化工原理课件
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《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。
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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。
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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。
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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ppt课件
B
•
•••••
• •
H
u hor izont al
qV BH
设在水平方向上，颗粒与气体流同速。
工程处理方法：寻找颗粒得以分离的条件，从时间上考虑。
((停沉rseemt留降tlain时时ingin间间dgu：：rdau颗trioa粒nti)o随n同)t 气流uh在t 降尘h室为中颗的粒时距间离段底平 r面的u距horL离izontal
A
B
D
B D 4
ui
qV A B
ui 的大小影响到器内进口旋涡、锥形底口灰 卷起情况、气流经过设备的总压降均有关。
27
两种常用旋风分离器的各部位尺寸比例
28
根据实验气体旋转圈数N一般去3－5. 例1：已知含尘气体中尘粒速度为2300kg／m3.气体温度为500℃, µ=0.036cp流量为1000m3/h.采用某种形式的旋风分离器,D=400mm, B=D/4,A=D/2,H=2D,d=D/2.试估算临界直dpc(即dmin)
16
2
理 论 上 ：i
dp d pc
两边同时取自然对数：
lni
2 ln d p d pc
d p d pc 注意：dmin或者d pc指能够100%被沉降分离的最小颗粒粒径。
17
5.3.2 离心沉降(centrifugal settling) 和 离心沉降设备
在离心力的作用下，使流体中的颗粒产生沉降运动（离心力 方向上的运动），称为离心沉降。
分离器。以旋风分离器为例，分析离心分离设备的工作原理、 生产指标与设备尺寸、操作条件的关系。
处理物料为含尘气体，连续稳定的操作状况。
21
（1）旋风分离器的构造及工作状态
《化工原理》PPT课件
• they are also estimated from published correlates
• A simple theory for gases shows that D is proportional to the product of the average molecular velocity and the mean free path .
7.1.1 gas-liquid equilibrium
• Henry's law
The equilibrium relation between partial pressure in the gas phase and xA The equilibrium relation between mole fraction in the gas phase and mole fraction in the liquid xA
D 1 u
3
• The mean free path for ideal gases varies inversely with pressure and increases with T1.0
• The mean molecular velocity depends on T0.5
D for ideal gases varies with T1.5 and varies inversely with pressure
Chapter 6.
• Fick’s first law of diffusion • Relations between diffusivities
DAB DBA
Equimolal diffusion
• For equimolal diffusion in gases, the net volumetric and molar flows are zero
• A simple theory for gases shows that D is proportional to the product of the average molecular velocity and the mean free path .
7.1.1 gas-liquid equilibrium
• Henry's law
The equilibrium relation between partial pressure in the gas phase and xA The equilibrium relation between mole fraction in the gas phase and mole fraction in the liquid xA
D 1 u
3
• The mean free path for ideal gases varies inversely with pressure and increases with T1.0
• The mean molecular velocity depends on T0.5
D for ideal gases varies with T1.5 and varies inversely with pressure
Chapter 6.
