陳敏恒等，陳敏恒等， 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社3.化工原理例題詳解化工原理例題詳解，陳敏恒等，陳敏恒等， 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社4.化工原理習(xí)題精解化工原理習(xí)題精解，何潮洪等，何潮洪等， 科學(xué)出版社科學(xué)出版社TG02 4214-4輔助教學(xué)資料：輔助教學(xué)資料：重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理6推薦幾個好的論壇推薦幾個好的論壇海川化工論壇海川化工論壇 http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理72、復(fù)雜性復(fù)雜性：難學(xué)。是在高等數(shù)學(xué)、

5、物理學(xué)及物理：難學(xué)。是在高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)及物理化學(xué)等課程的基礎(chǔ)上開設(shè)的較綜合的課程。方法與前化學(xué)等課程的基礎(chǔ)上開設(shè)的較綜合的課程。方法與前不同，公式多，知識比較零散。不同，公式多，知識比較零散。強調(diào)三點：強調(diào)三點： 1、重要性重要性：化學(xué)工程技術(shù)人員必修之課，重要的：化學(xué)工程技術(shù)人員必修之課，重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，應(yīng)用性課程；理論與工程實際相聯(lián)專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，應(yīng)用性課程；理論與工程實際相聯(lián)系的橋梁。系的橋梁。3、嚴(yán)謹(jǐn)性嚴(yán)謹(jǐn)性：要求樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。：要求樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度?；ゎ愌芯可荚噷I(yè)課之一重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理8目的和要求：目的和要求： （1）以）以工程技

6、術(shù)觀點工程技術(shù)觀點和和經(jīng)濟觀點經(jīng)濟觀點來分析和處理實際問來分析和處理實際問題的能力；題的能力； 通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)樹立起工程觀點（通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)樹立起工程觀點（安全適用、經(jīng)安全適用、經(jīng)濟合理濟合理），掌握解決工程實際的方法，培養(yǎng)下列兩種基本），掌握解決工程實際的方法，培養(yǎng)下列兩種基本能力：能力： （2）熟練的進行化工基本運算。以便在化工生產(chǎn)、科）熟練的進行化工基本運算。以便在化工生產(chǎn)、科研和設(shè)計工作中達(dá)到研和設(shè)計工作中達(dá)到強化強化生產(chǎn)過程，生產(chǎn)過程，提高產(chǎn)品質(zhì)量提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高提高設(shè)備能力及效率設(shè)備能力及效率，降低設(shè)備投資及產(chǎn)品成本降低設(shè)備投資及產(chǎn)品成本，節(jié)約能耗節(jié)約能耗，防止污染防

7、止污染以及加速新技術(shù)開發(fā)等方面的目的。以及加速新技術(shù)開發(fā)等方面的目的。重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理9 化學(xué)工程研究的是：如何把化學(xué)家們的小試化學(xué)工程研究的是：如何把化學(xué)家們的小試研究成果開發(fā)放大為研究成果開發(fā)放大為中試中試，再開發(fā)為，再開發(fā)為生產(chǎn)規(guī)模生產(chǎn)規(guī)模。是在科學(xué)實驗與化工之間架橋的工作，是直接為是在科學(xué)實驗與化工之間架橋的工作，是直接為人類服務(wù)的創(chuàng)造價值的勞動。人類服務(wù)的創(chuàng)造價值的勞動。 本課程，不是教大家如何合成得到新物質(zhì)？本課程，不是教大家如何合成得到新物質(zhì)？如何提取新物質(zhì)？如何表征新物質(zhì)？這是化學(xué)家如何提取新物質(zhì)？如何表征新物質(zhì)？這是化學(xué)家的事。的事。重

8、慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理10實例分析實例分析定性定性定量定量 應(yīng)用應(yīng)用重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理11 ：是研究大規(guī)模地改變物料的化：是研究大規(guī)模地改變物料的化學(xué)組成和物理性質(zhì)而得到合乎要求的產(chǎn)品的學(xué)組成和物理性質(zhì)而得到合乎要求的產(chǎn)品的工程技術(shù)學(xué)科。工程技術(shù)學(xué)科。 緒 論 1、化學(xué)工程和單元操作、化學(xué)工程和單元操作 化學(xué)工程化學(xué)工程 一個化工產(chǎn)品生產(chǎn)要經(jīng)過很多步驟一個化工產(chǎn)品生產(chǎn)要經(jīng)過很多步驟 重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理12nClHCClHCHClHC323222聚合合成原料提純原料提純單體合成單體合成單體

