化工原理课件中北大学
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《化工原理绪论》课件
高度自动化
现代化工过程通常采用高度自动化的控制系 统，以实现高效、安全和可靠的生产。
化工过程的效率与能耗
效率
化工过程的效率是指输出有用产物与输入的原材料和能量之比，提高效率可以降低生产 成本和资源消耗。
能耗
化工过程的能耗是指生产过程中所消耗的能源和能量，降低能耗是化工过程的重要发展 方向，可以提高经济效益和环保性能。
VS
新技术
随着科技的不断发展，新技术也不断涌现 ，如微化工技术、3D打印技术等，这些 技术能够实现精细化工过程控制和产品制 造，提高化工过程的效率和安全性。
节能减排与可持续发展
节能减排
随着环保意识的不断提高，节能减排 成为了化工行业的重要发展方向，通 过优化化工过程和采用清洁能源，降 低能源消耗和减少污染物排放。
04
化工过程的优化与控制
化工过程的优化方法
数学模型法
通过建立数学模型描述化工过程 ，利用优化算法求解最优操作条
件。
实验优化法
通过实验设计、实验实施和实验数 据分析，找到最优的工艺参数。
人工智能法
利用机器学习、深度学习等人工智 能技术，对历史数据进行训练和学 习，自动找到最优操作条件。
化工过程的控制策略
化学反应
总结词：反应工程
详细描述：化学反应是化工生产的核 心，涉及到反应速率、反应条件以及 反应过程优化等，对于提高产品质量 和降低能耗具有重要意义。
03
化工过程的分类与特点
化工过程的分类
物理过程
物质状态变化或能量传递的过 程，如蒸发、冷凝、过滤等。
化学过程
物质发生化学反应的过程，如 燃烧、合成、分解等。
生物过程
生物发酵、酶催化等生物化学 过程。
现代化工过程通常采用高度自动化的控制系 统，以实现高效、安全和可靠的生产。
化工过程的效率与能耗
效率
化工过程的效率是指输出有用产物与输入的原材料和能量之比，提高效率可以降低生产 成本和资源消耗。
能耗
化工过程的能耗是指生产过程中所消耗的能源和能量，降低能耗是化工过程的重要发展 方向，可以提高经济效益和环保性能。
VS
新技术
随着科技的不断发展，新技术也不断涌现 ，如微化工技术、3D打印技术等，这些 技术能够实现精细化工过程控制和产品制 造，提高化工过程的效率和安全性。
节能减排与可持续发展
节能减排
随着环保意识的不断提高，节能减排 成为了化工行业的重要发展方向，通 过优化化工过程和采用清洁能源，降 低能源消耗和减少污染物排放。
04
化工过程的优化与控制
化工过程的优化方法
数学模型法
通过建立数学模型描述化工过程 ，利用优化算法求解最优操作条
件。
实验优化法
通过实验设计、实验实施和实验数 据分析，找到最优的工艺参数。
人工智能法
利用机器学习、深度学习等人工智 能技术，对历史数据进行训练和学 习，自动找到最优操作条件。
化工过程的控制策略
化学反应
总结词：反应工程
详细描述：化学反应是化工生产的核 心，涉及到反应速率、反应条件以及 反应过程优化等，对于提高产品质量 和降低能耗具有重要意义。
03
化工过程的分类与特点
化工过程的分类
物理过程
物质状态变化或能量传递的过 程，如蒸发、冷凝、过滤等。
化学过程
物质发生化学反应的过程，如 燃烧、合成、分解等。
生物过程
生物发酵、酶催化等生物化学 过程。
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PPT精品课程课件全册课件汇总
d 内 罐 内 浓 度 改变量
整理并积分：
d
1
2
4 1.5
0.001 0.06
D H
2
0.001
0.06
dv v
4 1.5
4 10
2
0.001 dv 83.73(ln v )| 0.06 v
0.06 83.73 ln 342.8 s 0.001
第2章 流体输送机械 第3章 非均相物系的分离和固体流态化 第4章 传热
精品课程
目录
第5章 蒸馏 第6章 吸收 第7章 蒸馏和吸收塔设备 第8章 液－液萃取 第9章 干燥
0 绪论
0.1 化工生产与单元操作 0.2 单位制与单位换算 0.3 物料衡算与能量衡算
返回
4 19:35:23
8 19:35:23
洗衣粉的工艺流程
燃硫
转化塔
气
净气放空
磺化器
静电除雾器
碱洗塔
（化学吸收）
（反应） （分离） 液体磺酸
NaOH
其它液、 固计量
反应器 配料缸
布袋除尘
喷雾干燥 塔 （干燥）
大 气
旋转混 合器 包装 返回
9 19:35:23
单元操作的研究内容与方向：
单元操作的基本原理；
单元操作典型设备的结构； 研究内容
19 19:35:23
KNO3组分物衡： 0.5S = 0.375R + 0.96P 两式联立解得： R=766.6 kg/h
例2：非稳态时的物料衡算
（P6例 0-4） 用1.5m3/s送 风量将罐内有机气体由6%
1.5m3/s v=v% H=10m 1.5m3/s v=0%
北京化工大学《化工原理》内部教学课件
北京化工大学化工原理电子课件
1.1 流体静力学
