【精品】化工原理绪论赵彦巧42页PPT
化工原理教学绪论课件PPT
解:(1)结晶产品量 P 及水分蒸发量 W
首先根据题意画出过程示意图。
水,W kg/h
料液
1000kg/h 20%KNO3
蒸发器
S kg/h
50%KNO3
R kg/h
37.5%KNO3
结晶器
结晶产品 P kg/h
4% 水
21
在图中绿色虚线方框所示的范围内作物料衡算。
因过例程0-2中b 无化学反应,且为连续稳定过程,故可写出总物
28
概括
主要内容
化
工
理论基础
原
理
工程学科
课程学习
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。
高等数学 物理学 物理化学
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。
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。
经验方法 相似准则:利用经验公式和实验曲线进行设计和工程放大。
量纲分析:得出无因次准数方程,使实验参数最少,简化实验。
注:该方法着眼于过程参数的整体变化,不究其微观机理, 得到的结果带局限性 ,不可任意推广。
理论方法 利用基本定律对过程的微观机理进行相应的数学描述——
建立数学模型。
10
课程研究主线
其目的是满足工艺要求。
6
2、化工原理课程的内容 ——具体的单元操作 化工常用单元操作
单元操作 目 的
物态
原 理 传递过程
流体输送 输 送
液或气 输入机械能
搅拌 过滤 沉降
混合或分散
化工原理完整教材精品PPT课件
图1-1 煤气洗涤装置
1.1 概述
确定流体输送管路的直径, 计算流动过程产生的阻力和 输送流体所需的动力。
根据阻力与流量等参数 选择输送设备的类型和型号, 以及测定流体的流量和压强 等。
流体流动将影响过程系 统中的传热、传质过程等, 是其他单元操作的主要基础。
图1-1 煤气洗涤装置
1.1.1 流体的分类和特性
变,可视为不可压缩流体。 纯液体的密度可由实验测定或用查找手册计算的方
法获取。 混合液体的密度,在忽略混合体积变化条件下,
可用下式估算(以1kg混合液为基准),即
(1-2)
式中ρi ---液体混合物中各纯组分的密度,kg/m3; αi ---液体混合物中各纯组分的质量分率。
1.2.1 流体的密度
1.2.1.2 气体的密度 气体是可压缩的流体,其密度随压强和温度而变化。
2 本章应掌握的内容 (1) 流体静力学基本方程式的应用; (2) 连续性方程、柏努利方程的物理意义、适用 条件、解题要点;
(3) 两种流型的比较和工程处理方法; (4) 流动阻力的计算; (5) 管路计算。 3. 本章学时安排
授课14学时,习题课4学时。
1.1 概述
流体流动规律是本门课程的重要基础,主要原因有 以下三个方面:
气体的密度必须标明其状态。 纯气体的密度一般可从手册中查取或计算得到。当压
强不太高、温度不太低时,可按理想气体来换算:
(1-3)
式中
p ── 气体的绝对压强, Pa(或采用其它单位); M ── 气体的摩尔质量, kg/kmol;
R ──气体常数,其值为8.315;
1.2.1 流体的密度
单位体积流体所具有的质量称为流体的密度。以ρ表
示,单位为kg/m3。
化工原理完整教材课件
深入理解实验的基本原理,为实验操作和结果分析提供理论依据。
实验数据处理与分析方法
数据记录与整理
掌握实验数据的记录方法,以及如何整理和筛选有效数据 。
误差分析
了解误差的来源和其对实验结果的影响,掌握误差分析和 减小误差的方法。
数据分析与处理
掌握常用的数据处理和分析方法,如平均值、中位数、标 准差等。
物质从高浓度区域向低浓度区域 的转移过程。
传质速率
表示物质转移快慢的物理量,与 扩散系数、浓度差和传质面积成
正比。
扩散系数
表示物质在介质中扩散快慢的物 理量,与物质的性质、温度和压
力有关。
吸收
吸收过程
利用混合气体中各组分在液体溶剂中的溶解度差异,使气体混合 物中的有害组分或杂质组分被吸收除去的过程。
在制药工业和食品工业中,化工原理 涉及药物的合成、分离和提纯,以及 食品的加工和保藏等环节。
02
流体流动
流体静力学
总结词
描述流体在静止状态下的压力、密度和重力等特性。
详细描述
流体静力学主要研究流体在静止状态下的压力分布、流体对容器壁的压力以及 流体与固体之间的作用力。它涉及到流体的平衡性质和流体静压力的基本规律 。
利用气体在液体中的溶解度差异,通过鼓入空气或通入其他气体 产生泡沫而实现分离的方法。
05
化学反应工程
化学反应动力学基础
1 2 3
反应速率与反应机理
