中山大学化工原理绪论
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实验：寻找函数形式，决定参数
数学模型法（半经验半理论的方法）
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。
如一个物理过程的影响因素较少，各参数之间的关系 比较简单，能建立数学方程并能直接求解，则称为解析法。
a. 在15℃输送； b. 用0.2MPa饱和蒸汽将油加热至50℃输送 试问：你选择哪种方案？
3. 过程平衡与速率
（1）过程平衡
— 分析过程进行的方向与极限
（2）过程速率 ∝
推动力 阻力
注：过程速率决定装置与设备的生产能力
四 . 可压缩流体与不可压缩流体 1. 区别：
流体的体积是否随P、T变化而变化
Q反 1.52107W
实验室
Q移 2.78106W 反应器
冷 却
V 35.34m3
S 2.36m2 Q反 0.157W
工业反应器 Q移 0.0296W
实验室与化工生产的区别：
催化剂
萘 氧化 邻苯二甲酸酐 + Q
实验室
化工生产
催化剂升 温活化
电加热
空气预热至活化温度， 通入少量反应物
（2）定常操作与非定常操作区别 — 过程中的变量是否随时间变化 定常操作： 累积量 = 0
（3）应用： 反映生产过程中原料、产品、 副产物及“三废”量之间的关 系
例1：如图每小时 处理含乙醇40%某混 合液5吨（qn,F），经 分离后塔顶产品含乙 醇90%，塔釜产品含 乙醇5%（以上均为质 量%）。已知qn,L:qn,D = 2.5。试求塔顶产品 量qn,D、塔釜产品量 qn,W及进入塔顶冷凝 器的蒸汽量qn,V。
化工热力学
化工过程
过程系统工程
化学工艺：Chemical Technology
原料
化学方法 制造
化学品
—— 生产过程或技术
化学工业：Chemical Industry
原料
化学工艺 生产
化学品
——工厂企业形成的特定生产部门
化学工程：Chemical Engineering
研究
工业生产过程的共同规律
三. 有关基本概念 1. 物料衡算： ∑输入 = ∑输出 + 损失 + 累积
（1）衡算步骤： A. 确定衡算范围：
a. 一个设备、若干设备、或是一个车间、 几个车间或整个流程
b. 设备或管道中的某一部分。
B. 确定衡算对象： 总、某一（或某几个）组分
C. 确定基准： 连续操作 — 单位时间量 间歇操作 — 每批量
q n ,V qn,L
qn,D xd
qn,F x f
qn,W xw
解：以每小时为基准 qn,F = qn,D + qn,W
q n ,V qn,L
qn,D xd
qn,F xf = qn,Dxd + qn,Wxw qn,F x f qn,D = 2.06 吨 qn,W = 2.94 吨
qn,W xw
qn,V = qn,L + qn,D
程，现代生“产化方学法工、程技”术
化学化工工原艺理是 统世 性界 的公 工操物认 程料作的学走程一科向序门动量传研程态量系量、递究中变转、质的化各化化热量总和工种、能过状能
相关单元称量操有作包效设括利系用统分
化学工业
备的组合 析、系统模
拟、系统综
单元操作 合和系统优
传递过程 化等
化学工程
化学反应工程
催 量
萘
1 - 20 g 0.04 - 0.8 g·h-1
10 - 30 吨 400 - 1200 kg·h-1
反应温 度控制
外加热
冷却
即： 1.量上
少
多
2.传质、传热及材质上的差别
3.能源、动力及技术与经济上的差别
绪
一. 化工
20世纪初美国李特尔
论
提 先出 开,“麻化省生工理产原工的理学原”院料课率路线
n
气体： m i yi i 1
m — 混合液体的密度
x — 质量% y — 摩尔%
教学计划（54学时)
1. 课堂讲授：围绕教学大纲进行讲授，以教材为蓝本； 祁存谦主编的化工原理。课件不拷贝。
吸收、蒸馏、萃取、干燥
即: 化工过程
— 化学反应 + 若干单元操作
二. 研究方法
测试技术 实验研究法 实验规划
数据处理 过程分析 数学模型法 数学描述 检验与修正
实验研究方法（经验的方法） 一般用因次分析和相似论为指导，依靠实验来确
定过程变量之间的关系，通过无因次数群（或称准数）构 成的关系式来表达。
二级处理（生物处理）
格栅 原污水
污水流程 污泥流程
消化气
沉砂池
初次沉淀池
生物处 理设备
二次沉 消毒 淀池 投氯
排放或三 级处理
消化气利用
污泥 利用
污泥浓缩池
污泥消化 脱水干燥设备
污泥处理
城市污水处理典型流程
想想
实验室
直接过渡 是否可行 ?
