化工原理绪论
《化工原理绪论》课件
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。
高等教育：化工原理绪论
《化工原理》太原科技大学化学与生物工程学院化工原理教研室绪论■学习目的与要求通过绪论的学习，应了解化工原理课程的主要内容，单元操作的分类和特点，工程学科的研究方法,本课程的学习要求，掌握单位制及单位换算方法。
绪论0.1化工原理课程的内容和特点—、化工原理课程内容'化学反应・反应工程, 化工生产过程单元操作—化工原理J /二、单元操作的分类和特点分类1•流体动力过程：流体输送、沉降、过滤、搅拌等2•传热过程：换热、蒸发3•传质过程：蒸憎、吸收、萃取、吸附、浸取, 吸附、离子交换、膜分离4•热质同时传递过程:增减湿、结晶、干燥特点1.单元操作多数为物理过程2.同一单元操作在不同的生产过程中遵循相同的过程原理，设备也常常相似。
单元操作的研究内容包括“过程”和“设备”两个方面。
3.所有的单元操作基本都可分解为动量传递、热量传递、质量传递这三种传递过程或它们的结合。
三种传递过程中存在着类似的规律和内在的联系。
传递过程是联系各单元操作的一条主线。
三、化工原理课程的研究方法K实验研究方法（经验法）以量纲分析和相似论为指导，依靠试验来确定过程变量之间的关系，并通过量纲为一数群（或称准数）构成的关系式进行表达。
是一种工程上通用的基本研究方法o2、数学模型法（半经验半理论方法）在对实际过程的机理深入分析的基础上，在抓住过程本质的前提下，作出某种合理简化，建立物理模型，进行数学描述, 得出数学模型。
通过实验确定模型参数。
研究工程问题的方法是联系各单元操作的另一条主线。
四.化工过程计算的理论基础化工计算分为｛设计型计算操作型计算r质量守恒能量守恒所用基本关系：N平衡关系五.本课程的学习要求学习中，应注意以下几个方面能力的培养:(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(5)实验能力0. 2单位制度及单位换算—・单位和单位制度1、基本单位和导出单位基本单位质量、长度、时间和温度等导出单位速度、密度、加速度等2、绝对单位制和重力单位制绝对单位制长度、质量、时间重力单位制长度、时间和力3、国际单位制（SI制）根据1960年10月国际计量大会通过的一种单位制。
《化工原理》教案
《化工原理》教案第一章：绪论1.1 课程介绍解释化工原理的概念和重要性概述课程的目标和内容1.2 化工过程的基本类型介绍化工过程的四个基本类型：单元操作、单元过程、化学反应和物理变化解释每种类型的特点和应用1.3 化工工艺流程图介绍化工工艺流程图的符号和表示方法分析一个简单的化工工艺流程图1.4 化工生产中的安全和环保强调化工生产中的安全措施和注意事项讨论环保在化工生产中的重要性第二章：流体力学基础2.1 流体的性质介绍流体的定义和分类解释流体的密度、粘度和表面张力等基本性质2.2 流体力学方程介绍流体力学的基本方程，如质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程解释这些方程在化工中的应用2.3 流体的流动讨论流体的层流和湍流流动分析流速、流量和流阻等概念2.4 泵与风机的原理及应用介绍泵和风机的分类和工作原理讨论泵和风机在化工生产中的应用和选择第三章：热力学基础3.1 热力学基本概念介绍热力学的定义和基本术语，如系统、状态、过程和能量解释热力学第一定律和第二定律3.2 热力学方程介绍热力学方程，如状态方程、焓方程和熵方程分析这些方程在化工中的应用3.3 相平衡讨论相平衡的基本原理和相图解释单组分系统和多组分系统的相平衡条件3.4 热传递介绍热传递的类型和方式，如导热、对流和辐射分析热传递的数学表达式和计算方法第四章：化学平衡与反应工程4.1 化学平衡的基本概念介绍化学平衡的定义和基本原理解释化学平衡常数和勒夏特列原理4.2 化学平衡的计算介绍化学平衡的计算方法和步骤分析化学平衡计算中的限制条件和优化问题4.3 反应动力学介绍反应动力学的定义和基本方程解释零级反应、一级反应和二级反应的特点和计算方法4.4 反应器设计介绍反应器的类型和设计原则分析反应器的操作条件、效率和优化问题第五章：分离工程5.1 分离方法概述介绍分离工程的概念和重要性概述常见的分离方法，如过滤、离心、吸附和蒸馏5.2 