化工原理南林教材22
《化工原理》课程简介 - 南京工程学院
《化工原理》课程简介二、课程内容与教学目标《化工原理》课程是过程装备与控制工程专业的一门限选课，是综合性技术学科化学工程学的一个基础组成部分，是学习后续专业课的基础。
通过本课程的学习，要使学生掌握流体流动、流体输送、沉降与过滤、传热、蒸馏、吸收、蒸馏、干燥等单元操作的基本原理及典型设备的设计计算方法，为进一步学习专业课程及从事工程实践奠定必要的理论基础。
同时，要求通过各个教学环节培养学生的工程观点，使学生理解流体流动、传热与传质的共性与特殊性，提高分析和解决化工实际问题的能力。
学完本课程应达到以下基本要求：1．掌握流体流动、沉降与过滤、传热、吸收、蒸馏等单元操作的基本原理。
2．熟练掌握流体流动、沉降与过滤、传热、吸收、蒸馏等单元操作的基本计算方法，了解基本计算公式的物理意义、使用方法和适用范围。
3．了解流体流动、沉降与过滤、传热、吸收、蒸馏等单元操作的典型设备的构造、性能和操作原理，了解设备选型的原则和校核计算方法。
教材：《化工原理》(第四版)，王志魁主编，化学工业出版社, 2010年。
参考书：《化工原理(第三版)，管国锋，化学工业出版社, 2008年。
《化工原理(上、下册)》，张弓，化学工业出版社, 2004年。
《化工原理(上、下册)(第二版)》，谭天恩，化学工业出版社, 2004年。
《化工原理课程学习指导》，柴诚敬，天津大学出版社, 2003年。
《化工原理详解与应用》，丛德滋，化学工业出版社, 2003年。
三、对教学方式、实践环节、学生自主学习的基本要求本课程采用板书与多媒体课件结合的方式进行课堂教学，学生应能独立完成教学大纲规定的课程内容要求。
四、考核方式与学习效果评价的结构比例本课程为考试课程，期末考试为闭卷笔试。
学生的课程总评成绩由平时成绩（占30%）和期末考试成绩（占70%）两部分构成，平时成绩中实验成绩占10%，出勤、作业、学习主动性等占20%。
五、对先修课的要求、课程班规模要求、实践类课程方案等本课程的先修课程为：高等数学、大学物理、工程化学，小班授课，实践环节为实验教学。
电子课件化工原理上册22.第六章03
电子课件化工原理（上册）22. 第 六章（03）
二、干燥时间的计算
设 U 与 X 为线性关系
kX
Uc 0 Xc X*
U ckXX cX *
U
kX
U0 X X*
U kXXX *
X
电子课件化工原理（上册）22. 第
六章（03）
二、干燥时间的计算
20 2d
G Xc dX S X2kX(XX*)
电子课件化工原理（上册）22. 第 六章（03）
11－玻璃绒 12－棉花
电子课件化工原理（上册）22. 第 六章（03）
二、物料中所含水分的性质
1.平衡水分与自由水分 在一定的干燥条件下
不能被除去的水分 大于平衡水分的水分
平衡水分 X* 自由水分 X-X*
物料所含水分＝平衡水分＋自由水分
思考 平衡水分与自由水分的划分？
按能否被除去划分，取决于物料的性质和 空气的状态。
示仪 13－电加热控制
仪表
电子课件化工原理（上册）22. 第 六章（03）
一、干燥实验和干燥曲线
干燥阶段
预热阶段
～X ～
～ dX 较小
d
恒速干燥阶段（第一干燥阶段）
热量主要用 于物料升温
热量用于 汽化水分
～X
～
不变～
dX
d
很大
热量用于汽化水
降速干燥阶段（第二干燥阶段）
分和加热物料
X ～ ～ ～ dX 逐渐减小趋近于零
实验数据
时 间τ 物料温度 θ
物料湿含量 X
电子课件化工原理（上册）22. 第 六章（03）
洞道干燥实验流程示意图
1－洞道干燥室 2－离心鼓风机 3－孔板流量计 4－温度计 5－干燥物料 6－重量传感器 7－加热器 8－湿球温度计 9－干球温度计 10－重量显示仪 11－温度显示仪 12－湿球温度显