• Fick’s first law of diffusion • Relations between diffusivities
DAB DBA
Equimolal diffusion
• For equimolal diffusion in gases, the net volumetric and molar flows are zero
化工原理_第三版_陈敏恒_课件_华东理工内部 第01章
=1.204×105Pa(绝压) 5 5 4 pA=1.204×10 -1.013×10 =1.91×10 Pa(表压)
1.2.4.2 烟囱拔烟
pA=p2+ρ冷gh pB=p2+ρ热gh 由于ρ冷>ρ热,则pA>pB 所以拔风 烟囱拔风的必要条件是什么？
1.2.4.3 浮力的本质
物体上下所受压强不同 取微元： 压差力=(p2-p1)dA=ρghdA=ρgdV排 V排=ΣdV排
4）质量守恒方程（连续性方程） 取控制体作物料衡算（欧拉法）
1u1 A1 2 u 2 A2 .dV t V 定态流动： .dV 0 t V
1u1 A1 2 u 2 A2 c
即：q m 1 q m 2 c — —连续性方程式 对不可压缩流体： c，q v1 q v 2 c u1 A1 u 2 A2 c,
分析方法（数学分析法） ①取控制体 ②作力衡算 ③结合本过程的特点，解微分方程 1.2.1.4 静力学方程应用条件 ①同种流体且不可压缩(气体高差不大时仍可用) ②静止(或等速直线流动的横截面---均匀流) ③重力场 ④单连通 1.2.2 流体的总势能 总势能 （压强能与位能之和） 虚拟压强
1.2.3 压强的表示方法 1.2.3.1 单位
流线演示：
返回
流体黏性：
返回
1.3 流体流动中的守恒原理 1.3.1 质量守恒
1）流量、流速 流量——质量流量qm， kg/s （ρ· qv ） 体积流量qv， m3/s 流速——质量流速G， kg/m2s（ qm /A） 体积流速u， m/s （ qv /A） 2）点速度u 圆管：粘性，速度分布 工程处理方法：平均值
积分得 p+ρgz=常数 或 p1 p2 gz1 gz 2 等高等压，等压面
化工原理完整教材课件
(下标"0"表示标准状态)
(1-3a)
1.2.1.2 气体的密度
或
1.2.2 流体的压强及其特性
垂直作用于单位面积上的表面力称为流体的静压强,简称压强。流体的压强具有点特性。工程上习惯上将压强称之为压力。 在SI中，压强的单位是帕斯卡，以Pa表示。但习惯上还采用其它单位，它们之间的换算关系为： （2） 压强的基准 压强有不同的计量基准：绝对压强、表压强、真空度。
1.1.2 流体流动的考察方法
流体是由大量的彼此间有一定间隙的单个分子所组成。在物理化学（气体分子运动论）重要考察单个分子的微观运动，分子的运动是随机的、不规则的混乱运动。这种考察方法认为流体是不连续的介质，所需处理的运动是一种随机的运动，问题将非常复杂。 1.1.2.1 连续性假设(Continuum hypotheses) 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。
图１－２压强的基准和量度
1.2.1.2 流体压强的特性
流体压强具有以下两个重要特性： ①流体压力处处与它的作用面垂直，并且总是指向流体的作用面； ②流体中任一点压力的大小与所选定的作用面在空间的方位无关。
熟悉压力的各种计量单位与基准及换算关系，对于以后的学习和实际工程计算是十分重要的。
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。
化工原理总结(第一章)ppt课件
)hf
u2
.
（3）de4 润 流 湿 通 周 截 边 面 长 积、uqAv A A： 真 4 1实 d面 e2 积
圆形套管的环隙：de d2d1
.
l le)u2
d
2
le d
（ 1 ） 管 管 进 出 口 口 ： ： 外 外 侧 侧 1 0 .5 u 2 u 1 0 、 0 、 内 内 侧 侧 0 0 u u 1 2 u u
Re2000层流=6R4ehf u
（2）Re
du
Re4000湍流一 完般 全湍 湍流 流 =fRd(ed
③有效功率: Pe、 轴功率: P
pf hf gHf
WgH、Pe
qmW、
.
Pe P
④应用要点: •确定上、下游截面及截面的选取； •位能基准面的选取； •单位的选取：即压力应同为绝压或表压； •外加能量（泵）：W（J/kg）、Pe=qmW、η=Pe/P；
.
6、阻力损失
h fhf h ， f (
第一章 流体流动
1、流体定义: 由无数流体质点所组成的连续介质
2、流体参数
① 流体的静压强
p P A
单位：N/m2或Pa、atm、mmHg、mH2O或
以流体柱高度表示 p gh
基准：P表 = P绝 －P大、P真=P大－P绝 = - P表
.
② 密度
（1）流体的密度： m f (p,T)
V
（2）气体的密度：
A A1 2 dd1 22
.
