电子教案与课件：化工原理(制药专业适用) 第07章03
【大学课件】《化工原理》电子教案 板式塔及其工艺设计计算
【大学课件】《化工原理》电子教案板式塔及其工艺设计计算一、教案概述本教案主要针对《化工原理》课程中的板式塔及其工艺设计计算内容进行讲解。
通过本章的学习，使学生了解板式塔的结构、工作原理及其在化工过程中的应用，掌握板式塔的工艺设计计算方法，为实际工程应用提供理论支持。
二、教学目标1. 知识与技能：（1）掌握板式塔的分类及结构特点；（2）理解板式塔的工作原理；（3）学会板式塔的工艺设计计算方法。
2. 过程与方法：（1）通过案例分析，了解板式塔在化工过程中的应用；（2）借助板式塔设计软件，进行实际工程的计算与模拟。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生对化工原理课程的兴趣；（2）培养学生动手实践能力，提高解决实际问题的能力。
三、教学内容1. 板式塔的分类及结构特点（1）板式塔的分类；（2）不同类型板式塔的结构特点。
2. 板式塔的工作原理（1）塔内流体流动与传质过程；（2）塔内压力降与液泛现象。
3. 板式塔的工艺设计计算方法（1）塔径计算；（2）塔高计算；（3）塔内流体分布与优化。
四、教学方法与手段1. 教学方法：（1）采用讲授与讨论相结合的方式进行教学；（2）利用案例分析，让学生了解板式塔在实际工程中的应用；（3）借助板式塔设计软件，进行实际工程的计算与模拟。
2. 教学手段：（1）多媒体课件；（2）板式塔设计软件；（3）实际工程案例。
五、教学评价1. 课堂表现：学生参与度、提问与讨论；2. 作业与练习：板式塔设计计算题；3. 课程报告：针对实际工程案例，进行板式塔工艺设计计算的报告。
六、教学安排1. 课时：本章内容共计4课时，每课时45分钟。
2. 教学进度安排：第1课时：板式塔的分类及结构特点；第2课时：板式塔的工作原理；第3课时：板式塔的工艺设计计算方法（1）；第4课时：板式塔的工艺设计计算方法（2）及案例分析。
七、教学资源1. 教材：《化工原理》；2. 多媒体课件：板式塔结构、工作原理及设计计算方法；3. 板式塔设计软件：用于实际工程的计算与模拟；4. 实际工程案例：用于案例分析。
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
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2-2
1-1
Ws1
Ws2
如上图所示：
根据质量守恒定律，有：
Ws1=Ws2
而 Ws1=u1·A1·ρ1
Ws2=u2·A2·ρ2
A1=d12·π/4
A2=d22·π/4
代入有： u1/u2= d22/ d12与柏努利方程 流体在做定态流动时，根据能量守恒定律，对任意截面进行能量衡算。 1、定态流动时的总能量衡算 A、内能 物质内部能量的总和，用U表示。单位是:kJ/kg B、位能 物体因受重力作用，在不同的高度所具有的能量。m.g.z(kJ/kg) C、动能 物体因运动而具有的能量。m·u2/2 D、静压能 流体的静压强是推动流体流动的动力，即静压强对流体做功。p·Vs〔kJ/kg〕 E、热 流体温度变化，而带来的热能的变化，被加热那么为为正，被冷却那么为负。 用Q来表示。〔kJ/kg〕 F、功 流体流动获得机械能为正〔用We来表示〕；流体损失机械能为负(用Hf表示)。
∑Q1=∑Q0+QL
∑Q1——随物料进入衡算范围的总热量〔KJ或KW〕;
∑Q0——随物料流出衡算范围的总热量〔KJ或KW〕;
QL——向衡算范围以外损失的总热量〔KJ或KW〕。
3、平衡关系 物系在自然发生变化时，其变化必然趋向一定方向，如任其开展，结 果必然到达一定的平衡状态。 在平衡状态下，物系的温度、组成、压强等均到了宏观的停止。 在平衡状态被人为打破后，物系将从新趋向新的平衡。 平衡状态是物系变化的极限，是实际操作所追求的理想条件。是我们 推知单元操作能否进行和能进行到何中程度的依据，也是我们进行设备工 艺尺寸设计的理论依据。 4、过程速率 物系处于非平衡状态，就必然发生使物系趋向于平衡的过程。但是以 什么样的速度趋向于平衡，这并不决定于平衡关系。而是决定于多种因素。 一般我们用过程速率来表示：