9、精制單體精制壓縮冷凝壓縮冷凝聚合聚合脫水干燥脫水干燥產(chǎn)品產(chǎn)品反應(yīng)熱反應(yīng)熱反應(yīng)熱反應(yīng)熱乙炔乙炔 氯化氫氯化氫乙炔法制聚氯乙烯乙炔法制聚氯乙烯重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理13高壓聚乙烯生產(chǎn)過程示意圖高壓聚乙烯生產(chǎn)過程示意圖重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理14 單元操作（單元操作（Unit Operations）化工生產(chǎn)的兩大部分化工生產(chǎn)的兩大部分 核心部分核心部分輔助部分輔助部分 化學(xué)反應(yīng)過程化學(xué)反應(yīng)過程 前、后處理過程前、后處理過程 化工生產(chǎn)所不可缺少化工生產(chǎn)所不可缺少 重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理15重慶三峽學(xué)院重

10、慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理16單元操作單元操作目的目的物態(tài)物態(tài)原理原理傳遞傳遞流體輸送流體輸送輸送輸送l 、g輸入機械能輸入機械能動量動量傳遞傳遞攪拌攪拌混合、分散混合、分散g、l、sl輸入機械能輸入機械能沉降沉降非均相混合物分離非均相混合物分離g、ls引起沉降引起沉降過濾過濾同上同上g、ls尺度不同的截留尺度不同的截留換熱換熱升、降升、降T，or改變相態(tài)改變相態(tài)g、l利用利用T傳入、移出熱量傳入、移出熱量熱量熱量傳遞傳遞蒸發(fā)蒸發(fā)溶劑與不揮發(fā)性溶質(zhì)分離溶劑與不揮發(fā)性溶質(zhì)分離l供熱汽化溶劑供熱汽化溶劑氣體吸收氣體吸收均相混合物分離均相混合物分離g溶解度不同溶解度不同質(zhì)量質(zhì)量傳遞傳

11、遞液體精餾液體精餾均相混合物分離均相混合物分離l揮發(fā)度不同揮發(fā)度不同萃取萃取均相混合物分離均相混合物分離l溶解度不同溶解度不同干燥干燥去濕去濕s供熱汽化供熱汽化吸附吸附均相混合物分離均相混合物分離g、l吸附能力不同吸附能力不同重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理17（1）遵循流體動力學(xué)基本規(guī)律的單元操作遵循流體動力學(xué)基本規(guī)律的單元操作，包括流體，包括流體輸送、沉降、過濾、物料混合（攪拌）。輸送、沉降、過濾、物料混合（攪拌）。（2）遵循熱量傳遞基本規(guī)律的單元操作遵循熱量傳遞基本規(guī)律的單元操作，包括加熱、，包括加熱、冷卻、冷凝、蒸發(fā)等。冷卻、冷凝、蒸發(fā)等。（3）遵循質(zhì)量傳遞基本

12、規(guī)律的單元操作遵循質(zhì)量傳遞基本規(guī)律的單元操作，包括蒸餾、，包括蒸餾、吸收、萃取、吸附、膜分離等。從工程目的來看，這吸收、萃取、吸附、膜分離等。從工程目的來看，這些操作都可將混合物進行分離，故又稱之為些操作都可將混合物進行分離，故又稱之為分離操作分離操作。重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理18另外，還有一些新興單元操作：另外，還有一些新興單元操作：熱力過程（制冷）熱力過程（制冷）粉體工程（粉碎、顆粒分級、流態(tài)化）粉體工程（粉碎、顆粒分級、流態(tài)化）等單元操作。等單元操作。（4）同時遵循熱質(zhì)傳遞規(guī)律的單元操作同時遵循熱質(zhì)傳遞規(guī)律的單元操作，包括氣體的，包括氣體的增濕與減濕、結(jié)晶

