高职高专化工原理教学课件陆美娟版下册复习提纲PPT课件

合集下载

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

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

化工原理复习课件共85页PPT资料

（5）旋风分离器的性能参数
气体处理量分离效率气体通过旋风分离器的压强降。
重点三：
过滤操作的基本概念过滤基本方程式恒压恒速过滤方程式
1. 过滤的基本概念
以多孔物质为介质，在外力的作用下，使悬浮液中的液体通过介质的孔道，固体颗粒被截留在多孔介质上，从而实现固液分离的操作。
2. 过滤基本方程式
2.旋风分离器
1、离心沉降速度ur
惯性离心力=
dd33
66
ss
uu22 TtTt RR
向心力=
d3

u2 Tt
6R
阻力=
d2

u
2 r
42
三力达到平衡，则：
d3
6
s
u2 tT R

d3

u2 Tt
d 2
u
2 r
0
6 R 42
（1）离心沉降速度的通式
ur
4d
⑨连接SF并延长至E’得脱溶剂后的量
E
M
S
③萃取剂极限用量：
原料量F及组成一定，增大S，M向S点靠近。
D点：最小溶剂用量，Smin
FD Smin F DS0
G点：最大溶剂用量，Smax
S max

F
GF GS 0
萃取操作S应满足下列条件：
Smin S Smax
A
FD M E
R
G S0
溶液中溶质浓度提高的单元操作称为蒸发，所用的设备称为蒸
发器。
2.加热蒸气和二次蒸气
蒸发需要不断的供给热能。工业上采用的热源通常为水蒸气，而蒸发的物料大多是水溶液，蒸发时产生的蒸气也是水蒸
气。为了易于区别，前者称为加热蒸气或生蒸气，后者称为二次蒸气。

化工原理(下册)教学课件

2.再沸器的热负荷
QB V IVW WI LW LI Lm QL
ILW ILW， V L W
QB V IVW ILW QL
Wh
QB I B1 I B2
精馏过程的节能：
热泵精馏多效精馏
间歇精馏
特点：①非稳态过程。釜液随时间变化，塔内操作参数也随位置和时间变化。②只有精馏段。
CD cSml
(Re
L
)0.67
(
ScL
)0.33
(Ga
)0.33
式中：特征尺寸l为填料直径m。
㈣经验公式
⑴ 用水吸收氨：主要阻力在气膜，气膜吸收经验式为：
kG a 6.07 10 4 G 0.9W 0.39
( kmol /(m3 h kPa) )
式中：G__气相空塔质量速度，kg /(m2 h)
基本操作方式：①馏出液组成恒定，回流比不断加大。②回流比恒定，馏出液浓度不断变小。
回流比恒定时的间歇精馏计算
1.理论板层数
①先计算最小回流比，最确定R
Rm in
xD1 yF yF xF
R 1.1 ~ 2Rmin
②图解理论板层数
2.操作每一瞬间如下图所示 3.各参数关系式
ln F xF dxW
kLa cW 0.82
1/ h
kmol /(m3 h kPa)
式中：c为常数，
温度 10℃ 15℃ 20℃ 25℃ 30℃
c
0.0093 0.0102 0.0116 0.0128 0.0143
适用条伴：①气体的空塔质量速率G为320-4150kg/(m2.h) ，液体的空塔质量速率W为4400-58500kg/(m2.h) ；②直径为25mm的环形填料。

高职高专化工原理课件-陆美娟版-1-4连续性方程、伯努利方程(一)省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等

u1
d2 d1
2 u2
0.1 2
10
2
2 104
m
/
s
结论：若d1>>d2，则u1≈0
三、流体定常流动过程旳机械能衡算 ——柏努利方程
1、理想流体定常流动时旳机械能衡算
1）流动流体具有旳机械能形式 ①位能流体因处于重力场相对于基准面而具有旳能量
质量为m流体旳位能 mgZ (J ) 单位质量流体旳位能 gZ (J / kg)
1
1
z1
’0
2 2’
z2
0 ’
对于理想流体，当没有外加功时
gZ1
u12 2
p1
gZ2
u22 2
p2
——柏努利方程
3）柏努利方程旳讨论
A、机械能之间旳相互转化(如前图） B、可还原为流体静力学方程 C、对气体当其压强变化不大时可用平均密度带入上式 D、方程左右两边压强同用绝压，或同用表压
不同衡算基准下旳机械能形式
②动能
流体以一定旳流速流动而具有旳能量
质量为m，流速为u旳流体所具有旳动能 1 mu2 (J )
单位质量流体所具有旳动能
1 u2(J
2 / kg)
2
③静压能（流动功）
现象：
经过某截面旳流体具有旳用于克服压力功旳能量
设质量为m，体积为V旳流体经过截面1-1’
把该流体推动此截面所需旳作用力为： pA
u12 2g
p1
g
Z2
u22 2g
p2
g
单位体积流体为衡算基准，J/m3=Pa
gZ1
u12
2
p1
gZ2
u22
2
p2
例 1-11

