华南理工大学化工原理课件 化工原理 绪论
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化工原理教学绪论课件PPT
解：
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
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 第一章 绪论
3-1
导出量
F— N (kgm/s2) P— Pa (kg/ms2) ρ— kg/m3
M—公斤·s2/m P—公斤/m2 ρ—公斤·s2/m4
2 换算关系(SI制与工程制之间) a) F：工程制中1公斤力规定为：SI制中1kg的物体在9.81 m/s2的力场中所受到的重力，据F=ma有： 1公斤=1kg*9.81 m/s2 = 9.81 kg· m/s2= 9.81N.......(1) b) M：工程制中质量为导出量，据M=F/a 其导出单位为： 1公斤/(9.81 m/s2)=1/9.81 公斤*s2/m (工程制质量单位) ∵ 1公斤=9.81 kg· m/s2 ∴ 1 公斤· s2/m=9.81kg......(2) C) P：因为P = F/A 所以(1)式两边同除以1m2得： 1公斤/m2 = 9.81N/m2 = 9.81 Pa......(3) D) ρ：因为ρ=m/V 所以(2)式两边同除以1m3得： 1公斤· s2/m4 = 9.81 kg/m3......(4)
应用化学、生物工程 高分子材料与工程 专业核心课程、学位课程 专业核心课程、专业必选课
课程内容：
绪论（第一章） 流体的流动和输送（第二章） 热量传递（第四章） 吸收(第五章) 化学反应器（第七、八章）
考核方式：
平时表现、期中考试、期末考试 总成绩=平时成绩×30%+期中成绩×20%+期末成绩×50%
2、内容：三传一反
研究对象-化工生产
化工、石油、煤炭、钢铁、 食品、建材(硅酸盐)、纺织、生 物工程、制药、精细化工。
化工生产--多行业—多品种--一百多万种产 品，而产品不同，流程各异，如：
H2SO4：FeS2碎矿—焙烧(900℃)—SO2旋风除尘、除雾— SO2加热—(SO2)氧化(SO3)—冷却—吸收—冷却—H2SO4。
化工原理课件
自然循环：由于溶液在加热室不同位置上的受热程度 不同，产生密度差而引起的循环运动 强制循环：依靠外力迫使溶液沿一个方向作循环运动
2019/11/3
8
1 中央循环管式(标准式)
加热蒸汽：加热室管束环隙内
溶液：加热室管束及中央循环管内，受热时，由于 中央循环管单位体积溶液受热面小，使得溶液形成 由中央循环管下降，而由其余加热管上升的循环流 动。优点：
水
2019/11/3
3
7.1.5 蒸发的分类
按操作压强分：加压蒸发、常压蒸发、真空蒸发 真空蒸发的优点：
1t热1.增减面大压积，下S。因溶而液，沸对点一t1降定低的，传使热蒸量发Q，器可的节传省热蒸推发动器力的Δt=传T2.蒸发操作的热源可采用低压蒸汽或废热蒸汽，节省能 耗。
P↓,T ↓,Δt一定，Q不变 3.适于处理热敏性物料，即在高温下易分解、聚合或变 质的物料。
缺点：结构复杂，动力消耗大，传热 面积小，处理能力低。
适于处理易结晶、易结垢、高粘度的 溶液
2019/11/3
17
7.2.1.3 直接加热蒸发器
将一定比例的燃烧气与空气直 接喷入溶液中，燃烧气的温度 可高达1200～1800℃，由于气、 液间的温度差大，且气体对溶 液产生强烈的鼓泡作用，使水 分迅速蒸发，蒸出的二次蒸汽 与烟道气一同由顶部排出。
蒸发具有下述特点：
传热性质：传热壁面一侧为加热蒸汽进行冷凝，另一侧 为溶液进行沸腾，故属于壁面两侧流体均有相变化的恒温 传热过程。
溶液性质：有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、易结垢 和产生泡沫；溶液的粘度在蒸发过程中逐渐增大，腐蚀性 逐渐加强。这些性质将影响设备的结构。
2019/11/3
6
溶液沸点的改变(升高)：含有不挥发溶质的溶液，其蒸汽 压较同温度下纯水的低，即在相同的压强下，溶液的沸点 高于纯水的沸点，所以当加热蒸汽一定时，蒸发溶液的传 热温度差要小于蒸发水的温度差，两者之差称为温度差损 失，而且溶液浓度越高，温度差损失越大