《化工原理》电子教案
《化工原理》电子教案绪论化工原理确实是研究除化学反应以外的诸物理操作步骤原理和所用设备的课程。
化工原理是实验性专门强的工科课程，是化工类和相近专业学生必修的重要技术基础课。
要紧介绍单元操作的差不多原理，所用典型设备的结构、运算和选用。
运算包括设计型运算和操作型运算两种。
设计型运确实是指对给定的任务运算出设备的工艺尺寸；操作型运确实是指对已有的设备进行查定运算。
学生学完本课程后应初步具有以下能力：（1）能理论联系实际，用工程和经济的观点处理遇到的各种化工单元操作的问题。
（2）会选择恰当的单元操作去完成给定的生产任务；（3）在设计设备运算工作中能查找出所需的体会数据以及适宜的公式；（4）能治理设备的正常运转，找出故障的缘故并及时排除；（5）应具有强化设备与初步创新的能力。
各单元操作原理及设备的运算差不多上以物料衡算、能量衡算、传递速率和平稳关系的概念为依据，有关内容在以后各章中连续介绍。
一、化工生产过程与单元操作1、化学工业所谓化学工业，是指将原料进行化学加工以得到有用的产品的工业，即：化工产品种类繁多，一样可分为无机、有机及生化产品。
若按产品用途及性能来分有染（颜）料化工、塑料橡胶化工、油脂化工、石油化工、食品化工、涂料化工、日用化工等等。
当今如何评判化学工业呢？评判可能为“让你喜悦让你忧”。
喜悦的是化学工业差不多成为了国民经济中的支柱产业之一，近二、三十年以来化学工业得到了长足的进展。
化工产品处处可见，人们的衣食住行都已离不开它。
我国自七十年代以来先后引进了大型化肥、石油化工成套生产技术及成套设备，如30万吨合成氨,45万吨尿素成套设备及技术；30万吨乙烯,45万吨芳烃的成套设备及技术。
金山石化,扬子石化,齐鲁石化令人担忧的是化学工业带来的污染十分严峻。
水污染、空气污染、白色污染日益严峻，危害人类生存及进展。
2、化工生产过程不论化工生产产品的品种不同、规模大小的差异，一个化工产品生产过程总是由两大部分组成的，即核心部分和辅助部分。
化工原理课件
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
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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
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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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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
化工原理完整教材课件 PPT
基本原理及其流动规律解决关问题。以
图1-1为煤气洗涤装置为例来说明： 流体动力学问题：流体（水和煤气）
在泵（或鼓风机）、流量计以及管道中 流动等；
流体静力学问题：压差计中流体、 水封箱中的水
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
气体和流体统称流体。流体有多种分类方法： （1）按状态分为气体、液体和超临界流体等； （2）按可压缩性分为不可压流体和可压缩流体； （3）按是否可忽略分子之间作用力分为理想流体与粘
化工原理完整教材课件
第一章 流体流动
Fluid Flow
--内容提要--
流体的基本概念 静力学方程及其应用 机械能衡算式及柏努 利方程 流体流动的现象 流动阻力的计算、管路计算
1. 本章学习目的
通过本章学习，重点掌握流体流动的基本原理、管 内流动的规律，并运用这些原理和规律去分析和解决流 体流动过程的有关问题，诸如：
