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第三章 化工基础数据 1.教学目的与要求 了解化工过程所需的基础物性数据，以及这些物性数据的基本概念、查取方法、及如何正确选用，并简单了解计算机检索和推算物性数据的内容。 2.主要教学内容 化工基础数据的基本概念、查取方法及正确选用；计算机检索及推算物性数据的方法。 3.重点与难点： 重点：化工过程基础数据的正确选用 难点：化工过程基础数据的正确选用 4.学时分配： 4 学时 在化工计算以及化工工艺和设备设计中，必不可少地要用到有关化合物的物性数据。例如，进行化工过程物料与能量衡算时，需要用到密度或比容、沸点、蒸汽压、焓、热容及生成热等等的物性数据；设计一个反应器时，则需要知道化学反应热的数据；计算传热过程时，需要导热系数的数据等等。这些数据习惯上称为“化工基础数据”，它是由物料本身的物理化学性质所决定的。因此，又被称作“物化数据”或“物性数据”。 化工基础数据包括很多，现将常用的一些化工基础数据大致归纳成以下几类： （1）基本物性数据——如临界常数(临界压力、临界温度、临界体积)、密度或比容、状态方程参数、压缩系数、蒸气压、气－液平衡关系等。 （2）热力学物性数据——如内能、焓、熵、热容、相变热、自由能、自由焓等。 （3）化学反应和热化学数据——如反应热、生成热、燃烧热、反应速度常数、活化能、化学平衡常数等。 （4）传递参数——如粘度、扩散系数、导热系数等。 在进行化工计算或设计时，设法取得所需的有关物性数据是重要的一步。通常这些数据可用下列方法得到： 1．查手册或文献资料 有关常用物质的物性数据，前人已系统地进行归纳总结，从表格或图的形式表示。这些数据可从有关的化学化工类手册或专业性的化工手册中查到。例如； (1) Chemical Engineers’Handbook，6th Edition，R．H．Perry and C．H．Chiton,Eds.，McGrawHill，1984． (2) Handbook of chemistry and physicls 66th Edition，R．C Weast，ed.，Chemical Rubber Publishing Company，1985—1986． 上述手册中收集了许多物质的物性数据及图表。例如，Handbook of chemistry and Physics中约有17000种有机与无机化合物的物性数据——分子量、正常沸点、正常熔点、密度(室温下)、折光指数、以及物质在不同溶剂中的溶解度等。 中文的手册有： (1)化学工程手册，《化学工程手册》编辑委员会，化学工业出版社，1980。 (2)化工工艺设计手册，国家医药管理局上海医药设计院编，化学工业出版社，1986。 (3)化工工艺算图，吉林化学工业公司设计院等编，化学工业出版社，1982。 《化学工程手册》是一本通用性的工作手册。全书共分26篇。第一篇为化工基础数据，其中内容取材注意结合国内情况及已取得的成果，并吸收国外有关的技术数据。 《化工工艺设计手册》是针对化工设计工作人员所需技术资料而编写的。全书分上、下两册。共包括常用物质的物性数据、常用化工设备、机电设备和化工仪表以及常用工程材料、管道管件等三个部份。 《化工工艺算图》是汇编了根据公式和实验数据绘制的图册，共有算图达1000余种。全书共分6册，第一册是常用物料物性数据(多数以实验数据绘制)，第二册是物性数据计算（根据公式绘制）。利用算图计算，查阅简捷，使用方便，可以避免繁琐的计算。 除以上介绍的几本通用性手册外，尚有一些专业性的手册，如石油化工基础数据手册，无机盐工业手册、氮肥工艺设计手册等等。 特殊物质的物性数据可查有关文献资料。当手册或文献中查不到现成的数据或数据不完整时，可用以下方法。 2．估算 可以应用物理和化学的一些基本定律计算各种物质的性质参数。但是，往往由于缺乏计算所需的一些分子性质(偶极矩、极化率、原子间距离等)的数据而无法计算，或者即使知道这些数据，计算也很复杂。因此，许多研究人员做了不少工作，建立了理论与经验相结合的方法，来计算各种物质的物性数据。这些方法仅从一个化合物的二、三种数据就能估算出该化合物的其他物性数据来。上述手册中都介绍了一些估算物性数据的简略方法。 3．用实验直接测定 以上三种数据来源，从手册或文献中查得数据最方便，但往往有时数据不够完整，有时也会出现一些错误。用一些理论的、半经验的和经验的公式估算，也是一种简便的方法。当手册或文献中无法查得时，可以进行估算。直接用实验测定得到的数据最可靠，只是实验比较费时间又花钱。但是，如果查不到有关数据，而用公式估算得到的结果精度又不够时，则必须用实验进行测定。