化工原理教（学）案.doc

WORD文档下载可编辑 专业技术资料分享 《化工原理》教案 化工学院 任课教师： 钟声 授课班级： 材化2004 课程学分： 3 总学时数： 64 周学时数： 4 绪 论 一、化工生产过程 化工过程---对原料进行打规模的加工处理，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，即为化学工业的生产过程，简称— 例如： H2+N2 ------ NH3 化学： 反应物 -------- 生成物 化工： 原料 -------- 产品 天然气转化(转化炉) CH4 + H20 -------- CO+H2  脱硫(钴钼加氢反应器) 有机硫 -------- 无机硫变换(高、低温变换炉) CO+H20 -------- CO2+H2甲烷化(甲烷化变换炉) COx+H2 -------- CH4+H2O  氨合成（氨合成塔） H2+N2 -------- NH3 其余设备及管道中进行的都是物理过程。 化工生产过程的物理加工过程称为单元操作(unit operation) ------即为化工原理(Principles of Chemical Engineering) 所要研究的内容。 二、单元操作 按操作目的分为以下几类： （1）物料的增压、减压和输送； （2）物料的混合和分散； （3）物料的加热和冷却 ； （4）混合物（均相与非均相混合物）的分离。 常见单元操作有： 流体输送、沉降、过滤、搅拌、换热、蒸发、吸收 、精馏、萃取、结晶、干燥、膜分离等 每一章讲授一个单元操作，根据各单元操作所遵循的基本规律，可将单元操作化分为三大类： (1)??遵循流体动力基本规律的动量传递过程 (momentum transfer process)： 包括 流体输送、沉降、过滤、搅拌等 (2) 遵循传热基本规律的热量传递过程 (heat transfer process)： 包括 换热、蒸发等 (3)遵循传质基本规律的质量传递过程 ( mass transfer process)：包括 吸收 、精馏、萃取、结晶、干燥、膜分离等 因此，化工原理又称为“三传过程”。 单元操作的特点： （1）他们都是物理性操作，故只改变状态和物理性质，不该变化学性质。 （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。 因此，单元操作是奠定化学工程学的科学基础，属于专业基础课。在高等学校化工等过程工业专业的教学计划中,起到为自然科学与应用科学的搭桥作用。 ? 三、“化工原理”课程的两条主线 （1）统一的研究对象-------传递过程 过程的基本关联式有下列关系得出： a: 传递速率 = 推动力/阻力或：传递速率 = 传递系数×过程推动力 b: 物料及能量横算 c: 物系的平衡关系（传质） （2）研究工程问题的方法论 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。通常不可能对实际过程进行准确的数学描述。 两种基本的研究方法： 实验研究方法 ------ 经验的方法 数学模型法 ------ 半理论半经验的方法 四、本课程的任务 研究单元操作的基本原理、所用典型设备的结构和设备工艺尺寸的计算或设备选型。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，提高单元操作设备的设计计算、操作、选型、实验研究方法与技能，学会以经济核算为杠杆,增加解决工程实际问题的能力。 五、需要加强的基本技能 （1）?? 单位换算 a.单位制度---对基本量和基本单位的规定 基本量-----基本单位 例: 长度(L) 时间(T) 导出量---可由基本量表示 例: 速度(L/ T) 、 加速度(L/ T2) 工程计算中将出现的单位制： 法定计量单位—SI制、物理单位制（cgs）、工程制 ?三种单位制的常用基本量及基本单位对照表: 长度 时间 质量 力（重量） 温度 L T M θ SI制 米(m) 秒(s) 千克(kg) 牛顿(N=kg.m/s2) 开尔文(K) cgs制