化工原理第七章操作线交点轨迹方程式教案
化工原理教学精第七章-2ppt课件
(10106)230009.81 182.6105
= 6.29103m/s
n =
qv WLut
1=
3 106.29103
1 = 46.69，取47层
隔板间距为
h
=
H n+1
=
2 47 +
1=
0.042m
.
核算气体在多层降尘室内的流型：若忽略隔板厚度所占的空间， 则气体的流速为
②若已知降尘室底面积WL、物性数据及临界粒径dpc，则可
计算气体处理量qv。
③若已知降尘室底面积WL、物性数据及气体处理量qv，则
可计算临界粒径dpc。
.
例：用高2m、宽2.5m、长5m的重力降尘室分离空气中的粉尘。 在操作条件下空气的密度为0.779kg/m3，粘度为2.53105Pa•s， 流量为1.25104m3/h。粉尘的密度为2000kg/m3。试求粉尘的临 界直径。
= 6.91105m
核算沉降流型Re = dpcutc/ =
6.911050.30.75 2.6105
= 0.598<1
假设正确，求得的最小粒径有效。
(2)40m颗粒的回收百分率
假设颗粒在炉气中的分布是均匀的，则在气体的停留时间 内，颗粒的沉降高度与降尘室高度之比即为该尺寸颗粒被分离 下来的分率。
由于各种尺寸颗粒在降尘室内的停留时间均相同，故40m 颗粒的回收率也可用其沉降速.度ut与69.1m颗粒的沉降速度utc
其他条件相同时，密度大的颗粒先沉降。
.
(2)沉降速度计算
① 层流区 Re < 2， = 24/Re
斯托克斯(Stokes)公式：ut = gdp2(p)/18
② 过渡区 2 < Re <500， = 10/ Re;
化工原理操作课程设计
化工原理操作课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握化工原理中基本操作原理，如流体流动、热量传递和质量传递等；2. 使学生了解化工设备的基本构造、性能及操作方法；3. 帮助学生理解化工过程中常见的单元操作及其在实际工程中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用化工原理解决实际问题的能力，能进行简单的工艺计算；2. 提高学生动手操作能力，能正确使用化工设备进行实验操作；3. 培养学生团队协作能力，能在小组讨论中发表见解，共同完成实验任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对化工原理学科的兴趣，培养其探索精神和创新意识；2. 培养学生严谨、细致的科学态度，使其注重实验安全，遵循实验规程；3. 引导学生关注化工行业的发展，认识到化工技术在实际生活中的应用，培养其社会责任感。
本课程针对高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。
在后续的教学设计和评估中，注重理论知识与实践操作的紧密结合，以提高学生的综合素质和工程实践能力。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 化工原理基本概念：流体流动、热量传递、质量传递等基本原理的学习，涉及教材第一章内容。
2. 化工设备与工艺：介绍常见化工设备构造、性能及操作方法，包括泵、压缩机、换热器等，涉及教材第二章内容。
3. 单元操作：学习精馏、吸收、萃取、干燥等典型化工单元操作，分析各操作在实际工程中的应用，涉及教材第三章至第六章内容。
4. 化工工艺计算：培养学生运用化工原理解决实际问题的能力，进行简单的工艺计算，涉及教材第七章内容。
5. 实验操作：组织学生进行化工原理实验，锻炼动手操作能力，涉及教材实验部分内容。
教学内容安排和进度如下：1. 第1-4周：学习化工原理基本概念；2. 第5-8周：了解化工设备与工艺；3. 第9-12周：研究单元操作；4. 第13-16周：进行化工工艺计算；5. 第17-20周：实验操作及总结。
教学内容注重科学性和系统性，结合教材章节，确保学生能够循序渐进地掌握化工原理及操作知识。
《化工原理-下》课程教学大纲
《化工原理-下》课程教学大纲课程编号：CHET2017课程类别：学科基础课程授课对象：化学工程与工艺专业开课学期：春季学分：2学分主讲教师：朱秀林、程振平、张正彪等指定教材：夏清，陈长贵主编，《化工原理》（下册），天津科学技术出版社，2006年第七章蒸馏课时：6周，共12课时教学内容第一节两组分溶液的气液平衡一、相律和相组成教学要点：相律，质量分数与摩尔分数的换算二、两组分理想物系的气液平衡教学要点：用饱和蒸气压表示气液平衡关系，相对挥发度，t-x-y图，x-y图三、两组分非理想物系的气液平衡教学要点：恒沸组成，t-x-y图，x-y图第二节平衡蒸馏和简单蒸馏一、平衡蒸馏教学要点：平衡蒸馏的流程及计算二、简单蒸馏第三节精馏原理和流程一、精馏原理及操作流程教学要点：部分汽化