过滤原理与设备介绍过滤原理和过滤介质的选择分析过滤设备的设计和操作条件5.3 离心分离原理与设备解释离心力产生的原理和离心分离的适用范围讨论离心分离设备的设计和操作条件5.4 蒸馏原理与设备介绍蒸馏原理和蒸馏塔的设计分析蒸馏操作的条件和蒸馏效率的优化第六章：膜分离技术6.1 膜分离原理介绍膜分离技术的定义和基本原理解释膜的筛选作用和选择性分离机制6.2 膜材料的类型及选择讨论膜材料的种类，如聚合物膜、陶瓷膜和生物膜分析膜材料的选择依据和应用领域6.3 膜分离过程及设备介绍常见的膜分离过程，如微滤、超滤、纳滤和反渗透分析膜分离设备的设计和操作条件6.4 膜污染与清洗讨论膜污染的类型和影响因素介绍膜清洗的方法和技术第七章：吸附工程7.1 吸附原理介绍吸附的概念和吸附等温线解释吸附剂的选择和吸附过程的类型7.2 吸附平衡与动力学分析吸附平衡的数学表达式和影响因素讨论吸附动力学的基本方程和特点7.3 吸附塔的设计与操作介绍吸附塔的类型和设计原则分析吸附塔的操作条件、效率和优化7.4 吸附应用实例探讨吸附技术在化工、环境保护等领域的应用实例第八章：离子交换与电解8.1 离子交换原理介绍离子交换的定义和基本原理解释离子交换树脂的选择和离子交换过程的类型8.2 离子交换设备及操作介绍离子交换设备的类型和操作条件分析离子交换效率和优化问题8.3 电解原理与设备解释电解的概念和电解池的类型讨论电解设备的设计和操作条件8.4 电解应用实例探讨电解技术在化工、能源等领域的应用实例第九章：热泵与制冷工程9.1 热泵原理与分类介绍热泵的概念和分类，如空气源热泵、水源热泵和地源热泵解释热泵的工作原理和性能评价指标9.2 热泵系统的设计与运行介绍热泵系统的设计方法和运行条件分析热泵系统的能效比和优化问题9.3 制冷原理与设备解释制冷的概念和制冷循环的类型讨论制冷设备的设计和操作条件9.4 制冷应用实例探讨制冷技术在空调、食品保鲜等领域的应用实例第十章：化工过程控制与优化10.1 过程控制的基本概念介绍过程控制的目标和基本原理解释控制器、传感器和执行机构等基本组成部分10.2 常用过程控制策略讨论常用的过程控制策略，如比例-积分-微分控制（PID控制）和模糊控制分析这些策略在化工过程中的应用10.3 过程优化方法介绍过程优化的基本方法和算法，如线性规划、非线性规划和小肠曲线法解释这些方法在化工过程中的应用和效果10.4 过程控制与优化的案例分析探讨实际化工过程中过程控制与优化的案例，分析其效果和经济效益第十一章：化工过程强化的途径11.1 过程强化的意义强调过程强化在提高化工生产效率和降低成本中的重要性讨论过程强化的目标和方法11.2 反应工程强化技术介绍反应工程中常用的强化技术，如微反应器、固定床反应器和流动床反应器分析这些技术在提高反应速率和选择性方面的应用11.3 分离工程强化技术讨论分离工程中常用的强化技术，如膜分离、吸附和离子交换分析这些技术在提高分离效率和降低能耗方面的应用11.4 能量工程强化技术介绍能量工程中常用的强化技术，如热泵、热交换器和制冷循环分析这些技术在提高能源利用效率和降低运行成本方面的应用第十二章：化工过程中的节能与减排12.1 节能的意义与途径强调节能对于化工生产的重要性讨论节能的途径和方法，如过程优化、设备改进和能源管理12.2 减排的意义与途径强调减排对于环境保护的重要性讨论减排的途径和方法，如废物利用、污染物控制和清洁生产12.3 节能减排技术的应用介绍节能减排技术在化工生产中的应用实例分析这些技术的经济效益和环境效益12.4 节能减排的政策与法规讨论国家和地方关于节能减排的政策和法规分析遵守这些政策和法规的重要性及应对措施第十三章：化工过程中的危险与防护13.1 危险源识别与风险评价介绍危险源识别和风险评价的方法和步骤分析化工过程中可能遇到的危险和风险13.2 安全技术与措施介绍化工过程中常用的安全技术和措施，如泄压装置、防火防爆设施和紧急停车系统分析这些技术和措施在防止事故发生和减轻事故损失方面的作用13.3 职业健康与防护强调职业健康在化工生产中的重要性讨论化工过程中职业病的类型和防护方法13.4 应急预案与救援介绍应急预案的编制和实施分析化工事故应急救援的方法和措施第十四章：化工企业的管理与组织14.1 企业管理的基本原理介绍企业管理的基本原理和方法，如目标管理、绩效评价和组织结构设计分析这些原理在化工企业中的应用和效果14.2 