化工工艺操作培训教材实用PPT(64页)
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方埠化工厂
1.1.1 重要概念
一. 密度
定义: 单位体积流体的质量称为密度.公式:
式中 ρ --------流体的密度，kg/m3；
m --------流体的质量，kg；
V --------流体的体积，m3。在研究流体流动
时，若压力与温度变化不大时，则可认为液体的密度
为常数。密度为常数的流体称为不可压缩流体。
流体垂直作用于单位面积上的力，称为压强， 或称为静压强。其表达式为
式中
N；
p -------- 流体的静压强，Pa； FV------- 垂直作用于流体表面上的力，
A -------- 作用面的面积，m2。
方埠化工厂
1.1.2 流体的静压强
二. 静压强的单位
1． 按压强的定义，压强是单位面积上的压力，其单 位应为Pa，也称为帕斯卡。
化工工艺操作培训
方埠化工厂
第一章 绪 论
1.化工工艺的定义 化工工艺即化工技术或化学生产技术也叫化工生产技
术，指将原料物主要经过化学反应转变为产品的方法 和过程,包括实现这一转变的全部措施。 具体到实际应用中又可概括为化工生产，将煤、石油、 天然气、矿石、水、空气等经过一系列化学变化或化 学处理手段，改变其性质状态、组成，得到目的产物 的过程。 而如何实现和组织这一过程，即是化工生产（工艺） 的基本任务。
速，即用流量相等的原则来计算平均流速。其表达式为：
式中 A -------- 与流动方向相垂直的管路截面积，mwk.baidu.com 。
流量与流速的关系为：ws = Vsρ= uAρ
方埠化工厂
1.2.2 流速
由于气体的体积流量随温度和压强而变化，因 而气体的流速亦随之而变。因此采用质量流速 就较为方便。
质量流速即单位时间内流体流过管路截面积的 质量，以G表示，其表达式为：
方埠化工厂
1.1.2 流体的静压强
三. 静压强的表示方法 绝对压强（ata）：以绝对真空为 基准量得的压强；
表压强（atg）：以大气压强为基 准量得的压强。
真空度 表压强以大气压为起点计 算，所以有正负，负表压强就称 为真空度，其相互关系如下图所 示。
注意符号: atm -------- 物理大气压； at -------- 工程大气压； ata -------- 绝对压强； atg -------- 表压强。
方埠化工厂
化工生产与单元操作
3 单元操作的内容与方向：
内容 方向
单元操作的基本原理； 单元操作典型设备的结构； 单元操作设备选型设计计算。
高效率、低能耗、环保； 开发新的单元操作 单元操作集成工艺与技术。
方埠化工厂
第三章 流体流动
流体流动规律是化工原理课程的重要基础， 主要原因有以下三个方面： （1）流动阻力及流量计算 （2）流动对传热、传质及化学反应的影响 （3）流体的混合效果
方埠化工厂
化工生产与单元操作
2 . 单元操作（Unit Operation） 单元操作按其遵循的基本规律分类：
（1）遵循流体动力学基本规律的单元操作：包括流体输送、 沉降、过滤、固体流态化等；
（2）遵循热量传递基本规律的单元操作：包括加热、冷却、 冷凝、蒸发等；
（3）遵循质量传递基本规律的单元操作：包括蒸馏、吸收、 萃取、结晶、干燥、膜分离等；
其105倍称为巴（bar）， 即1bar = 105 Pa。常用单位有：Pa、 KPa、 Mpa。 2． 直接以液柱高表示：mH2O、cmCCl4、mmHg等。 3. 以大气压强表示：atm（物理大气压）、at（工程
大气压） 1atm=1.013105 Pa=10.33 mH2O=760mmHg 1at=9.81104 Pa=10 mH2O=735mmHg
的累计量。
方埠化工厂
1.2.2 流速
单位时间内流体在流动方向上所流经的距离称为流速。以u表示， 其单位为m/s。
流体流过管路时，在管路任一截面上各点的流速沿管径而变
化，即在管截面中心处流速最大，越靠近管壁流速就越小，在管
壁处的流速为零。流体在管截面上各点的流速分布规律较为复
杂，在工程中为简便起见，流速通常采用整个管截面上的平均流
态方程来计算密度。由