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8
1 中央循环管式(标准式)
加热蒸汽：加热室管束环隙内
溶液：加热室管束及中央循环管内，受热时，由于 中央循环管单位体积溶液受热面小，使得溶液形成 由中央循环管下降，而由其余加热管上升的循环流 动。优点：
水
2019/11/3
3
7.1.5 蒸发的分类
按操作压强分：加压蒸发、常压蒸发、真空蒸发 真空蒸发的优点：
1t热1.增减面大压积，下S。因溶而液，沸对点一t1降定低的，传使热蒸量发Q，器可的节传省热蒸推发动器力的Δt=传T2.蒸发操作的热源可采用低压蒸汽或废热蒸汽，节省能 耗。
P↓,T ↓,Δt一定，Q不变 3.适于处理热敏性物料，即在高温下易分解、聚合或变 质的物料。
缺点：结构复杂，动力消耗大，传热 面积小，处理能力低。
适于处理易结晶、易结垢、高粘度的 溶液
2019/11/3
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7.2.1.3 直接加热蒸发器
将一定比例的燃烧气与空气直 接喷入溶液中，燃烧气的温度 可高达1200～1800℃，由于气、 液间的温度差大，且气体对溶 液产生强烈的鼓泡作用，使水 分迅速蒸发，蒸出的二次蒸汽 与烟道气一同由顶部排出。
蒸发具有下述特点：
传热性质：传热壁面一侧为加热蒸汽进行冷凝，另一侧 为溶液进行沸腾，故属于壁面两侧流体均有相变化的恒温 传热过程。
溶液性质：有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、易结垢 和产生泡沫；溶液的粘度在蒸发过程中逐渐增大，腐蚀性 逐渐加强。这些性质将影响设备的结构。
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6
溶液沸点的改变(升高)：含有不挥发溶质的溶液，其蒸汽 压较同温度下纯水的低，即在相同的压强下，溶液的沸点 高于纯水的沸点，所以当加热蒸汽一定时，蒸发溶液的传 热温度差要小于蒸发水的温度差，两者之差称为温度差损 失，而且溶液浓度越高，温度差损失越大
《化工原理第一讲》ppt课件
•单元操作特点： •1〕.都是物理操作。 •2〕.都是化工消费过程中共有的操作。 •3〕.用于不同化工消费过程的同一单元操作，其原理一 样，所用设备亦通用。
化工单元操作的目的是：
①物料的保送；
②物料物理形状的改动；
③混合物料的分别。
三传实际：动量；热量；质量
一反：化学反响
2 单位制与单位换算
•1〕 单位制
结晶器
II
I
P kg/h
96％KNO3
R kg/h 37.5％KNO3
• 4.列算式： • 方框I：总物料：1000=W+P • KNO3组
方分框:1I0I0：0×总0物.2料=W：×S=0+PP+×R 0.96
KNO3组分:S×0.5=P×0.96+R×0.375
W=791.7 kg/h P=208.3 kg/h S=974.8 kg/h R=766.5 kg/h
解：1.绘简图 0.095kg/s
25℃溶液 1.0kg/s
换热器
80℃溶液 1.0kg/s
2.定基准：1s，0℃，液体 3.划范围：以换热器为衡算范围
120℃饱和水 0.095kg/s
120℃饱和水蒸汽 0.095kg/s
25℃溶液 1.0kg/s
换热器
80℃溶液 1.0kg/s
120℃饱和水 0.095kg/s
• 阅历公式的单位换算，也可采用换算因数将规定单位换 算成所要求单位。
• 例0-2:水蒸汽在空气中分散系数为：
1.46104
5
T2
D
P T441
式中：D－分散系数，ft2/h；
P－压强，atm；
T－兰氏温度，oR。
试将式中各符号单位换算成 D:m2/s；P:Pa；T:K
华南理工大学化工原理课件 化工原理 第五章 蒸馏
0
第二节 双组分溶液的气液相平衡