1.1.1 密度 1.1.2 压力 1.1.3 流体静力学平衡方程
1
返回
北京化工大学化工原理电子课件
第一章 流体流动
1. 研究流体流动问题的重要性 流体是气体与液体的总称。 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。
一、定义
单位体积流体的质量，称为流体的密度。
m
V
kg/m3
二、单组分密度
f ( p,T )
液体 密度仅随温度变化（极高压力除外），其变
化关系可从手册中查得。
7
返回
北京化工大学化工原理电子课件
气体 当压力不太高、温度不太低时，可按理想 气体状态方程计算：
pM
RT
注意：手册中查得的气体密度都是在一定压力与温度 下之值，若条件不同，则密度需进行换算。
9
返回
北京化工大学化工原理电子课件
混合液体 假设各组分在混合前后体积不变，则有
1 a1 a2 an
m 1 2
n
a1 , a2 an ——液体混合物中各组分的质量分率。
四、比容
单位质量流体具有的体积，是密度的倒数。
vV 1
m
m3/kg
10
返回
北京化工大学化工原理电子课件
1.1.2 压力
——连续性方程 1.2.4 定态流动系统的能量守恒
——柏努利方程
1
返回
北京化工大学化工原理电子课件
1.2 流体动力学
1.2.1 流体的流量与流速 一、流量
1. 体积流量
单位时间内流经管道任意截面的流体体积。
VS——m3/s或m3/h 2.质量流量
1.1 流体静力学
1.1.1 密度 1.1.2 压力 1.1.3 流体静力学平衡方程
1
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北京化工大学化工原理电子课件
第一章 流体流动
1. 研究流体流动问题的重要性 流体是气体与液体的总称。 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。
一、定义
单位体积流体的质量，称为流体的密度。
m
V
kg/m3
二、单组分密度
f ( p,T )
液体 密度仅随温度变化（极高压力除外），其变
化关系可从手册中查得。
7
返回
北京化工大学化工原理电子课件
气体 当压力不太高、温度不太低时，可按理想 气体状态方程计算：
pM
RT
注意：手册中查得的气体密度都是在一定压力与温度 下之值，若条件不同，则密度需进行换算。
9
返回
北京化工大学化工原理电子课件
混合液体 假设各组分在混合前后体积不变，则有
1 a1 a2 an
m 1 2
n
a1 , a2 an ——液体混合物中各组分的质量分率。
四、比容
单位质量流体具有的体积，是密度的倒数。
vV 1
m
m3/kg
10
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1.1.2 压力
——连续性方程 1.2.4 定态流动系统的能量守恒
——柏努利方程
1
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1.2 流体动力学
1.2.1 流体的流量与流速 一、流量
1. 体积流量
单位时间内流经管道任意截面的流体体积。
VS——m3/s或m3/h 2.质量流量
《化工原理》课件
进行期末考试，综合评估学生在整个课程中的学 习成果。
学习资源
1 教材推荐
2 参考书目
除了《化工原理》教材外， 我们还推荐以下参考教材， 有助于更深入地理解化工 原理。
在课程中提供的参考书目 中，您可以找络资源
我们提供一些网络资源， 供学生进一步学习化工原 理和实际应用。
推荐使用《化工原理》教材， 该教材详细解释了化工原理 的基本概念和实际应用。
重要概念
1 反应原理
了解不同类型的化学反应和它们的原理，如 合成反应、分解反应和酸碱反应。
2 质量守恒与能量守恒
理解质量守恒定律和能量守恒定律，并学会 在化工过程中应用。
3 化学平衡
4 反应动力学
学习如何计算和控制化学反应中的平衡常数， 以及如何进行反应平衡的优化。
《化工原理》PPT课件
欢迎来到《化工原理》PPT课件！本课程将介绍化工基本原理和实际应用，帮 助您理解化工流程和反应动力学。
课程介绍
课程目标
掌握化工基本原理，理解反 应动力学，培养化工工艺设 计的能力。
课程概述
介绍化工原理相关的重要概 念和实际应用，涵盖质量守 恒、能量守恒和化学平衡等 方面。
教材介绍
掌握反应速率和化学动力学的概念，了解如 何改变反应速率和提高反应效率。
实际应用
化工工艺流程
了解化工工艺流程的基本原理，包括物料流动、反 应控制和产品分离等关键步骤。
催化剂的应用
探索催化剂在化工过程中的重要作用，了解如何选 择和使用催化剂以提高反应效率。
课程评估
课堂作业 期中考试 期末考试
通过完成课堂作业，巩固对课程知识的理解和应 用能力。 进行期中考试，评估学生对化工原理的掌握程度。
学习资源
1 教材推荐
2 参考书目
除了《化工原理》教材外， 我们还推荐以下参考教材， 有助于更深入地理解化工 原理。