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；
性流体（或实际流体）； （4）按流变特性可分为牛顿型和非牛倾型流体；
流体区别于固体的主要特征是具有流动性，其形状随容器形状 而变化；受外力作用时内部产生相对运动。流动时产生内摩擦从而 构成了流体力学原理研究的复杂内容之一
《化工原理》电子教案
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化工原理是实验性很强的工科课程，是化工类和相近专业学生必修的重要技术基础课。
主要介绍单元操作的基本原理，所用典型设备的结构、计算和选用。
计算包括设计型计算和操作型计算两种。
设计型计算是指对给定的任务计算出设备的工艺尺寸；操作型计算是指对已有的设备进行查定计算。
学生学完本课程后应初步具有以下能力：（1）能理论联系实际，用工程和经济的观点处理遇到的各种化工单元操作的问题。
（2）会筛选恰当的单元操作去完成给定的生产任务；（3）在设计设备计算工作中能寻找出所需的经验数据以及适宜的公式；（4）能管理设备的正常运转，找出故障的原因并及时排除；（5）应具有强化设备与初步创新的能力。
各单元操作原理及设备的计算都是以物料衡算、能量衡算、传递速率和平衡关系的概念为依据，有关内容在以后各章中陆续介绍。
一、化工生产过程与单元操作 1、化学工业所谓化学1/ 3工业，是指将原料进行化学加工以得到有用的产品的工业，即：化工产品种类繁多，一般可分为无机、有机及生化产品。
若按产品用途及性能来分有染（颜）料化工、塑料橡胶化工、油脂化工、石油化工、食品化工、涂料化工、日用化工等等。
当今如何评价化学工业呢？评价可能为让你欢喜让你忧。
欢喜的是化学工业已经成为了国民经济中的支柱产业之一，近二、三十年以来化学工业得到了长足的发展。
化工产品处处可见，人们的衣食住行都已离不开它。
我国自七十年代以来先后引进了大型化肥、石油化工成套生产技术及成套设备，如 30 万吨合成氨, 45 万吨尿素成套设备及技术； 30 万吨乙烯, 45 万吨芳烃的成套设备及技术。
化工原理课件PPT
SI量制中7个基本量的量纲符号：
L(长度) 、 M(质量) 、 T(时间) 、 I(电流) 、 (热力学温度) 、N(物质的量) 、J(发光强度) 。
导出量 的量纲表达式：
dQ im L M T I N J
dim—量纲符号 ,； ，—量纲指数或因次。
华东交大化工原理电子课件
表0-1 国际单位制的基本单位
量的名称
单位名称
长度 质量 时间 电流 热力学温度 物质的量 发光强度
米 千克
秒 安培 开尔文 摩尔 坎德拉
单位符号
m kg s A K mol cd
华东交大化工原理电子课件
表0-2 国际单位制的辅助单位
量的名称
平面角 立体角
单位名称
弧度 球面角
单位符号
rad sr
华东交大化工原理电子课件
一、物质的量浓度与物质的量分数
1.物质的量浓度
ci
ni V
2.物质的量分数
对于液体混合物： 其中，
xi
ni n
nn 1n 2 n i
x 1x2 xi 1
华东交大化工原理电子课件
二、物质的质量浓度与物质的质量分数
1.物质的质量浓度 2.物质的质量分数
i
mi V
对于液体混合物：
i
mi m
其中，
最终状态就是体系的平衡状态。
四、传递速率
传递速率
推动力 阻力
五、 经济核算
为生产定量的某种产品所需要的设备，根据设备的型式和
材料的不同，可以有若干设计方案。对同一台设备，所选用
的操作参数不同，会影响到设备费与操作费。因此，要用经
济核算确定最经济的设计方案。
化工原理课程设计全书课件电子教案汇总
结晶原理及设备类型
结晶原理
通过降低温度或蒸发溶剂等方法，使溶液达到过饱和状态，从而析出晶体的过程。结晶是提纯和分离 固体物质的重要方法之一。
设备类型
主要有喷淋塔、填料塔和板式塔等。其中，喷淋塔结构简单，适用于处理腐蚀 性气体；填料塔则具有通量大、压降低等优点；板式塔则适用于处理含尘、含 固体颗粒的气体。
蒸馏和吸收过程计算
蒸馏过程计算