与冷凝，精馏段，提馏段第四节两组分连续精馏的计算一、理论板的概念及恒摩尔流的假定教学要点：理论板，恒摩尔液流，恒摩尔气流二、物料衡算和操作线方程教学要点：全塔物料衡算，精馏段的操作线方程，提馏段的操作线方程三、进料热状况的影响教学要点：加料板，进料热状况参数四、理论板的求法教学要点：逐板计算法，图解法，进料方程五、几种特殊情况时理论板层数的求法教学要点：直接蒸气加热，多侧线塔六、回流比的影响及其选择教学要点：全回流，最少理论板层数，芬斯克方程，最小回流比，适宜回流比的选择七、简捷法求理论板层数，塔高和塔径的计算教学要点：吉利兰图及应用，塔高的计算，塔径的计算八、连续精馏装置的焓衡算及精馏塔的操作和调节教学要点：冷凝负荷，再沸器的热负荷，精馏过程的节能，影响精馏操作的主要因素，精馏塔的控制和调节第五节间歇精馏一、回流比恒定时间歇精馏的计算教学要点：确定理论板层数，瞬间x D和x W的关系，釜液量的计算二、溜出液组成恒定的间歇精馏的计算教学要点：理论板层数的确定，x W和R的关系，气化量的计算第六节恒沸精馏和萃取精馏一、恒沸精馏教学要点：原理及特点二、萃取精馏教学要点：原理及特点第七节多组分精馏一、流程方案的选择教学要点：精馏塔的数目，流程方案的选择二、多组分物系的气液平衡教学要点：理想系统的气液平衡，非理想系统的气液平衡，相平衡常数的应用 三、关键组分的概念及各组分在塔顶和塔底产品中的分配教学要点：关键组分的概念，清晰分割四、最小回流比，简捷法确定理论板层数教学要点：轻重关键组分，吉利兰图思考题：1、压强对气液平衡有何影响？一般如何确定精馏塔的操作压强？2、进料量对塔板层数有无影响？为什么？3、对不正常形状的气液平衡曲线，是否必须通过曲线的切点来确定最小回流比R min，为什么？4、通常，精馏操作回流比R = (1~2) R min，试分析根据哪些因素确定倍数的大小。
化工原理第七章第二节简单蒸馏与精馏原理复习教案
化工原理第七章第二节简单蒸馏与精馏原理复习教案赵县职教中心职高二年级化工原理教学案课题复习：简单蒸馏与精馏原理备课人姚复习目标要求1、熟悉简单蒸馏，掌握精馏原理2、掌握回流及其作用重、难点精馏原理学习方法自主――合作――探究学习过程【知识回顾】1、二元物系处于气液平衡时，若气液满足理想气体条件，则相对挥发度α为（） A. y/x B. P0A/ P0B C. P/x D. y(1-x)/[(1-y)x]2、苯―甲苯（101.3KPa）的x―y图，其平衡线位于对角线之，平衡线偏离对角线愈远，表明该溶液愈分离3、在酒精和水的混合液中，酒精的质量分数为35%，试求酒精和水的摩尔分数、混合液的平均摩尔质量【复习要点】简单蒸馏1、简单蒸馏的定义：适用范围：2、分凝器的作用3、简单蒸馏的原理二、精馏的理论基础精馏的原理是什么？试用精馏原理分析精馏塔内气液两相组成的变化规律三、精馏塔装置的作用精馏的定义：2、精馏塔以进料板为界分为两段：进料板以上部分称为，作用是：；进料板以下部分（包括进料板）称为，作用是：3、塔内温度分布情况：4、塔板的作用：5、回流的作用：6、维持精馏操作连续稳定的必要条件是【检测练习】一、选择题1、在精馏操作中，自上而下，精馏塔内温度的变化情况为 ( ) A、保持不变 B、逐渐升高 C、逐渐降低 D、先升高后降2、精馏中引入回流，下降液相与上升气相发生传质，使上升气相易挥发组分浓度增大，最恰当的说法是（）A、液相中易挥发组分进入气相B、气相中难挥发组分进入液相C、液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入气相，但其中易挥发组分较多D、液相中易挥发组分进入气相和气相中难挥发组分进入液相必定同时发生 3、在精馏塔中每一块塔板上（）A、只进行传质作用B、只进行传热作用C、同时进行传热、传质作用D、传热传质都不进行4、在再沸器中，溶液（）而产生蒸汽是连续稳定操作的一个必不可少的条件 A、部分冷凝 B、全部冷凝 C、部分气化 D、全部气化5、用精馏方法分离双组分溶液，下列叙述正确的是（）A、相对挥发度α值越大，分离越易B、相对挥发度α值越大，分离越难C、塔顶馏出液为高沸点组分D、塔顶温度越高，馏出液浓度越大二、填空题1、精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因有（1）和（2）。
化工原理第七章第二节简单蒸馏与精馏原理复习教案
化工原理第七章第二节简单蒸馏与精馏原理复习教案一、教学内容1.简单蒸馏的基本原理2.简单蒸馏的设备和操作3.简单蒸馏的应用4.精馏的基本原理5.精馏的设备和操作6.精馏的应用二、教学目标1.熟悉简单蒸馏和精馏的基本原理2.了解简单蒸馏和精馏的设备和操作3.掌握简单蒸馏和精馏的应用三、教学重点1.简单蒸馏的基本原理2.精馏的基本原理3.简单蒸馏和精馏的设备和操作四、教学难点1.简单蒸馏和精馏的设备和操作2.简单蒸馏和精馏的应用五、教学方法1.讲述法2.实例分析法六、教学过程1.概述简单蒸馏和精馏的基本原理和应用2.讲解简单蒸馏的基本原理-简单蒸馏是将液体混合物加热饱和汽化，然后将蒸馏气体冷凝回液体，得到馏出液体的一种分馏方法。