在课程中提供的参考书目 中，您可以找络资源
我们提供一些网络资源， 供学生进一步学习化工原 理和实际应用。
推荐使用《化工原理》教材， 该教材详细解释了化工原理 的基本概念和实际应用。
重要概念
1 反应原理
了解不同类型的化学反应和它们的原理，如 合成反应、分解反应和酸碱反应。
2 质量守恒与能量守恒
理解质量守恒定律和能量守恒定律，并学会 在化工过程中应用。
3 化学平衡
4 反应动力学
学习如何计算和控制化学反应中的平衡常数， 以及如何进行反应平衡的优化。
《化工原理》PPT课件
欢迎来到《化工原理》PPT课件！本课程将介绍化工基本原理和实际应用，帮 助您理解化工流程和反应动力学。
课程介绍
课程目标
掌握化工基本原理，理解反 应动力学，培养化工工艺设 计的能力。
课程概述
介绍化工原理相关的重要概 念和实际应用，涵盖质量守 恒、能量守恒和化学平衡等 方面。
教材介绍
掌握反应速率和化学动力学的概念，了解如 何改变反应速率和提高反应效率。
实际应用
化工工艺流程
了解化工工艺流程的基本原理，包括物料流动、反 应控制和产品分离等关键步骤。
催化剂的应用
探索催化剂在化工过程中的重要作用，了解如何选 择和使用催化剂以提高反应效率。
课程评估
课堂作业 期中考试 期末考试
通过完成课堂作业，巩固对课程知识的理解和应 用能力。 进行期中考试，评估学生对化工原理的掌握程度。
化工原理完整教材课件
实验原理理解
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
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
化工原理第01章课件
04
化工设备
反应器
要点一
总结词
反应器是化工生产中用于实现化学反应的设备，其种类繁 多，根据不同的化学反应类型和工艺要求，有不同的结构 和操作方式。
要点二
详细描述
反应器是化工生产的核心设备之一，其设计和操作对化工 产品的质量和产量具有重要影响。反应器的主要类型包括 釜式反应器、管式反应器、塔式反应器、固定床反应器、 流化床反应器等。这些不同类型的反应器各有其特点和使 用范围，需要根据具体的工艺要求进行选择和设计。
精馏操作
总结词
精馏操作是利用混合物中各组分挥发度的不同，通过加热和冷凝的方法实现各组分的分 离。
详细描述
精馏操作是化工生产中常见的分离方法，广泛应用于石油、化工、制药等领域。通过精 馏操作可以将液体混合物分离成不同的馏分，得到高纯度的产品。精馏操作的效率和分
离效果对于产品的质量和产率具有重要影响。
化工原理第01章课件
目录
• 化工原理简介 • 化工原理基础知识 • 化工单元操作 • 化工设备 • 化工原理实验与课程设计
01
化工原理简介
化工原理的定义
01
化工原理是一门研究化学工业中 单元操作过程和设备原理的学科 ，涉及物质分离、传递、反应工 程等领域。
02
它主要关注工业生产过程中物质 和能量的传递、转化和利用，为 化学工程实践提供基础理论和工 程方法。
课程设计任务与要求
任务
学生需根据所学理论知识和实验操作经验，完成一项化工工艺流程设计或设备改造方案设计。
要求
设计方案需符合工艺要求和安全规范，充分考虑经济、环保等因素，并给出详细的计算和分析过程。
课程设计内容与方法
内容
学生需根据课程要求选择合适的工艺流程或设备改造项目，进行流程设计或设备 改造方案设计。涉及的主要内容包括工艺流程图绘制、设备选型、工艺参数确定 等。
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
《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
精选课件ppt
17
返回
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
精选课件ppt
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-精选版课件.ppt
1、牛顿型流体与非牛顿型流体；
2、层流内层与边界层，边界层的分离。
化工原理
本章 内容
2019/12/17
1.1 流体静力学基本方程 1.2 流体流动的基本方程 1.3 流体流动现象 1.4 流体在管内的流动阻力 1.5 管路计算 1.6 流速和流量测量
化工原理
第一节 流体静力学基本方程
1 流体的密度
化工原理
3、液体密度的计算 通常液体可视为不可压缩流体，其密度仅随温度略有变化 （极高压强除外）。 （1）纯组分液体的密度其变化关系可从手册中查得。
（2）混合液体的密度
取1kg液体，令液体混合物中各组分的质量分率分别为:
xwA、xwB、、xwn ,
当m总 1kg时，xwi
其中xwi
mi
2019/12/17
化工原理
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。
掌握 内容
1、流体的密度和粘度的定义、单位、影响因 素及数据的求取；
