安康学院教案20092010学年第2学期课程名称化工原理院.DOC

安 康 学 院 教 案 2009 ~ 2010 学年 第 2学期 课 程 名 称 化 工 原 理 院 系 化 学 化 工 系 教 研 室 应 化 教 研 室 适 用 专 业 08级化学工程与工艺 （本科） 授 课 教 师 袁 光 辉 职 称 讲 师 教 材 名 称 《 化 工 原 理 》 2009年8月 20 日 章节题目 绪论 教学目的和要求 学习本课程中，应注意以下几个方面能力的培养： 1 单元操作和设备选择的能力 2 工程设计能力 3 操作和调节生产过程的能力 4 过程开发或科学研究能力 将可能变现实，实现工程目的，这是综合创造能力的体现。 重点难点 1 物料衡算 2 能量衡算3 单位换算 课时安排 2学时 教学方法与手段 尽量使用多媒体教学；教学资源不足可采用板书式教学 作业与思考题 p8 4、6 反思 课程过程中重点体现工程的观点和思想。 教学过程 一、本门课程的产生及内容 化学工业是对原料进行化学加工以获得有用的产品。显然，其核心是化学反应过程及其设备，为使化学反应经济有效的进行，反应器内必须保持某些最佳反应条件，如适宜的压强、温度和物料的纯度。这些过程统称为前处理。反应后，产物与反应物必须分开，产物必须精制，这些过程称为后处理。前后处理中，绝大多数过程是纯物理过程。 ①动量传递（冷气入塔）（物理学中：动量=质量速度）②热量传递③质量传递（氨水吸收二氧化碳制造碳酸氢氨）④化学反应工程。（合成炉） 除化学反应外，其余步骤皆可归纳为若干基本物理过程如输送、压缩、传热、沉降、过滤、蒸发、结晶、干燥、蒸馏、吸收、萃取、冷冻等。 共同的过程：传递过程（三传一反） 共同的方法： 任何一个学科（或学科分支）之所以能成为一门学科，必须有统一的研究对象、统一的研究方法。统一对象即传递过程，也是联系各单元操作的一条主线；各单元操作有着共同的研究方法，这样以单元操作为内容，以传递过程和研究方法为主线组成了“化工原理”这一门课。共同的过程 共同的方法产生一门学科即：化工原理。 二、《化工原理》课程的性质与任务 《化工原理》是综合性技术学科——化学工程学的一个基础组成部分，起到为自然科学与应用科学搭桥的作用。 它包括三传： 流体流动过程（动量传递） 研究流体流动及流体和与之接触的固体间发生相对运动时的基本规律，以及主要受这些基本规律支配的若干单位操作，如流体的输送、沉降、过滤、搅拌及固体的流态化等。 传热过程（热量传递） 研究传热的基本规律以及主要受这些基本规律支配的若干单元操作，如热交换、蒸发等。 传质过程（质量传递） 研究物质通过相界面迁移过程的基本规律，以及主要受这些基本规律支配的若干单元操作，如液体的蒸馏、气体的吸收、固体的干燥及结晶等。 在研究各种单元操作时，为了搞清过程始末和过程中各股物料的数量、组成之间的关系及搞清过程中吸收或释放的能量，必须作物料衡算及能量衡算。此外，为了计算所需设备的工艺尺寸，必须依据平衡关系，了解过程进行的方向与极限，依赖速率关系分析过程进行的快慢。平衡关系和速率关系是研究各种单元操作原理的基本内容。 三、化工过程中的一些基本规律 1、物料衡算 根据质量守恒定律，向设备输入的物料质量减去从设备输出的物料质量，必等于积累在设备里的物料质量，即： （0—1）（此式既适用于间歇过程，也适用于连续过程） 式中 ——输入物料的总和；——输出物料的总和； ——— 积累的物料量。 无积累 2、能量衡算 根据能量守恒定律而进行的能量平衡的计算。在生产中能量可能是热能、电能、机械能或其它能。如果是热能，则称为热量衡算。 进行热量衡算的基本方法与物料衡算的方法相同，明确衡算范围、衡算对象与衡算基准。 式中 ——伴随各股输入物料进入系统的热（焓）流量，； ——伴随各股输出物料离开系统的热（焓）流量，； ——系统向环境散失的热流量，或称“热损失”，； ——焓，单位质量的物质所具有的热量称为焓，其单位。 物料的焓值与其状态有关，而且是相对值，所以在进行热量衡算时为确定物料的焓值，必须首先规定基准温度，当有相变化时，还必须规定基准状态，通常以，液态为计算基准。 显热（一定量物质不发生相变化时，温度升高或降低产生的热量变化。） 潜热（单位质量的物质在一定温度下发生相变化时所吸收或放出的热量）。 3、平衡关系：平衡关系予告过程或反应能够达到的极限。如连通器液面最终达到同一水平面，换热的极限是冷热流体温度相同，气体吸收的极限