2.双组分理想溶液的相平衡关系 设总压为P,对于A、B双组分理想溶液,由拉乌尔定律有： PA=P0AxA ,PB=P0BxB=P0B(1-xA) 据道尔顿分压定律有： P=PA+PB=P0AxA+ P0B(1-xA) 0 p pB p f B (t ) x 联立即有: A PA0 PB0 f A (t ) f B (t ) (5-3) 该式称为泡点方程,表示液相组成与泡点温度的关系,由此 可确定t-x相图。 又设yA为与液相组成 xA相平衡的蒸气中A组分的摩尔分率， 0 p p x f (t ) p f B (t ) yA A A A A 则有： (5-4) p p p f A (t ) f B (t ) 该式称为露点方程,表示气相组成与露点温度的关系,由此 可确定t-y相图。 式(5-3)及式(5-4)总称为双组分理想溶液的相平衡关系, 联立即可确定t-x-y相图及y-x相图。
图5-4苯-甲苯物系t-x-y图
第二节 双组分溶液的气液相平衡
该图可描述如下：即在恒定总压下，若将温度为 t1 组 成为 x （图中的A点所示）的苯－甲苯混合液加热，当温度 达到 t（ 2 J点）时，溶液开始沸腾，产生第一个气泡，其组 成为C点对应组成y1，相应的温度 t 2 称为泡点，因此饱和 液体线又称为泡点线。同样，若将温度t 4为组成为（B点） 的过热蒸汽冷却，当温度达到 t 3 （H点）时，混合汽体开始 冷凝产生第一滴液滴，其组成为Q点对应组成 x1 ，相应的 温度 t 3 称为露点，因此饱和蒸汽线又称为露点线。当升 温使混合液的总组成与温度位于汽液共存区点K时，则物 系被分成互呈平衡的汽液两相，其液相和汽相组成分别由 L、G两点所对应横坐标得到。两相的量由杠杆规则确定。 由图5-4可见，当汽液两相达到平衡时，两相的温度相同, 但汽相中苯（易挥发组分）的组成y大于液相组成x。当汽 液两相组成相同时，则汽相露点总时大于液相的泡点。 附杠杆规则为：液相量/气相量＝KG/KL
第二节 双组分溶液的气液相平衡
2.双组分理想溶液的相平衡关系 设总压为P,对于A、B双组分理想溶液,由拉乌尔定律有： PA=P0AxA ,PB=P0BxB=P0B(1-xA) 据道尔顿分压定律有： P=PA+PB=P0AxA+ P0B(1-xA) 0 p pB p f B (t ) x 联立即有: A PA0 PB0 f A (t ) f B (t ) (5-3) 该式称为泡点方程,表示液相组成与泡点温度的关系,由此 可确定t-x相图。 又设yA为与液相组成 xA相平衡的蒸气中A组分的摩尔分率， 0 p p x f (t ) p f B (t ) yA A A A A 则有： (5-4) p p p f A (t ) f B (t ) 该式称为露点方程,表示气相组成与露点温度的关系,由此 可确定t-y相图。 式(5-3)及式(5-4)总称为双组分理想溶液的相平衡关系, 联立即可确定t-x-y相图及y-x相图。
图5-4苯-甲苯物系t-x-y图
第二节 双组分溶液的气液相平衡
该图可描述如下：即在恒定总压下，若将温度为 t1 组 成为 x （图中的A点所示）的苯－甲苯混合液加热，当温度 达到 t（ 2 J点）时，溶液开始沸腾，产生第一个气泡，其组 成为C点对应组成y1，相应的温度 t 2 称为泡点，因此饱和 液体线又称为泡点线。同样，若将温度t 4为组成为（B点） 的过热蒸汽冷却，当温度达到 t 3 （H点）时，混合汽体开始 冷凝产生第一滴液滴，其组成为Q点对应组成 x1 ，相应的 温度 t 3 称为露点，因此饱和蒸汽线又称为露点线。当升 温使混合液的总组成与温度位于汽液共存区点K时，则物 系被分成互呈平衡的汽液两相，其液相和汽相组成分别由 L、G两点所对应横坐标得到。两相的量由杠杆规则确定。 由图5-4可见，当汽液两相达到平衡时，两相的温度相同, 但汽相中苯（易挥发组分）的组成y大于液相组成x。当汽 液两相组成相同时，则汽相露点总时大于液相的泡点。 附杠杆规则为：液相量/气相量＝KG/KL
化工原理(全套课件148p) 课件
§1、2流体静力学及其应用
▪ 1、流体静止时的性质 ： ▪ 质量m , 体积 V 密度 ρ ▪ 压强P =压力P
静止流体所受力---压强（压力）
▪ 1）压强的定义：静止流体单位面积上所受 到的压力称为压强，习惯上称压力。
▪ 2）压强的符号：P ▪ 3）压强的单位：1atm =101325Pa