高职高专化工原理教学课件陆美娟版精馏4 理论塔板数的计算、进料热状况参数q

化工原理----精馏化工原理----精馏 ----
♫（2）进料板作衡算（
Hm,L
Hm,V
L F
Hm,F
V 精馏段
F 总物料衡算：总物料衡算： + L + V ′ = L′ + V
热量衡算：热量衡算：
FH m ,F + LH m , L + V ′H m ,V′ = L′H m ,L′ + VH m , V
本节内容
☼一、理论塔板数的计算一理论塔板数的计算 ☼二、进料热状况参数二进料热状况参数q
化工原理----精馏化工原理----精馏 ----
一、理论塔板数的计算
理论板数的计算方法：理论板数的计算方法： ☼ 1、逐板计算法、 ☼ 2、图解法、 ☼ 3、简捷法（吉利兰关联图）、简捷法（吉利兰关联图）
化工原理----精馏化工原理----精馏 ----
L′ − L H m , V − H m , F = =q F H m, V − H m, L
⇒ L′ = L + qF
由上式和进料板物料衡算，物料衡算，得
V = V ′ + (1 − q ) F
通式
q
液化分数
化工原理----精馏化工原理----精馏 ----
q=0
F
＜ ♫（5）过热蒸汽进料 q＜0 （
L′
V′
过热蒸汽进料
化工原理----精馏化工原理----精馏 ----
小结
☼ 1、逐板计算法求理论塔板数、逐板计算法求理论塔板数 ☼ 2、用图解法求理论塔板数、
A、平衡线 B、精馏段操作线 C、提馏段操作线 D、在平衡线与操作线之间画梯级

高职高专化工原理课件陆美娟版 1-3静力学方程的应用、流量流速管径的确定

π
4
VS = uA WS = uAρ Ws VS ρ = G= = uρ A A
2
d 即，u = VS
π
4
d
2
4VS ∴d = πu
输送任务
适宜流速（适宜流速（表1-1）） ——管道直径的计算式管道直径的计算式
实际生产中，管道直径应如何确定？实际生产中，管道直径应如何确定？
例1-7
• 1、输送任务（体积流量）、输送任务（体积流量） • 2、根据输送介质从表1-1中选择流速、根据输送介质从表中选择流速 • 3、根据公式1-22计算管径、根据公式计算管径 • 4、根据计算的管径值查附录，找到一个与之、根据计算的管径值查附录，接近的管子 • 5、将选用的管子尺寸反过来算流速，看是否、将选用的管子尺寸反过来算流速，在适宜流速范围。如果不适宜则从第2步开始在适宜流速范围。如果不适宜则从第步开始
根据流体静力学方程可以导出：根据流体静力学方程可以导出：
p1 − p2 = (ρ A − ρC )gR
——微压差计两点间压差计算公式微压差计两点间压差计算公式
A、C两种指示液密度非常接近、两种指示液密度非常接近
5) 单管压差计形管的一端与被测流体相连接，若U形管的一端与被测流体相连接，另一端与大形管的一端与被测流体相连接气相通，那么读数就反映了被测流体的绝对压气相通，那么读数R就反映了被测流体的绝对压强与大气压之差，也就是被测流体的表压强与大气压之差，也就是被测流体的表压
p1 = 炉内压强 = pa + 10.7 ×10
3
p2 = pa + ρgh
h = 1.09m
Q p1 = p2
∴ pa + 10.7 ×103 = pa + ρgh