化工原理南京林业大共33页
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
45、法律的制定是为了保证每一Байду номын сангаас人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
化工原理南京林业大
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
化工原理南京林业大.pptx
①化学工程学科本身的基本规律和基本观点； ②正确的实验方法论。
指导实验的理论 ：
①因次分析法 ； ②数学模型法 。
4.3.1颗粒床层的简化模型
因次分析法的步骤： ①找出过程的影响因素 ； ②将影响过程的各个物理量的因次抽出进行分析，整理成若干个无因次数
群； ③通过实验确定各数群之间的定量关系 ；
数学模型法的步骤 ： ①将复杂的真实过程简化成易于用数学方程式描述的物理模型 ； ②对所得的物理模型进行数学描述即建立数学模型 ； ③通过实验对数学模型的合理性进行检验并测定模型参数 ；
这两种方法应同时并存，各有所用，相辅相成。
4.4过滤原理及设备
4.4.1过滤原理
4.4.1过滤原理 （1）过滤是利用可以让液体通过而不能让固体通过的多孔介质，将
悬浮液中的固、液两相加以分离的操作。 （2）过滤方式
①滤饼过滤
（见图4-7a）过滤时悬浮液置于过滤介质的一侧。过滤介质常用多 孔织物，其网孔尺寸未必一定须小于被截留的颗粒直径。在过滤 操作开始阶段，会有部分颗粒进入过滤介质网孔中发生架桥现象 （图4-7b），也有少量颗粒穿过介质而混与滤液中。随着滤渣的 逐步堆积，在介质上形成一个滤渣层，称为滤饼。不断增厚的滤 饼才是真正有效的过滤介质，而穿过滤饼的液体则变为清净的滤 液。通常，在操作开始阶段所得到滤液是浑浊的，须经过滤饼形 成之后返回重滤。
4.2颗粒床层的特性
（1）床层空隙率ε 固定床层中颗粒堆积的疏密程度可用空隙率来表示，其定义如下：
空隙体积 床层体积
床层体积V 颗粒所占体积v 床层体积V
1
v V
。 ε的大小反映了床层颗粒的紧密程度，ε对流体流动的阻力有极大的影响
化工原理南林教材PPT课件
对干燥器作热量衡算，可得：
L 1 I G 1 1 Q ID L 2 I G 2 1 Q IL
Q D L I 2 I 1 G I 2 1 I 1 1 Q L
QQ pQ D
LI2I0GI2 1I1 1 Q L
.
33
假设：
（1）新鲜空气中水的焓等于离开干燥器废气中水
气的焓，即：IV0=IV2； （2）湿物料进出干燥器时的比热取平均值cm。
d G 1 dX SU
2 d
G1
X 2 dX
0
S U X c
2
G1 S
X2 dX U Xc
当U与X呈非线性关系，采用图解法计算； 当U与X呈线性关系，采用解析法计算；
.
54
第四节 干燥器
对干燥器的要求：
（1）能保证干燥产品的质量要求，如含水量、强 度、形状等；
（2）要求干燥速率快、干燥时间短，以减小干燥 器的尺寸、降低能耗，同时还应考虑干燥器的辅助 设备的规格和成本，即经济性要好；
.
11
六、干球温度t 和湿球温度tW
QSttw
N k H H s,tw H S
Q Nrtw
twtkH rtw Hs,tw H
.
12
.
13
七、绝热饱和冷却温度tas
.
14
cgH vtc H v 0 rcgH ac s vta sH arv s0
cgH v c cgH ac s vcH
.
38
2.操作线在过点B等焓线的上方
QDGI21I11 QL
I2 I1 t2 t1
3.操作线为过点B等温线
I2I1 t2t1
.
39
.