企业战略与规划强调企业战略和规划在化工企业发展中的重要性讨论企业战略的类型和制定方法14.3 企业技术创新与管理介绍企业技术创新的途径和方法分析企业技术创新在提高竞争优势和适应市场需求方面的作用14.4 企业文化建设与员工培训强调企业文化建设在提高员工凝聚力和促进企业发展中的重要性讨论员工培训的方法和内容第十五章：化工行业的现状与展望15.1 化工行业的现状分析全球化工行业的总体状况和发展趋势讨论我国化工行业的发展现状和存在问题15.2 化工行业的挑战与机遇强调化工行业面临的挑战和机遇分析应对这些挑战和机遇的方法和策略15.3 化工行业的发展方向介绍化工行业未来发展的趋势和方向分析低碳经济、绿色化学和可持续发展在化工行业发展中的重要性15.4 化工行业的技术创新与人才培养强调技术创新和人才培养在推动化工行业发展中的重要性讨论技术创新和人才培养的途径和方法重点和难点解析重点：1. 化工过程的基本类型和特点2. 流体力学、热力学和化学平衡的基础知识3. 常见单元操作和单元过程的原理和应用4. 泵与风机、膜分离技术、吸附工程、离子交换与电解、热泵与制冷工程的基本原理和设备设计5. 过程控制与优化的基本概念和方法6. 化工过程强化的途径、节能与减排的措施和技术7. 化工过程中的危险与防护、管理与组织、行业的现状与展望难点：1. 流体力学方程在复杂情况下的应用2. 热力学第二定律和熵的概念理解3. 化学平衡的计算和反应工程的优化4. 分离工程中膜污染和清洗的技术5. 吸附工程中吸附等温线和动力学的分析6. 离子交换与电解设备的设计和操作7. 过程控制中的PID控制和优化算法8. 化工过程强化、节能减排技术的实际应用和效果评估9. 化工企业管理和组织结构的优化10. 化工行业面临的挑战和机遇，以及低碳经济和可持续发展的实践这些重点和难点涵盖了教案《化工原理》的主要内容，学生在学习和理解这些知识点时，需要充分的实践和老师的指导。
化工原理教学绪论课件PPT
解：（1）结晶产品量 P 及水分蒸发量 W
首先根据题意画出过程示意图。
水，W kg/h
料液
1000kg/h 20%KNO3
蒸发器
S kg/h
50%KNO3
R kg/h
37.5%KNO3
结晶器
结晶产品 P kg/h
4% 水
21
在图中绿色虚线方框所示的范围内作物料衡算。
因过例程0-2中b 无化学反应，且为连续稳定过程，故可写出总物
28
概括
主要内容
化
工
理论基础
原
理
工程学科
课程学习
研究化工 单元操作 的基本原理： 典型化工单元设备的原理、结构 选型以及工艺尺寸的计算。
高等数学 物理学 物理化学
综合运用基础知识，有目的地解决 工程实际问题
目的并不只是 认识一些自然现象， 而是解决真实的、复杂的生产问题。
从复杂事物中排除非主要因素，抽出 关键环节，以合理的简化方式建立物 理和数学模型，解决工程问题。
经验方法 相似准则：利用经验公式和实验曲线进行设计和工程放大。
量纲分析：得出无因次准数方程，使实验参数最少，简化实验。
注：该方法着眼于过程参数的整体变化，不究其微观机理， 得到的结果带局限性 ，不可任意推广。
理论方法 利用基本定律对过程的微观机理进行相应的数学描述——
建立数学模型。
10
课程研究主线
其目的是满足工艺要求。
6
2、化工原理课程的内容 ——具体的单元操作 化工常用单元操作
单元操作 目 的
物态
原 理 传递过程
流体输送 输 送
液或气 输入机械能
搅拌 过滤 沉降
混合或分散
化工原理绪论
生物化工原料的某些成分如蛋白质、酶之类都 是生物活性物质，在加工过程中会引起变性、 钝化或破坏。热敏性和氧化变质及易腐性是动 、植物原料的共有特点。
2.本课程的性质与任务
本课程是在高等数学、物理学及物理化学、化学 等课程的基础上开设的一门专业基础课程，其主要 任务是研究化工单元操作的基本原理，典型设备的 构造及工艺尺寸的计算或设备选型。
绪论
1.概述--化工生产过程与单元操作
化学工业:对原料进行化学加工以获得产品。 化工生产过程:用化工手段将原料加工成产品的生产 过程。
该生产过程的核心是化学反应过程，为使化学 反应经济有效的进行，反应前物料要达到一定纯度 ,即需要进行前处理;反应器内必须保持最佳反应条 件（压强、温度）;反应后还要进行后处理，使产 物与反应物分开、产物精制。前、后处理中，绝大 多数过程是纯物理过程。