介绍反应速率的定义、计算方法以及反应机理的 基本概念,阐述反应速率的测定和影响因素。
反应动力学方程
介绍反应动力学方程的建立、求解及其在化学反 应工程中的应用,包括速率常数、活化能等参数 的确定方法。
对流传热速率方程
《化工原理》教学PPT
化工原理教学PPT一、引言化工原理是化学工程专业的基础课程,主要介绍了化工过程中的基本原理和基本概念。
本教学PPT旨在帮助学生全面理解化工原理的重要性,学习化工过程中的基本原理和应用,从而为将来的实践工作打下坚实的基础。
二、化工原理的概述1.化工原理的定义–化工原理研究化工过程中的物质转化、传递和分离等基本原理。
–化工原理是化工工程专业的核心基础课程。
2.化工原理的重要性–化工原理是其他高级课程的基础,如化工反应工程、化工传递过程等。
–化工原理的学习可以培养学生的分析和解决问题的能力。
三、化工原理的基本概念1.物质转化–化学反应和物理变化。
–化学反应:原料通过化学反应转化为产物。
–物理变化:物质的特性改变,但化学组成不变。
2.物质传递–质量传递和热量传递。
–质量传递:物质在空间中的传递。
–热量传递:热量在物体之间的传递。
3.分离过程–分离物质混合物中的组分。
–常见的分离过程包括蒸馏、萃取、结晶等。
四、化工原理的应用1.化工生产–化工原理在化工生产中起到重要作用。
–例如,在炼油过程中,化工原理可以帮助工程师设计出高效的分离装置。
2.环境保护–化工原理在环境保护中也有广泛的应用。
–例如,通过了解化工原理,可以设计有效的废水处理装置,减少环境污染。
五、化工原理的学习方法1.基础知识的学习–化工原理是一个基础课程,需要学生先掌握基础知识。
–通过课堂学习、课后阅读和实验来加深对基础知识的理解。
2.理论与实践相结合–理论知识和实践应用相结合可以更好地理解化工原理。
–参与实践活动,如实验、工程设计等,提高实践能力。
3.积极参与讨论–在课堂上积极提问和参与讨论可以加深对化工原理的理解。
–与同学一起讨论问题,共同学习。
六、总结本教学PPT简要介绍了《化工原理》的重要性和基本概念,以及其在化工生产和环境保护中的应用。
同时也提供了学习化工原理的方法和建议,希望能够帮助学生更好地学习和理解化工原理的基本知识,为将来的学习和实践打下坚实的基础。
《化工原理》PPT课件
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用压缩空气将密闭容器(酸蛋)中的硫酸压送至敞口高位槽,
如附图所示。输送量为0.1m3/min,输送管路为φ38×3mm的无缝钢
管。酸蛋中的液面离压出管口的位差为10m,且在压送过程中不变。 设管路的总压头损失为3.5m(不包括出口),硫酸的密度为1830 kg/m3,问酸蛋中应保持多大的压力?
m3/s或m3/h。
2 、质量流量mS : 单位时间内流经管道任意截面的流体质量,
二、流速
kg/s或kg/h。
1、平均流速u :单位时间内流体在流动方向上所流经的距离,
m/ s。
2、质量流速G :单位时间内流经管道单位截面积的流体质量,
三、相互关系: kg/(m2·s)。
mS=GA=πd2G/4
VS=uA=πd2u/4
流体流动应服从一般的守恒原理:质量守恒和能 量守恒。从这些守恒原理可得到反映流体流动规律 的基本方程式
连续性方程式(质量守恒)
柏努利方程式(能量守恒)
这是两个非常重要的方程式,请大家注意。
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2
1-2-1 流体的流量与流速
一、流量
1、体积流量VS : 单位时间内流经管道任意截面的流体体积,
8
1-2-3 定态流动系统的质量守恒——连续性方程
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流体流速与 管道的截面 积成反比, 截面积越大 流速越小, 反之亦然。 管内不同截 面流速之比 与其相应管 径的平方成 反比。
例1-9 7
【例1-7】 在稳定流动系统中,水连续从粗管流入细管。粗管内径
d1=10cm,
细管内径d2=5cm,当流量 为 4×10 - 3m3/s 时 ,
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《化工原理》PPT课件
—— 一款从核武器试验室走出来的技术
传统散热 器
风扇
散热 底座
热管、热均管
转革 〞命
的 “ 鳍 片 自
桑迪亚散热器
三 大 问 题:
➢死 气 ➢污 垢 热 阻 ➢噪 音
空气中的污染物和灰尘
总传热系数:
当Rd1与Rd2增大时,K1会急剧变小,所 以当污垢层到达一定厚度时,必然使传热效 率出现严重下降.