40
《化工原理》下册(第二版)教材各章节课后习题答案
17 NT=18
18 η=96.7%; Rmin=1.51
19 xD=0.889; xW=0.194
第 3 页，共 7 页
《化工原理》下册（第二版）教材各章节课后习题答案
20 xD=0.873; xW=0.207 21 xD=0.00869; xW=3.27×10-4 22 xW=0.0935; EmV=66.4% 23 (1) xD=0.8; xW=0.05;(2)略 24 (1)NT=7; (2)V=20.3kmol/h; (3)D=47.4kmol; W=52.6kmol 25 t=60℃; xA=0.188; xB=0.361; xC=0.451 26 x(A-D) :0.030;0.153;0.581;0.237 y(A-D) :0.141;0.306;0.465;0.085 27 D/F=0.4975;W/F=0.5025; xD(A-D):0.402;0.591;0.007;9.7×10-5 ; xW(A-D):1.4×10-5;0.012;0.690;0.298 28 N=14.1 ; N1=7.9 第十章 气液传质设备 1 EmV=0.758 2 ET=41% 3 N 实=10 4 D=1.2m
《化工原理》下册（第二版）教材各章节课后习题答案
5 （1） =31.3kmol; =0.619（2） =38.0kmol;y=0.563
6 （1）D/F=0.228；（2）L/V=0.667; (3)L/V=0.8 ; =1.68
=0.470
7 =14.32kmol/h
8 (1)V=10kmol/h ; (2)R=16; L/V=0.941
7 (1)Smin=36.47kg/h (2)N=5.1 第十二章 其它传质分离方法
1 m=47.7kg
化工原理南京林业大
图11-4 第II类物系的溶解度曲线和联结线
图11-5 连结线斜率的变化
.
22
11.2.1 萃取操作过程及术语
图11-11 萃取操作示意图
.
23
11.2.1 萃取操作过程及术语
萃取操作的基本过程如图11-11所示。将一定量萃 取剂加入原料液中，然后加以搅拌使原料液与萃取剂 充分混合，溶质通过相界面由原料液向萃取剂中扩散， 所以萃取操作与精馏、吸收等过程一样，也属于两相 间的传质过程。搅拌停止后，两液相因密度不同而分 层：一层以溶剂S为主，并溶有较多的溶质，称为萃取 相，以E表示；另一层以原溶剂（稀释剂）B为主，且 含有未被萃取完的溶质，称为萃余相，以R表示。若溶 剂S和B为部分互溶，则萃取相中还含有少量的B，萃余 相中亦含有少量的S。
图11-9 温度对互溶度的影响（I类物系）
.
20
11.1.4 温度对相平衡的影响
对于某些物系，温度的改变不仅可引起 分层区面积和联结线斜率的变化，甚至 可导致物系类型的转变。如图11-10所
示，当温度为 T 1 时为第Ⅱ类物系，而当 温度升至 T 2 时则变为第Ⅰ类物系。
图11-10 温度对互溶度的影响（II类物系）
通常，一定温度下的三元物系溶解度曲线、联结线、辅助曲 线及临界混溶点的数据均由实验测得，有时也可从手册或有关专 著中查得。
.
13
11.1.3 分配系数和分配曲线
（1）分配系数
一定温度下，某组分在互相平衡的E相与R相中的组成之比
化工原理_南京理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
化工原理_南京理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.水与苯进行换热，水由20℃升到35℃，苯由80℃降至40℃。
若苯的热容量流率比水的热容量流率小，此换热器的传热效率ε= _____，（2位有效数字）答案:0.672.在一套板框过滤机中，滤框厚度为16mm，板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框刚充满，则在每一框中滤液穿过厚度为_____mm_的滤饼答案:83.离心泵起动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不致超负荷工作，这是因为答案:（a）Qe＝0，N≈04.工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（）。
答案:(c)增加传热面积，提高传热效果。
