最新化工原理上册-绪论
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《化工原理绪论》课件
高度自动化
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。
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。
化工原理绪论24页PPT
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
《化工原理》课后习题答案
第一章绪论习题1.热空气与冷水间的总传热系数K值约为42.99k c a l/（m2・h・℃），试从基本单位换算开始，将K值的单位改为W/（m2・℃）。
[答案:K＝50M（m2・C）]。
解：从附录查出：1k c a l＝1.1622×10-3K W·h=1.1622W·h所以：K=42.99K c a l/（m2·h·℃）＝42.99K c a l/（m2·h·℃）×（1.1622W·h/1k c a l）＝50w/（m2·℃）。
2.密度ρ是单位体积物质具有的质量。
在以下两种单位制中，物质密度的单位分别为:S I k g/m2；米制重力单位为：k g f.s2/m4;常温下水的密度为1000k g/m3，试从基本单位换算开始，将该值换算为米制重力单位的数值。
〔答案:p＝101.9k g f/s2/m4〕解：从附录查出：1k g f＝9.80665k g·m/s2，所以1000k g/m3＝1000k g/m3×[1k g f/(9.80665k g·m/s2)]=101.9k g f·s2/m4.3.甲烷的饱和蒸气压与温度的关系符合下列经验公式：今需将式中p的单位改为P a，温度单位改为K，试对该式加以变换。
〔答案:〕从附录查出：1m m H g=133.32P a，1℃＝K－273.3。
则新旧单位的关系为：P＝P’/133.32;t＝T－273.3。
代入原式得：l g（P’/133.32）＝6.421-352/（T－273.3+261）；化简得l g P=8.546－3.52/(T-12.3).4.将A、B、C、D四种组分各为0.25（摩尔分数，下同）的某混合溶液，以1000m o l/h 的流量送入精馏塔内分离，得到塔顶与塔釜两股产品，进料中全部A组分、96％B组分及4％C组分存于塔顶产品中，全部D组分存于塔釜产品中。
化工原理教学绪论课件PPT
解：
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
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
化工原理 ←→ 食品工程原理
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。
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。
《化工原理第一讲》ppt课件
•单元操作特点： •1〕.都是物理操作。 •2〕.都是化工消费过程中共有的操作。 •3〕.用于不同化工消费过程的同一单元操作，其原理一 样，所用设备亦通用。
化工单元操作的目的是：
①物料的保送；
②物料物理形状的改动；
③混合物料的分别。
三传实际：动量；热量；质量
一反：化学反响
2 单位制与单位换算
•1〕 单位制
结晶器
II
I
P kg/h
96％KNO3
R kg/h 37.5％KNO3
• 4.列算式： • 方框I：总物料：1000=W+P • KNO3组
方分框:1I0I0：0×总0物.2料=W：×S=0+PP+×R 0.96
KNO3组分:S×0.5=P×0.96+R×0.375
W=791.7 kg/h P=208.3 kg/h S=974.8 kg/h R=766.5 kg/h
解：1.绘简图 0.095kg/s
25℃溶液 1.0kg/s
换热器
80℃溶液 1.0kg/s
2.定基准：1s，0℃，液体 3.划范围：以换热器为衡算范围
120℃饱和水 0.095kg/s
120℃饱和水蒸汽 0.095kg/s
25℃溶液 1.0kg/s
换热器
80℃溶液 1.0kg/s
120℃饱和水 0.095kg/s
• 阅历公式的单位换算，也可采用换算因数将规定单位换 算成所要求单位。
• 例0-2:水蒸汽在空气中分散系数为：
1.46104
5