-简单蒸馏原理基于液体的沸点差异，沸点较低的液体蒸发较快，而沸点较高的液体则较慢，从而实现对液体混合物的分离。
3.讲解简单蒸馏的设备和操作-简单蒸馏设备包括蒸馏容器、冷凝器和收集瓶。
-操作步骤包括加热蒸馏容器、冷凝蒸气以及收集馏出液体。
4.讲解简单蒸馏的应用-简单蒸馏常用于分离沸点差异较大的液体，如水和酒精的分离。
-简单蒸馏也可以用于纯化液体或分离液体中的杂质。
5.讲解精馏的基本原理-精馏是将液体混合物加热形成蒸气，然后通过塔床中的分馏过程将混合物分离的一种分馏方法。
-精馏原理基于液体的挥发性差异和塔床中的塔盘分离。
6.讲解精馏的设备和操作-精馏设备包括塔式精馏装置，包括塔床、塔盘和冷凝器等。
-操作步骤包括加热塔床、回流液体和收集馏出液体。
7.讲解精馏的应用-精馏广泛应用于石油化工、化学制药和食品工业等领域。
-精馏可以分离和提纯液体混合物，获取所需组分。
七、教学总结本节课主要讲解了简单蒸馏与精馏的基本原理、设备和操作，以及应用。
通过本节课的学习，我们了解了简单蒸馏与精馏的区别和适用范围，掌握了简单蒸馏与精馏的设备和操作要点，同时了解了简单蒸馏与精馏的应用领域。
《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。
化工原理第7章气体吸收
再看积分号内
y1
y2
dy ： 分子、分母具有相同的单位。 y ye
∴ 积分值为一个无因次量，把它认为相当于气相总传质
单元高度HOG的一个倍数，称它为 “气相总传质单元 数”
用“NOG”表示 即： NOG=
y1
y2
dy y ye
则，总传质总元高度H=单元高度×倍数（单元数）
H=HOGNOG
则
Kya dy dh y ye G
Kxa dx dh xe x L
稳定操作时：L、G、a、A为常数 稀溶液： K x 、K y
y1
也视为常数
∴可对上式进行在全塔范围内积分：
Kya H dy dh y2 y ye G 0 x1 Kxa H dx x2 xe x L 0 dh
取最小吸收剂用量Lmin的1.1～2倍。 L L 即 ≈（1.1～2）（ ）min G G 即 L =（1.1~2）Lmin
Lmin的求取： （1）平衡线如上图所示，则只要从T点连接y=y1 与平衡线的交点B*点即TB*，则TB*线所对应的斜率
L/G即为最小吸收剂用量下的斜率（ L ）min G y y 而( L )min= tgα= y1 y2 Lmin G 1 2 x1e x2 x1e x2 G
K x a ——液相总体积吸收系数，kmol/(m3.s)
二、传质单元高度与传质单元数
G y1 dy 分析式： Z K y a y2 y ye
其中：
G ∴ K ya
G K ya
单位为m，即高度的单位。
称为单元高度，全称“气相总传质单元
高度”。以“HOG”表示 G 即： HOG= K ya
吸收液（即出塔吸收液）中浓度加大（x1加大），则吸
化工原理第七章萃取
4.2 三元体系的液—液相平衡
4.2.1组成在三角形相图中的表示方法 组分浓度常用质量分率表示，有时也用体 积分率或摩尔分率。
化工原理第七பைடு நூலகம்萃取
①各顶点表示纯组分（A、 B、S）；
②任一边上的点表示相 关二元混合物；
习惯上， AB边以A的质量分率作 为标度， BS边以B的质量分率作 为标度， SA边以S的质量分率作 为标度。
化工原理第七章萃取
2. 辅助曲线与临界 混溶点 ① 有限个共轭组成
得到的联结线可按 一定方法作出辅助 曲线； ② 临界混溶点P：过该 点的联结线无限短， 处于分相的临界点。 不一定是顶点（因为
联结线有一定斜率）； ③ 临界混溶点需实测， 一般不能外推。
化工原理第七章萃取
3、分配系数和分配曲线 1）分配系数：一定温度下，在平衡的两相 中，某组分在E相与R相中的组成之比称为该 组分的分配系数，以k表示：
化工原理第七章萃取
③三角形内的点代表三 元混合物。 M点的组成： 过M点做BS的平行线， 得ED，则BE（SD）为 含有的溶质A； 过M点做AS的平行线， 得HG，则AH（SG）为 含有的稀释剂B； 过M点做AB的平行线， 得KF，则AK（BF）为 化工原含理第七有章萃的取 萃取剂S。
4.2.2液——液相平衡关系
化工原理第七章萃取
1. 溶解度曲线和联结线 设溶质A可完全溶于B 及S，但B与S部分互溶。
相平衡数据测定：加入 的B 、S适量搅拌均匀， 静止分层，得到互呈平 衡的液-液两相)，得到一 组平衡数据。
化工原理第七章萃取
在总组成为F的二元混 合液中加入一定量 A(B、S的质量比不 变)，三元混合液的组成 点将沿AF线变化；
化工原理课件第七章
7. 传质与分离过程概述
§7.
