清华大学化工原理69页PPT
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》课件
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。
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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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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》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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17
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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)
《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。