T2
D
P T441
式中：D－分散系数，ft2/h；
P－压强，atm；
T－兰氏温度，oR。
试将式中各符号单位换算成 D:m2/s；P:Pa；T:K
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
（a）物料的增压、减压和输送； （b）物料的混合或分散； （c）物料的加热或冷却； （d）非均相混合物的分离； （e）均相混合物的分离。 (2)按达到相同的目的，依据不同原理，采用不同 方法分类（表1）
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。
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
《化工原理绪论》PPT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。
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。
陈敏恒化工原理上册绪论ppt课件
和水蒸气，其消耗量为0.095kg/s，蒸气冷凝成同温度的饱和
水排出。试计算此换热器的热损失占水蒸气所提供热量的百
分数。
解：根据题意画出流程图
120℃饱和水蒸气
0.095kg/s 25℃溶液 1.0kg/s
代入已知数据，得：
50 000 .12F1x1
解得：
500104.643F1
F1353 .6k 6g /h
x10.161 9.9 6 7% 7
2020/3/4
2． 热量衡算
依据：能量守恒定律 即任何时间内输入系统的总热量等于系统输出的总热量与 损失的热量之和。
或写成
Q IQ 0Q L
化学加工
反应生成新物 质 化学或生物化 学变化过程
各种后处理
精制、分离、 干燥等 物理变化过程
产品
中间 产品
2020/3/4
乙炔 提纯 氯化氢 提纯
单体合成 反应热
单体精制 压缩、冷凝
聚合
脱水 干燥
反应热
成品
单元操作：流体输送、沉降、过滤，传热、蒸发、结晶、等
2020/3/4
一、化工原理课程简介
3. 输入系统的物料质量等于从系统输出的物料质量和 系统
4. 中积累的物料质量。
GIG0GA
——物料衡算的通式
2020/3/4
衡算的系统
整个生产过程 某一设备
衡算的对象
系统中的所有物料 某一个组分
定态过程，积累为零。则：
GI G0
例
2020/3/4
例：在两个蒸发器中，每小时将5000kg的无机盐水溶液从 12％（质量％）浓缩到30%。第二蒸发器比第一蒸发器多蒸 出5%的水分。试求： （1）各蒸发器每小时蒸出水分的量； （2） 第一蒸发器送出的溶液浓度。
化工原理：绪论·第一章·总结
q VM1
q V
改变泵： 调转速
第2章 总结
H
H
B
并
A
H单
q V单
q V并
q V
H
B
H
串
A
H 单
q V单
q V串
q V
第2章 总结
H
高阻
2’
2
1
1’
串联
低阻
并联
q V
第2章 总结
有效汽蚀余量ha 必需汽蚀余量hr
有效汽蚀余量
ha
p1
g
u12 2g
pV
g
泵入口处压头
p1
g
u12 2g
h hr 0.3
液体 : f (T ) T ↑ → ↓ 气体 : 一般 f (T ) T ↑ → ↑
超高压 f ( p,T ) p ↑ → ↑
第1章 总结
流型判据——雷诺准数 Re du
Re≤2000时，流动为层流，此区称为层流区； Re≥4000时，一般出现湍流，此区称为湍流区； 2000< Re <4000 时，流动可能是层流，也可能
➢经济核算
综合费用最低
第1章 总结
流体的压力
表 压 = 绝对压力 － 大气压力
真空度 = 大气压力 － 绝对压力
p1
表压
绝对压力
大气压 真空度
p2
绝对压力
绝对真空
第1章 总结
单组分密度
m
v
f(p,T
)
1 ν
混合液体的密度
1 1 2 n
m 1 2
n
单组分密度
pM RT
M o 22.4
H2 ( n2 )2 H1 n1
化工原理--绪论195页PPT
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、-绪论
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、-绪论
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
最新化工原理-绪论.