2、压强的定义、表示法及单位换算； 3、流体静力学基本方程、连续性方程、柏努
利方程及应用； 4、流动型态及其判断，雷诺准数的物理意义
2019/12/17
化工原理
5、 与密度相关的几个物理量
（1）比容：单位质量的流体所具有的体积，用υ表示，单
位为m3/kg。
mi m总
假设混合后总体积不变：
2019/12/17
V总
xwA
A
xwB
B
xwn m总
n m
化工原理
1 xwA xwB xwn
m A B
n
——液体混合物密度计算式
2、层流内层与边界层，边界层的分离。
化工原理
本章 内容
2019/12/17
1.1 流体静力学基本方程 1.2 流体流动的基本方程 1.3 流体流动现象 1.4 流体在管内的流动阻力 1.5 管路计算 1.6 流速和流量测量
化工原理
第一节 流体静力学基本方程
1 流体的密度
化工原理
3、液体密度的计算 通常液体可视为不可压缩流体，其密度仅随温度略有变化 （极高压强除外）。 （1）纯组分液体的密度其变化关系可从手册中查得。
（2）混合液体的密度
取1kg液体，令液体混合物中各组分的质量分率分别为:
xwA、xwB、、xwn ,
当m总 1kg时，xwi
其中xwi
mi
2019/12/17
化工原理
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。
掌握 内容
1、流体的密度和粘度的定义、单位、影响因 素及数据的求取；
2、压强的定义、表示法及单位换算； 3、流体静力学基本方程、连续性方程、柏努
利方程及应用； 4、流动型态及其判断，雷诺准数的物理意义
2019/12/17
化工原理
5、 与密度相关的几个物理量
（1）比容：单位质量的流体所具有的体积，用υ表示，单
位为m3/kg。
mi m总
假设混合后总体积不变：
2019/12/17
V总
xwA
A
xwB
B
xwn m总
n m
化工原理
1 xwA xwB xwn
m A B
n
——液体混合物密度计算式
化工原理课件中北大学
本文由ｃｒｅａｔｅｒ＿贡献 ｐｄｆ文档可能在ＷＡＰ端浏览体验不佳。建议您优先选择ＴＸＴ，或下载源文件到本机 查看。 化工原理 Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ （Ｕｎｉｔ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅ ｅｒｉｎｇ） 目 录 上册 绪论 第一章 流体流动 第二章 流体输送机械 第三章 流体通过颗粒 层的 流动 第四章 颗粒的沉降和 流态化 第五章 传热 下册 第六章 吸收 第七章 蒸馏 第 八章 液液萃取 第九章 其它传质分离 过程 第十章 干燥 中北大学化工与环境学院 化工原理课程组 袁志国 联系电话：３９２１９８６ １３９３４５３４８３８ 联系电话：３９２１９８６ 邮箱：ｎｃｕｓｔｙｚｇ＠ｎｕｃ．ｅｄｕ．ｃ ｎ 邮箱：ｎｃｕｓｔｙｚｇ＠ｎｕｃ．ｅｄｕ．ｃｎ ２００８年９月１日 Ｍｏｎｄａｙ ２００８年 ０ 绪 论 ０．１ 化学工程学 ０．２ 化工过程与单元操作 ０．３ 本课程的性质，要求，目的及研究 方法 ０．４ 单位及单位换算 ０．５ 化工单元操作的基本概念 ０．１ 化学工程学（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ） Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ） ０．１．１ 化学工程的任务 化学工程学的任务： 化学工程师 化学反应 生产过程 一方面，把一个在实验室内证明可行的化学反应发展成为 经济合理，生产安全，技 术先进和产品质量可靠的工业生产过 程．即是把实验室的成果放大成为工业生产过程 ，这叫新工艺 新工艺 的投产（又称为工艺过程的设计开发）． 的投产 另一方面，对原有 工艺进行改进 优化．比如工艺参数的 改进或优化 优化，工艺路线的改进等． ０．１ 化学工程学（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ） Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ） ０．１．２ 化学工程学的产生与发展 化学工程学是研究化学工业和相关过程工业生产中所进 化学工程学 行的化学反 应过程和物理过程共同规律的一门工程学科． ０．１ 化学工程学（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ） Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ） ０．１．２ 化学工程学的产生与发展 单元操作 流体输送 搅拌 沉降 过滤 固体流态化 动量传递 ｍｏｍｅｎｔｕｍ ｔｒａｎｓｆｅｒ 速度差 加热和冷却 （传热） 蒸发 吸收 蒸馏 萃取 干燥 结晶 质量传递 ｍａｓｓ ｔｒａｎｓｆｅｒ 单一产品工艺学 造水泥，陶瓷的硅酸盐工艺学等． 