工业过程
〔O〕
萘
邻苯二甲酸酐 + Q
加 热
V 3.53105 m3 S 1.06106 m2
液体 — 不可压缩 2. 工程上
气体 — P、T变化小， 视为不可压缩
五. 流体的密度
定义： m 单位：kg∙m-3
V 1. 气体 PM
RT
P（绝）- kPa , M - 分子量
R - 8.314kJkmol-1K-1
2. 混合物
1kg混合液体积
液体： 1 x1 x2 m 1 2
指导
工业装置
—— 学科
放大 设计 生产操作
化工生产过程
原料预处理
物理过程 单元操作
化学反应
化学反应 工程
产物后处理
物理过程 单元操作
原料 一系列加工处理步骤 产品 化学反应— 核心
使物料发 生所要求 的物理变 化的基本 操作
化工过程
Chemical 物理过程 — 单元操作
Process
流体输送、沉降、过滤、传热、
化工基础第一讲
丁楠
化学不断发现和创造的新物质
化工过程
பைடு நூலகம்
产品
化学反应
化学工程
有经济价值的商业产品
世界化工产品的总销售额(年) --- 几千亿美元
化工
国民经济的支柱产业
化 工 人类生存密切相关
—— 衣食住行 —— 能源
开源节流
—— 国防和科技现代化
—— 环保
活性污泥法或生物膜法 一级处理（物理法处理）
qn,L 2.5 qn,D
qn,F x f
q n ,V qn,L
qn,D xd
qn,V = 7.2 吨
qn,W xw
2. 能量衡算： ∑输入 = ∑输出 + 损失 + 累积
应用： （1）确定加热介质或冷却介质的量 （2）为换热设备设计、改进提供依据 （3）能量综合利用，确定经济合理的方案
如： 输送石油 4300m 贮槽。有下列两种方案：
数学模型法（半经验半理论的方法）
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。
如一个物理过程的影响因素较少，各参数之间的关系 比较简单，能建立数学方程并能直接求解，则称为解析法。
a. 在15℃输送； b. 用0.2MPa饱和蒸汽将油加热至50℃输送 试问：你选择哪种方案？
3. 过程平衡与速率
（1）过程平衡
— 分析过程进行的方向与极限
（2）过程速率 ∝
推动力 阻力
注：过程速率决定装置与设备的生产能力
四 . 可压缩流体与不可压缩流体 1. 区别：
流体的体积是否随P、T变化而变化
Q反 1.52107W
实验室
Q移 2.78106W 反应器
冷 却
V 35.34m3
S 2.36m2 Q反 0.157W
工业反应器 Q移 0.0296W
实验室与化工生产的区别：
催化剂
萘 氧化 邻苯二甲酸酐 + Q
实验室
化工生产
催化剂升 温活化
电加热
空气预热至活化温度， 通入少量反应物
（2）定常操作与非定常操作区别 — 过程中的变量是否随时间变化 定常操作： 累积量 = 0
（3）应用： 反映生产过程中原料、产品、 副产物及“三废”量之间的关 系
例1：如图每小时 处理含乙醇40%某混 合液5吨（qn,F），经 分离后塔顶产品含乙 醇90%，塔釜产品含 乙醇5%（以上均为质 量%）。已知qn,L:qn,D = 2.5。试求塔顶产品 量qn,D、塔釜产品量 qn,W及进入塔顶冷凝 器的蒸汽量qn,V。
化工热力学
化工过程
过程系统工程
化学工艺：Chemical Technology
原料
化学方法 制造
化学品
—— 生产过程或技术
化学工业：Chemical Industry
原料
化学工艺 生产
化学品
——工厂企业形成的特定生产部门
化学工程：Chemical Engineering
研究
工业生产过程的共同规律
三. 有关基本概念 1. 物料衡算： ∑输入 = ∑输出 + 损失 + 累积
（1）衡算步骤： A. 确定衡算范围：
a. 一个设备、若干设备、或是一个车间、 几个车间或整个流程
b. 设备或管道中的某一部分。
B. 确定衡算对象： 总、某一（或某几个）组分