⊿p=p1－p2= (ρ0-ρ)g R =(1630–1000)×9.81×0.35=2163 (N/m2)
(2)管内流经气体时： ρ=2.5 kg/m3 ⊿p=p1－p2= (ρ0-ρ)g R =(1630–2.5 )×9.81×0.35=5588 (N/m2)
本课程作为化学工程学的一个基础组成部分，是 化工、生物、制药、食品等专业的主干课程之一（ 学科基础课），其在基础课和专业课之间，起着承 上启下，由“理”过渡到“工”的桥梁作用。
3.本课程的内容，特点及学习方法
内容：以“三传”--流体流动过程（动量传递）； 传热过程（热量传递）；传质过程（质量传递 ）为核心和主线，讲述单元操作的基本原理， 典型设备的结构原理，操作性能和设计计算。
1.1.2 流体的粘度 1.牛顿粘性定律
流体流动时存在内摩擦力，流体流动时必须克 服内摩擦力作功。这种内摩擦力就是一种平行于 流体微元表面的表面力，通常又称作剪切力。
化工原理 第一章 绪论
3-1
导出量
F— N (kgm/s2) P— Pa (kg/ms2) ρ— kg/m3
M—公斤·s2/m P—公斤/m2 ρ—公斤·s2/m4
2 换算关系(SI制与工程制之间) a) F：工程制中1公斤力规定为：SI制中1kg的物体在9.81 m/s2的力场中所受到的重力，据F=ma有： 1公斤=1kg*9.81 m/s2 = 9.81 kg· m/s2= 9.81N.......(1) b) M：工程制中质量为导出量，据M=F/a 其导出单位为： 1公斤/(9.81 m/s2)=1/9.81 公斤*s2/m (工程制质量单位) ∵ 1公斤=9.81 kg· m/s2 ∴ 1 公斤· s2/m=9.81kg......(2) C) P：因为P = F/A 所以(1)式两边同除以1m2得： 1公斤/m2 = 9.81N/m2 = 9.81 Pa......(3) D) ρ：因为ρ=m/V 所以(2)式两边同除以1m3得： 1公斤· s2/m4 = 9.81 kg/m3......(4)
应用化学、生物工程 高分子材料与工程 专业核心课程、学位课程 专业核心课程、专业必选课
课程内容：
绪论（第一章） 流体的流动和输送（第二章） 热量传递（第四章） 吸收(第五章) 化学反应器（第七、八章）
考核方式：
平时表现、期中考试、期末考试 总成绩=平时成绩×30%+期中成绩×20%+期末成绩×50%
2、内容：三传一反
研究对象-化工生产
化工、石油、煤炭、钢铁、 食品、建材(硅酸盐)、纺织、生 物工程、制药、精细化工。
化工生产--多行业—多品种--一百多万种产 品，而产品不同，流程各异，如：
H2SO4：FeS2碎矿—焙烧(900℃)—SO2旋风除尘、除雾— SO2加热—(SO2)氧化(SO3)—冷却—吸收—冷却—H2SO4。
化工原理__绪论
学习《化工原理》的目的和要求
掌握规律 诊断过程 开发工艺 强化操作 创新设计
课程:干粮 猎枪 学习本课程中，应注意以下几个方面能力的培养： 单元操作和设备选择的能力 工程设计能力 操作和调节生产过程的能力 过程开发或科学研究能力 将可能变现实，实现工程目的，这是综合创造 能力的体现。
二.单位制及单位换算
Hale Waihona Puke 绪 论本讲要点1.化工原理是化学工程学的分支，它研究化工生产中共
有的物理操作过程的基本原理、典型设备及其选用、计算
方法，是一门工程性较强的技术基础课程。研究方法 :实
验法和数学模型法。
2.本课程以传递过程为主线，划分与安排教学内容；以
研究方法为纵向主线，展开各单元操作内容的讨论。
单元操作的特点
共同的研究对象——传递过程 物理性操作，即只改变物料状态或物性，不改变化学性质; 都是化工生产过程中共有的操作，但不同的化工过程中所 包含的单元操作数目、名称与排列顺序各异； 对同样的工程目的，可采用不同的单元操作来实现 ； 某单元操作用于不同的化工过程，其基本原理并无不同， 进行该操作的设备也往往是通用的。具体应用时也要结合 各化工过程的特点来考虑，如理化性质，生产规模等。 实际问题的复杂性—过程、体系、设备、工程性强、计算量大 三 传:《化工原理》的共同规律和联系 动量传递:流体内部由于动量、密度的空间分布不均而引 起动量在时空中的传递过程。 热量传递：内能在时空中的传递过程，是由温度在空间的 非均匀分布造成。 质量传递：浓度在时空中分布的不均匀性。
三.两条主线、五个概念