包括物料衡算、热量衡算、汽液平衡计算、塔板数计算及塔板效率评价等。通过 这些计算，可以确定蒸馏塔的操作条件、设备尺寸及分离效果等。
提供选题建议，指导学生根据自身兴趣和专业背景选择合 适的设计课题。
数据收集、整理和分析方法论述
数据收集
介绍数据收集的方法和技 巧，包括文献调研、实验 测量、模拟计算等。
数据整理
阐述数据整理的原则和方 法，如数据筛选、分类、 归纳和整理成表格或图表 等。
数据分析
论述数据分析的方法和技 术，包括统计分析、可视 化分析、数据挖掘等。
02
化工过程基础知识
化工过程基本概念
化工过程的定义与分类
化工过程的特点
阐述化工过程的基本概念，包括其定 义、分类以及与其他工业过程的区别 。
总结化工过程的主要特点，如高温高 压、易燃易爆、有毒有害等，以及这 些特点对设备设计和操作的影响。
化工过程的组成
详细介绍化工过程的主要组成部分， 包括原料预处理、化学反应、产品分 离与纯化等。
结晶过程计算
包括溶液过饱和度计算、成核速率与晶体生长速率计算、母液循环量确定及结晶设备工 艺尺寸计算等。这些计算有助于控制结晶过程，获得高质量的晶体产品并降低能耗。
(制药)化原教案
绪论内容提要：一、本课程的性质、地位和内容二、化工过程与单元操作三、过程衡算、平衡与速率1、过程衡算2、过程的平衡与速度四、单位换算1、国际制2、工程制3、物理制目的要求：1、了解《化工原理》课程的发展、性质、地位和作用；2、了解化工生产过程的构成、单元操作的内容与分类以及研究内容；3、熟练掌握化工过程的物料衡算与能量衡算的基本概念与计算步骤；4、掌握量纲与量纲一致性、单位与单位一致性以及相互换算。
重点难点：重点：基本概念与研究方法——两种衡算、过程平衡与速率、研究方法。
难点：单位换算——基本单位、导出单位和单位制。
习题与作业：作业题：习题集0-2、0-3、0-7思考题：习题集0-8授课情况：第一章流体流动内容提要：1.1 流体流动概述一、流体流动考察方法二、流体流动中的作用力三、流体流动中的机械能四、流体的压缩性与膨胀性1.2 流体静力学一、静压强在空间的分布二、压强能与位能三、压强的表示方法四、静力学原理的应用目的要求：1、掌握流体流动的考察方法以及流体流动中的的各种作用力；2、熟练掌握静压强在空间的分布和流体静力学方程；3、熟练掌握静力学原理在压力和压强差测量上的应用重点难点：1、重点：静压强在空间的分布和流体静力学基本方程推导2、难点：静力学基本原理的实际应用习题与作业作业题：P75：1-1、1-3、1-5、1-8、1-9（选两题）思考题：P77：D1-3授课情况：第一章流体流动内容提要：1.3 流体流动的基本方程一、基本概念1、流量与流速2、稳定流动与非稳定流动3、总衡算二、物料总衡算——连续性方程三、总能量衡算——柏努利方程式1、流动流体的能量形式2、能量的其它交换形式3、总衡算四、机械能衡算式——实际流体流动过程总机械能衡算1、机械能衡算的形式2、机械能衡算式的应用目的要求：1、掌握流体流动的基本概念：流量与流速、稳定流体与非稳定流体、总衡算2、理解并掌握连续性方程、总能量衡算和机械能衡算方程3、熟练掌握连续性方程和机械能衡算方程在流体动力学中的应用重点难点：1、重点：①物料衡算——质量守衡定律——连续性方程；②柏努利方程的推导——机械能——能量守衡定律2、难点：连续性方程和柏努利方程在流体动力学中的应用习题与作业作业：P77 1-11、1-12、1-14、1-15思考题：P77 D4-6授课情况：第一章流体流动内容提要：1.4 流体流动现象一、流体粘性与牛顿粘性定律1、牛顿粘性定律2、剪应力与动量传递二、流动的型态1、流体的流动型态2、流动类型判据三、圆管内流体运动的数学描述1、层流的分布速度2、湍流的速度分布四、边界层及边界层脱体目的要求：1、掌握牛顿粘性定律和剪应力与动量传递；2、掌握流体流动的型态及其流动类型判据；3、掌握圆管内流体作层流层流的分布速度和湍流的速度分布；4、了解流体流动过程中的边界层以及边界层脱体。
2024版年度化工原理电子教案
2024/2/2
21
05
化学反应工程基础
2024/2/2
22
化学反应动力学基础
2024/2/2
反应速率与反应速率方程