单 元 操 作 例如硫酸工艺学，酒精工艺学，还有制 流体输送，加热和冷却（传热），吸 收，搅拌 ，蒸发，蒸馏，沉降，萃取 过滤，干燥，固体流态化，结晶等 化工传递过程（质量传递，热量 传递 动量传递）和化学反应工程 下一页 热量传递 ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ 温度差 ＂三传 一反＂ 一反＂ 浓度差 返回 １ ０．２ 化工过程与单元操作 ０．２．１ 化学工业（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ） 化学工业 化学工业是将自然界的各种物质，经过化学反应 物理方 化学反应和物理方 法处 理，制造成生产资料 生活资料的工业．一种产品的生产 生产资料和生活资料 过程，从 原料到成品，往往需要几个或几十个加工过程．其中 除了化学反应过程外，还有大量的 物理加工过程，统称为化工 化工 过程． 过程 ０．２ 化工过程与单元操作 ０．２．２ 化工过程（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ） 化工过程（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ） 举例：聚氯乙烯塑料的生产（乙炔法） 方程式： 生产过程： 原料 单元操作
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
《化工原理课件PPT》
学习化工反应器的设计原理和 步骤，了解反应条件对反应器 性能的影响。
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。
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。
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化工原理
Principles of Chemical Engineering (Unit Operation of Chemical Engineering)
LbT c
]
称为该物理量的因次式或量纲式.它表示该物理量的 单位与基本量的单位之间的关系.当a=b=c=0时,
目 录
上册 绪论 第一章 流体流动 第二章 流体输送机械 第三章 流体通过颗粒 层的流动 第四章 颗粒的沉降和 流态化 第五章 传热 下册 第六章 吸收 第七章 蒸馏 第八章 液液萃取 第九章 其它传质分离 过程 第十章 干燥
中北大学化工与环境学院 化工原理课程组
袁志国
0.3 本课程的性质,要求,目的及研究方法
0.3.1 《化工原理》的任务 化工原理》 化学工程学科 热力学和反应工程
在什么条件下所期望的化 学反应才能发生? 反应的速率将会是多大? 不期望的反应(副反应) 速率又会是多大? 转化率为多少?
"化工原理"课程的内容 化工原理"
0.4 单位及单位换算
0.4.1 单位制度
(1)国际制(SI) )国际制 国际制的基本单位共有7个,化工中常用的有5个:长度单 7 位米(m),质量单位千克(kg),时间单位秒(s),温度 单位开尔文(K),物质量单位摩尔(mol). (2)物理制(cgs): )物理制 长度单位厘米(cm),质量单位克(g),时间单位秒(s).国际 制和物理制两种单位都以质量基本单位,属于绝对单位制系统. (3)工程制: )工程制 工程制的基本单位是:长度单位米,力或重量单位千克 (力),时间单位秒.这种单位制的特点是:以力而不以质量作为 基本单位,属于重力单位制系统.
4
0.3 本课程的性质,要求,目的及研究方法
0.3.6 学习《化工原理》课程的要求 学习《 化工原理》
3,掌握化工过程和典型设备的基本计算方法,设备设计 和选型. 除此外,还要学会熟练正确使用物性数据手册,工程手 册,算图以及计算工具. 总之在学习本课程中,应注重以下几方面能力的培养: (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.
化工生产过程实例
氨基比林生产工艺流程
吡唑酮 硫酸二甲酯 水 H2SO4 亚硝酸钠
化工生产过程实例
氨基比林生产工艺流程
4-氨基安替 比林晶体 水 氢气 甲醛 触媒 吸附后的 活性炭
NaOH
活性炭
甲基化
碱处理
0.1 化学工程学(Chemical Engineering) Engineering)
0.1.1 化学工程的任务
化学工程学的任务: 化学工程师 化学反应 生产过程
一方面,把一个在实验室内证明可行的化学反应发展成为 经济合理,生产安全,技术先进和产品质量可靠的工业生产过 程.即是把实验室的成果放大成为工业生产过程,这叫新工艺 新工艺 的投产(又称为工艺过程的设计开发). 的投产 另一方面,对原有工艺进行改进 优化.比如工艺参数的 改进或优化 优化,工艺路线的改进等.