一.课程的由来发展、内容和性质
（一）由来和发展
萌牙时期:现代化工生产始于18世纪的法国,特点：以 研究某一产品的生产技术为 对象，形成了各种工艺学。 例如：纯碱工艺学、硫酸工艺学等 。 1922年美国化工学会年会 里特尔(A.D.LiThle) 提出建 立“单元操作” （Unit Operations）的概念 : “任何一个化学过程,不管它的规模如何,都可分解成为 一系列互相类同的被称作“单元操作”的组成部分， 如粉碎、混合、加热、焙烧、吸收、沉淀、结晶、过 滤、溶解等。这些基本单元操作的数目并不多，对于 一个特定的加工过程，可能只包括它们中的几个。要 使化学工程师们具备广博地适应职业需要的能力，只 能是对实际规模上所进行的过程作出分析并将其分成 多个单元操作来获得……”。
化工原理 绪论
绪 论
23:51
化工原理（2011-2012学年第一学期)
1
化 工 原 理
应用化学教研室
绪 论
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化工原理（2011-2012学年第一学期)
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化 工 原 理
本 课 教 材
绪 论
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化工原理（2011-2012学年第一学期)
3
参考教材
化 工 原 理
陈敏恒等主编《化工原理》 （第二版） 北京 化学工业出版社 1999 （面向21 世纪教材）
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化工原理（2011-2012学年第一学期)
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化 工 原 理
绪 论
随着新产品、新工艺的开发或为实 现绿色化工生产，对物理过程提出 了一些特殊要求，又不断地发展出 新的单元操作或化工技术，如膜分 离、参数泵分离、电磁分离、超临 界技术等。同时，以节约能耗，提 高效率或洁净无污染生产的集成化 工艺（如反应精馏、反应膜分离、 萃取精馏、多塔精馏系统的优化热 集成等）将是未来的发展趋势。
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化工原理（2011-2012学年第一学期)
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化 工 原 理
2．化工原理
化工原理是化工及其它化学加工 过程类专业的重要学科基础课， 是研究单元操作的基本原理和典 型设备的结构、设计计算及选型。
绪 论
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化工原理（2011-2012学年第一学期)
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化 工 原 理
绪 论
二、单元操作分类和特点 随着化工生产的发展，化工单 元操作不断发展，目前化工生产中 常用的单元操作已达20余种。 1．单元操作分类 按操作目的分类： （1） 改变物料的状态，目的-使物 料满足实现化学反应或其它单元操 作所需的粒度、温度等条件和达到 对产品要求的物理状态。
化工原理：绪论
表1 化工常用单元操作
单元操作 目的
物态
原理
传递过程
流体输送 搅拌 过滤 沉降 加热、冷却 蒸发
3、单元 操作的研究方法
化工原理是一门工程学科，对一些过程作出如实的、 逼真的数学描述几乎是不可能的。采用直接的数学描述 和方程求解的方法将是十分困难的。因此，探求合理的 研究方法是发展这门工程学科的重要方面。在这门学科 的历史发展中已经形成了两种基本的研究方法: (1)实验研究方法（经验方法）
依靠实验建立参数之间的相互关系式。 (2)数学模型方法（半理论半经验方法）
1、化工生产过程 称为单元操作
2、单元操作的特点及分类
1.特点 (1)它们都是物理性操作,即只改变物料的状态或其
物理性质,并不改变其化学性质 (2)它们都是轻化工生产过程中共有的操作 (3)某单元操作用于不同的化工过程,其基本原理相
同,进行该操作的设备往往也是通用的.
