化工传递过程要点解析.ppt

内蒙古农业大学理学院 0.3 两种基本研究方法 0.4 四个基本工具 0.5 单位制度和单位换算 0.5 单位制度和单位换算 0.5 单位制度和单位换算 0.5 单位制度和单位换算 0.5.2 单位换算(Conversion of Unit) * * 化 工 原 理 Principles of Chemical Engineering 主讲：王克冰 wkb0803@163.com 0.1 化工原理课程的地位 0.2 研究内容 0.3 两种基本研究方法 0.4 四个基本工具 0.5 单位制度和单位换算 0.6 学好本课程应注意的问题及培养的能力 绪论 (Introduction） 0.1 化工原理课程的地位 结构化学 高分子化学 ……..化学 （单元操作） 0.1 化工原理课程的地位 化学 —— 解决的是为什么某种变化过程能够发生，研究的是物质的组成、结构、性质、变化规律等； 化工—— 针对的是怎么实现这些变化过程，研究的是实现某种工业生产所需要的原料、设备、工艺流程和废弃物处理方法等。 0.2 研究内容 0.2.1 研究对象 例如：天然气制甲醇生产 化工生产过程（Chemical Industrial Processes)：对原料进行化学加工以获得有用产品的过程。 甲醇制二甲醚生产 图片 图片 0.2 研究内容 0.2 研究内容 甲醇制二甲醚生产过程 0.2 研究内容 原料 物理过程 化学反应 物理过程 产品 原料 原料 产品 原料 原料 产品 原料 物理过程 物理过程 化工原理的研究对象 物理操作 —单元操作 (Unit Operation） 三传（化工原理）： 动量传递 热量传递 质量传递 一反：化学反应工程学 ——化学工程学的核心！ √ √ √ 0.2 研究内容 0.2.2 单元操作的特点 　①所有的单元操作都是物理性操作，只改变物料的状态或物理性质，不改变其化学性质。 ②单元操作是化工生产过程中共有的操作，只是不同的化工生产中所包含的单元操作数目、名称与排列顺序不同。 ③单元操作作用于不同的化工过程时，基本原理相同，所用的设备也是通用的。 0.2 研究内容 0.2.3 课程任务 单元操作包括过程和设备两个方面，要具备以下能力： 单元操作和设备选择的能力 过程的计算和设备的设计能力 操作和调节生产过程的能力 了解优化生产过程的途径 课程具体研究内容：各单元操作的基本原理、所用典型设备的结构、设备工艺尺寸的计算和设备选型。 →通过实验确定模型参数 1、实验研究法（经验法） 2、数学模型法（半理论半经验法） →用因次分析法将诸因素转换成无因次数群 分析机理(合理简化) →建立物理模型 →得出数学模型 通过实验确定影响过程的主要因素 →通过实验建立无因次数群间的具体关系式 其中：ΣG1 ——进入系统物料总量 ΣG2 ——离开系统物料总量 GA ——累积物料总量(Accumulation) 依据：质量守恒定律 ΣG1=ΣG2+GA 既适于间歇过程，也适于连续过程 对连续操作： ΣG1=ΣG2 既适于总物料，也适于物料中任一组分或任一元素 1. 物料衡算（Material Balance） 0.4 四个基本工具（重要！！！） 衡算方法和步骤： 1. 画流程简图，标出物流方向。 2. 划定衡算范围（设备的局部、整体或一组设备等）。 3. 确定衡算基准（单位时间或一批物料），列衡算式。 0.4 四个基本工具 解出D和W 易挥发组分：FxF=DxD+WxW 总物料：F=D+W 2. 能量衡算（Energy Balance） 依据：能量守衡定律 衡算步骤与物料衡算一样，但要选定基准温度与状态，通常规定0℃液体的焓值为0。 0.4 四个基本工具 对于热量衡算: 其中：ΣQ1 ——进入系统的总能量 ΣQ2 ——离开系统的总能量 QL ——系统的能量损失 0.4 四个基本工具 QL 3. 相平衡关系 4. 速率关系 推动力：过程所处的状态与平衡状态之间的距离 阻力：各种因素对过程速率总的影响 表明过程进行的方向和达到的极限 表明过程进行的快慢 0.5.1 单位制度（Unit Systems) 导出单位：其它物理量的单位可根据它们与基本量的关系来确定。 基本单位：选择几个独立的物理量，根据使用方便的原则规定出它们的单位。 一、基本单