课程安排（实验）
2 实验（ 16 学时）
实验一 流体流动状态观察与测定(课堂录像演示) 实验二 柏努利方程实验(课堂录像演示) 实验三 直管阻力实验 实验四 离心泵特性曲线实验 实验五 过滤 实验六 综合实验——流态化干燥与热风干燥的比较
二、学习要求
上课、实验前要求预习、课后要求复习、总结。 作业及时完成，不懂的及时弄懂。 成立学习小组(4~5人/组),按组或个人通过网络交作业。
1.2 课程内容
基础理论部分： ➢流体力学（重点） ➢传热（重点） ➢传质学（部分了解） ➢热力学（部分了解） 特点：涉及理论多，是本课 程较难掌握的部分
基本原理部分： ➢液液萃取 ➢过滤与沉降 ➢溶液浓缩 ➢液体蒸馏 ➢固体干燥 特点：基本原理部分各章节
内容相对比较独立
1.3 课程任务
《化工原理》是化学工程、食品工程专业学生的必 修课，其主要任务是：
长 的 时 间 隧 道，袅
化工原理-绪论.
前言
一、课程安排 二、学习要求 三、教材 四、参考资料
一、课程安排（课堂）
1 课堂教学（ 56 学时）
前言、绪论 第一章 流体的流动与输送 第二章 传热 第三章 机械分离与固体流态化 第四章 物料干燥 第五章 蒸馏 习题
2学时 14学时 10学时 10学时 10学时 6学时 4学时
国中文核心期刊、国家优秀技术期刊。 [6] 中国粮油学报，中国粮油学会主办，全国食品工业类中文核心期刊。 [7] 华中农业大学学报，华中农业大学主办，中文核心期刊。 [8] 化学工程，全国化工化学工程设计技术中心主办，核心期刊。 [9] 粮食与饲料工业，国家粮食储备局武汉科学研究设计院，中文核心期刊。 [10] Cereal Chemical [11] Journal of Food Science [12] Journal of Food Engineering [13] Journal of Text Study [14] Transactions of the American Society of Agriculture engineering
化工原理-绪论
2020/3/20
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
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
《化工原理绪论》PPT课件
定态（稳态）：物料的流速、浓度、温度、 压强等参数不随时间的变化而变化。一般的 连续操作过程为定态过程，累积的物料量为 零。 非定态（非稳态）：物料的流速、浓度、温 度、压强等参数随时间的变化而变化。一般 的间歇操作（分批操作）过程为非定态过程， 累积的物料量不为零。
✓进行物料衡算时，先按题意画出流程 图，并画出衡算范围，再进行计算。
过程和物系
• 过程：物系状态发生变化的经过 • 物系：作为研究对象的物质
Contents This Course
✓流体流动过程(传动过程)：流体输送、 沉降、过滤、（流态化）等；
✓传热过程：热交换、（蒸发）等； ✓传质过程：蒸馏、吸收、（萃取）、
干燥、（结晶）等
Tasks of This Course
Dimension
✓“量纲”定义：某类物理量B（可以相 互比较的一类物理量）的量纲是该类 物理量不同单位的统称，记为dimB。
7个基本量的量纲
量纲
长度
质量
时间
电流
热力 学温 度
物质 的量
发光 强度符号 LM NhomakorabeaT
I
N
J
导出量Q的量纲
✓导出量Q的量纲可用基本量量纲的组合 来表示，即
dim Q L M T I N J
1. Mass Transfer Process(传质过程) 2. Heat Transfer Process(传热过程) 3. Momentum Transfer Process(传动过程)
Material Balances
✓物料衡算是质量守恒定律在流动系统 中的应用，也就是进入和离开某一衡 算范围的质量总和之差等于该衡算范 围内的质量累积，即
✓ Chemical Processes are the processes that comprise chemical reactions. 化学过程：含有化学反应的过程。 ✓ Unit Operations are physical processes in chemical industries in which ther
【化工原理】 绪论
量的名称
单位名称
长度 质量 时间 电流 热力学温度 物质的量 发光强度
米 千克
秒 安培 开尔文 摩尔 坎德拉
单位符号
m kg s A K mol cd
表0-2 国际单位制的辅助单位
量的名称
平面角 立体角
单位名称
弧度 球面角
单位符号
rad sr
表0-3 国际单位制中具有专门名称的导出单位
量的名称
单位名称
物理单位制 基本单位：长度（厘米cm），质量（克g），
CGS制
时间（秒s），温度（ºＣ）；
工程单位制 基本单位：长度（米m），重量或力（千克 力kgf），时间（秒s），温度（ºＣ） 。
我国法定单位制为国际单位制，
即SI (System International d’Unites)制。
表0-1 国际单位制的基本单位
0.3 物理量的单位与量纲 一、基本单位与导出单位
基本单位：选择几个独立的物理量，根据方便原 则规定单位；
导出单位：由有关基本单位组合而成。
单位(计量)制度：由基本单位和导出单位组成的 一系列计量单位的总称。
二、常用单位制
国际单位制
SI制
基本单位：7个，化工中常用有5个，即长度 （米m），质量（千克kg），时间（秒s）， 温度（开尔文K），物质的量（摩尔mol）；
B lg ps A t C
求出甲醇在该状态下的饱和蒸气压ps.