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Powerful Team
一款革命性的产品
桑桑迪迪亚亚散散热热器器
4800r/min
强大的离心力,将包裹在散热片周围的死气层 撕裂、压缩。最终将死气层厚度控制到当前散热 产品1/10,甚至更薄。
硬盘悬浮磁头臂
气体轴承在两金属之间的“死气〞控制 在多少适宜?
无刷Байду номын сангаас机
Re=duρ/μ
散热叶片
我们知道层流底层的厚度随Re的增大而减小,Re越
大,层流底层越薄,即死气层越薄,从而热阻越小。
谢谢!
死气
死气层
热导率λ 纯金属>液体>气体 空气热导率仅为0.1w/(m℃)
两流体通过间壁传热的过程 风扇强制对流形成湍流,而湍流主 体中,由于流体的剧烈运动,各局 部的动量与热量传递充分,传热阻 力很小,可忽略不计。平流层空气 的热阻约等于总的热阻也即是有效 膜的热阻。
三、噪 音
流量与噪音的矛盾。 风扇产生的气流量和 工作噪音成正比,热 交换的气流量越大, 工作噪音越大,风扇 或者散热系统散热的 机械效率也就越低。
化工原理-绪论
2020/3/20
化工原理
• 课程的性质及重要性
该课程是化工类及相近专业一门重要的技术基础课,是理科转向工 科的一个桥梁,为以后专业课的学习打下基础。兼有“科学”与“技术” 的特点,它是综合运用数学,物理,化学等基础知识。分析和解决化工 生产中各种物理过程的工程问题的学科。本课程强调工程观点,定量用 算,实验技能及设计能力的培养,强调理论联系实际。
2020/3/20
冷凝水带出的热量: Q 3 0 .0 9 55 .0 6 3 7 4.8 7 kw
溶液带出的热量: Q 4 1 . 0 3 . 5 8 6 0 0 2 . 8 k 8 w 4
Q 0 Q 3 Q 4 4 . 8 2 7 . 8 8 3 . 6 k 4 3 w 2
2020/3/20
三、单位制与单位换算
1.单位及单位制
物理量的大小以数值加单位表示
压力:p=100KPa
数值
单位
单位有基本单位和导出单位之分 单位制:基本单位与由这些基本单位导出的导出单位的集合 常用单位制:国际单位制(SI)、工程单位制、物理单位制等 基本单位:根据使用方便的原则制定的基本量的单位。 导出单位:导出量的单位称为导出单位,均由基本单位相乘、除而构成的 。
选择:为了达到或实现某一工程目的,能否对过程和设备作合理的选择 和组合。
设计:对已掌握了性能的过程和设备作直接的设计计算以及对性能不十 分掌握的过程和设备通过必要的试验,测取设计数据,做逐级放大。
操作:如何根据基本原理发现操作上可能出现的各种不正常现象,寻找 其原因及可能采取的调节措施
2020/3/20
作为一门综合性技术学科的重要组成部分,主要研究个单元操作的 基本原理,所用的典型设备结构,工艺尺寸设计和设备的选型的共性问 题,是一门重要的专业基础课
《化工原理精品课程》PPT课件
煤气
孔板流量计 水封
泵 水池
水
煤气洗涤塔
填料塔
煤气
流体流动是最普遍的化工单元操作之一; 研究流体流动问题也是研究其它化工单元操作的 重要基础。
两类问题: 流体静力学问题 流体动力学问题
研究流体在流动和静止时的规律。
2 . 连续介质假定 假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间没有
间隙的流体质点(或微团)所组成的连续介质。 质点:由大量分子构成的微团,其尺寸远小于设备
