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化工单元操作 在生产中的应用 绪 论 0.1 化工生产与单元操作 1. 化工生产过程 0.1 化工（制药）生产与单元操作 0.2 单位制与单位换算 一、基本单位与导出单位 基本单位：选择几个独立的物理量，根据方便 原则规定单位； 导出单位：由有关基本单位组合而成。 单位制度的不同，在于所规定的基本单位及单位 大小不同。 0.2 单位制与单位换算 0.4 化工原理课程的两条主线 1、传递过程（从物理本质上说又下列三种） (1)动量传递过程（单相或多相流动）； (2)热量传递过程——传热 (3)质量传递过程——传质 上表所列各单元操作皆归属传递过程，于是，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。三传一反构成各种工艺制造过程，三传又有彼此类似的规律可以合在一起研究，形成传递过程这门学科，是单元操作在理论方面的深入发展 0.4 化工原理课程的两条主线 2、研究方法论 必要性 化工原理是一门工程学科，对一些过程作出如实的、逼真的数学描述几乎是不可能的。采用直接的数学描述和方程求解的方法将是十分困难的。因此，探求合理的研究方法是发展这门工程学科的重要方面。 (1)试验研究方法（经验方法） 优点、不足 (2)数学模型方法（半理论半经验方法） 必要性、广泛被应用 0.5 化工原理课程所回答的问题 （1）如何根据各单元操作在技术上和经济上的特点，进行“过程和设备”的选择，以适应指定物系的特征，经济而有效地满足工艺要求 （2）如何进行过程的计算和设备的设计。在缺乏数据的情况下，如何组织实验以取得必要的设计数据。 （3）如何进行操作和调节以适应生产的不同要求。在操作发生故障时如何寻找故障的缘由。 当然，当生产提出新的要求而需要工程技术人员发展新的单元操作时，已有的单元操作发展的历史将对如何根据一个物理或物理化学的原理发展一个有效的过程，如何调动有利的并克服不利的工程因素发展一种新设备，提供有用的借鉴。 离心泵 换热器 旋风分离器 填料塔 板式塔 第一章 流体流动 流体流动规律是化工原理课程的重要基础， 主要原因有以下三个方面： （1）流动阻力及流量计算 （2）流动对传热、传质及化学反应的影响 （3）流体的混合效果 1.1.1 重要概念 一. 密度 定义: 单位体积流体的质量称为密度.公式:?? 式中 ρ --------流体的密度，kg/m3； m --------流体的质量，kg； V --------流体的体积，m3。在研究流体流动时，若压力与温度变化不大时，则可认为液体的密度为常数。密度为常数的流体称为不可压缩流体。 ? 严格说来，真实流体都是可压缩流体,不可压缩流体只是在研究流体流动时，对于密度变化较小的真实流体的一种简化。本章中如不加说明均指不可压缩流体。 1.1.1 重要概念 二. 气体密度 一般来说气体是可压缩的，称为可压缩流体。但是，在压力和温度变化率很小的情况下，也可将气体当作不可压缩流体来处理。 当气体的压力不太高，温度又不太低时，可近似按理想气体状态方程来计算密度。由 计算 p -------- 气体的绝对压强，kPa或kN/m2； M -------- 气体的摩尔质量，kg/kmol； T -------- 气体的绝对温度，K； R -------- 气体常数，8.314 kJ/(kmol K)。 1.1.2 流体的静压强 一. 静压强 流体垂直作用于单位面积上的力，称为压强，或称为静压强。其表达式为 ?????????????????? 式中 p -------- 流体的静压强，Pa； FV------- 垂直作用于流体表面上的力，N； A -------- 作用面的面积，m2。 1.1.2 流体的静压强 二. 静压强的单位 1．?按压强的定义，压强是单位面积上的压力，其单位应为Pa，也称为帕斯卡。 其105倍称为巴（bar）， ?? 即1bar = 105 Pa。常用单位有：Pa、 KPa、 Mpa。 2．?直接以液柱高表示：mH2O、cmCCl4、mmHg等。 3. 以大气压强表示：atm（物理大气压）、at（工程大气压） ???? 1atm=1.013?105 Pa=10.33 mH2O=760mmHg ???? 1at=9.81?104 Pa=10 mH2O=735mmHg 1.1.2 流体的静压强 1.1.3 流体静力学基本方程