01
阐述反应速率的定义、表示方法以及反应速率与浓度的关系。
反应机理
02
介绍反应历程、基元反应等概念，以及反应机理对反应速率的
影响。
反应动力学模型
03
建立反应动力学模型，包括零级、一级、二级等反应模型，以
2024/2/2
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塔设备类型与结构
01 板式塔
由塔板、降液管、受液盘、溢流堰等部件组成， 具有结构简单、造价低廉等优点，适用于易分离 物系和腐蚀性物系。
02 填料塔
由填料、液体分布器、气体分布器、再分布器及 塔体等部分组成，具有通量大、压降低、分离效 率高等优点，适用于难分离物系和热敏性物系。
03 其他类型塔设备
化工原理电子教案
2024/2/2
1
目录
2024/2/2
• 化工原理概述 • 流体流动与输送 • 传热过程与设备 • 传质过程与设备 • 化学反应工程基础 • 化工过程分析与合成
2
01
化工原理概述
2024/2/2
3
化工原理的定义与重要性
定义
化工原理是研究化学工业中各种单元操作的基本原理、 设备结构及其操作性能的综合性技术科学。
单位时间内流过某截面的
流体体积或质量。
2024/2/2
02 伯努利方程
描述流体在流动过程中的
能量守恒。
04 动量方程
描述流体动量变化与外力 关系的方程。
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流体输送设备与操作
管道与阀门
流体输送的管道系统及其控制阀门。
2024版年《化工原理》电子教案x
2024年《化工原理》电子教案x•课程介绍与教学目标•流体流动与输送•传热过程与设备•蒸馏过程与设备•吸收过程与设备•干燥过程与设备•课程总结与展望目录课程介绍与教学目标01CATALOGUE《化工原理》课程概述课程背景化工原理是化学工程学科的基础课程，旨在培养学生掌握化工过程的基本原理、方法和技能。
课程内容涵盖流体流动、传热、传质、化学反应工程等基础知识，以及化工设备、工艺设计和操作等方面的实践应用。
课程地位作为化学工程与工艺专业的核心课程，为后续专业课程学习和工程实践打下基础。
知识目标掌握化工过程的基本原理和基础知识，了解化工设备的结构和性能。
能力目标能够运用所学知识分析和解决化工过程中的实际问题，具备初步的工艺设计和操作能力。
素质目标培养学生的工程意识、创新意识和团队协作精神，提高学生的综合素质。
教学目标与要求030201参考书目2. 《化工原理实验》，XXX 编，化学工业出版社。
4. 其他相关教材和参考书目，可根据教学需要和学生实际情况选择使用。
教材：《化工原理》（上、下册），XXX 主编，化学工业出版社。
1. 《化工原理学习指导》，XXX 编，化学工业出版社。
3. 《化工原理课程设计》，XXX 编，化学工业出版社。
010203040506教材及参考书目流体流动与输送02CATALOGUE定义、单位、物理意义及测量方法密度与比容绝对压力、表压、真空度的概念及换算压力与压强建立、物理意义及应用静力学基本方程等压面、质量力、液柱压强的计算静止流体中的压力分布流量与流速连续性方程伯努利方程动量方程定义、单位、物理意义及测量方法建立、物理意义及应用建立、物理意义及应用建立、物理意义及应用层流与湍流的判别、雷诺数的物理意义流动型态与雷诺数流体在管内的流动阻力流体在管内的流动阻力损失减少流动阻力的措施沿程阻力与局部阻力的计算直管阻力损失的计算、局部阻力损失的计算增大管径、减小流速、改变管道形状等流动型态与阻力计算简单管路与复杂管路的计算管路计算液体输送设备（离心泵、往复泵等）的选型、气体输送设备（压缩机、鼓风机等）的选型输送设备选型了解设备性能参数（流量、扬程、功率等）的意义及调节方法设备性能参数与操作调节掌握设备的安装要求及日常维护方法设备安装与维护管路计算及输送设备选型传热过程与设备03CATALOGUE传热基本概念及方式传热定义热量自发地由高温物体传向低温物体的过程。
化工原理课件
化工原理课件化工原理课件化工原理是化学工程专业的一门重要课程，它是化学工程学科的基础和核心。
