化工過程傳遞課件天大單擊此處添加副標題匯報人：XX目錄壹課程基本信息貳化工傳遞原理叁熱傳遞過程肆質量傳遞過程伍動量傳遞過程陸化工設備應用課程基本信息章節(jié)副標題壹課程名稱《化工過程傳遞》是天津大學化工學院的核心課程之一，專注于化工過程中的傳遞現(xiàn)象。課程全稱該課程的代碼為“CH101”，是化工專業(yè)學生必修的專業(yè)基礎課程。課程代碼授課教師本課程由具有豐富工業(yè)經(jīng)驗和深厚理論基礎的教授團隊授課，確保教學質量。教師資歷授課教師們在化工過程傳遞領域有深入研究，不斷將最新科研成果融入教學內容。研究方向教師們采用互動式教學，結合實際案例分析，提高學生的學習興趣和實踐能力。教學風格課程目標本課程旨在使學生深入理解質量、動量和熱量傳遞的基本原理及其在化工過程中的應用。掌握化工傳遞原理課程包含實驗環(huán)節(jié)，旨在通過實驗操作加深對化工傳遞過程的理解，并提升學生的實驗技能。強化實驗技能通過課程學習，學生將學會運用數(shù)學和物理知識解決化工過程中的傳遞問題，提高工程計算能力。培養(yǎng)工程計算能力010203化工傳遞原理章節(jié)副標題貳基本概念介紹化工傳遞過程主要分為熱傳遞、質量傳遞和動量傳遞，是化工過程中的基礎概念。傳遞過程的分類傳遞速率與傳遞過程中的驅動力成正比，驅動力包括濃度差、溫度差和壓力差等。傳遞速率與驅動力傳遞系數(shù)是表征傳遞過程效率的關鍵參數(shù)，影響著化工過程的設計和優(yōu)化。傳遞系數(shù)的重要性傳遞過程分類傳遞過程可以分為順流傳遞和逆流傳遞，如熱交換器中的熱能傳遞。按傳遞方向分類傳遞機制包括擴散、對流和輻射，例如在化工反應器中的質量傳遞。按傳遞機制分類根據(jù)傳遞介質的不同，可分為固體、液體和氣體的傳遞過程。按傳遞介質分類傳遞過程可以是穩(wěn)態(tài)的，如恒定流量的管道輸送，也可以是瞬態(tài)的，如容器充放過程。按傳遞過程的性質分類基本方程推導通過傅里葉定律推導熱傳導的基本方程，解釋熱量如何在不同介質中傳遞。傅里葉定律的應用根據(jù)菲克定律推導出擴散方程，說明物質在介質中擴散的數(shù)學表達形式。擴散方程的推導利用牛頓冷卻定律推導流體傳熱的基本方程，闡述流體溫度變化與熱交換的關系。牛頓冷卻定律熱傳遞過程章節(jié)副標題叁熱傳導原理熱傳導遵循傅里葉定律，熱量通過固體材料傳遞，與溫度梯度成正比。傅里葉定律不同材料的導熱系數(shù)不同，決定了材料傳導熱量的效率，如銅的導熱系數(shù)高于木材。導熱系數(shù)穩(wěn)態(tài)熱傳導中，物體內部溫度分布不隨時間變化；非穩(wěn)態(tài)傳導則隨時間變化。穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)傳導對流換熱分析自然對流發(fā)生在流體因溫度差異引起的密度變化而產(chǎn)生的流動中，如房間內暖氣上升。自然對流換熱強制對流是通過外部力量（如風扇或泵）使流體流動，常見于工業(yè)熱交換器中。強制對流換熱對流換熱系數(shù)是表征流體與固體表面間熱交換能力的物理量，影響換熱效率。對流換熱系數(shù)數(shù)學模型用于描述對流換熱過程，如牛頓冷卻定律，幫助預測和優(yōu)化換熱效果。對流換熱的數(shù)學模型輻射換熱機制黑體輻射黑體是理想化物體，能吸收所有輻射能，其輻射特性是研究輻射換熱的基礎。實際物體的輻射特性實際物體的輻射能力與黑體不同，需考慮發(fā)射率、吸收率等因素，影響換熱效率?；驹磔椛鋼Q熱是通過電磁波傳遞能量，不依賴介質，如太陽向地球傳遞熱量。斯特藩-玻爾茲曼定律該定律描述了黑體輻射能量與其溫度的四次方成正比，是輻射換熱計算的關鍵公式。質量傳遞過程章節(jié)副標題肆擴散理論基礎費克定律描述了物質在介質中擴散的速率與濃度梯度成正比，是擴散理論的核心。