化工原理全套课件-第三版.ppt

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第1章 绪 论,化学工业在国民经济建设中的地位十分重要.化学工业生产的产品品种多用途广,不但直接关系到广大人民群众的衣食住行,而且,从工业到农业,从民用到国防,国民经济建设的各个方面都与化学工业有着密切的关系.从一定意义上来说,化学工业的发,

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1、化工原理,全套精品课件,0 绪 论,一、化工生产过程,1.化工生产过程：对原料进行化学加工获得有用产品的过程称为化工生产过程。,乙烯,氯,提纯,提纯,单体合成,反应热,分离,裂解,精制氯乙烯,聚合,脱水干燥,成品,分离,氧氯化,提纯,乙烯,空气,水,反应热,5503MPa,2200.5MPa,5500.8MPa,CH2=CH2+Cl2,CH2ClCH2Cl,CH2ClCH2Cl,CHCl=CH2+HCl,2CH2=CH2+2HCl+O2,2CHCl-CH2+2H2O,HCl,聚氯乙烯生产,一氯苯的生产(一氯苯的质量分数达99.9%),苯,氯气,提纯,氯化器,氯化液,一氯苯69%,二氯苯1%,苯

2、29%,水洗中和,中性氯化液,常压精馏,粗氯苯,一氯苯97%,二氯苯3%,苯0.01%,减压精馏,轻组分,重组分,一氯苯9.99%,【苯、一氯苯、二氯苯的常压沸点/】,2.化工过程原则流程,原料,反应物料制备,化学反应,反应产物分离,废料处理,废料,产品,可利用原料,药物和制药工业：反应设备投资占10%,其他单元操作的设备投资占90%。,3.单元操作在化工及其相近工业中的重要作用,化学和石油化学工业：反应设备投资占11%,其他单元操作的设备投资占89%；,二、单元操作的分类与特点,1.单元操作分类,单元操作所遵循的规律,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、物料混合(搅拌

3、)。,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。,遵循质量传递基本规律的单元操作，包括蒸馏、吸收、萃取、吸附、膜分离等。,同时遵循热、质传递规律的单元操作，包括气体的增湿与减湿、结晶、干燥等。,单元操作的目的,流体输送,物料的混合,物料的加热与冷却,均相混合物的分离,非均相混合物的分离,2.单元操作特点,同一单元操作在不同的化工生产中遵循相同的过程规律，但在操作条件及设备类型(或结构)方面会有很大差别。,物理过程。,对同样的工程目的，可采用不同的单元操作来实现。,三、本课程研究方法,1.实验研究方法(经验法),2.数学模型法(半经验半理论方法),研究工程问题的方法论,传递过

4、程,分析过程机理,物理模型,数学模型,含模型参数的结果,求得模型参数,合理简化,数学描述,求解,实验,四、联系单元操作的两条主线,五、化工过程计算的理论基础,化工过程计算的类型：设计型计算和操作型计算,物料衡算,平衡关系,计算依据：,能量衡算,速率关系,六、本课程特点及学习要求,1.本课程特点,该课程是化工类及相近专业一门重要的技术基础课，兼有“科学”与“技术”的特点,研究内容：各单元操作的基本原理，所用的典型设备的结构、工艺尺寸设计和设备的选型。,2.学习要求,(4)过程开发或科学研究能力,(1)单元操作和设备选择的能力,(2)工程设计能力,(3)操作和调节生产过程的能力,3.考核,七、教学

5、安排,1.理论课 108学时+课程设计2周+实验,2.理论课安排,王志魁.化工原理(第三版).北京：化学工出版社,2005陈敏恒.化工原理(上下册).北京：化学工出版社,2000何潮洪，窦梅，朱明乔，等.化工原理习题精解(上册).北京：科学技术出版社,2003何潮洪，南碎飞，安越,等.化工原理习题精解(下册).北京：科学技术出版社,2003丛德兹，丛梅，方图南.化工原理详解与应用.北京：化学工出版社,2002丁忠伟，杨祖荣.化工原理学习指导.北京：化学工出版社,2006,八、参考书,7.柴诚敬，王军，陈常贵，郭翠梨.化工原理学习指导.天津：天津大学出版社,20038.黄华江.实用化工计算机模拟

6、Matlab在化学工程中的应用.北京：化学工出版社,2004,1.1 概述,1.1.1 流体流动的考察方法,1.1.2 流体流动中的作用力,1.1.1 流体流动的考察方法,一、流体的特征与压缩性,1.特征：易于变形,2.压缩性,可压缩流体,不可压缩流体,如:气体,如:液体,二、流体质点与连续性假设,1.质点的含义,质点：由大量分子构成的集团(微团)，是保持流体宏观力学性的最小流体单元，从尺寸说是微观上充分大，宏观上充分小的分子团。,微观上充分大,分子团的尺度分子的平均自由程,宏观上充分小,分子团的尺度所研究问题的特征尺寸,对分子运动作统计平均，以得到表征宏观现象的物理量,物理量都可看成是均匀分布的常量,V=10-5cm3,分子数目N=2.71014个,3.连续性假定,流体由无数的彼此相连的流体质点组成，是一种连续性介质，其物理性质和运动参数也相应连续分布。,内容,适用范围,绝大多数情况适用，但高真空下的气体不适用。,三、运动的描述方法拉格朗日法和欧拉法,1.拉格朗日法,描述同一质点在空间不同时刻的状态,2.欧拉法,描述空间各点的状态及其与时间的关系,例如：位移的描述：sf(t),uxf