5、流体的机械能衡算式：
z1g12u12
p1
Wz2g12u22
p2
hf
（J/kg）
z121gu12 pg1 Hz221gu22pg2 Hf （J/N=m）
《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。
精选返课件回ppt
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 ，
精选课件ppt
化工原理第一章流体流动课件
流体静力学基本方程
STEP 02
STEP 01
流体静力学基本方程是流 体静压强与其密度和重力 加速度的关系式。
STEP 03
该方程是流体静力学中的 基础方程，对于理解流体 静力学中的各种现象非常 重要。
该方程可以用来计算流体 的静压强、流体的密度和 重力加速度之间的关系。
静压力对流体的作用力
流体在静压力作用下会产生压缩或膨 胀，这与其弹性有关。
Part
04
流体流动的阻力
流动阻力的产生与分类
流动阻力
流体在管道中流动时，由于流体内部及 流体与管壁之间的摩擦而产生的阻力。
VS
阻力分类
直管阻力和局部阻力。直管阻力是流体在 管道中流动时，由于流体的粘性和管壁的 粗糙度引起的摩擦阻力；局部阻力则是流 体流经管路中的阀门、弯头等局部结构时 ，由于流体的方向和速度发生急剧变化而 引起的阻力。
流体微团的运动分析
流体微团的定义
流体微团是指流体中无限接近的、密合在一起的若干分子组成的微小团体。
流体微团的运动分析
通过对流体微团的运动分析，可以研究流体的宏观运动规律，如速度场、加速 度、角速度等。这些参数对于理解流体动力学的基本原理和工程应用非常重要 。
牛顿粘性定律及流体的分类
牛顿粘性定律的定义
绝对压力
以完全真空为零点测量的 压力，单位为帕斯卡（Pa ）。
表压
以当地大气压为基准测量 的压力，单位也为帕斯卡 （Pa）。
真空度
与大气压相比的压力差值 ，单位为帕斯卡（Pa）。
流体静压强分布规律
流体静压强大小与流体的 密度、重力加速度和高度 有关。
在重力场中，流体静压强 随高度增加而减小。
在同一高度上，不同流体 的静压强不同。
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
化工原理总结-精选版课件.ppt
4
d12
81l1Vs21 2d15
82l2Vs22
d
5 2
83l3Vs23
d
2 3
各支管的流量比 Vs1 : Vs2 : Vs3
d15 :
1l1
d
5 2
:
2l2
d
5 3
3l3
即d 增大，l下降，流量越大。
②分支管路：流体在主管处有分支，但最终不再汇合的管路称
分支管路。P55 例1-25
m A B
n
xwA xwB xwn ——液体混合物中各组分的质量分数
公式应用条件：混合前后体积不变，则1kg混合液的体积 等于各组分单独存在时的体积之和。
（3）气体密度的计算
气体的密度随温度和压强而变化
精心整理
当气体的压强不太高、温度不太低时，气体密度可按 理想气体状态方程 来计算。
m pM
（1）流量、流速；
（2）容器的相对位置；
（3）管路中的流体压强；
（4）管路中所需的外加能量。 精心整理
Re≤2000时，流动类型为层流； Re≥4000时，流动类型为湍流； 2000＜Re＜4000，过渡区，流动类型不稳定。
层流特点：质点始终沿着与管轴平行的方向作直线运 动，质点之间互不混合。圆管中的流体就如一层一层 的同心圆筒在平行地流动。（滞流）
压力可以有不同的计量基准
绝对压力:以绝对真空(即零大气压）为基准。
表压：以当地大气压为基准。
精心整理
表压＝绝对压力－大气压力 真空度＝大气压力－绝对压力
精心整理
一、压强与压强差的测量 （1）U形压差计 在正U形管中要求指示剂密度大于工作介质密度
p0 p1 Z1g
化工原理课件
相对挥发度 v A vB
pA pB
xA xB
yA xA yB xB
显然对理想溶液，有：
p
0 A
p
0 B
y x 1( 1)x
6
液体混合物的蒸气压
1、对于二组分混合液，由于B组分的存在，使得A组 分在汽相中的蒸气分压比其在纯态下的饱和蒸气压 要小。
pA pA0xA ------拉 乌 尔 （ R a o u lt） 定 律
简 单 蒸 馏 平 衡 蒸 馏
精 馏
25
3、平衡级和精馏原理
1）平衡级定义 又称接触级
使不平衡的气液两相（气相 温度高、液相温度低）经过足够 长时间充分接触，离开时，气液 两相达到了平衡，这个过程称为 平衡级。