传质与分离过程概述
§7.1. 概述
一.
1.
传质过程
单相传质过程 在气相或液相中的物质传递
z
推动力：浓度差 ∆Ci 宏观上 — 分子或流体质点由于浓度的不同引起的迁移； 微观上 — 分子的热运动产生的扩散； 热力学基础 — 熵增加过程为自发过程。
z
平衡：体系内浓度均匀
2.
液体中的扩散系数 对于很稀的非电解质溶液,有半经验式：(P14 页 7-43 式) D～溶质的体积、溶剂的粘度及分子量、溶剂的缔合参数、T 有关。由于液体压缩性小,故 忽略 P 的影响。
3.
固体中的扩散系数 z 正常扩散(或体积扩散)：单相扩散 z 努森扩散：分子在孔道中的碰撞扩散+体积扩散 z 结构扩散：分子在孔道中的碰撞扩散 z 表面扩散：分子在孔道表面上吸附扩散 方程形式(略)
p DP ln B 2 RT Z p B 1 p A1 − p A 2 =1 pB 2 − pB 1
因为：P= pA1+pB1= pA2+pB2 则：pA1- pA2= pB2 -pB1 →
那么：NA=
p DP DP p − p A2 DP p A1 − p A 2 ln B 2 A1 = = (pA1-pA2) RT Z p B 1 p B 2 − p B 1 RT Z p B 2 − p B 1 RT Z p Bm p ln B 2 p B1 DC (CA1–CA2) ZCBm
液相
NA=
z
质量浓度： ci=
mi V ni V
kg/m3 kmol/m3
z
摩尔浓度： Ci = 浓度换算：
z
ρ = m/V = ∑ci ( i =A、B、…) ci = mi/V =aim/V = aiρ Ci=ni/V=xin/V=xiC (C=n/V→混合物的总摩尔浓度,kmol/m3) 对于气体混合物： Ci= ni/V=pi/RT ci= mi/V =Mini/V =Mi pi/RT …… 见 P5 页。
化工原理操作线交点轨迹方程式教案
化工原理操作线交点轨迹方程式教案第一章：概述1.1 教学目的本章主要介绍操作线交点轨迹方程式的基本概念，使学生了解操作线在化工原理中的应用，以及如何利用操作线交点轨迹方程式进行分析和计算。
1.2 教学内容1.2.1 操作线的定义及作用1.2.2 操作线交点的含义1.2.3 操作线交点轨迹方程式的意义1.3 教学方法采用讲授、案例分析相结合的方法，引导学生理解操作线交点轨迹方程式在化工原理中的应用。
1.4 教学评估通过课堂问答、案例分析等方式，评估学生对操作线交点轨迹方程式的理解和应用能力。
第二章：操作线的基本概念2.1 教学目的使学生了解操作线的基本概念，包括操作线的定义、作用以及分类。
2.2 教学内容2.2.1 操作线的定义2.2.2 操作线的作用2.2.3 操作线的分类采用讲授法，结合实例讲解操作线的基本概念。
2.4 教学评估通过课堂问答、实例分析等方式，评估学生对操作线概念的理解程度。
第三章：操作线交点的基本概念3.1 教学目的使学生了解操作线交点的含义，以及操作线交点在化工原理中的应用。
3.2 教学内容3.2.1 操作线交点的定义3.2.2 操作线交点的作用3.2.3 操作线交点的应用3.3 教学方法采用讲授法，结合实例讲解操作线交点的基本概念。
3.4 教学评估通过课堂问答、实例分析等方式，评估学生对操作线交点的理解程度。
第四章：操作线交点轨迹方程式的基本概念4.1 教学目的使学生了解操作线交点轨迹方程式的定义、意义及其在化工原理中的应用。
4.2 教学内容4.2.1 操作线交点轨迹方程式的定义4.2.2 操作线交点轨迹方程式的意义4.2.3 操作线交点轨迹方程式的应用采用讲授法，结合实例讲解操作线交点轨迹方程式的基本概念。
4.4 教学评估通过课堂问答、实例分析等方式，评估学生对操作线交点轨迹方程式的理解程度。
第五章：操作线交点轨迹方程式的求解与应用5.1 教学目的使学生掌握操作线交点轨迹方程式的求解方法，并了解其在化工原理中的应用。
操作线方程
IV I F q IV I L
q 线方程
两操作线方程的交点轨迹方程。
Vy Lx DxD V ' y L' x WxW
两式相减
V 'V y L' Lx WxW DxD
代入相应关系式
y x q x F q 1 q 1
q 1Fy qFx FxF
V, ym , IV L, xm-1 ,IL
加料 F, IF , xF
加料板 第m 板 V’, ym+1 ,IV’ L’, xm , IL’
设第 m 块板为加料板，进、出该板各股的摩尔流率、组成 与热焓可由物料衡算与热量衡算得出
GLL
当液汽呈饱和状态， 且相邻板的温度及组 成相差不大时