2.分类 (1)按操作目的分类
5、学好本课程应注意的问题及培养的能力
理论教学 1、要理论联系实际 实验教学
课程设计
2、过程原理与设备并重 3、掌握研究的方法 4、着重培养自学能力、创新能力 5、通过本课程的学习，建立工程观点，培养工 程思维和解决工程实际问题的能力（P2)。
二、贯穿本课程的三大守恒定律
1、质量守恒定律——物料衡算
绪论
化工原理是化工、生工类本科生的一门综合性 技术基础课，从基础理论、设备构造、设计方法、 工程操作等多方面进行全面训练。该课程在教学内 容上与四大化学的不同在于接触单元操作、工程实 际，体现了所学的基础知识在实际中的应用，具有 工程性强、实践性强的特点。
《化工原理绪论》课件
欢迎来到《化工原理绪论》PPT课件。本课程将介绍化学与化工工程的基础知 识，包括物质分类和性质，原子结构和分子结构，反应热、热力学和化学平 衡，化学反应速率和反应动力学，以及反应器设计和操作。
化学与化工工程
1
化学的应用
了解化学在各个领域中的应用，从生活
高效能源
2
到工业都离不开化学与化工工程的知识。
原子结构和分子结构
原子结构
探索原子的组成和结构，了解原子的电子、质子和 中子等组成部分。
分子结构
学习分子的结构和键的形成，了解化学物质的稳定 性和反应性。
反应热、热力学和化学平衡
1
反应热
了解反应热的概念和计算方法，探索热
热力学
2
量在化学反应中的作用。
学习热力学的基本原理，包括化学平衡
探讨化学反应的平衡条件和平衡常数， 了解如何调节反应条件。
化学反应速率和反应动力学
反应速率
认识反应速率的概念和影响因素，学习如何调节反 应速率。
反应动力学
了解反应动力学的基本原理，包括活化能、反应机 理等。
反应器设计和操作
反应器类型
学习不同类型的反应器，了 解它们的特点和适用范围。
反应器操作
了解如何利用化学与化工工程来开发高
效能源，推动可持续发展。
3
环境保护
学习如何运用化学与化工工程来解决环 境问题，保护地球的生态平衡。
物质分类和性质
元素与化合物
了解元素和化合物的基本概念，以及它们在化学反应中的不同作用。
溶液和固体
探索溶液和固体的性质，学习它们的组成和特点。
气体和液体
认识气体和液体的行为和性质，包括气体的压力和液体的密度等。
化工原理(谭天恩)绪论课件
专 s 1kgf
s
（3） G = 2.45u 0.8∆p
式中 G
制 控 与 水蒸发速率，lb / ft 2 ⋅ h ；
u
水上方空气速度， ft / s ；
备 ∆ p
空气温度下，水饱和蒸汽压与空气中水汽分压差， atm 。
试求： u = 2 m/s ， ∆p = 100 Pa 时水的蒸发速率（SI 制）
绪论
教材
1．谭天恩，麦本熙，丁惠华．《化工原理》（上、下册，第二版）． 北京：化学工业出版
用 社，1998
2．阮 奇，叶长燊，黄诗煌．《化工原理优化设计与解题指南》．北京：化学工业出版社，
2001
使
业
斋．《化工原理》（上、下册）．北京：化学工业出版
控 社．2001 与 2．何洪朝，窦 梅，钱栋英．《化工原理操作型问题的分析》．北京：化学工业出版社．1998
州 G =1.089 ×10−2 lb/ft 2 ⋅ h
福=1.089 ×10−2
lb ft 2 ⋅ h
×
0.4536 kg 1lb
×
1ft 0.3048 m
2
×
1h 3600 s
= 1.477 ×10−5
kg/m 2 ⋅ s
公式变换：
G′ ： kg/m 2 ⋅ s ； u′ ： m/s ； ∆p′ ： Pa
者及实验设备条件的限制与影响，可能采用不同的单位制；所以应采用公式中各物理量规
定的单位进行运算，否则公式不成立且计算结果错误。
换算： （1）1kg：SI 制，质量；1kgf：工程制，重量
CSY-4-BOWANG
1kg 与 1kgf 数值上相同但物理意义完全不同，所以1kg ≠ 1kgf