通过学习化工原理，我们可以了解化学反应的基本原理和工艺过程的基本规律，为我们今后的工作和研究提供坚实的理论基础。
而在学习化工原理的过程中，课件的使用是不可或缺的。
一、课件的作用课件作为一种教学辅助工具，具有以下几个方面的作用。
1. 提供基础知识：化工原理课件通常包含了化学工程学科的基础知识，如化学反应的基本原理、物质的性质和变化规律等。
通过课件的展示，学生可以更加直观地了解这些知识，有助于他们对化工原理的整体把握和理解。
2. 强调重点内容：化工原理课件可以将课程中的重点内容进行梳理和归纳，突出重点，提供学习的指导。
通过课件的呈现，学生可以更加清晰地了解哪些知识点是需要重点掌握的，从而更加有针对性地进行学习。
3. 图文并茂：化工原理课件通常采用图文并茂的方式进行展示，通过图片、图表等形式直观地展示化学反应的过程和规律。
这样的展示方式可以帮助学生更好地理解和记忆知识，提高学习效果。
4. 提供案例分析：化工原理课件中通常会引入一些实际的工业案例，通过对这些案例的分析，学生可以将理论知识与实际应用相结合，更好地理解和应用所学知识。
二、课件的设计原则为了使化工原理课件更加有效地发挥作用，设计课件时需要遵循以下几个原则。
1. 简洁明了：化工原理课件的设计应该简洁明了，避免信息过载。
每一页课件的内容应该简洁明了，重点突出，以便学生可以迅速理解和掌握。
2. 逻辑清晰：化工原理课件的设计应该符合逻辑顺序，内容之间应该有明确的联系和衔接。
通过课件的设计，可以帮助学生建立起知识的逻辑框架，更好地理解学习内容。
3. 互动性强：化工原理课件的设计应该具有一定的互动性，可以通过问题、练习等方式与学生进行互动。
这样的设计可以激发学生的学习兴趣，提高他们的参与度和学习效果。
4. 实用性强：化工原理课件的设计应该具有一定的实用性，可以结合实际案例进行分析和讨论。
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③吸附剂的基本特性 ⑴吸附剂的比表面a
例：活性炭微孔比表面占95% ⑵吸附容量xm
吸附表面每个空位都单层吸满吸附质分子时 的吸附量: kg吸附质/kg吸附剂
与温度、吸附剂结构、性质有关
⑶吸附剂密度
(一)装填密度 B 与空隙率 B (二)颗粒密度 P (表观密度)：
P (1 B ) B
4.4 固定床吸附过程分析 ①理想吸附过程 简化假定： ⑴单组分吸附，有利的吸附等温线 ⑵床层吸附剂均匀，吸附剂初始浓度、温度均一 ⑶流体定态加料，浓度、温度、流量不变 ⑷吸附热可忽略，流体与吸附剂等温
②吸附相的负荷曲线
③流体相的浓度波与透过曲线 浓度波— c~z 变化曲线 浓度波速度uc 透过曲线— c出~τ 变化曲线
微孔，起筛选分子作用 选择性强
⑵硅胶 无定形水合二氧化硅，亲水性 如：气体脱水
⑶活性氧化铝 极性吸附剂，用于液体脱水等
⑷各种活性土(漂白土、铁矾土、酸性白土) 价廉易得，一次性使用 如：脱色精制
⑸合成沸石和天然沸石分子筛 硅铝酸金属盐, 化学稳定性高，微孔尺寸大小
均一，强极性吸附剂
⑹吸附树脂 高分子物质经反应引进官能团 有非极性、中极性、极性和强极性 如：维生素的分离、过氧化氢的精制
⑵表面反应过程； ⑶传热过程。 第⑶步较快，速度控制步骤在⑴、⑵之中
③结晶过程的控制 控制过饱和度 过饱和度ΔC大，有利于成核; 过饱和度ΔC小，有利于晶体成长 缓慢冷却、温和搅拌，有利于晶体均匀成长
3.4 结晶过程的物料衡算与热量衡算
①物料衡算
总物料： G1=G2+GC+W
溶质：
G1B1=G2B2+GCBC
物理吸附：范德华力，吸附热小 化学吸附：化学键合，吸附热大 基本原理：选择性吸附 吸附剂再生：脱附
分类(按脱附方法)： ⑴变温吸附，蒸汽加热脱附 ⑵变压吸附，降压脱附 ⑶变浓度吸附，用惰性溶剂冲洗 ⑷置换吸附，用其它吸附质置换 ②常用吸附剂 ⑴活性炭 如：果核炭化, 活性炭纤维, 炭分子筛
疏水性、亲有机物 如：脱水中的有机物 分子筛--晶格结构一定、有许多孔径大小均一
孔径小于平均自由程, 判据Kn=λ/d