5.在传热膜系数测定实验中,若保持T1不变,加大空气流量(其他条件不变),则空气出口温度如何变化答案:T2增大6.某一套管换热器用管间饱和蒸汽加热管内空气，设饱和蒸汽温度为100℃，空气进口温度为20℃，出口温度为80℃，则此列管换热器内壁温度应是______________。
答案:（c）接近饱和蒸汽的温度7.流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的__ __倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的_____倍。
答案:2， 1/4##%_YZPRLFH_%##2，0.258.λ和Re数的关系不正确的是答案:D)任何时候，λ随Re增大而减小9.一包有石棉泥保温层的蒸气管道，当石棉泥受潮后，其保温效果将答案:下降##%_YZPRLFH_%##减弱##%_YZPRLFH_%##变差10.离心分离设备在stokes区操作，颗粒的旋转速度为15m/s，旋转半径为0.3m，则该设备的离心分离因数等于。
（保留一位小数，重力加速度取9.81m/s2）答案:76.411.在测定离心泵性能时，若将压强表装在调节阀后则压强表读数p2将随流量增大而。
答案:下降##%_YZPRLFH_%##减小##%_YZPRLFH_%##降低12.当计算流体由粗管进入细管的局部阻力损失时，公式中的流速应该用_____管中的速度。
化工原理 第一二 静力学教材
1. 压力及压力差的测量
化 工
（1）U形压差计
p1
原 理
设指示液的密度为 0 ，
－ －
被测流体的密度为 。
2
0 A与A′面 为等压面，即 p A p A'
1
而
pA p1 g(m R) A
3
p A' p2 gm 0 gR
p2
m R A’
27
所以
p1 g(m R) p2 gm 0 gR
化 工
整理得
p1 p2 (0 )gR p1
原
理
－ 若被测流体是气体， 0 ，则有
－
2
p1 p2 Rg0
0
1
A
3
p2
m R A’
28
讨论：
（1）U形压差计可测系统内两点的压力差，当将U形
管一端与被测点连接、另一端与大气相通时
化 工
p1
p1
原
理
－
pa
pa
－
2
0
1
表压
3
真空度
读数R就反映了被测流体的表压或真空度。
0 Z7=2.5m。 1 试计算锅炉内水面上方
3
的蒸汽压力。
37
2、液位的测定
化
化工厂中经常要了解容器里物料的贮存量，或要控制
工 原
设备里的液面，因此要进行液位的测量。
理
－
－
2
0 a 液位计的原理——遵循静止液体内部压强变化的规律,
1 是静力学基本方程的一种应用。
Байду номын сангаас
3
38
b 近距离液位测量装置
化 工
0 大于10 。
化工原理《化工原理》(47页)
非吸湿性物料:
1.0
0.8
0.6 相对湿度
0.4
0.2
氯化锌 优质纸
木材 烟叶
0
0.1
0.2
0.3
湿含量 X
对流干燥的基本规律 干燥曲线和干燥速率曲线Drying curve and drying-rate c
速
、
干燥曲线和干燥速率曲线
干燥曲线: 预热段(Pre-heat period):
25
新闻纸
-
铁杉木
25
羊毛织物
-
白岭粉
31.8
白岭粉
6.4
速度m/s 1.0 1.0 10.6 2.1 1.5
空气条件 温度℃ 37 32 25 40 49
相对湿度% 0.10 0.15 0.40 0.40 -
临界湿含量 kg水/ kg干料
0.11 0.13 0.17 0.181 1.25
0.10
3.5
53
0.15
0.053
3.5
55
0.17
0.053
0
19
0.35
1.00
4.0
22
0.34
1.28
-
25
-
0.31
1.0
39
0.20
0.084
1.0
37
-
0.04
第三节干燥过程的计算
1.恒定干燥条件下干燥时间的计算 恒速干燥段的干燥时间
题归结为气固对流给热系数 α的求取。
恒速干燥段的干燥时间
(1) 空气平行流过静止物料层的表面
物料
品种
厚度mm
粘土
6.4
粘土
《化工原理》上册(第二版)各章节课后习题答案
22 δ= 10mm ; Qmax = 11.3KW 23 R = 6.3×10-3m2·℃/W
24 n = 31 ; L = 1.65m
25 L = 9.53m
26 qm = 4.0kg/s ; A = 7.14m2
27 qm2
=
10.9kg/s
;
n
=
36
;