(2) 空气中甲醇的组成：
以摩尔分数表示：
yA ps / p0
以质量分数表示：
A yA M C H4O / M
M M空气（1 yA） yA M C H4O
A 32.04 ps /[28.395( p0 ps ) 32.04 ps ]
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二、《化工原理》课程的研究内容
以传递过程原理为基础，研究单元操作的基本原理，典型设备的构造及工艺计 算、设备选型。
具体： 以动量传递为基础
第一章 流体力学基础 第二章 流体输送机械 第三章 机械分离与固体流态化
以热量传递为基础
第四章 热量传递基础 第五章 过程计算与换热器 第六章 蒸发
11月中、上旬 期中考试
单位名称
米 千克
秒 安[培] 开[尔文] 摩[尔] 坎[德拉] 弧度 球面度 牛顿 帕斯卡
焦 瓦特 摄氏度
单位符号
m kg s K mol A cd rad sr N Pa J W ℃
六、单位制及单位换算
单位换算方法
例1：
1atm(标准大气压)=1.033kgf/cm2, 换算成SI单位
1kgf=9.81N
公用邮箱，答疑、布置作业、通知等
欢迎大家随时来答疑！
2007年9月18日作业
1．定义写出下列各物理量的SI单位与工程单位 密度——单位体积的质量； 功率——单位时间所做功； 传热速率——单位时间所传递的热量。
2．进行下列单位换算（根据单位之间的关系换算，不用单位换算表）： （a）30℃时水的表面张力σ=71dyn/cm，将此cgs单位换算成SI单位； （b）30℃时水的粘度μ=0.008g/cm·s，将此cgs单位换算成SI单位； （c）传质系数kG=1.6千摩尔/米2·小时·大气压，换算成SI单位： kmol/m2·s·Pa
速率＝
推动力 阻力
动量守恒
z
y
umax
x
r2rlrr2(rr)lp02rrpl2rrma2rrlddut
rr(rr)rrpl p0 du
rr
l
dt
d(rr)pl p0 du
rdr l
dt
稳态： du 0
dt
得圆管内的速度分布
r
du dr
u p R2(1(r)2)
4L
R
三、《化工原理》课程的重要地位
五、《化工原理》课程的研究方法
实验研究方法 设备“由小见大”、物料“由此及彼” 因次分析法，相似分析法
数学模型方法
简化
数学方法
实验（获取数据）
物理模型
数学模型
六、单位制及单位换算
国际单位制基本单位、辅助单位和具有专门名称的导出单位
类型 基本单位 辅助单位 导出单位
物理量
长度 质量 时间 电流 热力学温度 物质的量 发光强度 平面角 立体角 力：重力 压强：应力 能量：功 功率 摄氏温度
乙炔
提纯
氯化氢
提纯
流体输送
氯乙烯
聚氯乙稀
SCIENCE TECHNOLGY
单体合成
单体精制、压缩、冷凝
反应工程
输入热量
聚合
输出热量
化工原理
吸附、吸收、精馏、干燥 换热
流体输送
脱水干燥 成品
一、化学工程？
反应工程 化学工程
传递过程与单元操作
化工原理
盐酸的制备： 用水吸收HCl气体
HCl water
化工原理上册-绪论
目录
一、化学工程 ？ 二、《化工原理》课程的研究内容 三、《化工原理》课程的重要地位 四、《化工原理》课程的特点 五、《化工原理》课程的研究方法 六、单位制及单位换算 七、参考资料 八、成绩评定方法
一、化学工程？
－以产品为目标，在实际生产中实现某个想法的具体过程和技术