p -------- 气体的绝对压强，kPa或kN/m2； M -------- 气体的摩尔质量，kg/kmol； T -------- 气体的绝对温度，K； R -------- 气体常数，8.314 kJ/(kmol K)。
计算
方埠化工厂
1.1.2 流体的静压强
一. 静压强
方埠化工厂
2.化工生产的基本任务 研究化工生产的基本过程和反应原理 确认化工生产的工艺流程和最佳工艺条件。 生产中运用的主要设备的构造、工作原理及强
化生产的方法。
方埠化工厂
第二章 化工生产与单元操作
1、化工单元操作 一个化工产品的生产是通过若干个物理操作与若干
个化学反应实现的。尽管化工产品千差万别，生产工 艺多种多样，但这些产品的生产过程所包含的物理过 程并不是很多，而且是相似的。比如，流涕输送不论 用来输送何种物料，其目的都是将流体从一个设备输 送至另一个设备；加热与冷却的目的都是得到需要的 操作温度；分离提纯的目的都是得到指定浓度的混合 物等。因此把这些包含在不同化工产品生产过程中， 发生同样物理变化，遵循共同的物理学规律，使用相 似设备，具有相同功能的基本物理操作，称为单元操 作。
方埠化工厂
1.2.1 流量
单位时间内流过管道任一截面的流体量称为 流量。若流体量用体积来计算，称为体积流量， 以Vs表示，其单位为m3/s；若流体量用质量来 计算，则称为质量流量，以ws表示，其单位为 kg/s。
体积流量与质量流量的关系为：ws = Vsρ 式中 ρ-------- 流体的密度，kg/m3。 注意，流量是一种瞬时的特性，不是一段时间
严格说来，真实流体都是可压缩流体,不可压缩流 体只是在研究流体流动时，对于密度变化较小的真实 流体的一种简化。本章中如不加说明均指不可压缩流 体。
方埠化工厂
1.1.1 重要概念
二. 气体密度 一般来说气体是可压缩的，称为可压缩流体。但是，在压力和
温度变化率很小的情况下，也可将气体当作不可压缩流体来处理。 当气体的压力不太高，温度又不太低时，可近似按理想气体状
1.1.1 重要概念
一. 密度
定义: 单位体积流体的质量称为密度.公式:
式中 ρ --------流体的密度，kg/m3；
m --------流体的质量，kg；
V --------流体的体积，m3。在研究流体流动
时，若压力与温度变化不大时，则可认为液体的密度
为常数。密度为常数的流体称为不可压缩流体。
流体垂直作用于单位面积上的力，称为压强， 或称为静压强。其表达式为
式中
N；
p -------- 流体的静压强，Pa； FV------- 垂直作用于流体表面上的力，
A -------- 作用面的面积，m2。
方埠化工厂
1.1.2 流体的静压强
二. 静压强的单位
1． 按压强的定义，压强是单位面积上的压力，其单 位应为Pa，也称为帕斯卡。
化工工艺操作培训
方埠化工厂
第一章 绪 论
1.化工工艺的定义 化工工艺即化工技术或化学生产技术也叫化工生产技
术，指将原料物主要经过化学反应转变为产品的方法 和过程,包括实现这一转变的全部措施。 具体到实际应用中又可概括为化工生产，将煤、石油、 天然气、矿石、水、空气等经过一系列化学变化或化 学处理手段，改变其性质状态、组成，得到目的产物 的过程。 而如何实现和组织这一过程，即是化工生产（工艺） 的基本任务。
速，即用流量相等的原则来计算平均流速。其表达式为：
式中 A -------- 与流动方向相垂直的管路截面积，mwk.baidu.com 。
流量与流速的关系为：ws = Vsρ= uAρ
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1.2.2 流速
由于气体的体积流量随温度和压强而变化，因 而气体的流速亦随之而变。因此采用质量流速 就较为方便。
质量流速即单位时间内流体流过管路截面积的 质量，以G表示，其表达式为：
方埠化工厂
1.1.2 流体的静压强
三. 静压强的表示方法 绝对压强（ata）：以绝对真空为 基准量得的压强；
表压强（atg）：以大气压强为基 准量得的压强。
真空度 表压强以大气压为起点计 算，所以有正负，负表压强就称 为真空度，其相互关系如下图所 示。