1
0.2 化工过程与单元操作
0.2.1 化学工业(Chemical Industry) 化学工业
化学工业是将自然界的各种物质,经过化学反应 物理方 化学反应和物理方 法处理,制造成生产资料 生活资料的工业.一种产品的生产 生产资料和生活资料 过程,从原料到成品,往往需要几个或几十个加工过程.其中 除了化学反应过程外,还有大量的物理加工过程,统称为化工 化工 过程. 过程
发酵反应
菌体,残渣
过滤
中和过滤
废糖液 H2SO4
浓缩 精制
磷酸(医药, 食品用)
干燥
产品
离心
结晶
浓缩
净化
粗盐液
酸解过滤
过滤
滤渣石膏
0.3.4《化工原理》的研究方法 0.3.4《 化工原理》
实验研究方法(经 验 法) 实验研究方法( 数学模型法(半经验半理论方法) 数学模型法
0.3 本课程的性质,要求,目的及研究方法
0.3.5 学习《化工原理》的目的 学习《 化工原理》
( 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. 强化操作 诊断过程 开发工艺 创新设计 掌握规律
安替比林
配料
硫酸安替 比林
亚Hale Waihona Puke 化 还原剂 液氨 硫酸 溶解
氢化
脱色
蒸馏水
压滤
4-氨基安替比林晶体 制氨基比林
离心 脱水
结晶
还原
氨基比林 成品
气流 干燥
0.1 化学工程学(Chemical Engineering) Engineering)
0.1.2 化学工程学的产生与发展
化学工程学是研究化学工业和相关过程工业生产中所进 化学工程学 行的化学反应过程和物理过程共同规律的一门工程学科.
0.1 化学工程学(Chemical Engineering) Engineering)
化工生产装置实例
0.2 化工过程与单元操作
0.2.3 单元操作(Unit Operation) 单元操作(Unit Operation)
(1)按传递方式 传递方式可以归纳为三类: ① 以流体动力学(动量传递)为基础,包括流体输送, 沉降过滤,离心分离,搅拌,固体流态化等; ② 以热量传递理论为基础,包括加热,冷却,蒸发等; ③ 以质量传递理论为基础,包括蒸馏,吸收,吸附,萃 取,干燥,结晶,膜分离等.进行这些操作的目的一般是将 混合物分离,故它们又称之为分离操作 分离操作.
氨基比林湿品
洗涤 脱水
成品结晶
4-氨基安替比林母液 制安乃近
母液浓缩回收
2
化工生产装置实例
化工生产装置实例
甲醇回收装置
化工生产装置实例
化工生产装置实例
大芳烃装置
合成氨装置
0.4 单位及单位换算
0.4.1 单位制度
表1 cgs制与工程制的基本单位 cgs制 量的 名称 单位 符号 长度 cm 质量 g 时间 s 温度 ℃ 长度 m 工程制 力 kgf 时间 s 温 度 ℃
0.4 单位及单位换算
0.4.2 因次
法定计量单位中,基本量如:长度,质量,时间,温度可 分别用符号L,M,T,θ表示,则导出量可由这些基本量的符 号组合而成. 例如,速度可用 LT 1 ,加速度用 LT 2
联系电话:3921986 13934534838 联系电话:3921986 邮箱:ncustyzg@ 邮箱:ncustyzg@ 2008年9月1日 Monday 2008年
0 绪 论
0.1 化学工程学 0.2 化工过程与单元操作 0.3 本课程的性质,要求,目的及研究方法 0.4 单位及单位换算 0.5 化工单元操作的基本概念
尿素装置
3
0.2 化工过程与单元操作
0.2.3 单元操作(Unit Operation) 单元操作(Unit Operation)
(2)按其操作的功能 功能可以分为: ① 物料的增压,减压和输送(流体输送等); ② 物料的混合和分散(搅拌等); ③ 物料的加热和冷却(传热等); ④ 均相混合物的分离(蒸发,蒸馏,结晶等) ⑤ 多相混合物的分离(沉降,过滤,干燥等).
0.2 化工过程与单元操作
0.2.2 化工过程(Chemical Process) 化工过程(Chemical Process)
举例:聚氯乙烯塑料的生产(乙炔法) 方程式:
生产过程:
原料
单元操作
反应过程
单元操作
产品
0.3 本课程的性质,要求,目的及研究方法
0.3.6 学习《化工原理》课程的要求 学习《 化工原理》
对大家学习好本课程提出如下三点要求: 1,掌握流体流动,传热,传质等化工过程的基本原理及 典型设备的构造,性能; 2,了解和掌握化工中的主要观点和方法 (1)速率与效率的观点为; (2)最优化的观点; (3)掌握一些研究工程问题的特殊方法:实验研究方法 (经验法)和数学模型法(半经验半理论方法).
化工原理是化工及相关过程工程类专业的重要技术基础 技术基础 课,在基础科学理论与工程实际之间起着桥梁作用 桥梁作用,着重培 养同学们应用 应用基础知识的能力和工程实践 工程实践的素养.讲授化工 单元操作的基本原理 典型设备的结构,操作性能 设计计 基本原理,典型设备 操作性能和设计计 算, 设备的选型 设计及实验研究方法 选型和设计 实验研究方法等.