C. 确定基准： 连续操作 — 单位时间量 间歇操作 — 每批量
q n ,V qn,L
qn,D xd
qn,F x f
qn,W xw
解：以每小时为基准 qn,F = qn,D + qn,W
q n ,V qn,L
qn,D xd
qn,F xf = qn,Dxd + qn,Wxw qn,F x f qn,D = 2.06 吨 qn,W = 2.94 吨
qn,W xw
qn,V = qn,L + qn,D
程，现代生“产化方学法工、程技”术
化学化工工原艺理是 统世 性界 的公 工操物认 程料作的学走程一科向序门动量传研程态量系量、递究中变转、质的化各化化热量总和工种、能过状能
相关单元称量操有作包效设括利系用统分
化学工业
备的组合 析、系统模
拟、系统综
单元操作 合和系统优
传递过程 化等
化学工程
化学反应工程
催 量
萘
1 - 20 g 0.04 - 0.8 g·h-1
10 - 30 吨 400 - 1200 kg·h-1
反应温 度控制
外加热
冷却
即： 1.量上
少
多
2.传质、传热及材质上的差别
3.能源、动力及技术与经济上的差别
绪
一. 化工
20世纪初美国李特尔
论
提 先出 开,“麻化省生工理产原工的理学原”院料课率路线
n
气体： m i yi i 1
m — 混合液体的密度
x — 质量% y — 摩尔%
教学计划（54学时)
1. 课堂讲授：围绕教学大纲进行讲授，以教材为蓝本； 祁存谦主编的化工原理。课件不拷贝。
吸收、蒸馏、萃取、干燥
即: 化工过程
— 化学反应 + 若干单元操作
二. 研究方法
测试技术 实验研究法 实验规划
数据处理 过程分析 数学模型法 数学描述 检验与修正
实验研究方法（经验的方法） 一般用因次分析和相似论为指导，依靠实验来确
定过程变量之间的关系，通过无因次数群（或称准数）构 成的关系式来表达。
二级处理（生物处理）
格栅 原污水
污水流程 污泥流程
消化气
沉砂池
初次沉淀池
生物处 理设备
二次沉 消毒 淀池 投氯
排放或三 级处理
消化气利用
污泥 利用
污泥浓缩池
污泥消化 脱水干燥设备
污泥处理
城市污水处理典型流程
想想
实验室
直接过渡 是否可行 ?
工业过程
〔O〕
萘
邻苯二甲酸酐 + Q
加 热
V 3.53105 m3 S 1.06106 m2
液体 — 不可压缩 2. 工程上
气体 — P、T变化小， 视为不可压缩
五. 流体的密度
定义： m 单位：kg∙m-3
V 1. 气体 PM
RT
P（绝）- kPa , M - 分子量
R - 8.314kJkmol-1K-1
2. 混合物
1kg混合液体积
液体： 1 x1 x2 m 1 2
指导
工业装置
—— 学科
放大 设计 生产操作
化工生产过程
原料预处理
物理过程 单元操作
化学反应
化学反应 工程
产物后处理
物理过程 单元操作
原料 一系列加工处理步骤 产品 化学反应— 核心
使物料发 生所要求 的物理变 化的基本 操作
化工过程
Chemical 物理过程 — 单元操作
Process
流体输送、沉降、过滤、传热、
化工基础第一讲
丁楠
化学不断发现和创造的新物质
化工过程
பைடு நூலகம்
产品
化学反应
化学工程
有经济价值的商业产品
世界化工产品的总销售额(年) --- 几千亿美元
化工
国民经济的支柱产业
化 工 人类生存密切相关
—— 衣食住行 —— 能源
开源节流
—— 国防和科技现代化
—— 环保
活性污泥法或生物膜法 一级处理（物理法处理）
qn,L 2.5 qn,D
qn,F x f
q n ,V qn,L
qn,D xd
qn,V = 7.2 吨
qn,W xw
2. 能量衡算： ∑输入 = ∑输出 + 损失 + 累积
应用： （1）确定加热介质或冷却介质的量 （2）为换热设备设计、改进提供依据 （3）能量综合利用，确定经济合理的方案
如： 输送石油 4300m 贮槽。有下列两种方案：