IV IV I L I L
yn1
R xD xn R1 R1
一定操作条件下，精馏段内第n层下降的液相组成xn与第n+1 层上升的汽相组成yn+1之间的关系。 该方程为一直线，其斜率为R/(R+1)，截距为xD/(R+1) GLL
提馏段操作线方程
对控制体作物料衡算有：
L V W Lx m V y m 1 Wxw
—— 加料热状态参数
其大小与进料的热焓值 IF 直接相关。 由定义可得： L L qF
V V 1 q F
GLL
加料热状态对塔内摩尔流率的影响 实际生产中，进料有五种不同的热状态： (1) 温度低于泡点的冷液体，IF< IL (2) 泡点下的饱和液体，IF= IL (3) 温度介于泡点和露点之间的汽液两相混合物，IL<IF<IV (4) 露点下的饱和蒸汽，IF=IV (5) 温度高于露点的过热蒸汽，IF>IV 各进料热状态的 q 值、以及对应的汽、液摩尔流率分别为 (1) 冷液体 (2) 饱和液体 (3) 汽液混合 (4) 饱和蒸汽 (5) 过热蒸汽 q>1, L’>L+F, V<V’ q=1, L’=L+F, V=V’ 0<q<1, L’>L, V>V’ q=0, L’=L, V=F+V’ q<0, L’<L, V>F+V’
化工原理讲稿3(第七章).
由该题计算结果可见，当保持溶质回收率不变， 吸收剂所含溶质溶解度越低，所需溶剂量越小， 塔底吸收液浓度越低。
【例2-8】P113页
习题P147页9、10题
Y1 Y2
X
* 1
X
2
a.平衡曲线一般情况： Y * =f（X）
b.平衡关系符合亨利定律： Y * =mX
L V
min
Y1 Y2
Y1 m
X2
c.平衡曲线为凸形曲线情况：
L V
min
Y1 Y2 X1,max X 2
X1=X2＋V/L（Y1－Y2）
③ 回收率或吸收率 ：
V (Y1 Y2 ) VY1
Y1 Y2 Y1
Y2
Y（1 1）
2.吸收的操作线方程
Y
L V
X
(Y2
L V
X 2 )、Y
L V
X
L (Y1 V
X1)
3.最小液气比（L/V）min
L V
min
1052 kmol/h
实际吸收剂用量L=1.2Lmin=1.2×1052=1263kmol/h，
塔底吸收液组成X1由全塔物料衡算求得：
X1 X 2 V (Y1 Y2 ) / L 0 37.8(0.099 0.0099) 0.00267 1263
2.吸收率不变，即出塔气体中SO2的组成Y2不变，
min
操作状态：（T操、P操） 标准状态：（T标、P标）
《化工原理》教案(2024)
往复泵
工作原理、性能参数、特 性曲线，以及选型和操作 要点。
其他输送设备
如齿轮泵、螺杆泵等的工 作原理和性能特点。
10
管道设计与计算
根据流量和允许流速确定管道直 径的方法。
管道布置的原则和方法，以及安 装过程中的注意事项。
管道材料选择 管道直径计算
管道压力降计算 管道布置与安装
不同材料的性能特点和使用范围 。
《化工原理》教案
2024/1/30
1
目录
2024/1/30
• 课程介绍与教学目标 • 流体流动与输送 • 传热过程与设备 • 蒸馏过程与设备 • 吸收过程与设备 • 干燥过程与设备
2
01
课程介绍与教学目标
Chapter
2024/1/30
3
《化工原理》课程概述
课程性质
《化工原理》是化学工程与工艺 专业的一门核心基础课程，旨在 培养学生掌握化工过程的基本原
理、方法和技能。
课程内容
本课程涵盖流体流动、传热、传 质分离过程（包括蒸馏、吸收、 萃取、干燥等）的基本原理、设 备结构、操作条件、过程优化等
方面的知识。
课程地位
作为连接化学工程与工艺专业基 础理论与工程实践的桥梁，本课 程在培养学生分析和解决化工实 际问题的能力方面具有重要作用
。
2024/1/30
4
教学目标与要求
知识目标
要求学生掌握化工过程的基本原 理、设备结构和操作方法，理解 化工过程中的物理和化学变化。
能力目标
培养学生运用所学知识分析和解 决化工实际问题的能力，包括工 艺流程设计、设备选型、操作条 件优化等。
素质目标
培养学生的工程意识、创新意识 和团队协作精神，提高学生的综 合素质和职业素养。
化工原理1第七章质量传递基础 ppt课件
2020/12/27
1
7.1 概 述
7.1.1化工生产中的传质过程
概念：质量传递（传质）：指物质从一处向另一处转移，包括相内传 质和相际传质两类。相内传质发生在同一个相内，相际传质则涉及不
同的两相。
传质是一个速率过程，过程的推动力是化学位差，包括浓度差、温 度差、压力差等，但通常指的是浓度差。