设液面上方的压强为P0
p p0 gh
——静力学基本方程
讨论: (1)适用于重力场中静止、连续的同种不可压缩性 流体; (2)液体内部压强P是随P0和h的改变而改变的,即:
P f P0 , h
(3)当容器液面上方压强P0一定时,静止液体内部
的压强P仅与垂直距离h有关,即: P h
在静止的、连续的同种流体内,处于同一水平面上 各点的压力处处相等。压力相等的面称为等压面。
二、静力学基本方程的应用 普通的
1. 压力及压力差的测量
起放大作用
(1)U形压差计
设指示液的密度为 a ,
复式压差计p1p2来自被测流体的密度为b 。 m
A与A′面 为等压面,即 p A p A'
而 pA p1 b g(m R)
R
A
A’
pA' p2 b gm a gR
所以
p1 b g(m R) p2 b gm a gR
整理得
p1 p2 (a b )gR
若被测流体是气体,b a ,则有 p1 p2 Rg a
讨论:
(1)U形压差计可测系统内两点的压力差,当将U形
管一端与被测点连接、另一端与大气相通时,也可测
《化工原理课件PPT》
反应器工艺控制
探讨化工反应器的工艺控制方 法和策略,以实现理想的反应 效果。
化工与环境保护
1 绿色化工的概念
了解绿色化工的原理和目标,探索可 持续发展的化工工艺。
2 废物处理与资源回收
研究废物处理方法和资源回收技术, 以实现环境友好的化工生产。
解析蒸馏的原理和操作,探讨不同类型的蒸馏 工艺。
结晶和结晶工艺
研究结晶的原理和条件,学习如何设计和控制 结晶工艺。
其他分离纯化技术
介绍其他常用的分离纯化技术,如吸附、过滤 和离心等。
化工反应器的设计与工艺
反应器的类型
研究不同类型的化工反应器, 如批量反应器、连续流动反应 器和固定床反应器。
反应器的设计原理
3 环境影响评估
探索化工工艺对环境的影响评估方法,以减少对生态系统的损害。
化工原理课件PPT
化工原理课件PPT 大纲:介绍化工原理的概念和作用,化学反应与热力学基础, 化学平衡的计算与应用,反应动力学的基本理论。
化学反应与热力学基础
1 速率与能量变化
了解化学反应速率的测量方法,并探 究能量在化学反应中的转化过程。
2 巨正则系综和简正则系综
通过统计力学的概念来研究热力学性 质和化学平衡条件。
固-液-气体系的物质传递
固-液传质
研究固-液传质过程,如溶剂浸提 和吸附等。
气体吸收
探索气体吸收的原理和机制,解 析不同条件下的吸收过程。
萃取和蒸馏
学习萃取和蒸馏的原理和应用, 研究不同类型的分离工艺。
工业材料与化学品的分离纯化
萃取工艺
介绍萃取工艺的基本原理和步骤,探讨不同类 型的萃取剂。
化工原理课件总结优PPT资料
密度的影响:(H,Q,)与无关;, (N、Ne) 粘度的影响: ,(H,Q,);N
转速的影响:
Q2 n2 Q1 n1
H2 H1
n2 n1
2
N2 N1
n2 n1
3
叶轮直径的影响:
Q2 D2 Q1 D1
H2 H1
D2 D1
2
N2 N1
D2 D1
3
气蚀现象
气蚀是指当贮槽液面的压力一定时,如叶轮中心 的压力降低到等于被输送液体当前温度下的饱和 蒸汽压时,叶轮进口处的液体会出现大量的气泡, 这些气泡随液体进入高压区后又迅速被压碎而凝 结,致使气泡所在空间形成真空,周围的液体质 点以极大的速度冲向气泡中心,造成瞬间冲击压 力,从而使得叶轮部分很快损坏,同时伴有泵体 震动,发出噪音,泵的流量,扬程和效率明显下 降。
离心泵主要部件? 什么是气缚现象? 如何启动与关闭泵?