[
]
[
]
,力用 [MLT
2
]
表示.若某物理量以 M a LbT c 表示, 则称它为该物理量的因次 或量纲(dimension),严格地说,指数a,b,c称为因次 因次.
[
]
[M
a
例如硫酸工艺学,酒精工艺学,还有制 流体输送,加热和冷却(传热),吸 收,搅拌,蒸发,蒸馏,沉降,萃取 过滤,干燥,固体流态化,结晶等 化工传递过程(质量传递,热量传递 动量传递)和化学反应工程 下一页
热量传递 heat transfer 温度差
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化工原理
Principles of Chemical Engineering (Unit Operation of Chemical Engineering)
LbT c
]
称为该物理量的因次式或量纲式.它表示该物理量的 单位与基本量的单位之间的关系.当a=b=c=0时,
目 录
上册 绪论 第一章 流体流动 第二章 流体输送机械 第三章 流体通过颗粒 层的流动 第四章 颗粒的沉降和 流态化 第五章 传热 下册 第六章 吸收 第七章 蒸馏 第八章 液液萃取 第九章 其它传质分离 过程 第十章 干燥
中北大学化工与环境学院 化工原理课程组
袁志国
0.3 本课程的性质,要求,目的及研究方法
0.3.1 《化工原理》的任务 化工原理》 化学工程学科 热力学和反应工程
在什么条件下所期望的化 学反应才能发生? 反应的速率将会是多大? 不期望的反应(副反应) 速率又会是多大? 转化率为多少?
"化工原理"课程的内容 化工原理"
0.4 单位及单位换算
0.4.1 单位制度
(1)国际制(SI) )国际制 国际制的基本单位共有7个,化工中常用的有5个:长度单 7 位米(m),质量单位千克(kg),时间单位秒(s),温度 单位开尔文(K),物质量单位摩尔(mol). (2)物理制(cgs): )物理制 长度单位厘米(cm),质量单位克(g),时间单位秒(s).国际 制和物理制两种单位都以质量基本单位,属于绝对单位制系统. (3)工程制: )工程制 工程制的基本单位是:长度单位米,力或重量单位千克 (力),时间单位秒.这种单位制的特点是:以力而不以质量作为 基本单位,属于重力单位制系统.
4
0.3 本课程的性质,要求,目的及研究方法
0.3.6 学习《化工原理》课程的要求 学习《 化工原理》
3,掌握化工过程和典型设备的基本计算方法,设备设计 和选型. 除此外,还要学会熟练正确使用物性数据手册,工程手 册,算图以及计算工具. 总之在学习本课程中,应注重以下几方面能力的培养: (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.
化工生产过程实例
氨基比林生产工艺流程
吡唑酮 硫酸二甲酯 水 H2SO4 亚硝酸钠
化工生产过程实例
氨基比林生产工艺流程
4-氨基安替 比林晶体 水 氢气 甲醛 触媒 吸附后的 活性炭
NaOH
活性炭
甲基化
碱处理
0.1 化学工程学(Chemical Engineering) Engineering)
0.1.1 化学工程的任务
化学工程学的任务: 化学工程师 化学反应 生产过程
一方面,把一个在实验室内证明可行的化学反应发展成为 经济合理,生产安全,技术先进和产品质量可靠的工业生产过 程.即是把实验室的成果放大成为工业生产过程,这叫新工艺 新工艺 的投产(又称为工艺过程的设计开发). 的投产 另一方面,对原有工艺进行改进 优化.比如工艺参数的 改进或优化 优化,工艺路线的改进等.
1
0.2 化工过程与单元操作
0.2.1 化学工业(Chemical Industry) 化学工业
化学工业是将自然界的各种物质,经过化学反应 物理方 化学反应和物理方 法处理,制造成生产资料 生活资料的工业.一种产品的生产 生产资料和生活资料 过程,从原料到成品,往往需要几个或几十个加工过程.其中 除了化学反应过程外,还有大量的物理加工过程,统称为化工 化工 过程. 过程
发酵反应
菌体,残渣
过滤
中和过滤
废糖液 H2SO4
浓缩 精制
磷酸(医药, 食品用)
干燥
产品
离心
结晶
浓缩
净化
粗盐液
酸解过滤
过滤
滤渣石膏
0.3.4《化工原理》的研究方法 0.3.4《 化工原理》
实验研究方法(经 验 法) 实验研究方法( 数学模型法(半经验半理论方法) 数学模型法
0.3 本课程的性质,要求,目的及研究方法
0.3.5 学习《化工原理》的目的 学习《 化工原理》
( 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. 强化操作 诊断过程 开发工艺 创新设计 掌握规律
安替比林
配料
硫酸安替 比林
亚Hale Waihona Puke 化 还原剂 液氨 硫酸 溶解
氢化
脱色
蒸馏水
压滤
4-氨基安替比林晶体 制氨基比林
离心 脱水
结晶
还原
氨基比林 成品
气流 干燥
0.1 化学工程学(Chemical Engineering) Engineering)
0.1.2 化学工程学的产生与发展
化学工程学是研究化学工业和相关过程工业生产中所进 化学工程学 行的化学反应过程和物理过程共同规律的一门工程学科.