目前已有较多的经验公式来估算液体的扩散系数，但估算的 结果不如气体可靠。
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对于很稀的非电解质溶液（溶质A+溶剂B），其扩散系数常用Wilke-Chang
公式估算：
DAB7.41015
MB
1
2T
VA0.6
式中：DAB为溶质A在溶剂B中的扩散系数（也称无限稀释扩散系数），m2/s； T为溶液的CB D A d dBxzxBNAN B
对气体混合物，组分的摩尔分数习惯上用y表示。
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20
7.2.2 扩散系数 扩散系数DAB物理含义为：表示某组分在介质中扩散的快慢。是物质的一 种传递性质，但由于它至少涉及两种物质，文献中有关扩散系数的数据
往往不全，应用时常需进行估算。
为：
A
uAuAdum
两边同时乘以CA，则：
C A uAC A uAd C A um
显然，上式第一项为A通过固定点（静止参照物或地球）的总通量，以 NA表示；第二项为A相对于运动流体的扩散通量，即为JA；第三项则是 由于主体流动所引起的相对于固定点的通量，常称为主体流动通量。则 上式可写成：
NAJACAum
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
最新整理、化工原理教学教案01(公共基础类)化学
化工原理课程教案01教学课题：第七章 蒸 馏第四节 双组分连续精馏塔的计算（一）教学时间：第8周 4月17日 下午 第5，6节 教学目的与要求：1、掌握物料衡算；2、分析推导精馏段和提馏段操作线方程。
教学重点、难点：操作线方程的推导教学方式与手段：讲授 教学过程： 课前提问：什么是简单蒸馏、平衡蒸馏和精馏？三者有什么区别？讲评作业 讲授新课：第四节 双组分连续精馏塔的计算（一）双组分连续精馏塔的工艺计算，主要包括以下内容： （1）物料衡算（2）为完成一定分离要求所需要的板数 （3）确定塔高和塔径（4）确定塔板结构及塔板流体力学验算 （5）热量衡算一、全塔物料衡算对精馏塔全塔进行物料衡算。
总物料衡算： F=D+W 7－16 易挥发组分的物料衡算： W D F Wx Dx Fx += 7－17对分离过程除要求用塔顶和塔底的产品组成表示外，有时还用回收率表示。
塔顶易挥发组分的回收率D η：%100⨯=FDD Fx Dx η 塔釜难挥发组分的回收率W η：%100)1()1(⨯--=F D W x F x W η亦可求出馏出液的采出率D/F 和釜液采出率W/F ，即：W D WF x x x x F D --=7－19WD F Dx x x x F W--= 7－20二、 理论板与恒摩尔流假设（一）理论板：离开这种板的气液两相互成平衡。
（二）恒摩尔流假设：1 恒摩尔气流：段内各板上升的气体摩尔流率都相等，即： V 1=V 2=……=V n =V ； V 1’=V 2’=……=V m ’=V’； 式中：V — 精馏段内各板上升的气体摩尔流率 Kmol/h V’ — 提馏段内各板上升的气体摩尔流率 Kmol/h2 恒摩尔液流：段内各板下降的液体摩尔流率都相等，即： L 1=L 2=……=L n =L ； L 1’=L 2’=……=L m ’=L’；式中：L — 精馏段内各板下降的液体摩尔流率 Kmol/h L’ — 提馏段内各板下降的液体摩尔流率 Kmol/h恒摩尔流假设基于以下条件：（1） 两组分的摩尔汽化潜热相等；（2） 汽液两相接触因两相温度不同而交换的显热可忽略不计； （3） 设备热损失可不及。
化工原理操作线交点轨迹方程式教案
作业：书P389第13题
1、精馏操作中引入塔内的原料有几种热状况，各自的q值如何？
2、观察右图
第一相线,q> 1,进料；
垂直线,q= 1,进料；
第二相线, 0 <q<1,进料；
水平线,q= 0,进料；
第三相线,q< 0,进料。
【合作探究】
一、q线方程
Vy = Lx+DxD——精馏段关系式；
V’y = L’x-WxW——提馏段关系式；
二、进料状况对q线和操作线的影响
讨论进料状况对q线的影响并填表
进料状况
q值
q线斜率q/q-1
q线在y-x图上的位置
冷液体
饱和液体
气液混合物
饱和蒸汽
过热蒸汽
【随堂检测】
用一常压操作的连续精馏塔分离进料组成为0.44（摩尔分率）的苯—甲苯混合物，求在下述进料状况下边的q值：
（1）气、液的摩尔流率各占一半；