离心泵的性能参数与基本方程式
扬程
HT
u2c2
cos2
g
流量 QcDb
T
r2 2 2
轴功率
Ne HQ g
N Ne
效率
Ne N
离心泵的性能曲线 H~Q N~Q ~Q
H,m
~Q
n一定
H ~Q N ~Q
离
心
N
泵 特
性
曲
线
Q, m 3/h
离心泵性能影响因素
允许安装高度Hgmax
p p (1)水泵吸入管路上真空表的读a数(mmHg1柱,m)。i n
H 0.3 , (N、Ne)
s
泵的H~Q与管路的H~Q曲线的交点
g 1、如果是理想流体,没有阻力损失,随着H的增加,管内流体保持匀速运动,流体的重量依靠压差平衡,若管路出口为大气压,管内
化工原理-教学ppt课件
任取
1.2.1.1 受力分析
水平方向: 相互抵消
垂直方向:
上端面的总压力:
P0
P1=p1A 下端面的总压力:
P2=p2A 重力: G=Vg = g (Z1-Z2)A
P1
Z1
G
Z2 P2
∵液柱静止
∴P1+G -P2 = 0
p1A+ g (Z1-Z2)A -p2A = 0
p1 + g (Z1-Z2) -p2 = 0
移项: p2 = p1 + g (Z1-Z2)
(1)
若液柱的上端面取在容器的液面,P0, 液柱高 h , 则:
p2 = p0 + gh 将式(1)移项:
p2 + g Z2 = p1 + g Z1 (2) 式(2)/ :
p1
gz1
p2
gz2 .......... ....( 3)
2
=1.013 ×105 N/m2
0-5物料衡算★
—— 质量守恒原理的具 体应用
(1)确定控制体
——即进行衡算的空 间范围
(2)确定衡算基准 ——1s 或 1h
(3)列出衡算式
mi -mo=ma 对于连续生产:
mi -mo=0
0-6能量衡算★
机械能、热量、电能、化学能等统称为能量。 依据--------能量守恒定律。 重点——热量衡算
解: 1 kgf =9.81 N
1m = 100cm ∴1atm= 1.033kgf/cm2
kgf 1.033
cm2
9.81N 1kgf
100cm 1m
化工原理PPT课件讲义
0.2本课程的性质、任务和内容、研究方法
• 0.2.1性质
• 化工原理是在高等数学、物理学、物理化学等课程的基 础上开设的一门技术基础课程,属工程学科,具有工程 性和实用性。
• 0.2.2任务
• 1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(即对指定的产品,选择一个适宜的过程经济而 有效地满足工艺过程要求)。
• 2.连续操作:原料不断地从设备一端送入,产品不断从 另一端送出。
• 连续操作设备内,各个位置上,物料组成、温度、压 强、流速等参数可互不相同,但在任一固定位置上, 这些参数一般不随时间变化,属定态过程,即 参数= f(x,y,z)
• 0.4.1 单位0制.4 单位制与单位换算
• 任何物理量都由数字和单位联合表达的。运算时,数字 与单位一并纳入运算。如:
0.6 热量衡算 遵循能量守恒定律
• 同物料衡算一样,绘简图、定基准、划范围、列 算式,
• 1物料所具有的热量由显热与潜热两部分组成, 称为焓(H,kJ/kg)。焓值为一相对值,且与状态
有关,所以热量衡算时必须规定基准温度和基准 状态,通常基准选273K液态(即此时H=0)。
• 2热量除了伴随物料进出系统外,还可通过设备
• 2据生产需要,进行设备工艺尺寸的计算及其设备选型计 算。
• 3依据过程的不同要求,进行操作调节和控制。
• 4掌握强化过程途径,以提高过程和设备的能力、效率。
0.3 单元操作进行的方式
• 1.间歇操作:每次操作之初向设备内投入一批物料,经 过一番处理后,排除全部产物,再重新投料。
• 间歇操作设备内,同一位置上,在不同时刻进行着不 同的操作步骤,因而同一位置上,物y,z,θ)
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31、只有永远躺在泥坑里的人,才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭,生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍,就是一下子不要学很多。——洛克
【精品】化工原理绪论赵彦巧
11、获得的成功越大,就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因, 节制使 人枯萎 。 12、不问收获,只问耕耘。如同种树 ,先有 根茎, 再有枝 叶,尔 后花实 ,好好 劳动, 不要想 太多, 那样只 会使人 胆孝懒 惰,因 为不(虽然只有四个字,但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己, 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体, 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米,如 果他不 曾希望 它长成 种籽; 单身汉 不会娶 妻,如 果他不 曾希望 有小孩 ;商人 或手艺 人不会 工作, 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。