L
=
2.06m
;
q, m1
= 2.24kg/s
第六章 传热 1 δ1 = 0.22m ; δ2Байду номын сангаас= 0.1m 2 t1 = 800℃
第 7 页，共 10 页
《化工原理》上册（第二版）各章节课后习题答案
3 t1 = 405℃ 4 δ = 50mm 5 (λ’-λ)/ λ = -19.7﹪ 6略 7 Q,/Q = 1.64 λ小的放内层 8 a = 330W/m2*℃ 9 a = 252.5W/ m2*℃ 10 q = 3.69kw/m2 11 q1/q2 =1 12 w = 3.72×10-3kg/s ; w’= 7.51×10-3kg/s 13 Tg = 312℃ 14 Tw = 746K 15 τ = 3.3hr 16 εA = 0.48 ; εB = 0.40 17 略
第二章 流体输送机械
最新化工原理课后习题(参考答案)精品课件
解：查表可得20oC水的密度(mìdù)9：98.2kg / m3
根据主流(zhǔliú)管流量
系(guān xì)p 1.662 105 xkPa 试求上述两种情况下两相的推动力（分别以
气相分压力和液相浓度差表示），并说明CO2在两种情况下属于吸收还是解 吸。
解
x1
0.01 0.011 997
/18
1.8 104
p1 1.662105 1.8104 29.92kPa
气相分压力(yālì)表示的推动力为：p p1 50 29.92 20.08kPa
解：（1）
1 1 m KY kY kY
1
m
比较 (bǐjiào)
kY
与
kX
（2） NA KY Y Y *
第十三页，共22页。
5-15 在一吸收塔中，用清水在总压为0.1MPa、温度(wēndù)20oC条件下吸收混 合气体中的CO2，将其组成从2%降至0.1%（摩尔分数）。20oC时CO2水溶液 的亨利系数为E=144MPa。吸收剂用量为最小用量的1.2倍。试求（1）液-气比 L/G及溶液出口组成X1；（2）总压改为1MPa时的L/G及溶液出口组成X1
qm qm1 qm2 20 10 30t / h 30000kg / h
qv qm / 30000 / 998.2 30.05m3 / h 流速为
v 1.0m / s
d 4qv 4 30.05 0.103m 103mm
化工原理课后习题解答杨祖荣主编
第二章 非均相物系分离1、试计算直径为30μm 的球形石英颗粒（其密度为2650kg/ m 3），在20℃水中和20℃常压空气中的自由沉降速度。
解：已知d =30μm 、ρs =2650kg/m 3（1）20℃水 μ=1.01×10-3Pa·s ρ=998kg/m 3设沉降在滞流区，根据式（2-15）m/s 1002.81001.11881.9)9982650()1030(18)(43262---⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=μρρg d u s t 校核流型)2~10(1038.21001.19981002.8103042346-----∈⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==μρt t du Re 假设成立， u t =8.02×10-4m/s 为所求（2）20℃常压空气 μ=1.81×10-5Pa·s ρ=1.21kg/m 3设沉降在滞流区m/s 1018.71081.11881.9)21.12650()1030(18)(25262---⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=μρρg d u s t 校核流型：)2~10(144.01081.121.11018.710304526----∈=⨯⨯⨯⨯⨯==μρt t du Re 假设成立，u t =7.18×10-2m/s 为所求。
2、密度为2150kg/ m 3的烟灰球形颗粒在20℃空气中在层流沉降的最大颗粒直径是多少？ 解：已知ρs =2150kg/m 3查20℃空气 μ=1.81×10-5Pa.s ρ=1.21kg/m 3 当2==μρt t du Re 时是颗粒在空气中滞流沉降的最大粒径，根据式（2-15）并整理218)(23==-μρμρρρt s du g d 所以μm 3.77m 1073.721.181.9)21.12150()1081.1(36)(36532532=⨯=⨯⨯-⨯⨯=-=--ρρρμg d s 3、直径为10μm 的石英颗粒随20℃的水作旋转运动，在旋转半径R ＝0.05m 处的切向速度为12m/s ，，求该处的离心沉降速度和离心分离因数。