=760mmHg =10.33mH2O= 1.033at ▪ 4）压强大小的表征： ▪ 表压=绝对压强—当地大气压 ▪ 真空度=当地大气压—绝对压强
化工原理
梁燕波
绪论
▪ 根据专业人才培养的目标和《化工原理》 课程的教学目的，我们选择了由何潮洪、 冯宵编写的教材《化工原理》。该课程是 一门重要的技术基础课，在整个专业教学 过程中是承前启后，由理及工的桥梁。要 求学生了解工业生产中所涉及的问题，掌 握解决问题的途径，并能运用经济观点综 合处理问题，提高分析和解决问题的能力。 为学生在今后的学习和工作中，正确而有 效地联系工业生产打下基础。
化工原理课程的要求
▪ 化工原理分为： ▪ 理论课和实践课(实验、见习)
1、理论课要求
▪ 1、 上课时间 ▪ 2、所用教材：由冯宵、何潮洪主编 由科学出版
社出版的“十一五“国家级规划教材，《化工 原理》上下册。 ▪ 3、教学内容 ：上册 流体力学基础、流体输送 机械、热量传递基础、传热过程计算与换热器。 下册 质量传递基础、气体吸收、蒸馏、气— 液传质设备。 ▪ 4、上课要求：课堂做笔记、每次有作业，使用 计算器，每周交作业，每章有测试。
上两式为流体静 力学方程。
补充练习
▪ 我们可以用汞柱和水柱表示压强，也可以 用空气柱表示。
▪ P=ρgh ； 101325=1.29*9.8*h ； h=8015m
化工原理-绪论
2020/3/20
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
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
化工原理课件,华南理工,吸收-2..
2.1 分子扩散与传质
（1）分子扩散----费克定律（Fick）
a.分子扩散
是在相内部因浓度梯度的存在，由于 分子的无规则热运动而产生的物质传质现象
分子运动向各方向是无规则的
分子微观运动的结果
在浓度高处的分子向浓度低方向扩散
静止或层流运动的流体
b.费克定律（Fick定律）
单位时间通过单位面积物质的扩散量与浓度梯度 成正比。与傅立叶定律 相似
例 用水吸收气体组分，平衡关系服从亨利定律， 操作压力为850mmHg，相平衡常数m=0.25， 气膜吸收分系数kp = 1.25kmol/(m2•h•atm)， 液膜吸收分系数kc = 0.85 m/h。计算用气相分 压浓度表示的总传质系数和用液相体积浓度 表示的总传质系数值。试分析该气体被水吸收 时，是属于气膜控制过程还是液膜控制过程？
气体中分子扩散系数 0.1~1.0cm2/s
D＝f(种类，T，P) ；浓度对其影响小
1 1 0.5 1.00 10 T ( ) MA MB D p[( VA )1/ 3 ( VB )1/ 3 ]2
7 1.75
D
T
1.75
p
T ，D
； P
，D
液体中分子扩散系数 10-5～5×10-5cm2/s
k y Pk G
k x ck L
总传质速率方程
N A＝K G ( p p*) K y y y * K L (c * c ) K x x * x
K y PKG
K G HK L
K x cK L
K x mK y
7.传质阻力与传质速率的控制
使气体与界面之间产生微小的压差，从而产生混合
化工原理绪论24页PPT
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 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(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。
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
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
第九章 萃取 华南理工大学化工原理
影响萃取操作的因素很多，主要有三个方面：①物系 本身的性质，其中萃取剂的选择是主要因素；②操作因素， 其中温度是主要因素；③设备因素。
下面将依次讨论萃取剂的选择和操作温度的影响，而 在设备一节单独讨论设备的影响。
1.萃取剂的选择 选择适宜的萃取剂是萃取操作分离效果和经济性的