料液的平均温度=(94+20)/2=57℃,由附录17查的在57℃下苯和甲苯的比热为1.84kJ/(kg·℃),则原料的平均比热为：Cp=1.84×78×0.44+1.84×92×56=158kJ/(kmol·℃)
（3）进料的平均分子量为：M均=78×0.44+92×0.56=85.8
组成为0.44的进料，其露点为100.5℃，则将进料的过热蒸汽转化为饱和蒸汽应移走的热量为：I=IF-IV=85.8×1.256×(180-100.5)=8567.3kJ/kmol
（2）进料温度为2操作条件下苯的气化潜热为389kJ/kg，甲苯的气化潜热为360kJ/kg。苯蒸气和甲苯蒸气的平均比热为1.256 kJ/(kg·℃)
解：（1）根据q为进料液相分率的定义，可直接得出q=1/2。
化工原理操作线交点轨迹方程式教案
化工原理操作线交点轨迹方程式教案一、教学目标：1. 让学生理解操作线的概念及其在化工过程中的应用。
2. 让学生掌握操作线交点轨迹方程式的推导过程。
3. 培养学生运用操作线交点轨迹方程式解决实际问题的能力。
二、教学内容：1. 操作线的定义及作用2. 操作线交点轨迹方程式的推导3. 操作线交点轨迹方程式的应用三、教学方法：1. 采用讲授法，讲解操作线的定义、作用以及操作线交点轨迹方程式的推导过程。
2. 利用案例分析法，分析操作线交点轨迹方程式在实际化工问题中的应用。
3. 开展小组讨论，让学生积极参与，提高解决问题的能力。
四、教学步骤：1. 引入操作线的概念，通过示例让学生了解操作线在化工过程中的作用。
2. 讲解操作线交点轨迹方程式的推导过程，引导学生理解并掌握方程式的含义。
3. 分析实际化工问题，运用操作线交点轨迹方程式进行解答，让学生体会方程式的应用价值。
4. 开展小组讨论，让学生运用所学知识解决实际问题，提高学生的动手能力。
五、课后作业：1. 复习本节课的内容，巩固操作线及操作线交点轨迹方程式的相关知识。
2. 完成课后练习题，运用操作线交点轨迹方程式解决实际问题。
3. 预习下一节课的内容，为学习新的知识做好充分的准备。
六、教学评估：1. 通过课堂问答，检查学生对操作线概念的理解程度。
2. 通过案例分析，评估学生运用操作线交点轨迹方程式解决实际问题的能力。
3. 通过课后作业的完成情况，了解学生对操作线交点轨迹方程式的掌握情况。
七、教学资源：1. 教学PPT：包含操作线的定义、作用以及操作线交点轨迹方程式的推导过程。
2. 实际化工案例：用于分析操作线交点轨迹方程式在实际中的应用。
3. 课后练习题：帮助学生巩固所学知识，提高解决问题的能力。
八、教学反思：1. 反思教学方法的有效性，看是否能够更好地帮助学生理解操作线及操作线交点轨迹方程式。
2. 反思教学内容是否适合学生的认知水平，是否需要进行调整。
3. 反思学生的参与度，看是否需要采用更多互动性强的教学活动。
化工原理第七章第三节精馏塔的物料衡算操作线方程复习教案
A t1 <t1 B t1= t1 C t1> t1 D不能判断
4、在精馏操作中，若进料位置过高，会造成（）
A、釜残液中易挥发组分含量增高
B、实际板数减少
C、馏、一连续操作的精馏塔分离苯—甲苯的混合液，所采用的回流比为3.5，馏出液组成为97%（质量分数），则精馏段操作线方程是多少？并指出操作线的斜率、截距。
2、将含有30%易挥发组分的某混合物液体送入连续精馏塔精馏。精馏以后，馏出液和残液中易挥发组分的含量分别是90%和2%（均为摩尔分数）。塔顶蒸汽量为900kmol/h；回流量为700 kmol/h。试求塔底产品为多少kmol/h？
A.任一塔板上气液两相的平衡关系
B.精馏段内任意相邻的两块塔板间蒸气组成和回流液组成的关系
C.同一塔板上的上升蒸气组成和回流液组成之间的关系
D.加料板与其下一层塔板间的蒸气组成的关系
2、精馏段、提馏段操作线方程为直线，其基于的假设为（）
A、理论板B、恒摩尔流C、物料衡算D、双膜理论
3、在蒸馏操作中，回流量和产品量之比称为（）
A.摩尔分数之比B.产品与半成品之比C.回流比D.液气比
4、精馏的操作线是直线，主要基于以下原因（）
A.理论板假设B.理想物系C.塔顶泡点回流D.恒摩尔流假设
二、填空题
1、恒摩尔流的假定包括和。
2、某连续精馏塔中，若精馏段操作线的截距为零，则馏出液流量为__________。
3、精馏塔中，回流液量L=200kmol/h，塔顶采出量D=80 kmol/h，则其回流比R=
3、每小时将15000kg含苯40%（质量分数，下同）和甲苯60%的溶液，在连续精馏塔中进行分离，要求釜残液中含苯不高于2%，塔顶馏出液中苯的回收率为97.1%。试求馏出液和釜残液的流量及组成，以摩尔流量和摩尔分数表示。