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）
化工原理 绪论
英文名： Principles of Chemical Engineering
课程类别： 化工类专业重要的技术基础课
• 内容：化工单元操作的基本原理，典型设备的结 构原理、操作性能和设计计算
三、物理量的单位和量纲
数值和单位， 基本量和基本单位， 导出量和导出单位， 单位制和SI单位制， ＳＩ单位制规定7个基本单位：长度（米，m）； 时间（秒，s）；质量（千克，kg）； 热力学温度（开尔文，K）；物质的量 （摩尔，mol）；电流强度（安培，A）； 发光强度（坎德拉，cd） 量纲和量纲一致性 单位一致性
四、混合物浓度的表示方法
质量浓度与质量分数 摩尔浓度与摩分数 摩尔比与质量比
X nA xA x nB xB 1 x
X ' mA wA w mB wB 1 w
五、单元操作中常用的基本概念
物料衡算 能量衡算 平衡关系 传递速率 经济核算
质量衡算 依据 质量守恒定律 能量衡算 依据 能量守恒定律、热力学第一定律
一、化工过程与单元操作
化工过程：以化学反应为特征的工业生产过程
一、化工过程与单元操作
一、化工过程与单元操作
单元操作：除化学反应外，其余步骤皆可 归纳为若干种基本的物理过程，如流体的 输送与压缩、沉降、过滤、传热、蒸发、 结晶、干燥、蒸馏、吸收、萃取等等。这 些基本的物理过程称为单元操作。
化工原理
英文名： Principles of Chemical Engineering
课程类别： 化工类专业重要的技术基础课
内容：化工单元操作的基本原理，典型设 备的结构原理、操作性能和设计计算
绪论
一、化工过程与单元操作 二、化工原理课程的性质与任务 三、物理量的单位和量纲 四、混合物浓度的表示方法 五、单元操作中常用的基本概念
化工原理0-绪论
23.03.2022
能量衡算
本课程所用到的能量主要有机械能和热能。 能量衡算的依据是能量守恒定律。
王红芳
热量衡算的步骤与物料衡算的基本相同。
23.03.2022
物系的平衡关系
• 过程的平衡问题说明过程进行的方向和所 能达到的极限。当过程不是处于平衡态时， 则此过程必将以一定的速率进行。例如传 热过程，当两物体温度不同时，即温度不
23.03.2022
2、数学模型法（半经验半理论方法）
在对实际过程的机理深入分析的基础上，在 抓住过程本质的前提下，作出某种合理简化， 建立物理模型，进行数学描述，得出数学模型。 通过实王验红确芳 定模型参数。
研究工程问题的方法是联系各单元操作的另 一条主线。
23.03.2022
三 化工过程计算的理论基础
毕业的日子。 三 年 ， 从 宿舍 经过食 堂到教 室不长 的距离 ，但是 重复了 三年。 餐厅打 饭时漫 长 的 等 候 ， 校园里 那几棵 不知名 的大树 ，悄然 无声不 知落了 多少叶 子，在 教室里 偶 尔 能 听 到 同学们 一起哼 着经曲 老歌， 图书馆 里页页 翻过的 杂志总 能找到 和我们 心 情 一 样 的 句子， 操场上 大家一 起运动 的身影 ，还有 大家说 过一起 为了明 天一起
丛德滋等主编：化工原理详解与应用 化学工业出版社 何潮洪等主编：化工原理习题精解 科学出版社
王红芳
朱家骅等主编 化工原理 科学出版社 管国锋 化工原理 化学工业出版社 王志魁 化工原理 化学工业出版社 谭天恩等主编：化工原理， 化学工业出版社
23.03.2022
五 本课程的学习要求
化工原理-绪论
2020/3/20
化工原理
• 课程的性质及重要性
该课程是化工类及相近专业一门重要的技术基础课，是理科转向工 科的一个桥梁，为以后专业课的学习打下基础。兼有“科学”与“技术” 的特点，它是综合运用数学，物理，化学等基础知识。分析和解决化工 生产中各种物理过程的工程问题的学科。本课程强调工程观点，定量用 算，实验技能及设计能力的培养，强调理论联系实际。