A、B混合气体分子动能相等 分子量小速度大
1 2
m A uA2
1 2
m B uB2
努森流有分离作用
⑶表面扩散 ⑷固体(晶体)扩散 ②吸附速率
外扩散 NA=kf (c-ci) 内扩散 NA=kS (xi-x) 总传质系数表示 NA=Kf (c-ce)=KS (xe-x) 内扩散控制Ks≈ks
注：BC不一定为100%
如：Na2CO3分子量106，
Na2CO3·10H2O为286
BC=106/286=0.371
消去G2，得
GC
G1(B1 B2 ) WB2 BC B2
②热量衡算
进料带入热量 Q1=G1C1t1
结晶热
Q2=GCqCBiblioteka 加热量Q3母液带出热量 Q4=G2C2t2
晶体带出热量 Q5=GCCCt2
②吸附平衡关系式
⑴低浓度吸附(线性关系)
x=HC
或 x=H’p
⑵单分子层吸附--朗格缪尔方程
吸附表面遮盖率 θ(=x/xm)
吸附速率 kap(1-θ)
解吸速率 kdθ
1
ka kd
p
kL p
得 x kL p
xm 1 kL p
单分子层吸附朗格缪尔方程
⑶多分子层吸附----BET方程
Brunauer，Emmet和Teller提出
(三)真密度 t(扣除颗粒内孔腔体积) 和内孔隙率 P ： t (1 P ) P
④工业吸附对吸附剂的要求 ⑴内表面大：内表面大吸附容量大 ⑵活性高： 内表面都能起吸附作用 ⑶选择性强 ⑷机械强度和物理特性(如颗粒大小) ⑸化学稳定性、热稳定性，价廉易得
4.2 吸附相平衡 ①吸附等温线
三种类型： 类型Ⅰ有利的吸附等温线 类型Ⅲ线性吸附等温线 类型Ⅱ不利的吸附等温线
⑵连续式结晶器 ⑶粒析式结晶器
②蒸发结晶器
③真空结晶器 ⑴间歇式真空结晶器
⑵连续式真空结晶器
④喷雾结晶器
⑤结晶器的选择 ⑴溶解度曲线 较陡：冷却、真空自蒸发 较坦：蒸发浓缩
⑵能耗、物性、产品粒度、 粒度分布要求、处理量大小
4 吸附分离 4.1 吸附过程分析 ①吸附与脱附 目的：分离流体混合物
x
xm
(1
p
/
b p/ p0 p0 )[1 (b 1)
p
/
p0]
线性化
p / p0 x(1 p / p0 )
1 xmb
b 1 xmb
p p0
A
B
p p0
4.3 传质及吸附速率 ①吸附传质机理 吸附传质步骤:外扩散、内扩散、吸附 内扩散类型： ⑴分子扩散：孔径远大于平均自由程
⑵努森(Knudsen)扩散：
溶剂蒸汽带出 Q6=WI
冷却剂取走 Q7=GWCW(t2W-t1W)
热损失
Q8
Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6+Q7+Q8 蒸发结晶Q7=0；冷却结晶Q3=Q6=0； 真空结晶Q3=Q7=0
3.5 工业结晶方法与设备 1) 结晶的工业方法 ①冷却结晶；②蒸发结晶 2) 工业结晶设备 ①冷却结晶器 ⑴结晶罐
第7章 其他单元操作 3 溶液结晶 溶液结晶—溶质从过饱和溶液中析出固态结晶 晶格--晶体微观粒子几何排列规则的最小单元 晶系--按晶格结构分类
同一物质，条件不同，可属不同晶系
晶形(针形、片状、棒状等)—晶体颗粒的外形
3.1 结晶基本原理 溶解度--固液两相达到平衡时的溶质浓度 溶解度与物质种类、溶剂种类、pH、温度等有关 溶解度曲线 特征： ①温度不敏感 ②温度较敏感 ③温度敏感
3.2饱和溶液和过饱和溶液 状态：饱和溶液C=C*
不饱和溶液C<C* 过饱和溶液C>C* AB溶解度曲线 CD超溶解度曲线 (开始析出晶核) 稳定区：不结晶 介稳区：加入晶种才会结晶，适合晶体成长 不稳区：会自发成核，瞬时可产生较多晶核 结晶的必要条件：过饱和
3.3 结晶动力学 结晶的两个阶段：晶核形成，晶体成长 ①晶核形成： ⑴均相初级成核, ΔC较大时自发生成，不宜采用 ⑵非均相初级成核，外来物诱导生成，步骤多 ⑶二次成核，已有晶体的破碎 工业结晶常用二次成核技术 ②晶体成长 三个步骤： ⑴扩散过程；
透过点: cB~0.05c1, 透过时间τB 饱和点: cS~0.95c1, 饱和时间τS 透过曲线~浓度波: 镜面对称 实验测定c出~τ ，可确定浓度波，L0，KS