《化工原理》课程教学大纲
《化工原理》课程教学大纲合用专业：工艺类专业有化学工程工艺、应用化学、环境工程、制药工程、生物工程、食品工程、轻化工工程，非工艺专业有工份子材料、安全工程、生物技术、过程装备与控制；对非工艺类专业，带*部份不做要求，也可根据专业特点选择下册中的气体吸收和塔设备等部分。
课程性质：技术基础课一、目的及任务学时数： 120/80 学时学分： 7.5/5 学分第一部份教学基本要求化工原理是化学工程与工艺及相关专业最重要的技术基础课之一。
通过这门课程的学习，要使学生系统地获得：‘三传’的基本概念；各单元操作的原理、典型设备的结构、工艺尺寸计算、设备选型与校核和工程学科的研究方法。
培养学生的工程观念、分析和解决单元操作中各种问题的能力。
突出课程的实践性，使学生受到利用自然科学的基本原理解决实际工程问题的初步训练，提高学生的定量运算能力、实验技能、设计能力、单元操作的分析与调节能力。
二、本课程的先行课程数学、普通物理、物理化学、计算方法、化工设备设计基础。
三、各章节具体内容要求绪论掌握的内容：1、掌握单位换算方法；2、掌握物、热衡算的原则以及衡算的方法和步骤。
熟悉的内容：1、熟悉单元操作的概念及其在化工过程中的地位。
了解的内容：1、了解化工原理的目的、任务、化学工程的发展简史；2、了解过程速率、平衡关系。
第一章流体流动掌握的内容：1、流体的密度和粘度的定义、单位、影响因素及数据获取；2、压强的定义、表达方法、单位换算；3、流体静力学方程、连续性方程、柏努利方程及其应用； 4、流体的流动类型及其判断、蕾诺准数的物理意义、计算；5、流体阻力产生的原因、流体在管内流动的机械能损失计算；6、管路的分类、简单管路计算及输送能力核算；7、液柱式压差计、测速管、孔板流量计和转子流量计的工作原理、基本结构、安装要求和计算；8、因次分析的目的、意义、原理、方法、步骤；熟悉的内容：1、流体的连续性和压缩性，定常态流动与非定常态流动；2、层流与湍流的特征；3、圆管内流速分布公式及应用；4、Hagon-Poiseeuill方e程推导和应用；5、复杂管路计算的要点；6、正确使用各种数据图表；了解的内容：1、牛顿粘性定律，牛顿流体与非牛顿流体；2、边界层的概念、边界层的发展、层流底层、边界层分离。
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吸收：利用气体混合物中各组分溶解度的不同而实 现的分离操作。
4
A：吸收质或溶质 B：惰性组分或载体 S：吸收剂
5
气体吸收的目的： 1.获得一定的组分； 2.除去有害组分以净化气体； 3.制备某种气体的溶液。
6
分类： 物理吸收 化学吸收 单组分吸收 多组分吸收 等温吸收 非等温吸收 吸收 解吸
D pB 2 pB2 RT
P pB
dpB
NA
DP ln RTz
pB2 pB1
31
P p A1 pB1 p A2 pB2
令
pBm
pB2 ln
pB1 pB2
p B1
ln pB2 pB2 pB1 p A1 p A2
p B1
pBm
pBm
NA
D RTz
P pBm
pA1
pA2
P ：飘流因素，无因次， 大于1 pBm
p1
NA
D RTZ
p1
p2
27
二、一组分通过另一停滞组分的扩散
JA NcA/C
NA
NcB/C
JB
1
p
pB1 NA
p pA1
2
z1
z
p pB2
pA2 z2
28
NA
JA
cA C
N
NB
JB
cB C
N
N
NA
NB
JA
cA C
N
JB
cB C
N
JA
JB
N
J A JB 0 J A JB
29
NB
气相有效膜层厚度 滞流内层厚度
H
p
p1
0 z'G zG
z
37
二、对流扩散
对流扩散：发生在运动着的流体与相界面之间的传 质过程。
1 H
EM s
cM s M A
对稀溶液来说，c 很小，故有： H
t ，H
EM s
难溶气体 H 小，易溶气体 H 大。
16
3. y* = m x
m：相平衡常数，无因次 p* Ex
p* Py*
Py* Ex
y* E x P
m E P
m m(t, p)
17
4. Y* = mX
JB
cB C
N
0
N NA NB NA
JB
cB C
N
JA
JB
cB C
N
cB C
NA