13、、干燥等。增濕與減濕、結(jié)晶、干燥等。重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理19 2、它們都是化工生產(chǎn)過程中、它們都是化工生產(chǎn)過程中共有的操作共有的操作，但不同，但不同的化工過程中所包含的單元操作數(shù)目、名稱與排列順的化工過程中所包含的單元操作數(shù)目、名稱與排列順序各異；序各異； 1、物理性操作物理性操作，即只改變物料的狀態(tài)或物性，并，即只改變物料的狀態(tài)或物性，并不改變化學(xué)性質(zhì)；不改變化學(xué)性質(zhì)；重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理20 3、對同樣的工程目的，可采用不同的單元操作來、對同樣的工程目的，可采用不同的單元操作來實現(xiàn)實現(xiàn) ； 4、某單元操作用于不同的化工

14、過程，其基本、某單元操作用于不同的化工過程，其基本原理原理是相同是相同的，進行該操作的設(shè)備也往往是的，進行該操作的設(shè)備也往往是通用通用的。具的。具體應(yīng)用時也要結(jié)合各化工過程的特點來考慮，如原體應(yīng)用時也要結(jié)合各化工過程的特點來考慮，如原材料與產(chǎn)品的理化性質(zhì)，生產(chǎn)規(guī)模等。材料與產(chǎn)品的理化性質(zhì)，生產(chǎn)規(guī)模等。重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理21連續(xù)操作連續(xù)操作 特點：物料的組成、溫度、壓強等參數(shù)僅隨位置特點：物料的組成、溫度、壓強等參數(shù)僅隨位置的不同而不同，不隨時間的變化而變化的不同而不同，不隨時間的變化而變化 U=U(x,y,z)化工生產(chǎn)過程多數(shù)為連續(xù)穩(wěn)定過程化工生產(chǎn)過程多數(shù)

15、為連續(xù)穩(wěn)定過程 間歇操作間歇操作 特點：不穩(wěn)定操作。不僅是空間的函數(shù)，也是時特點：不穩(wěn)定操作。不僅是空間的函數(shù)，也是時間的函數(shù)間的函數(shù)U=U(x,y,z,)重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理22質(zhì)量傳遞質(zhì)量傳遞：濃度在時空中分布的不均勻性。：濃度在時空中分布的不均勻性。 動量傳遞動量傳遞：流體內(nèi)部由于動量、密度的空間：流體內(nèi)部由于動量、密度的空間分布不均而引起動量在時空中的傳遞過程。分布不均而引起動量在時空中的傳遞過程。 熱量傳遞熱量傳遞：內(nèi)能在時空中的傳遞過程，是由：內(nèi)能在時空中的傳遞過程，是由溫度在空間的非均勻分布造成。溫度在空間的非均勻分布造成。重慶三峽學(xué)院重慶三峽

16、學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理23化工生產(chǎn)化工生產(chǎn) = = 單元操作單元操作 + + 化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)三傳三傳 = = 動量傳遞動量傳遞 + + 熱量傳遞熱量傳遞 + + 質(zhì)量傳遞質(zhì)量傳遞化學(xué)工程化學(xué)工程 = = 化工原理化工原理 + + 反應(yīng)工程反應(yīng)工程 = = 三傳三傳 + + 一反一反重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理24以以“三傳三傳”為物理內(nèi)核的單元操為物理內(nèi)核的單元操作作重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理25化化工工生生產(chǎn)產(chǎn)無機化學(xué)無機化學(xué)分析化學(xué)分析化學(xué)有機化學(xué)有機化學(xué)物理化學(xué)物理化學(xué)應(yīng)用化學(xué)應(yīng)用化學(xué)高分子化學(xué)高分子化學(xué)化學(xué)教育化