費克定律擴散系數(shù)是表征物質擴散能力的物理量，它與物質的性質和環(huán)境條件密切相關。擴散系數(shù)穩(wěn)態(tài)擴散指的是擴散過程中濃度不隨時間變化，而非穩(wěn)態(tài)擴散則隨時間變化，是動態(tài)過程。穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)擴散對流質量傳遞對流質量傳遞是指流體運動引起的質量傳遞現(xiàn)象，常見于化工過程中的混合和分離。對流質量傳遞的定義對流質量傳遞分為自然對流和強制對流，自然對流由密度差異引起，強制對流則由外部力驅動。對流質量傳遞的分類在化工生產(chǎn)中，塔式反應器內的液體流動就是強制對流質量傳遞的一個典型例子。對流質量傳遞的應用實例對流質量傳遞的計算通常涉及流體動力學和傳質理論，如使用雷諾數(shù)和舍伍德數(shù)進行分析。對流質量傳遞的計算方法相際傳遞過程在化工過程中，氣液相際傳遞涉及氣體與液體間的質量交換，如吸收塔中的氧氣溶解于水。氣液相際傳遞固液相際傳遞涉及固體與液體間的質量交換，如離子交換樹脂在水處理中的應用。固液相際傳遞液液相際傳遞描述了兩種不互溶液體間的質量交換，例如油水分離過程中的物質傳遞。液液相際傳遞動量傳遞過程章節(jié)副標題伍流體動力學基礎根據(jù)物質狀態(tài)，流體分為液體和氣體，它們在動力學特性上有顯著差異。流體的分類01流體靜力學研究靜止流體的平衡狀態(tài)，涉及壓力分布和浮力等基本概念。流體靜力學原理02伯努利方程是流體動力學中的核心原理，廣泛應用于管道流動和流速測量。伯努利方程應用03雷諾數(shù)是判斷流體流動狀態(tài)（層流或湍流）的關鍵無量綱數(shù)，對工程設計至關重要。雷諾數(shù)與流態(tài)04層流與湍流特性01層流的定義及特點層流是流體運動的一種有序狀態(tài)，流線平行且不交叉，常見于低雷諾數(shù)下的管道流動。02湍流的定義及特點湍流表現(xiàn)為流體運動的無序狀態(tài)，流線混亂且存在渦旋，通常出現(xiàn)在高雷諾數(shù)條件下。03層流與湍流的判別方法通過雷諾數(shù)判斷流體流動狀態(tài)，小于臨界值為層流，大于臨界值則為湍流。04層流與湍流在化工中的應用化工過程中層流有助于提高分離效率，而湍流則能增強混合效果和傳熱速率。邊界層理論在流體流過固體表面時，由于粘性作用，形成速度梯度，從而產(chǎn)生邊界層。邊界層的形成邊界層厚度是表征邊界層發(fā)展程度的參數(shù)，通過理論公式或實驗數(shù)據(jù)進行計算。邊界層厚度的計算根據(jù)流體流動特性，邊界層可分為層流邊界層和湍流邊界層，影響傳質和傳熱效率。邊界層的分類當流體流速增加到一定程度時，邊界層可能發(fā)生分離，導致流動阻力增大和能量損失。邊界層分離現(xiàn)象01020304化工設備應用章節(jié)副標題陸換熱器設計原理換熱器設計基于熱力學第一定律，通過熱傳導、對流和輻射三種方式傳遞熱量。熱交換基本原理選擇合適的材料以抵抗流體腐蝕，確保換熱器長期穩(wěn)定運行，減少維護成本。材料與耐腐蝕性根據(jù)工藝需求選擇合適的換熱器類型，如管殼式、板式或螺旋式，以優(yōu)化熱交換效率。換熱器類型選擇反應器類型與應用攪拌釜廣泛應用于化工生產(chǎn)中，如聚合反應，因其良好的混合性能和溫度控制。攪拌釜反應器固定床反應器在石油煉制和化工合成中應用廣泛，例如催化裂化過程。固定床反應器流化床反應器適用于氣-固或液-固反應，如煤的氣化和某些聚合物的生產(chǎn)過程。流化床反應器管式反應器因其連續(xù)操作和高熱交換效率，在化工行業(yè)中用于高溫高壓反應，如合成氨。管式反應器分離技術與設備化工生產(chǎn)中，蒸