NA
JA cB
JA C cA
C
C cA
JA
DC
C cA
dc A dz
CC
30
cA
pA RT
C P RT
D N A RT
P P pA
dp A dz
D RT
P pB
dpB dz
z
N A 0 dz
A
1
B3
2
马克斯韦尔—吉利兰（Maxwell-Gilliland）
34
非电解质稀溶液中的扩散系数：
D1 7.7 1015T
1 3
A
1
0 3
35
2-2-5 对流传质
一、涡流扩散
J
D
DE
dcA
dz
DE：涡流扩散系数，不是物性常数，与湍动 程度有关。
36
液相
m
n
气相滞流内层 相界面
气相
气相分压p
第二章 吸收
1
要求：
1.理解吸收原理、分类与目的，掌握亨利定律四 种表达形式、相关计算及溶剂选择的原则； 2.理解吸收机理，掌握吸收速率方程式； 3.掌握吸收塔的计算； 4.掌握吸收系数的测定，理解吸收系数的影响因 素； 5.了解脱吸及其他条件下的吸收。
2
重点：
1.吸收速率方程式； 2.吸收塔的计算； 3.吸收系数的测定。
重点：低浓度单组分等温物理吸收的原理与计算。
7
第一节 气—液相平衡 2-1-1 气体的溶解度
溶解度：气体在液相中的饱和浓度。单位质量（体 积）的液体中所含溶质的质量。 气体的溶解度的影响因素：物系的温度、压强及溶 质在气相中的浓度。
8
溶解度、温度、压力、气相浓度四个独立参数，其
自由度数为：F = C － + 2 = 3 – 2 + 2 = 3
24
2-2-2 气相中的稳定分子扩散
一、等分子反向扩散
传递速率NA：在任一固定的空间位置上，单位时间 单位面积上通过A的物质量。
25
pA1
pB1
B
p
p
pA1
p
pB1 z1 z
A
pA2 pB2
p
p
pB2
pA2
z2
26
NA
JA
D dCA dz
D RT
dp dz
z
0
N
A dz
D RT
p2 dp
p* Ex p* c
H y* mx Y * mX
19
2-1-3 吸收剂的选择
吸收剂的选择要从以下几个方面来考虑：
溶解度、选择性、挥发度、粘性及其它(无毒性、 无腐蚀性、不易燃、不发泡、冰点低、价廉具有化 学稳定性。
20
第二节 传质机理与吸收速率
吸收过程： 1.溶质由气相主体向气液界面的传递； 2.由界面向液相主体的传递。
32
2-2-3 液相中的稳定分子扩散
N
1 A
D1C zc Sm
cA1 cA2
经验式，仿照气相。
33
2-2-4 扩散系数
分子扩散系数简称扩散系数，它是物质的特性之一， 与介质的种类、温度、压强及浓度等。 气体A在气体B中的扩散系数：
1
D
4.36 105T
3 2
1 MA
1 MB
2
P
1 3
14
1. p*=Ex
p*：溶质在气相中的平衡分压，kPa； E：亨利系数，其单位与压强的单位一致; x：溶质在液相中的摩尔分率。
物系（气体和溶剂）一定，E = E(t) t ，E
难溶气体E大，易溶气体 E 小。
15
2. p*=c/H
c：单位体积溶液中溶质的摩尔数，kmol/m3； H：溶解度系数，kmol/(kPa.m3) 。
若压强、温度一定，则自由度数为 1。 在同一溶剂中，不同气体的溶解度有较大的差异。
9
氨的溶解度较大，为易溶气体
10
二氧化硫具有中等溶解度11ຫໍສະໝຸດ 氧的溶解度较小，为难溶气体。
12
从以上图中可看出：加压、降温对吸收有利。
13
2-1-2 亨利定律
总压不太高（5105Pa）时，恒定温度下，稀 溶液上方的气体溶质的平衡分压与该溶质在液相 中的浓度存在以下关系：
21
2-2-1 分子扩散与菲克定律
分子扩散：是在一相内部有浓度差异的条件下，由 于分子的无规则热运动而造成的物质传递现象。
扩散通量：单位面积上单位时间内扩散传递的物质 量，kmol/(m2﹒s)。
22
A
B
A
B
23
J
A
DAB
dC A dz
菲克定律
J A：物质A在Z方向上的分子扩散通量；kmol/(m2 s)； dCA ：物质A浓度梯度；kmol/(m4 )； dz D AB：物质A在介质B中的分子扩散系数，m 2 /s。
引入摩尔比Y、X的必要性：在吸收过程中，气相中惰 性组分和液相中溶剂的摩尔流量是不变的。
X
液相中溶质的摩尔数 液相中溶剂的摩尔数
x 1 x
Y
气相中溶质的摩尔数 气相中惰性组分的摩尔数
y 1
y
Y* 1Y*
mX 1 X
Y
*
1
mX
1 mX
低浓度的溶液： Y * mX *
18
小结： 亨利定律的四种表达形式：