17、學(xué)教育科科學(xué)學(xué)實實驗驗化工原理化工原理傳遞過程傳遞過程反應(yīng)工程反應(yīng)工程 分離工程分離工程化工熱力學(xué)化工熱力學(xué) 系統(tǒng)工程系統(tǒng)工程合成氨合成氨硫酸制造硫酸制造氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)石油化工石油化工制糖業(yè)制糖業(yè)制漆業(yè)制漆業(yè)電鍍業(yè)電鍍業(yè)水泥、玻水泥、玻璃制造業(yè)璃制造業(yè)化學(xué)家化學(xué)家化工專家化工專家重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理26 1）、孕育時期）、孕育時期 1915年里特爾年里特爾(A.D.Little) 提出建立提出建立“單元操作單元操作” （Unit Operations）的概念）的概念 化學(xué)工程史上的第一塊里程碑化學(xué)工程史上的第一塊里程碑 近幾百年，化學(xué)工程經(jīng)歷了孕育時期、奠

18、基時近幾百年，化學(xué)工程經(jīng)歷了孕育時期、奠基時期、飛躍時期和現(xiàn)代時期等四個發(fā)展階段期、飛躍時期和現(xiàn)代時期等四個發(fā)展階段 重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理27 2）、奠基時期）、奠基時期 第一本系統(tǒng)闡述單元操作原理和計算方法的著第一本系統(tǒng)闡述單元操作原理和計算方法的著作：作：“Principles of Chemical Engineering” 于于1923由由 MIT的著名教授的著名教授 W.D.Walker、W.H.Lewis和和W.H.Mcadams等人完成。等人完成。 從以產(chǎn)品來劃分的化工生產(chǎn)工藝中，抽象出各種單元從以產(chǎn)品來劃分的化工生產(chǎn)工藝中，抽象出各種單元操作

19、，即從特殊性中總結(jié)出普遍性，是認(rèn)識上的一個飛躍，操作，即從特殊性中總結(jié)出普遍性，是認(rèn)識上的一個飛躍，對化學(xué)工程學(xué)的形成和發(fā)展起了重要的推動作用。對化學(xué)工程學(xué)的形成和發(fā)展起了重要的推動作用。重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理28 3）、飛躍時期）、飛躍時期 “三傳三傳”理論的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展。理論的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展。1960年，美國威斯年，美國威斯康新大學(xué)的康新大學(xué)的Bird等人把等人把“三傳三傳”的內(nèi)容組織在一起寫的內(nèi)容組織在一起寫成了成了Transport phenomena 一書。一書。阻力傳遞過程的推動力物理量的傳理量的 并得出并得出 “三傳三傳”遵循的遵循的“唯象方程唯象方程

20、”又一塊里程又一塊里程碑。碑。 與此同時，化學(xué)反應(yīng)過程經(jīng)過了由與此同時，化學(xué)反應(yīng)過程經(jīng)過了由“單元過程單元過程”到到“化學(xué)化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)反應(yīng)工程學(xué)”的發(fā)展。至此，化學(xué)工程學(xué)科發(fā)展到了的發(fā)展。至此，化學(xué)工程學(xué)科發(fā)展到了“三傳一三傳一反反”的較完整階段。的較完整階段。重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理29 4）、現(xiàn)代時期：）、現(xiàn)代時期：70年代以后。年代以后。 能源有效利用問題、操作優(yōu)化問題逐漸突現(xiàn)起來能源有效利用問題、操作優(yōu)化問題逐漸突現(xiàn)起來 系統(tǒng)分析、系統(tǒng)綜合和系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)分析、系統(tǒng)綜合和系統(tǒng)優(yōu)化 最優(yōu)設(shè)計、最優(yōu)控制和最優(yōu)管理最優(yōu)設(shè)計、最優(yōu)控制和最優(yōu)管理 計算機應(yīng)用的快速

21、發(fā)展，并推向了計算機應(yīng)用的快速發(fā)展，并推向了“過程優(yōu)化集過程優(yōu)化集成成”、“分子模擬分子模擬”的新階段的新階段 重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理30 隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，化學(xué)工程與相鄰學(xué)科相隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，化學(xué)工程與相鄰學(xué)科相融合逐漸形成了若干新的分支與生長點，諸如：生物融合逐漸形成了若干新的分支與生長點，諸如：生物化學(xué)工程、分子化學(xué)工程、環(huán)境化學(xué)工程、能源化學(xué)化學(xué)工程、分子化學(xué)工程、環(huán)境化學(xué)工程、能源化學(xué)工程、計算化學(xué)工程、軟化學(xué)工程、微電子化學(xué)工程工程、計算化學(xué)工程、軟化學(xué)工程、微電子化學(xué)工程等。同時，上述新興產(chǎn)業(yè)與學(xué)科的發(fā)展，也推動了特等。同時，上述新