饱和液相
x0 t0 L
y V t
y y0
t
B
t-y
T0
t-x
B
接触级
A
t0 x
x x0
29
§6.4 二元连续精馏塔的计算
计算项目： 塔顶（或塔底）产量和浓度 塔内物流量 回流量 塔板数或填料层高度 进料位置 塔径
L
F, xF
L
D, xD
V
V
W, xW
30
6.4.1 全塔物料衡算
F DW FxF DxD WxW
F－原料流量，kmol/h
F, xF
D－塔顶产品（馏出液）流量，kmol/h
理想物系
p
A
pB
p
0 A
x
A
p
0 B
x
B
拉乌尔定律
理 想 物 系 的 t - x （ y ） 相 平 衡 关 系 ：
对 理 想 物 系 ， 汽 相 满 足 ： P p A p B p0 AxpB 0(1x)
《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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M m M 1 y2 M 2 y2
Mm=30.875
m0
Mm 22 .4
T0 P TP0
m0 1 y1 2 y2
m m0
青岛科技大学本科生课程 化工原理
1.14 kg/m3
第一章 流体流动
11/
2、比容（ ） 定义：单位质量流体的体积 3、比重 （d） 定义：相对密度
以单位体积混合气为基准：
m i yi 1 y1 2 y2 n yn
y i －各组分的体积分数
混合前后气体的质量相等 前提是：
ni Vi Pi yi ni Vi Pi
另外： M m M i yi M 1 y2 M 2 y2 M n yn
p2 z2
自身重力：
gAdz
p1
给定边界条件： p1 dp z1 gdz
青岛科技大学本科生课程 化工原理
gz1
p2
第一章 流体流动
gz2
16/
流体静力学基本方程：
p1
gz1
p2
gz2
【J/kg】
p1 p2
g ( z 2 z1 ) gz
(1)U形压差计
p1 g z1 R
z1
2 1 z2
p2 gz2 0 gR
p1 gz 1 p2 gz 2 0 gR
R
P1 P2 gz 0 gR
3
3 0
若被测管段水平放置
P1 P2 0 gR
1、压力计(Manometers)
pa R A 1• .. 单管压力计
单管压力计
p1 pa p1 (表) Rg
U型管压力计
A 1 h R
pa
p1 pa 0 gR gh
2
3 0
青岛科技大学本科生课程 化工原理
第一章 流体流动
U 形压力计
19/
1.2.3 流体静力学基本方程的应用 2．压差计
青岛科技大学本科生课程 化工原理 第一章 流体流动
20/
(2)双液柱压差计
p1
p2
1略小于2
z1
1
z1
p1 p2 2 1 gR
p1
R R
R
p2
2
0
读数放大
倾斜式压差计
青岛科技大学本科生课程 化工原理 第一章 流体流动
21/
1.2.3 流体静力学基本方程的应用
第一章 流体流动
5/
1、液体的密度 压力影响较小，可视为不可压缩性流体
f (T )
获取 的方法：
纯组分：查物性数据手册 混合液体：公式计算
以单位质量流体（1kg）为基准：
混合前后体积不变： 1 a1 a 2 a n
m 1 2 n
其中： a i 为组分i的质量分数
液位的测量
液封高度的计算
青岛科技大学本科生课程 化工原理
第一章 流体流动
22/
下节课内容
作业
P 70 1-4
预习
P14，15
P 17-20
青岛科技大学本科生课程 化工原理
第一章 流体流动
23/
青岛科技大学本科生课程 化工原理
第一章 流体流动
24/
第一章 流体流动
8/
（a）理想气体 的求取 由理想气体状态方程：
PV nRT
m RT M
PM RT
0
P0 M RT0
P0 1atm
T0 273 K
T0 P 0 TP0
T0 P 0 TP0
青岛科技大学本科生课程 化工原理
第一章 流体流动
9/
（b）理想气体混合物 的求取
青岛科技大学本科生课程 化工原理
第一章 流体流动
14/
表 压 真 空 度 绝 对 压 力
大气压
绝 对 压 力
绝对压力为零（绝对真空）
注：
大气压必须指当时、当地的大气压
真空度称为负压 ＝ －表压
以后应用中必须指明P的性质（P表、P真、P绝）
青岛科技大学本科生课程 化工原理 第一章 流体流动
15/