0.1 化学工程学(Chemical Engineering) Engineering)
化工生产装置实例
0.2 化工过程与单元操作
0.2.3 单元操作(Unit Operation) 单元操作(Unit Operation)
(1)按传递方式 传递方式可以归纳为三类: ① 以流体动力学(动量传递)为基础,包括流体输送, 沉降过滤,离心分离,搅拌,固体流态化等; ② 以热量传递理论为基础,包括加热,冷却,蒸发等; ③ 以质量传递理论为基础,包括蒸馏,吸收,吸附,萃 取,干燥,结晶,膜分离等.进行这些操作的目的一般是将 混合物分离,故它们又称之为分离操作 分离操作.
氨基比林湿品
洗涤 脱水
成品结晶
4-氨基安替比林母液 制安乃近
母液浓缩回收
2
化工生产装置实例
化工生产装置实例
甲醇回收装置
化工生产装置实例
化工生产装置实例
大芳烃装置
合成氨装置
0.4 单位及单位换算
0.4.1 单位制度
表1 cgs制与工程制的基本单位 cgs制 量的 名称 单位 符号 长度 cm 质量 g 时间 s 温度 ℃ 长度 m 工程制 力 kgf 时间 s 温 度 ℃
0.4 单位及单位换算
0.4.2 因次
法定计量单位中,基本量如:长度,质量,时间,温度可 分别用符号L,M,T,θ表示,则导出量可由这些基本量的符 号组合而成. 例如,速度可用 LT 1 ,加速度用 LT 2
联系电话:3921986 13934534838 联系电话:3921986 邮箱:ncustyzg@ 邮箱:ncustyzg@ 2008年9月1日 Monday 2008年
0 绪 论
0.1 化学工程学 0.2 化工过程与单元操作 0.3 本课程的性质,要求,目的及研究方法 0.4 单位及单位换算 0.5 化工单元操作的基本概念
尿素装置
3
0.2 化工过程与单元操作
0.2.3 单元操作(Unit Operation) 单元操作(Unit Operation)
(2)按其操作的功能 功能可以分为: ① 物料的增压,减压和输送(流体输送等); ② 物料的混合和分散(搅拌等); ③ 物料的加热和冷却(传热等); ④ 均相混合物的分离(蒸发,蒸馏,结晶等) ⑤ 多相混合物的分离(沉降,过滤,干燥等).
0.2 化工过程与单元操作
0.2.2 化工过程(Chemical Process) 化工过程(Chemical Process)
举例:聚氯乙烯塑料的生产(乙炔法) 方程式:
生产过程:
原料
单元操作
反应过程
单元操作
产品
0.3 本课程的性质,要求,目的及研究方法
0.3.6 学习《化工原理》课程的要求 学习《 化工原理》
对大家学习好本课程提出如下三点要求: 1,掌握流体流动,传热,传质等化工过程的基本原理及 典型设备的构造,性能; 2,了解和掌握化工中的主要观点和方法 (1)速率与效率的观点为; (2)最优化的观点; (3)掌握一些研究工程问题的特殊方法:实验研究方法 (经验法)和数学模型法(半经验半理论方法).
化工原理是化工及相关过程工程类专业的重要技术基础 技术基础 课,在基础科学理论与工程实际之间起着桥梁作用 桥梁作用,着重培 养同学们应用 应用基础知识的能力和工程实践 工程实践的素养.讲授化工 单元操作的基本原理 典型设备的结构,操作性能 设计计 基本原理,典型设备 操作性能和设计计 算, 设备的选型 设计及实验研究方法 选型和设计 实验研究方法等.
[
]
[
]
,力用 [MLT
2
]
表示.若某物理量以 M a LbT c 表示, 则称它为该物理量的因次 或量纲(dimension),严格地说,指数a,b,c称为因次 因次.
[
]
[M
a
例如硫酸工艺学,酒精工艺学,还有制 流体输送,加热和冷却(传热),吸 收,搅拌,蒸发,蒸馏,沉降,萃取 过滤,干燥,固体流态化,结晶等 化工传递过程(质量传递,热量传递 动量传递)和化学反应工程 下一页
热量传递 heat transfer 温度差