22、興產(chǎn)業(yè)與學(xué)科的發(fā)展，也推動了特殊領(lǐng)域化學(xué)工程的進步。殊領(lǐng)域化學(xué)工程的進步。重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理31半經(jīng)驗半理論方法半經(jīng)驗半理論方法 重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，兼有重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，兼有“科學(xué)科學(xué)”與與“技術(shù)技術(shù)”的特點的特點 綜合運用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)和算法語言等基礎(chǔ)知識，綜合運用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)和算法語言等基礎(chǔ)知識，將自然科學(xué)中的基本原理（質(zhì)量守衡、能量守衡及平衡將自然科學(xué)中的基本原理（質(zhì)量守衡、能量守衡及平衡關(guān)系等）用來研究化工生產(chǎn)中內(nèi)在的共同規(guī)律，討論化關(guān)系等）用來研究化工生產(chǎn)中內(nèi)在的共同規(guī)律，討論化工生產(chǎn)中共同的基本過程的基本原理、典型設(shè)備結(jié)構(gòu)，工生產(chǎn)

23、中共同的基本過程的基本原理、典型設(shè)備結(jié)構(gòu)，工藝尺寸設(shè)計和設(shè)備的選型以及計算方法的一門工程學(xué)工藝尺寸設(shè)計和設(shè)備的選型以及計算方法的一門工程學(xué)科科重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理32重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理33 隨著新產(chǎn)品、新工藝的開發(fā)或為實現(xiàn)綠色化工生產(chǎn)，對隨著新產(chǎn)品、新工藝的開發(fā)或為實現(xiàn)綠色化工生產(chǎn)，對物理過程提出了一些特殊要求，又不斷地發(fā)展出新的單元操物理過程提出了一些特殊要求，又不斷地發(fā)展出新的單元操作或化工技術(shù)，如膜分離、參數(shù)泵分離、電磁分離、超臨界作或化工技術(shù)，如膜分離、參數(shù)泵分離、電磁分離、超臨界技術(shù)等。同時，以節(jié)約能耗，提高效

24、率或潔凈無污染生產(chǎn)的技術(shù)等。同時，以節(jié)約能耗，提高效率或潔凈無污染生產(chǎn)的集成化工藝（如反應(yīng)精餾、反應(yīng)膜分離、萃取精餾、多塔精集成化工藝（如反應(yīng)精餾、反應(yīng)膜分離、萃取精餾、多塔精餾系統(tǒng)的優(yōu)化熱集成等）將是未來的發(fā)展趨勢。餾系統(tǒng)的優(yōu)化熱集成等）將是未來的發(fā)展趨勢。 單元操作的研究包括單元操作的研究包括“過程過程”和和“設(shè)備設(shè)備”兩個方面的內(nèi)兩個方面的內(nèi)容，故單元操作又稱為容，故單元操作又稱為化工過程和設(shè)備化工過程和設(shè)備?；ぴ硎茄芯恐T?；ぴ硎茄芯恐T單元操作共性的課程。單元操作共性的課程。重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理34重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原

25、理化工原理35數(shù)學(xué)模型法（半經(jīng)驗半理論）數(shù)學(xué)模型法（半經(jīng)驗半理論）因次論指導(dǎo)下的實驗研究法因次論指導(dǎo)下的實驗研究法實驗：尋找函數(shù)形式，決定參數(shù)實驗：尋找函數(shù)形式，決定參數(shù)重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理36 化工過程計算可分為化工過程計算可分為和和兩兩類，其在不同計算中的處理方法各有特點，但是不管類，其在不同計算中的處理方法各有特點，但是不管何種計算都是以質(zhì)量守恒、能量守恒、平衡關(guān)系和速何種計算都是以質(zhì)量守恒、能量守恒、平衡關(guān)系和速率關(guān)系為基礎(chǔ)的。上述五種基本關(guān)系將在有關(guān)章節(jié)陸率關(guān)系為基礎(chǔ)的。上述五種基本關(guān)系將在有關(guān)章節(jié)陸續(xù)介紹。續(xù)介紹。五個基本概念貫穿于各個單元操作的