二、流体静力学基本方程 (Hydrostatic Equilibrium)
青岛科技大学本科生课程 化工原理 第一章 流体流动
10/
例2 在盐酸制造过程中，氯化氢气体混合物（其中含25％ HCl；75％空气，均为体积百分数），在50oC及743mmHg (绝压)的条件下进入吸收塔，试计算气体混合物的密度。 解：已知 MHCl=36.5 M空气＝29，yHCl=0.25，yair=0.75 T=273+50=323K, P=743mmHg
概述 流体流动所涉及基本物理量 流体静力学基本方程及其应用
青岛科技大学本科生课程 化工原理
第一章 流体流动
1/
概述
动量传递 三传热量传递 质量传递
气体 流体 液体
流动性：抗剪、抗张的能力很小
流体特征： 无固定形状
Nature of fluids
在外力作用下，内部发生相对运动
青岛科技大学本科生课程 化工原理 第一章 流体流动
p2 p0
p1 p2 gz
p 2 p1 h g
青岛科技大学本科生课程 化工原理
p p0 gh 【Pa】
【m液柱】
第一章 流体流动
17/
说明： 1 重力场中，流体必须是静止的、连续的、同一种流体， 且 ＝常数
2 由式 p p0 gh 可知，流体中任一点的压强大小与 液面压强、本身密度及深度h有关，故流体中同一水平面 上各点的压强相等，称为等压面。 3 由式
2/
一. 应用（研究流体流动基本原理的应用） 流体输送 计算能量，选择输送机械 压力、温度、流量的测定
青岛科技大学本科生课程 化工原理
第一章 流体流动
3/
二. 本章讨论的前提——连续性假设
Байду номын сангаас
视流体为由无数质点（分子集团） 所组成的连续介质。
u
流体微团（或流体质点）的特点：
宏观上足够小 以致于可将其看成一个几何上没有维度的点； 相对微观分子足够大 表现出大量分子的统计学性质；
青岛科技大学本科生课程 化工原理 第一章 流体流动
4/
第一节 流体静力学基本方程
一．流体静力学所涉及主要物理量（密度、比容、比重、重度） 1．密度 (Density):单位质量流体所具有的质量 用表示，属于物性
mV
SI: 【kg/m3】
同一种流体：
f (T , P)
青岛科技大学本科生课程 化工原理
p 2 p1 h g
知，压强或压差可用液柱高度表示，但 必须注明何种液体。
4 容器中气体密度变化不大，可近似认为常数，故以上公式 也适用于气体。
青岛科技大学本科生课程 化工原理 第一章 流体流动
18/
1.2.3 流体静力学基本方程的应用 Applications of Fluid Statics
m＝1028 kg m3
青岛科技大学本科生课程 化工原理
第一章 流体流动
7/
2、气体的密度 可压缩性流体：
f (T , P)
计算气体密度时，注意： 必须表明气体的状态 存在标准状况下及操作条件下的密度之间的转换 在压强不太高（ 10atm），温度不太低时， 按理想气体处理
青岛科技大学本科生课程 化工原理
1、方程的推导 静止流体内部取厚度为dz的微元 根据静止状态下受力平衡原理： p+dp dz z
p2
z2
p
gdz
F
i
0
z1 p1
对流体微元 Adz 进行受力分析（向下方向为正）： 下底面总压力: - pA 上底面总压力: (p＋dp)A
dp gdz 0
p
不可压缩流体： ＝常数
gz 常数
青岛科技大学本科生课程 化工原理
第一章 流体流动
13/
3、绝对压强、表压、真空度 绝对压强： 以绝对零压为起点计算的压强，流体的真实压强 表压：当被测流体的绝对压强大于外界大气压时，用测压表 测得的压强
表压强 ＝ 绝对压强 － 当地大气压强
真空度： 当被测流体的绝对压强小于外界大气压时，用真空表 （计，规）测得的压强 真空度 ＝当地大气压强－绝对压强
2、表达式： P F A SI:
N / m 2 Pa
1atm 1.033 kgf cm2 760 mmHg 10.33mH 2 O 1.0133bar 101325 Pa
1 kgf cm2 1at 9.807 10 4 Pa 735 .6mmHg 10 mH 2 O
d
1
【 m3/kg 】
H 2O
H 2O : 4oC时水的密度，1000 [kg/m3]
4、重度 （ ） 定义：单位体积流体的重量
青岛科技大学本科生课程 化工原理 第一章 流体流动
g
【 kgf/m3】
12/
二、压强(pressure)
1、定义： 单位面积上受到的垂直作用力
