[工学]化工原理第一章流体流动.ppt

绪论 教材和参考书 使用教材： 钟秦主编，化工原理，国防工业出版社，2007 参考教材： 姚玉英主编，化工原理，天津大学出版社，1999 陈敏恒主编，化工原理，化学工业出版社，2002 教师联系方式 办公室电话： (025) 电子邮箱： wuwei72@mail.njust.edu.cn 0.1 化工过程与单元操作 一、化工过程 二、单元操作 一、化工过程 化学工业是将自然界的各种物质，经过化学反应和物理方法处理，制造成生产和生活资料的工业。 化学反应 实现方法 二、单元操作 实际的化工生产过程： 食品化工－豆腐制作 磷矿石湿法制磷酸 电解食盐水制碱。 1. 豆腐制作 2. 磷矿石湿法制磷酸 3. 电解食盐水制烧碱 1887年，George Davis以他在碱工业生产中的经验将化工过程分解为独立的操作，也即 “单元操作”。 三传 单元操作按其遵循的基本规律分类： 《化工原理》名称来自1923年Walker-Lewis-McAdams三人合著 “Principles of Chemical Engineering”的中文直译，该书是第一本系统阐述单元操作原理和计算方法的著作。 课程性质和目的； 课程的研究方法； 课程特点。 一、化工原理的性质与目的 性质 化工原理是化工及其它化学加工过程类专业一门技术基础课程，属工程学科，具有工程性和实用性。 内容 讲述化工单元操作的基本原理； 介绍典型设备的结构原理、操作性能和设计计算。 教学目的 掌握化工单元操作过程的基本原理，并能进行过程的选择和计算。 据生产需要，初步进行设备选型和尺寸计算。 依据过程的不同要求，进行操作调节和控制。 掌握强化过程途径，提高过程和设备的能力、效率。 二、化工原理的研究方法 任何一个物理量方程两边各项的量纲必定相等，这被称为量纲一致性方程（dimensionally homogeneous equation）。 单位换算便是相同量纲物理量在不同单位下测量数值的转换。 物料衡算 能量衡算 物系的平衡关系 传递速率 经济核算 例1：物料衡算 已知原料液流量为1000kg/h，含20％KNO3，进入蒸发器，蒸出水分后含KNO3 50％的溶液进入结晶器结晶，产品中含96％ KNO3，剩余母液含37.5％KNO3，回到蒸发器再循环。求每小时生产多少KNO3？ 列算式： 总物料：1000=W+P KNO3组分:1000×0.2=W×0+P×0.96 过程的平衡说明过程自发进行的方向和能达到的极限。 过程的速率是指过程进行的快慢。过程的速率和过程所处状态与过程平衡态的距离及其他很多因素有关。过程所处状态与平衡态之间的距离通常称为过程的推动力。通常过程的速率作一阶近似，表示为： 基本单位：7个，长度（米），质量（千克），时间（秒），温度（K），物质的量（摩尔），电流（安培），发光强度（坎德拉） 国际单位制 SI制 基本单位：长度（厘米），质量（克），时间（秒） 物理单位制 CGS制 基本单位：长度（米），重量或力（千克力kgf），时间（秒） 工程单位制 我国法定单位制为国际单位制（即SI制） 二、量纲 物理量的基本量量纲（dimension）为其本身。 N 物质量 I 电流 T 温度 J θ M L 量纲符号 光强 时间 质量 长度 基本量 导出物理量Q的量纲都是基本量的乘、除、次方后的结果。 三、量纲一致性方程 同一物理量，若单位不同其数值就不同，二者包括单位在内的比值称为换算因数。如；1m＝100cm，则换算因数为100cm/m 或0.01m/cm 0.4 单元操作中常用的基本概念 一、物料衡算 对每种物质，一给定体系满足  输入量＋反应生成量＝输出量＋积累量 1、画出流程示意图，标出物料流向与流量、组成等； 物料衡算的步骤 2、用虚线划出衡算范围； 3、定出衡算基准； 4、列出衡算式并求解。 W=791.7 kg/h P =208.3 kg/h 蒸发器 结晶器 1000kg/h 20％KNO3 W kg/h 50％KNO3 P kg/h 96％KNO3 37.5％KNO3 I 解：绘简图： 二、能量衡算 式中： 三、物系的平衡 四、传递速率 * * 授课教师：吴畏 授课时间：* 南京理工大学化工学院化学工程系 化工原理（上） * * 授课教师：吴畏 授课时间：* 南京理工大学化工学院化学工程系 0 绪论 0.1 化工过程与单元操作 0.3 物理量的单位与量纲 0.4 单元操作中常用的基本概念 0.2 化工原理课程的性质与任务 数学 化学 物理 生物 经济 天然气 空气 煤 能量 矿物 H+ C2H4