26、始終。五個基本概念貫穿于各個單元操作的始終。重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理37 穩(wěn)定過程：穩(wěn)定過程：連續(xù)操作連續(xù)操作: :某一固定位置上物料組成、某一固定位置上物料組成、 溫度、溫度、 壓強、流速等參數(shù)不隨時間變化。壓強、流速等參數(shù)不隨時間變化。穩(wěn)定過程和不穩(wěn)定過程穩(wěn)定過程和不穩(wěn)定過程 不穩(wěn)定過程：不穩(wěn)定過程：間歇操作、連續(xù)操作中的開車、波間歇操作、連續(xù)操作中的開車、波動及故障等動及故障等。重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理38：單位時間內(nèi)所傳遞的能量（動量，熱單位時間內(nèi)所傳遞的能量（動量，熱量）或物質(zhì)量量）或物質(zhì)量, ,是決定化工設(shè)備的重要因素

27、。過程速率是決定化工設(shè)備的重要因素。過程速率的增大可節(jié)約時間，提高設(shè)備的生產(chǎn)能力。的增大可節(jié)約時間，提高設(shè)備的生產(chǎn)能力。 平衡關(guān)系可判斷過程能否進行，及進行的方向和平衡關(guān)系可判斷過程能否進行，及進行的方向和限度。任何傳遞過程都有一個極限，當(dāng)傳遞過程達(dá)到限度。任何傳遞過程都有一個極限，當(dāng)傳遞過程達(dá)到極限時，其過程進行的推動力為零，此時凈的傳遞速極限時，其過程進行的推動力為零，此時凈的傳遞速率為零，即稱為率為零，即稱為“平衡平衡”。流體流動流體流動P 熱量傳遞熱量傳遞T 傳質(zhì)過程傳質(zhì)過程C 重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理39學(xué)習(xí)化工原理的目的和要求 重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)

28、院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理40（一）單位制：（一）單位制：重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理41 基本物理量基本物理量單位制單位制長度長度 （ L ）時間時間（T）質(zhì)量質(zhì)量（M）重力重力（F）絕對絕對單位制單位制Cgs制制cmsgkgms制制mskg英制英制ftslb工程工程單位制單位制米制米制mskgf英制英制ftslbf導(dǎo)出量導(dǎo)出量力力N；壓強；壓強Pa（N/m2）；功，能，熱）；功，能，熱J；功率；功率W 重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理42（三）單位換算（三）單位換算（二）、單位的正確運用（二）、單位的正確運用理論公式：用同一單位，

29、中途不能更改（理論公式：用同一單位，中途不能更改（SI） 經(jīng)驗公式：按指定單位經(jīng)驗公式：按指定單位 1kg(f)=9.8N p244附錄一單位換算表附錄一單位換算表如如 1atm1.01325105 Pa 壓強：壓強：atm，mmHg，mmH2O 重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理43補例補例0-1、通用氣體常數(shù)、通用氣體常數(shù)R0.08206 atmLmolK，試用國際單位試用國際單位JmolK表示。表示。解：解：R0.08206atmLmolK 0.08206atmLmolK1m31000L101325Paatm 8.314 Pam3 molK 8.314 JmolK重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理44穩(wěn)定過程：穩(wěn)定過程： 衡算目的：決定要處理的量或任何一個物理量；衡算目的：決定要處理的量或任何一個物理量； 決定設(shè)備尺寸大小決定設(shè)備尺寸大小 衡算基準(zhǔn)：單位時間衡算基準(zhǔn)：單位時間 重慶三峽學(xué)院重慶三峽學(xué)院 賴慶軻賴慶軻 化工原理化工原理45補例0-2 濃度為20%（質(zhì)量百分比）的KNO3水溶液以1000kg/h的流量送入蒸發(fā)器。在149溫度下蒸出一部分水得到濃度為50%的水溶液，再送入結(jié)晶器，冷卻至38