2020/3/20
冷凝水带出的热量： Q 3 0 .0 9 55 .0 6 3 7 4.8 7 kw
溶液带出的热量： Q 4 1 . 0 3 . 5 8 6 0 0 2 . 8 k 8 w 4
Q 0 Q 3 Q 4 4 . 8 2 7 . 8 8 3 . 6 k 4 3 w 2
2020/3/20
三、单位制与单位换算
1.单位及单位制
物理量的大小以数值加单位表示
压力：p=100KPa
数值
单位
单位有基本单位和导出单位之分 单位制：基本单位与由这些基本单位导出的导出单位的集合 常用单位制：国际单位制（SI）、工程单位制、物理单位制等 基本单位：根据使用方便的原则制定的基本量的单位。 导出单位：导出量的单位称为导出单位，均由基本单位相乘、除而构成的 。
选择：为了达到或实现某一工程目的，能否对过程和设备作合理的选择 和组合。
设计：对已掌握了性能的过程和设备作直接的设计计算以及对性能不十 分掌握的过程和设备通过必要的试验，测取设计数据，做逐级放大。
操作：如何根据基本原理发现操作上可能出现的各种不正常现象，寻找 其原因及可能采取的调节措施
2020/3/20
作为一门综合性技术学科的重要组成部分，主要研究个单元操作的 基本原理，所用的典型设备结构，工艺尺寸设计和设备的选型的共性问 题，是一门重要的专业基础课
化工单元操作
CaClO3 + H2O
吸收塔
氯气
石灰水
单元操作： 吸收 流体输送 传热
漂白水
化工原理—绪论
例3 白砂糖的生产
甘蔗
糖液 压榨
浓缩
浓缩液
白砂糖
脱色
晶种
干燥
湿砂糖
结晶 结晶糖
过滤
单元操作： 蒸发，吸附，结晶，过滤，干燥
化工原理—绪论
例4 食用酒精的生产
废糖蜜
发酵
发酵液 过滤
稀乙醇 精馏
酒精
单元操作： 过滤，精馏
化工原理
化工原理—绪论 1
化工原理—绪论 1
一、化工过程与单元操作
自然界中各种物质
化学与物理过程
化工原理—绪论
生产与生活资料
特点：化学反应过程----物质结构 发生变化的主要原因； 物理过程----物质的相态发生变化的过程。
化工过程：包含物理与化学过程，它们相互作用，相互影响，可 根据相互影响的规律及共性，将化工过程划分为单元操作。
五、 化工原2.理中水采解用明的胶研究蛋方白法
1 经验方法 2 数学模型法
（1）物料衡算式 （2）热量衡算式 （3）平衡关系式 （4）传递速率方程
化工原理—绪论
思考题
2. 水解明胶蛋白
化工原理研究的“三传”指的是什么？化工原 理中有那些单元操作?
2
SI导出单位：
力：N 压力：Pa 能量：J 功率：w 撮氏度：℃
化工原理—绪论
量纲
基本量纲： L，M，T，I
Θ，N，J
量纲指数， 无量纲数（准数） 量纲一致性方程Βιβλιοθήκη 四、 混合物浓度的表示方法
化工原理—绪论
摩尔浓度 C 摩尔分数 x 质量分数 w
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公式单位换算
物理公式与经验公式 换算方法
转换因子
规定单位(原单位)/新单位
例题 0-3
化学知识 数学知识 物理知识 机械知识
必备知识
作业 考试
作业及考试
成绩评定
平时 = 出勤(10% ) + 作业 (15%) + 表现(5%) 考试 = 期中(10%) + 期末(60%) 成绩评定 = 平时(30%) + 考试(70%)
学习方法
理解+记忆+练习
求助:
李明海 Tel: 13809031485 Mail:AG2159@ QQ: 39741998 POPO 目标 化工生产过程 化工生产工艺学 单元操作与化学工程
单元操作 化学工程
物料衡算
控制体、控制面 衡算基准 总物料衡算 组分或元素物料衡算 定态过程
单位换算
物理量的表达 单位制
七个基本单位 辅助单位 导出单位
单位换算
转换因子:(新单位/原单位) 温度例外