关键。选择萃取剂时主要应考虑一下性能：
所选用溶剂称为萃取剂S，混合液中被分离出的组分 称为溶质A，原混合液中与萃取剂不互溶或仅部分互溶的 组分称为原溶剂B。操作完成后所获得的以萃取剂为主的 溶液称为萃取相E，而以原溶剂为主的溶液称为萃余相R。 除去萃取相中的萃取剂后得到的液体称为萃取液E’，同样， 除去萃余相中的萃取剂后得到的液体称为萃余液R’。
第一节 液-液萃取的基本原理
图9－2 溶解度曲线与联接线
第一节 液-液萃取的基本原理
图9－3 三元物系的辅助曲线
图9－4 杠杆规则的应用
第一节 液-液萃取的基本原理
4．杠杆规则
如图9-4所示，分层区内任一点所代表的混合液可以 分为两个液层，即互成平衡的相E和相R。若将相E与相R混 合，则总组成M即为点，M点称为和点，而E点与R点称为差 点。混合液M与两液层E与R之间的数量关系可用杠杆规则 说明。
第一节 液-液萃取的基本原理
四、萃取过程在三角形相图上的表示
当进行萃取操作时，原料液F为二元混合物（含有A与 组分B），F点必在边AB上。若在原料液F中加入纯萃取剂， S由杠杆规则知，加入S以后的混合液组成点M必在直线FS 上。S与F的数量关系依杠杆规则由式（9-2）确定。
M点位于两相区内，当F和S经充分混合后，分为两个 液层相E与相R（参看图9-5）。此两液层达到平衡时，其 数量间的关系同样可依杠杆规则由式（9-1）确定。
下面将依次讨论萃取剂的选择和操作温度的影响，而 在设备一节单独讨论设备的影响。
1.萃取剂的选择 选择适宜的萃取剂是萃取操作分离效果和经济性的
关键。选择萃取剂时主要应考虑一下性能：
所选用溶剂称为萃取剂S，混合液中被分离出的组分 称为溶质A，原混合液中与萃取剂不互溶或仅部分互溶的 组分称为原溶剂B。操作完成后所获得的以萃取剂为主的 溶液称为萃取相E，而以原溶剂为主的溶液称为萃余相R。 除去萃取相中的萃取剂后得到的液体称为萃取液E’，同样， 除去萃余相中的萃取剂后得到的液体称为萃余液R’。
第一节 液-液萃取的基本原理
图9－2 溶解度曲线与联接线
第一节 液-液萃取的基本原理
图9－3 三元物系的辅助曲线
图9－4 杠杆规则的应用
第一节 液-液萃取的基本原理
4．杠杆规则
如图9-4所示，分层区内任一点所代表的混合液可以 分为两个液层，即互成平衡的相E和相R。若将相E与相R混 合，则总组成M即为点，M点称为和点，而E点与R点称为差 点。混合液M与两液层E与R之间的数量关系可用杠杆规则 说明。
第一节 液-液萃取的基本原理
四、萃取过程在三角形相图上的表示
当进行萃取操作时，原料液F为二元混合物（含有A与 组分B），F点必在边AB上。若在原料液F中加入纯萃取剂， S由杠杆规则知，加入S以后的混合液组成点M必在直线FS 上。S与F的数量关系依杠杆规则由式（9-2）确定。
M点位于两相区内，当F和S经充分混合后，分为两个 液层相E与相R（参看图9-5）。此两液层达到平衡时，其 数量间的关系同样可依杠杆规则由式（9-1）确定。
化工原理课件(ppt 213页)
p z
0
BM p0
------流体静力学微分方程式
(或称为欧拉方程)
• 欧拉方程推论：
• 由方程知p不是x，y（水平方向）的函数，仅 与垂直坐标z有关。因此，当流体不可压缩（ρ = 常数）时，欧拉方程积分可得：
p gz 常数
(1-11)
通常液体视为ρ=0，在静止液体内部的不同 高度处任取两平面z1和z2，设两平面的p1 压力分 别为p1和p2。
0.011m6
2）倾斜U型管压差计
R'
P
Cgsin30
d
,
4 C水
4C水10k0g /0 m3
1.1.3流体的可压缩性与不可压缩流体
• 一、液体的可压缩性
——在一定温度下，外力每增加一个单位时，
流体体积的相对缩小量。
1d 1 d
dp dp
二、不可压缩流体
密度为常数的流体。
三、流体的流动性——流体不能承受拉力
1.1.4流体的黏性
采取三种措施：两种指示液的密度差尽可能减小、采用倾斜 U型管压差计、 采用微差压差计。
2.倾斜U型管压差计
假设垂直方向上的
高度为Rm，读数为R1，
与水平倾斜角度α
R1sinRm
R1
Rm
sin
2) 微差压差计
U型管的两侧管的顶端增设两个小扩大室,其内径与U型管