青岛科技大学本科生课程 化工原理 第一章 流体流动
ai
mi mi
6/
例1：计算293K时60％（质量分数）的醋酸水溶液的密度。
解： 查取293K时， 水＝ 998 kg/m3，醋酸＝ 1049 kg/m3
故 293K时醋酸水溶液的密度为：
Mm=30.875
m0
Mm 22 .4
T0 P TP0
m0 1 y1 2 y2
m m0
青岛科技大学本科生课程 化工原理
1.14 kg/m3
第一章 流体流动
11/
2、比容（ ） 定义：单位质量流体的体积 3、比重 （d） 定义：相对密度
以单位体积混合气为基准：
m i yi 1 y1 2 y2 n yn
y i －各组分的体积分数
混合前后气体的质量相等 前提是：
ni Vi Pi yi ni Vi Pi
另外： M m M i yi M 1 y2 M 2 y2 M n yn
p2 z2
自身重力：
gAdz
p1
给定边界条件： p1 dp z1 gdz
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gz1
p2
第一章 流体流动
gz2
16/
流体静力学基本方程：
p1
gz1
p2
gz2
【J/kg】
p1 p2
g ( z 2 z1 ) gz
(1)U形压差计
p1 g z1 R
z1
2 1 z2
p2 gz2 0 gR
p1 gz 1 p2 gz 2 0 gR
R
P1 P2 gz 0 gR
3
3 0
若被测管段水平放置
P1 P2 0 gR
1、压力计(Manometers)
pa R A 1• .. 单管压力计
单管压力计
p1 pa p1 (表) Rg
U型管压力计
A 1 h R
pa
p1 pa 0 gR gh
2
3 0
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第一章 流体流动
U 形压力计
19/
1.2.3 流体静力学基本方程的应用 2．压差计
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20/
(2)双液柱压差计
p1
p2
1略小于2
z1
1
z1
p1 p2 2 1 gR
p1
R R
R
p2
2
0
读数放大
倾斜式压差计
青岛科技大学本科生课程 化工原理 第一章 流体流动
21/
1.2.3 流体静力学基本方程的应用
第一章 流体流动
5/
1、液体的密度 压力影响较小，可视为不可压缩性流体
f (T )
获取 的方法：
纯组分：查物性数据手册 混合液体：公式计算
以单位质量流体（1kg）为基准：
混合前后体积不变： 1 a1 a 2 a n
m 1 2 n
其中： a i 为组分i的质量分数
液位的测量
液封高度的计算
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第一章 流体流动
22/
下节课内容
作业
P 70 1-4
预习
P14，15
P 17-20
青岛科技大学本科生课程 化工原理
第一章 流体流动
23/
青岛科技大学本科生课程 化工原理
第一章 流体流动
24/
第一章 流体流动
8/
（a）理想气体 的求取 由理想气体状态方程：
PV nRT
m RT M
PM RT
0
P0 M RT0
P0 1atm
T0 273 K
T0 P 0 TP0
T0 P 0 TP0
青岛科技大学本科生课程 化工原理
第一章 流体流动
9/
（b）理想气体混合物 的求取
青岛科技大学本科生课程 化工原理
第一章 流体流动
14/
表 压 真 空 度 绝 对 压 力
大气压
绝 对 压 力
绝对压力为零（绝对真空）
注：
大气压必须指当时、当地的大气压
真空度称为负压 ＝ －表压
以后应用中必须指明P的性质（P表、P真、P绝）
青岛科技大学本科生课程 化工原理 第一章 流体流动
15/
二、流体静力学基本方程 (Hydrostatic Equilibrium)
青岛科技大学本科生课程 化工原理 第一章 流体流动
10/
例2 在盐酸制造过程中，氯化氢气体混合物（其中含25％ HCl；75％空气，均为体积百分数），在50oC及743mmHg (绝压)的条件下进入吸收塔，试计算气体混合物的密度。 解：已知 MHCl=36.5 M空气＝29，yHCl=0.25，yair=0.75 T=273+50=323K, P=743mmHg
概述 流体流动所涉及基本物理量 流体静力学基本方程及其应用