高职高专化工原理教学课件陆美娟版流体输送机械 .ppt

Q n(D)
H n2(D2)
N n3(D3)
优点：不因调节流量而损失能量适用：流量变化幅度大的场合
HM H’ M
H H- Q
;
Q Q’M Q,M
改变转速时工作点的变化
五、离心泵的汽蚀现象和安装高度
1、离心泵的汽蚀现象 1
列0-0及1-1间的机械能衡算式：
泵性能--离心泵特性曲线管路特性--管路特性曲线
1、管路特性曲线方程
u12 2g

p1
g

z1

He

u22 2g

p2
g

z2

H
f
He

z
p2 p1
g

u22 u12 2g

Hf
只由管路两端实际条件决定，令其为A
l
Hf d
le
u2 2g

8
2g
B、泵的入口管比出口管大，为什么？ C、泵的流量调节阀为什么安装在排出口一端？ D、输送20℃的水和60 ℃的水，哪个温度更容易
发生汽蚀？
例题2-5、2-6、2-7
小结
1、离心泵流量的调节方法 2、离心泵的汽蚀与允许安装高度
作业
P. 98 2-5
练习
1
为保证离心泵的正常工作，叶轮中心处的压力必须＿＿＿液体的饱和蒸汽压
1
Hg
p0
g

p1
g

u12 2g

Hg

H f ,01
p0
0
0
Hg

p0 p1
g
u12 2g

化工原理PPT课件讲义

• 以氯碱生产为例说明化工生产过程的基本步骤。
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)

高职高专化工原理课件-陆美娟版-绪论

反应的特点：放热反应、吸热反应，加压、微负压，反应温度
液氨汽化气氨 CO2 H2O
磷石膏
过滤
碳化冷却
输送
搅拌加热
转化
过滤
输送
造粒
离心分离
蒸发结晶
输送
沉降中和
化工生产过程
化学反应过程
物理处理过程
——单元操作
1、本门课研究的内容
• （1）单元操作：原理，计算 • （2）设备：合理结构、尺寸，改进的尺寸
计算包括：设计型计算和操作型计算
• （3）传递过程速率的计算
• （4）过程的热力学极限与临界点的计算（物理化学概念）
• （5）物性计算
三、物料衡算与热量衡算
1、物料衡算
衡算的步骤:
A、确定衡算范围
一个设备，一个过程，一个工段，一个车间，一个厂
B、选定衡算基准
时间基准 s ，h，d，y;物料量基准
物的某些基本特征（3）是量纲分析法的基础
小结
• 1、本门课研究的主要内容 • 2、常用术语
C、选择联系物质，列衡算式
总物料形式、组分形式
D、求解
2、热量衡算
如果有化学反应，则输入项应包括反应热Qr，能量衡算的步骤与物料衡算一样（基准、范围）
3、衡算式的作用
• 确定过程设备的形式、尺寸 • 确定物料和能量的输出输入形式、方法及措施 • 物料及能量的综合利用 • 考察操作偏离正常情况的程度 • 优化工艺流程及操作参数
四、量纲一致性与单位一致性
1、单位与单位制
任何物理量的大小都是用数字与单位的乘积来表示的，因此，物理量的单位与数字应一并纳入运算。
CGS制（物理单位制）、MKS制（米制单位制）、工程单位制、国际单位制（SI制）

高职高专化工原理教学课件陆美娟版传热 4-6 传热系数

例 4-13
某厂使用初温为25℃ 某厂使用初温为 ℃的冷却水将流量为 1.4kg/s的气体从 ℃逆流冷却至35℃，换的气体从50℃逆流冷却至 ℃ 的气体从热器的面积为20m2，经测定传热系数约为热器的面积为 230W/(m2.℃)。已知气体平均比热容为 ℃。 1.0kJ/(kg.℃)，试求冷却水用量及出口温度。 ℃ ，试求冷却水用量及出口温度。
设管外为热流体，设管外为热流体，管内为冷流体取传热面积为dA的微元段，各部分传热速率方程：取传热面积为的微元段，各部分传热速率方程：的微元段
T − Tw 管外侧流体热对流：管外侧流体热对流：dQ = α 0 (T − Tw ) dA0 = 1 (α 0 dA0 ) Tw − t w λ 管壁导热：管壁导热： dQ = (Tw − t w )dAm = δ δ (λdAm )
表 4-7
5、几点讨论、
do 1 d0 1 1 δ d0 = + Rso + + Rsi + K α0 λ dm di αi di
平壁或（1）当传热面为平壁或薄管 Ai ≈ Ao ≈ Am ）当传热面为平壁
1 1 δ 1 = + Rso + + Rsi + λ αi K αo
金属管，（2）若为金属管，清洁流体）若为金属管金属薄（3）若为金属薄管，清洁流体）若为金属
Q
tw
∴ dQ =
1 δ 1 + + α 0 dA0 λdAm α i dAi
T −t
∑ ∆t = ∑R
冷流体 t
1 1 δ 1 即， = + + KdA α 0 dA0 λdAm α i dAi

