化工原理谭天恩版-绪论课程.pptVIP

化工原理 Principles of Chemical Engineering * 通过绪论的学习，应了解化工原理课程的主 要内容，单元操作的分类和特点，工程学科的研 究方法，本课程的学习要求，掌握单位制及单位 换算方法。 学习目的 与要求 绪 论 Introduction 1 化学工业和化学工程(Chemical industry and chemical engineering) 化学工业是将自然界中的各种物质资源通过物理和化学的方法加工成具有规定质量的物质的工业。 化学工程是一门工程技术学科，它研究化工产品生产过程的基本规律，并运用这些规律解决化工生产中的问题。 2 《化工原理》课程的内容和性质 《化工原理》是化工类及相近专业一门主要技术基础课，它是综合运用数学、物理和化学等基础知识、分析和解决化工类型生产中各种物理过程（或单元操作）问题的工程学科。 一、概述 Introduction 《化工原理》课程特点 兼有“科学”和“技术”双重特点 工程背景强，强调工程观点和工程能力培养 实验科学。理论授课与实验教学相结合 实践性强，辅以多种实践环节 《化工原理》课程主要任务 掌握三传（动量传递、热量传递和质量传递）的基本原理 掌握各单元操作过程的基本原理、计算方法和设备构造与选型 培养学生运用基础理论分析和解决化工单元操作中各种工程实际问题的能力 《化工原理》课程设置与发展 《化工原理》课程的发展 课程3个发展阶段 《化工原理》课程的发展 1923年出版了第一部化工原理教材 《Principles of Chemical Engineering》 重要标志 Walker W H 按其操作的功能可以分为： （1）物料的增压、减压和输送 （2）物料的混合和分散 （3）物料的加热和冷却 （4）均相混合物的分离（蒸发、蒸馏、结晶等） （5）多相混合物的分离（沉降、过滤、干燥等） 4 单元操作(Unit Operation)的分类 Pretreatment of materials Chemistry reaction Treatment of products Physical process Unit Operation Chemical process Reactor Physical process Unit Operation 3 化工生产过程(Chemical process) The classification is simple，but it is not scientific! They almost cover with all unit operations! 包括流体输送、沉降、 过滤、离心分离、搅拌、固体流态化等 以流体力学为基础 以热量传递理论为基础 包括加热、冷却、 蒸发等 以质量传递理论为基础 包括蒸馏、吸收、吸附、萃取、干燥、结晶、膜分离等 化工生产中，主要的单元操作可以归纳为三类： 分离过程 将混合物分离 研究化工单元 操作的基本原理，典型化工单元设备的原理、结构、选型以及工艺尺寸的计算。 主要内容 理论基础 高等数学 物理学 物理化学 课程学习 从复杂事物中排除非主要因素，抽出关键环节，以合理 的简化方式建立物理和数学模型，解决工程问 题。 综合运用基础知识，有目的地解决工程实际问题 目的并不只是 认识一些自然现象，而是解决真实的、复杂的生产问题。 工程学科 5 化工原理 如果实验工作必须遍及各种规格的设备和各种不同物料，实验将不胜其烦，而且失去指导意义。 实验研究法， 经验的方法 6 化工原理的研究方法 避免了方程的建立，直接用实验测取各变量之间的联系 必须建立实验研究的方法论，以使实验结果在几何尺寸上能“由小见大”，在物料品种方面能“由此及彼”。 数学模型方法立足于对复杂的问题作出实际的 简化，从而使方程得以建立。 数学模型法， 半理论半经 验的方法 优点 缺点 解决 美国气象卫星的“失足”——计量单位的重要性 1998年2月，美国宇航局（NASA）发射探测火星气象的卫星失事。预定于1999年9月23日抵达火星，然而卫星没有进入预定的轨道。 问题出在有些资料的计量单位没有把英制转换成公制，错误起自承包工程的洛克希德马丁航天公司。 ? 这个 “小错误”造成的损失：单卫星的造价就高达1.25亿美元。 二、单位及单位换算(Unit and Unit conversion) 1. 计量单位(gauge unit)——基本概念 (1)因次(dimension):也称量纲,是指表示物料性质和状态的基本量。由因次组成的表示物理量特性的式子称为因次式或量纲式(dimensio