的内径之比＞10，装入两种密度接近且互不相溶的指示液A
y1,y2 yn——气体混合物中各组分的摩尔(体积)分数。
混合液体 假设各组分在混合前后体积不变，则有
1 12n
m 1 2
n
1,2 n ——液体混合物中各组分的质量分数。
化工原理完整教材课件
1.2.1.1 流体的压强
绝对压强 以绝对零压作起点计算的压强，是流体 的真实压强。 表压强 压强表上的读数，表示被测流体的绝对压 强比大气压强高出的数值，即: 表压强＝绝对压强－大气压强 真空度 真空表上的读数，表示被测流体的绝对压 强低于大气压强的数值，即: 真空度＝大气压强－绝对压强
绝对压强，表压强， 真空度之间的关系见图1-2。
在化工原理中研究流体在静止和流动状态下的规律性时，常
将流体视为由无数质点组成的连续介质。
连续性假设:假定流体是有大量质点组成、彼此间
没有间隙、完全充满所占空间连续介质，流体的物性及
运动参数在空间作连续分布，从而可以使用连续函数的 数学工具加以描述。
1.1.2 流体流动的考察方法
1.1.2.2 流体流动的考察方法
（ 1-6a）
R a b
0
(b) 倒置 U 型管压差计（Up-side down manometer） 用于测量液体的压差，指示剂密度 0 小于被测液体密度 ， U 型管内位 于同一水平面上的 a、b 两点在相连通 的同一静止流体内，两点处静压强相等
a
0
b R
p1 p 2 R 0 g
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。 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； T ──气体的绝对温度， K。
（1-5a）
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五、学好本课程应注意的问题及培养的能 力
理论教学 1、要理论联系实际 试验教学 课程设计
2、过程原理与设备并重 3、掌握研究的方法 4、着重培养自学能力、创新能力 5、培养非智力因素（刻苦、勤奋、好学、多问、实干、毅力等）
条主线
1、传递过程（从物理本质上说又下列三种） (1)动量传递过程（单相或多相流动）； (2)热量传递过程——传热 (3)质量传递过程——传质 表1所列各单元操作皆归属传递过程，于是，传递过程成为统一 的研究对象，也是联系各单元操作的一条主线。三传+一反构成各 种工艺制造过程，三传又有彼此类似的规律可以合在一起研究， 形成传递过程这门学科，是单元操作在理论方面的深入发展 2、研究方法论 必要性 化工原理是一门工程学科，对一些过程作出如实的、逼 真的数学描述几乎是不可能的。采用直接的数学描述和方程求解 的方法将是十分困难的。因此，探求合理的研究方法是发展这门 工程学科的重要方面。 (1)试验研究方法（经验方法） 优点、不足 (2)数学模型方法（半理论半经验方法） 必要性、广泛被应用
四、化工原理课程所回答的问题
（1）如何根据各单元操作在技术上和经济上的特点，进行 “过程和设备”的选择，以适应指定物系的特征，经济而有效 地满足工艺要求 （2）如何进行过程的计算和设备的设计。在缺乏数据的情况 下，如何组织实验以取得必要的设计数据。 （3）如何进行操作和调节以适应生产的不同要求。在操作发 生故障时如何寻找故障的缘由。 当然，当生产提出新的要求而需要工程技术人员发展新的单元 操作时，已有的单元操作发展的历史将对如何根据一个物理或 物理化学的原理发展一个有效的过程，如何调动有利的并克服 不利的工程因素发展一种新设备，提供有用的借鉴。
绪论
一、化工生产过程 二、单元操作及分类 三、化工原理课程的两条主线 四、化工原理课程所回答的问题 五、学好本课程应注意的问题及培养的能力
一、化工生产过程
二、单元操作及分类
1、按操作目的分类 （1）物料的增压、减压和输送； （2）物料的混合或分散； （3）物料的加热或冷却； （4）非均相混合物的分离； （5）均相混合物的分离。 2、按达到相同的目的，依据不同原理，采用不同方法分类（表1） 新的单元操作：膜分离技术 单元操作：过程和设备并重，研究各单元操作就是为了掌握过程 的规律，并设计设备的结构和大小，以使过程在有利的条件下进 行。