乙炔＋氯化氢 n 氯乙烯
六、单位制及单位换算
单位的应用
化工计算中所用公式有两类：
A、理论公式 f=ma
f
m
cgs
g·cm/s2=dyn
g
SI制
kg·ms2
B、经验公式 这类公式的每一个符号都用指定单位的数值代入，所得结果属于什么单位
也是指定的。
七、参考资料
1、化工原理，陈敏恒，从德滋，方图南，化学工业出版社 2、化工原理，谭天恩，麦本熙，丁惠华，化学工业出版社 3、化工原理习题精解，何潮洪，窦梅，朱明乔，叶向群，科学出版社 4、化工原理概念题导师系统 5、其它资料
1、专业基础课、技术基础课 2、承前启后、有理及工的桥梁
四、《化工原理》课程的特点
理论性、工程性均很强，内容多。
具有工程观点： 具体表现在： 1、过程影响因素多 2、过程制约条件多 3、经验公式与经验数据多 4、效益是评价工程合理性的最终判据
举例：
工程设计塔径：D＝0.7901m
圆整：
D＝0.8m (要考虑加工、测量等等）
1atm=1.033kgf/cm2=10330kgf/m2
1cm3=10-6m3
1mol=10-3kmol
所以：
k g f R 8 2 .0 6 a m tm o l c m K 3 1 .0 1 3 a 3 tm c m 2 1 1 0 c m 2 m 1 0 1 3 m k o m lo l 8 4 8 k k m g f o lm K
八、作业及成绩评定方法
作业： 每周一下午5点前，由各班课代表收齐后通一交到西配楼211，同时将上
次作业带走并下发到每位同学。
成绩评定： 期中考试（40％）
机考30％ 笔试70％
机考30％ 期末考试（40％）
笔试70％
平时（20％）：作业（课堂作业、课后作业）、上课出勤情况、课堂表现
联系方法
我的联系方法： 西配楼211 88320646（O） luxianghong@ (密码123456）:
如何实现？
水的流量 HCl气体的流量 塔径 塔高 填料种类 填料尺寸
？ CH3OH、H2O混合物
CH3OH H2O
蒸馏 如何实现？
物料输送泵的型号 精馏塔：
精馏塔高度 精馏塔塔径 塔板类型 。。。。
换热器： 所需热量、换热面积 加热剂或冷却剂的用量
一、化学工程？
传递过程
动量传递 热量传递 质量传递
以质量传递为基础
第七章 质量传递基础 第八章 气体吸收 第九章 蒸馏 第十章 汽液传质设备 第十一章 液液萃取和固液萃取 第十二章 干燥 第十三章 其它分离过程
1月
期末考试
化工原理（The primary prinpcles of chemical engineering）
单元操作（Unit Operation）
流体输送 传热 吸收 蒸馏 干燥
二、《化工原理》课程的研究内容
一、过程衡算 动量守恒（牛顿第二定律） 热量守恒（热力学第一定律） 质量守恒
进入－流出＝积累
二、过程的平衡 过程进行的方向和所能达到的极限
三、过程的速率
过程进行的快慢
过程的速率与下列因素有关：
推动力：过程所处的状态与平衡状态之间的距离
过程阻力：各种因素对过程速率影响的总的体现
1cm2=10-4m2
所以：
1 a tm 1 .0 3 3 c k m g f 2 9 1 .8 k 1 g f N 1 1 0 c m 4 m 2 2 1 .0 3 3 1 0 5 N /m 2
例2：
气体常数R=82.06atm·cm3/(mol·k)将其换算成工程单位：kgf·m/(kmol·k)