青岛科技大学本科生课程 化工原理
第一章 流体流动
1/
概述
动量传递 三传热量传递 质量传递
气体 流体 液体
流动性：抗剪、抗张的能力很小
流体特征： 无固定形状
Nature of fluids
在外力作用下，内部发生相对运动
青岛科技大学本科生课程 化工原理 第一章 流体流动
p2 p0
p1 p2 gz
p 2 p1 h g
青岛科技大学本科生课程 化工原理
p p0 gh 【Pa】
【m液柱】
第一章 流体流动
17/
说明： 1 重力场中，流体必须是静止的、连续的、同一种流体， 且 ＝常数
2 由式 p p0 gh 可知，流体中任一点的压强大小与 液面压强、本身密度及深度h有关，故流体中同一水平面 上各点的压强相等，称为等压面。 3 由式
2/
一. 应用（研究流体流动基本原理的应用） 流体输送 计算能量，选择输送机械 压力、温度、流量的测定
青岛科技大学本科生课程 化工原理
第一章 流体流动
3/
二. 本章讨论的前提——连续性假设
Байду номын сангаас
视流体为由无数质点（分子集团） 所组成的连续介质。
u
流体微团（或流体质点）的特点：
宏观上足够小 以致于可将其看成一个几何上没有维度的点； 相对微观分子足够大 表现出大量分子的统计学性质；
青岛科技大学本科生课程 化工原理 第一章 流体流动
4/
第一节 流体静力学基本方程
一．流体静力学所涉及主要物理量（密度、比容、比重、重度） 1．密度 (Density):单位质量流体所具有的质量 用表示，属于物性
mV
SI: 【kg/m3】
同一种流体：
f (T , P)
青岛科技大学本科生课程 化工原理
p 2 p1 h g
知，压强或压差可用液柱高度表示，但 必须注明何种液体。
4 容器中气体密度变化不大，可近似认为常数，故以上公式 也适用于气体。
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18/
1.2.3 流体静力学基本方程的应用 Applications of Fluid Statics
m＝1028 kg m3
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第一章 流体流动
7/
2、气体的密度 可压缩性流体：
f (T , P)
计算气体密度时，注意： 必须表明气体的状态 存在标准状况下及操作条件下的密度之间的转换 在压强不太高（ 10atm），温度不太低时， 按理想气体处理
青岛科技大学本科生课程 化工原理
1、方程的推导 静止流体内部取厚度为dz的微元 根据静止状态下受力平衡原理： p+dp dz z
p2
z2
p
gdz
F
i
0
z1 p1
对流体微元 Adz 进行受力分析（向下方向为正）： 下底面总压力: - pA 上底面总压力: (p＋dp)A
dp gdz 0
p
不可压缩流体： ＝常数
gz 常数
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第一章 流体流动
13/
3、绝对压强、表压、真空度 绝对压强： 以绝对零压为起点计算的压强，流体的真实压强 表压：当被测流体的绝对压强大于外界大气压时，用测压表 测得的压强
表压强 ＝ 绝对压强 － 当地大气压强
真空度： 当被测流体的绝对压强小于外界大气压时，用真空表 （计，规）测得的压强 真空度 ＝当地大气压强－绝对压强
2、表达式： P F A SI:
N / m 2 Pa
1atm 1.033 kgf cm2 760 mmHg 10.33mH 2 O 1.0133bar 101325 Pa
1 kgf cm2 1at 9.807 10 4 Pa 735 .6mmHg 10 mH 2 O
d
1
【 m3/kg 】
H 2O
H 2O : 4oC时水的密度，1000 [kg/m3]
4、重度 （ ） 定义：单位体积流体的重量
青岛科技大学本科生课程 化工原理 第一章 流体流动
g
【 kgf/m3】
12/
二、压强(pressure)
1、定义： 单位面积上受到的垂直作用力
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ai
mi mi
6/
例1：计算293K时60％（质量分数）的醋酸水溶液的密度。
解： 查取293K时， 水＝ 998 kg/m3，醋酸＝ 1049 kg/m3
故 293K时醋酸水溶液的密度为：