天津大学化工原理第1讲 绪论.ppt

面向专业：化工与制药类 主讲教师：胡建明 联系方式： Tel E-mail:HJM781472@126.com  邵 阳 学 院 生 化 系 《化 工 原 理》 第1讲 绪 论 教学内容： （1）课程简介：介绍《化工原理》课程的性质、地位、 教学目的与要求及主要教学内容。 （2）化工过程与单元操作。 （3）单位制度与单位换算。 教学重点：单元操作的概念，单位制度及单位换算。 教学难点：单位换算。 1、《化工原理》课程简介 (1). 地位、性质： 《化工原理》是化学工程类专业的一门重要的专业技术基础课程，以高等数学、物理化学、工程制图等课程为基础，并为后期专业课（如分离工程、反应工程、化工工艺学等）的学习和今后的工作打下坚实的基础。 (2). 目的和任务： 《化工原理》是以单元操作为主线，研究单元操作的基本原理、所用典型设备的结构、设备工艺尺寸的设计计算或选型。 ① 掌握单元操作通用的学习方法和分析问题的思路，培养理论联系实际的观点方法；能对工业单元操作进行调节并优化；对工业装置进行工艺计算、对主要设备进行设计与选型； ② 学会以经济核算为杠杆，增加解决工程实际问题的能力。 (1).化工生产过程---对原料进行大规模的加工处理，使其不仅在状态与物理性质上发生变化，而且在化学性质上也发生变化，成为合乎要求的产品。 2、?化工原理研究的对象（化工生产过程单元操作） 各种前处理 原料 化学加工 各种后处理 产品、中间 产品 物理变化过程目的：除去杂质，达到必要的纯度、温度和压力 化学变化过程 (反应过程)： 通过化学反应生成新的物质 分离过程（物理变化过程）： 过滤、精馏、吸收 、干燥等 例：nC2H4 ［C2H4］n (2). 单元操作 分析：各种化工过程差别很大，步骤繁简不一，但寻找 其 共性，则可归纳为两大类： A：以化学反应为主的步骤，多在反应器中进行，如：管式 反应器、反应釜、合成塔等。 B：以物理变化为主的步骤→单元操作(unit operation) 定义：化工生产过程中的物理加工过程称为单元操作。 ----即为化工原理(Principles of Chemical Engineering) 所要研究的对象与内容。 (3). 单元操作的特点 ① 他们都是物理性操作，故只改变物质的状态和物理性质，不改变化学性质。 ② 他们都是化工生产中共有的操作，但不同的化工过程所包含的单元操作数目、名称与排列顺序各异。 ③ 某单元操作用于不同的化工过程，其原理并无不同，进行该操作的设备往往也是通用的。 ☆常见单元操作有：流体输送、沉降、过滤、离心分离、搅拌、传热、蒸发、吸收 、精馏、萃取、结晶、干燥、膜分离等。 (4)．单元操作的分类 1）按单元操作的目的分类 ① 物料的增压、减压和输送； ② 物料的混合或分散； ③ 物料的加热或冷却； ④ 混合物（均相混合物、非均相混合物）的分离。 2）根据单元操作所遵循的基本规律分类 ①?遵循流体动力学基本规律的 动量传递过程(momentum transfer process)。 以流体力学为基础，研究流体流动及流体和与之接触的固 体壁面间发生相对运动时的基本规律。典型的单元操作有： 流体输送、沉降、过滤、离心分离、搅拌、固体流态化等。 ② 遵循传热基本规律的  热量传递过程(heat transfer process)。 以热量传递理论为基础，研究传热的基本规律。典型的单元操作有：加热、冷却、冷凝、蒸发等。 (4)．单元操作的分类 ③ 遵循传质基本规律的 质量传递过程( mass transfer process)。 以质量传递理论为基础，研究物质通过相界面发生迁移过程的基本规律。典型的单元操作有：蒸馏、吸收、吸附、萃取、干燥、结晶、膜分离等。 3、研究方法：“两条主线” （1）统一的研究对象——传递过程 动量传递过程（单相或多相流动）；热量传递过程（简称）传热）；质量传递过程（简称传质）。传递过程成为统一的研究对象，也是联系各单元操作的一条主线。 “三传” +“一反” 构成各种化工工艺制造过程。 （2）研究工程问题的方法 每个单元操作都是在特定的设备中完成的，设备复杂的几何形状和多变的物性及各种不确定因素的干扰，不可能对实际过程进行准确的数学描述。由此产生了两种基本的研究方法：