化工原理_01概述讲义.ppt

【解答过程】 1）求KNO3结晶产品量P 取包括蒸发器和冷却结晶器的整个过程为系统，取1h为衡算基准，以KNO3为衡算对象，因系稳态操作，输入系统的KNO3量等于从系统输出的量，即: 1000×0.2＝0.96P 所以 2）求蒸发水量W 仍取系统I，衡算基准为1h，以总物料为衡算对象，则: 1000＝W+P 所以: W＝791.7kg/h 3）求循环的饱和溶液量R 设进入冷却结晶器的质量分数为0.50的KNO3溶液量为 Skg/h。取冷却结晶器为系统，衡算基准为1h，以总 物料为衡算对象，做总物料的衡算，得： S＝208.3＋R 以KNO3为衡算对象，做KNO3的衡算，得 S×0.5＝208.3×0.96＋R×0.375 联立解上述二式，可得 R＝766.6kg/h 【能量衡算例题】 在换热器里讲平均比热容为3.56kJ/（kg. ℃）的某种溶液自25 ℃加热到80 ℃，溶液流量为1.0kg/s。加热介质为120 ℃的饱和蒸汽，其消耗量为0.095kg/s，蒸汽冷凝成同温度的饱和水后排出。试计算此换热器的热损失占水蒸气所提供热量的百分数。 【解题思路与过程】 首先根据题意画出过程示意图； 选1s作为计算基准； 从附录查出120 ℃饱和水蒸气的焓值为2708.9kJ/kg，120 ℃饱和水的焓值为503.67kJ/kg； 在图中所选范围内利用能量衡算式作热量衡算。 120 ℃饱和水蒸气 0.095kg/s 25℃溶液 1.0kg/s 80℃溶液 120 ℃饱和水 1.0kg/s 0.095kg/s 蒸汽带入系统的热量 Q1＝0.095×2708.9＝257.3kW 溶液带入系统的热量 Q2＝1×3.56（25－0）＝89kW 进入换热器的总热量 ∑QI＝Q1＋Q2＝346.3kW 冷凝水带出系统的热量 Q3＝0.095×503.67＝47.8kW 溶液带出系统的热量 Q4＝1×3.56（80-0）＝284.8kW 随物流带出系统的总热量 ∑Q0＝Q3+Q4＝332.6kW 由能量衡算式得到热损失量 QL＝ ∑QI －∑Q0＝13.7kW 故热损失百分数 ＝QL/(Q1-Q3) ＝13.7/（257.3－47.8)=6.54％ 化工原理 总之,我们的生活离不开化工原理,生活中处处有科学,学好科学是为了更好的生活 1．学习目的 通过学习，了解《化工原理》课程的研究内容、工程研究方法，课程特点及学习要求。掌握本课程经常使用的单位制及单位换算的方法以及衡算方程。 2．本知识点的重点 （1）单元操作的分类、理论基础及工程研究方法。 （2）单位制度和单位换算。 （3）物料衡算和能量衡算 3．本知识点的难点 本知识点无难点。 【学习指导】 绪 论 化工生产特点 本课程的性质，内容及任务 化学工业与本课程的发展情况 单位制与单位换算 物理量的因次问题 关于系统的守恒定律（衡算方程） 【教学内容】 化学工业：将原料进行化学加工以获得有用产品的工业 多行业性：从石油炼制、基本有机、无机化工到染料、医药、橡胶、塑料乃至冶金及食品等行业，均与化工生产有关。 化工产品的多样性： 无机产品 103－104种 有机产品 已能人工合成的约200－250万种 自然界已知存在的约300－400万种 结论：由于这些产品的多样性，因此决定了化工生产的复杂性和特殊性。 1.化工生产特点 实例 A、硝酸生产 氨气 …过滤…空气氧化…换热…压缩…氧化…吸收I…吸收II…浓硝酸 B、硫酸生产 硫铁矿…流化焙烧…换热…氧化…吸收I…吸收II…浓硫酸 C、盐酸生产 液体NaOH 食盐…溶解…过滤…电解…………蒸发…结晶…固体烧碱 H2 Cl2 燃烧…换热…吸收I…吸收II…浓盐酸 共同性： 从每条生产工艺线的纵向看：各工艺均由多种特定的操作步骤 并有相应的设备。 从各生产工艺的横向看：不同的工艺路线中常存在有相同的操 作步骤及单体设备，相似的操作方法及操作条件。 化工过程与单元操作 化工过程－即化工生产过程。其核心是反应过程及设备。 单元操作－指不包括化学反应的、组成化工生产过程或工 艺的各个物理操作基本单元。 单元操作是保证化工过程能够经济有效地进行的必要前 提，其基本特点有三个