注意符号: atm -------- 物理大气压； at -------- 工程大气压； ata -------- 绝对压强； atg -------- 表压强。
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化工生产与单元操作
3 单元操作的内容与方向：
内容 方向
单元操作的基本原理； 单元操作典型设备的结构； 单元操作设备选型设计计算。
高效率、低能耗、环保； 开发新的单元操作 单元操作集成工艺与技术。
方埠化工厂
第三章 流体流动
流体流动规律是化工原理课程的重要基础， 主要原因有以下三个方面： （1）流动阻力及流量计算 （2）流动对传热、传质及化学反应的影响 （3）流体的混合效果
方埠化工厂
化工生产与单元操作
2 . 单元操作（Unit Operation） 单元操作按其遵循的基本规律分类：
（1）遵循流体动力学基本规律的单元操作：包括流体输送、 沉降、过滤、固体流态化等；
（2）遵循热量传递基本规律的单元操作：包括加热、冷却、 冷凝、蒸发等；
（3）遵循质量传递基本规律的单元操作：包括蒸馏、吸收、 萃取、结晶、干燥、膜分离等；
其105倍称为巴（bar）， 即1bar = 105 Pa。常用单位有：Pa、 KPa、 Mpa。 2． 直接以液柱高表示：mH2O、cmCCl4、mmHg等。 3. 以大气压强表示：atm（物理大气压）、at（工程
大气压） 1atm=1.013105 Pa=10.33 mH2O=760mmHg 1at=9.81104 Pa=10 mH2O=735mmHg
的累计量。
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1.2.2 流速
单位时间内流体在流动方向上所流经的距离称为流速。以u表示， 其单位为m/s。
流体流过管路时，在管路任一截面上各点的流速沿管径而变
化，即在管截面中心处流速最大，越靠近管壁流速就越小，在管
壁处的流速为零。流体在管截面上各点的流速分布规律较为复
杂，在工程中为简便起见，流速通常采用整个管截面上的平均流
态方程来计算密度。由
p -------- 气体的绝对压强，kPa或kN/m2； M -------- 气体的摩尔质量，kg/kmol； T -------- 气体的绝对温度，K； R -------- 气体常数，8.314 kJ/(kmol K)。
计算
方埠化工厂
1.1.2 流体的静压强
一. 静压强
方埠化工厂
2.化工生产的基本任务 研究化工生产的基本过程和反应原理 确认化工生产的工艺流程和最佳工艺条件。 生产中运用的主要设备的构造、工作原理及强
化生产的方法。
方埠化工厂
第二章 化工生产与单元操作
1、化工单元操作 一个化工产品的生产是通过若干个物理操作与若干
个化学反应实现的。尽管化工产品千差万别，生产工 艺多种多样，但这些产品的生产过程所包含的物理过 程并不是很多，而且是相似的。比如，流涕输送不论 用来输送何种物料，其目的都是将流体从一个设备输 送至另一个设备；加热与冷却的目的都是得到需要的 操作温度；分离提纯的目的都是得到指定浓度的混合 物等。因此把这些包含在不同化工产品生产过程中， 发生同样物理变化，遵循共同的物理学规律，使用相 似设备，具有相同功能的基本物理操作，称为单元操 作。
方埠化工厂
1.2.1 流量
单位时间内流过管道任一截面的流体量称为 流量。若流体量用体积来计算，称为体积流量， 以Vs表示，其单位为m3/s；若流体量用质量来 计算，则称为质量流量，以ws表示，其单位为 kg/s。
体积流量与质量流量的关系为：ws = Vsρ 式中 ρ-------- 流体的密度，kg/m3。 注意，流量是一种瞬时的特性，不是一段时间
严格说来，真实流体都是可压缩流体,不可压缩流 体只是在研究流体流动时，对于密度变化较小的真实 流体的一种简化。本章中如不加说明均指不可压缩流 体。
方埠化工厂
1.1.1 重要概念
二. 气体密度 一般来说气体是可压缩的，称为可压缩流体。但是，在压力和
温度变化率很小的情况下，也可将气体当作不可压缩流体来处理。 当气体的压力不太高，温度又不太低时，可近似按理想气体状