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相平衡线与 q 线的交点，
为气液混合进料中汽液相的组成。
，从 为
2
二、进料状况对 q 线和操作线的影响
讨论进料状况对 q 线的影响并填表
进料状况
冷液体 饱和液体 气液混合物
q值
q 线斜率 q/q-1
q 线在 y-x 图上的位 置
饱和蒸汽
过热蒸汽
【随堂检测】
用一常压操作的连续精馏塔分离进料组成为 0.44（摩尔分率）的苯—甲苯混合物，求在下述
料液的平均温度=(94+20)/2=57℃,由附录 17 查的在 57℃下苯和甲苯的比热为 1.84kJ/(kg·℃),
则原料的平均比热为：Cp=1.84×78×0.44+1.84×92×56=158kJ/(kmol·℃)
q IV IF cpt r 158 (94 20) 31900 1.367
2、观察右图
1
第一相线, q > 1,
进料；
垂直线, q = 1,
进料；
h
第二相线, 0 < q <1,
进料；
水平线, q = 0,
进料；
第三相线, q < 0,
【合作探究】
进料。
一、 q 线方程
Vy = Lx+DxD V’y = L’x-WxW V’-V=(q-1)F
—— 精馏段关系式； —— 提馏段关系式； —— 热状态关系式；
IV IL
r
31900
（3）进料的平均分子量为： M 均=78×0.44+92×0.56=85.8 组成为 0.44 的进料，其露点为 100.5℃，则将进料的过热蒸汽转化为饱和蒸汽应移走的热量 为： I=IF-IV=85.8×1.256×(180-100.5)=8567.3kJ/kmol
q IV IF 8567 .3 0.269 IV IL 31900
如果按公式计算，则有
q IV IF IV (IV IL ) / 2 (IV IL ) / 2 1
IV IL
IV IL
IV IL
2
2）原料液的气化潜热为：
rm=0.44×389×78+0.56×360×92=31900kJ/kmol 查苯—甲
苯物系在常压下的温度—组成图，知组成为 0.44 的进料，泡点为 94℃ （露点为 100.5℃ ）。
进料状况下边的 q 值：
（1）气、液的摩尔流率各占一半；
（2）进料温度为 20℃ ；
（3）进料温度为 180℃；
已知数据：操作条件下苯的气化潜热为 389kJ/kg，甲苯的气化潜热为 360kJ/kg。苯蒸气
和甲苯蒸气的平均比热为 1.256 kJ/(kg·℃)
解： （1）根据 q 为进料液相分率的定义，可直接得出 q=1/2。
1、对于一定条件的连续精馏过程，在 y—x 图上，精馏段操作线必过 y=x 对角线上的一点
，且其位置
；提馏段操作线必过 y=x 对角线上的一点
，其位置
。
2、q 线方程是
和
的交点轨迹方程
3、在操作线交点处，气、液两相关系既符合
，
也符合
1
阅读书 P355— P356 “进料状况对 q 线和操作线的影响”的相关内容，认真思考并 回答下列问题 1、精馏操作中引入塔内的原料有几种热状况，各自的 q 值如何？
2、用某精馏塔分离丙酮—正丁醇混合液。料液含 30%丙酮，馏出液含 95%（以上均为质量 分数），进料量为 1000kg/h, 馏出液量为 300kg/h,进料为饱和液体，回流比为 2，试求精 馏段操作线方程和提馏段操作线方程
【自主学习】
阅读书 P354— P355 “操作线交点轨迹方程式”的相关内容，认真思考并回答下列 问题
3
备注： 作业：书 P389 第 13 题
4
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
L’-L =qF
—— 热状态关系式；
0 FxF=DxD+WxW —— 物料衡算关系式；
xW
1、根据以上关系式推导出 q 线方程并指出斜率和截距
d e
xF
xD 1
2、q 线方程反映了
关系。当 x=xF 时，y=
而得 e 点(x=xF, x=y 的交点)，即 q 线总是过
点。
3、在上图中点
为 q 线、精馏段操作线、提馏段操作线的交点；点
赵县职教中心职高二年级化工原理教学案
课题
操作线交点轨迹方程式— q 线方程及进料状况 对 q 线和操作线的影响
备课人
姚
学习目标 要求
掌握 q 线方程、进料状况对 q 线和操作线的影响
重、难点 q 线方程的应用、进料状况对 q 线和操作线的影响
学习方法 自主——合作——探究
学习过程
【知识回顾】
1、精馏操作中进料液体为泡点，则进料受热状况参数为（ ） A、q=1 B、q＞1 C、q＜0 D、0＜q＜1