化工原理ppt课件汇总全套ppt完整版课件最全教学教程整套课件全书电子教案全套电子讲义完整版ppt

二、压力、流速和流量的测量
为了了解和控制生产过程，需要测定管路或设备内的压力、流速及流量等参数，以便合理地选用和安装测量仪表。而这些测量仪表的工作原理又多以流体的静止或流动规律为依据。
第二节流体静力学
一、流体的压缩性
流体的特征是分子之间的内聚力极小，几乎有无限的流动性，而且可以几乎毫无阻力地将其形状改变。当流速低于声速时，气体和液体的流动具有相同的规律。
热力学基本方程式是以液体为例推导出来的，也适用于气体。因在化工容器中，气体的密度也可认为是常数。值得注意的是，静力学基本方程式只能用于静止的连通着的同一种流体内部，因为他们是根据静止的同一种连续的液柱导出的。
3、静力学基本方程的应用流体静力学基本方程在化工生产过程中应用广泛，通常用于测量流体的压力或压差、液体的液位高度等。
2、静力学基本方程的讨论
（1）在静止的液体中，液体任一点的压力与液体密度和其深度有关。液体密度越大，深度越大，则该点的压力越大。
（2）在静止的、连续的同一液体内，处于同一水平面上各点的压力均相等。此压力相等的截面称为等压面。
第二节流体静力学
(3) 当液体上方的压力或液体内部任一点的压p1 力有变化时，液体内部各点的压力p2 也发生同样大小的变化。
气压强为基准测得的流体表压=绝对压强－（外界）大气压强
③真空度当被测流体内的绝对压强小于当地（外界）大气压强时，使用真空表进行测量时真空表上的读数称为真空度。即
真空度=（外界）大气压强－绝对压强
第二节流体静力学
在这种条件下，真空度值相当于负的表压值。图1-1 绝对压强、表压和真空度的关系因此，由压力表或真空表上得出的读数必须根据当时、当地的大气压强进行校正，才能得到测点的绝对压。绝对压强、表压强与真空度之间的关系，可以用图11表示。为了避免绝对压强、表压与真空度三者关系混淆，在以后的讨论中规定，对表压和真空度均加以标注，如 2000Pa（表压）、600mmHg（真空度）。如果没有注明，即为绝压。

高职高专化工原理教学课件陆美娟版精馏1蒸馏概述、气液相平衡

化工原理----精馏化工原理----精馏 ----
小结
☼1、蒸馏的目的、依据 1 蒸馏的目的、 ☼2、汽液相平衡关系：t-x-y图、 2 汽液相平衡关系： y-x图 ☼3、相对挥发度 3
化工原理----精馏化工原理----精馏 ----
作业
☼ P.119 7-4，7-5 7-
化工原理----精馏化工原理----精馏 ---定律可得
0 ν B= pB
化工原理----精馏化工原理----精馏 ----
♫（3）讨论：（讨论：
۞①在图中平衡线上各点温度不同，但温度对 ①在图中平衡线上各点温度不同，的影响较小，故可在0 区间内取平均值。 α的影响较小，故可在0~1区间内取平均值。
化工原理----精馏化工原理----精馏 ----
二、蒸馏操作的分类
操作方式：间歇蒸馏、连续蒸馏操作方式：间歇蒸馏、操作压力：加压、常压、真空蒸馏操作压力：加压、常压、蒸馏方式：简单蒸馏、平衡蒸馏（蒸馏方式：简单蒸馏、平衡蒸馏（闪）、精馏精馏、蒸）、精馏、特殊精馏组分数目：双组分蒸馏（二元蒸馏）、组分数目：双组分蒸馏（二元蒸馏）、多组分蒸馏
一、理想物系的汽液相平衡
☼1、相律:F = C -φ+2 1 相律:F φ+2
蒸馏（恒压）F=1，个变量中，蒸馏（恒压）F=1， t、y、x 3个变量中，任意确定其中一个变量，则其余都确定。任意确定其中一个变量，则其余都确定。一般可控制温度保证产品质量一般可控制温度保证产品质量
化工原理----精馏化工原理----精馏 ----
化工原理----精馏化工原理----精馏 ----
♫(3)y-x图 (3)y(3)y