《(2016年)工科——化工原理(绪论)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(2016年)工科——化工原理(绪论)（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、绪论 重点：工程与工艺的区别；物料和能量衡算；可 行性研究过程； 难点：复杂过程物料和能量衡算 前言 1.化工原理： （1）定义：研究大规模改变物料的物理性质所 遵循的共同规律的学科。 （2）包括：动量、热量、物质传递 （3）目的：设计或选择最佳化的新设备、旧设 备的优化改进、解决放大效应2.化学工艺 （1）定义：将原料加工成产品的过程 （2）包括：按大类分有无机物工艺和有机物工艺 ；按中类分有行业区别；按小类分为具体某一种 产品。 （3）目的：了解产品、原料、生产原理、流程、 操作条件、设备及结构材质 3.工程与工艺的关系：工程为普遍规律，工艺为普 遍规律的组合。4.学习目的： （1）掌握基
2、本原理和相关典型设备 （2）了解实际生产中处理问题的方法：例流动模 型、多因素影响参数的处理 （3）科学技术转化为生产力 5.学习方法：中心问题的解决由 理论公式决定，公 式由基本概念和基本原理推出 一.物理量的单位1.物理量的单位换算 （1）以前：多、杂 （2）现在（统一标准化国际单位制） A.基本单位 本课程常用：长度m；质量kg；时间s；物质的量 mol；电流强度A- B.导出单位 例1：力：N= kg m/ s2； 例2：压强：N/m 2 = Pa= kg/ m s2； 例3：功、热：J=N m= kg m2/ s2； 例4：功率：W=J/S= kg m2/ s3；C.倍数分数关系 分
3、：d=10-1;厘:c=10-2;毫m=10-3;微=10-6;千k=103- -106 109 1012- D.习用单位例：大气压、小时等 E.工程单位与国际单位制的换算：见附录P324- 326 2.公式的换算 （1）本课程常用公式的种类：A.物理公式（方程）：反映各物理量之间关系 B.经验公式：根据实验数据整理而成的经验公式 （2）两类公式的单位 A.物理公式：同一公式必须采用同一单位制，一 般用国际单位制 B.经验公式：计算前换算为公式要求的单位 二.物料衡算 1.基本公式：进入量=输出量 2.基本公式的扩展：进的=出的+反应的+累积的 3.衡算范围：全体设备、部分设备、个体设备4.作
4、用：个体设备：确定设备规格、操作方程、 副产物回收和三废治理；全体和部分设备：各 部门经济核算。 三.能量衡算 1.基本公式：输入能量=输出能量 2.基本公式的扩展：入=出+损失+积累（稳态无 ） 3.衡算范围：同上 4.作用：单设备：能量传递方式、设备大小、综 合利补充：科学技术转化为生产力 从实验室研究到工厂实践 意义、过程、特点（多专业和多环节 ）一.实验室研究（开发或小试） 1.任务 （1）确定原料和工艺路线、（2）找出适 宜操作条件、（3）热、动力学数据测定； 2.特点：周期短、责任小、费用低二.可行性研究： 1.任务： （1）技术、（2）经济、（3）环保可行 2.特点：关键期 三.
5、中间实验： 1.任务： （1）考察小试的原料、工艺、条件、（2 ）考察设备的结构、材质、运行、（3）确定仪 器仪表自控方法、（4）.制定产品质量指标和操 作规程、（5）提供小样、（6）经济核算 2.特点四.工业装置的设计和投产： 任务： （1）规模问题、（2）费用（项多 ）、（3）工艺可行和设备选取、（4）对 运转部件考察、（5）测试仪表的精度和 准确度考察。例（关于物料衡算）每小时将1000公斤含20%（质 量分数，下同）某种无机盐水溶液送至蒸发器内， 用水蒸气加热使之沸腾气化，蒸出一部分水气，由 蒸发器顶部排出。溶液被浓缩到50%后，连续送至 结晶器使之冷却，析出含4%结晶水的无机盐晶体
6、，由结晶器底部取出产品P。结晶器内含无机盐 37.5%的母液R送回蒸发器与原料液合并进入蒸发 器再蒸发，求 （1）每小时由蒸发器蒸发出的水气量W及由结晶器 排出的产品P（不考虑结晶产品表面附着的母液） （2）每小时由结晶器排出的母液量R及由蒸发器排 出的浓溶液量B （3）进入蒸发器的混合液（原料液和母液）中盐的 浓度解：进行物料衡算时应首先： （1）根据题意画出流程图（物料流向及各股流 的名称、数量、单位、组成、状态等） （2）根据所求问题确定衡算范围 （3）确定物料衡算基准，一般对连续过程为h或 s为基准、对间歇以一批物料为基准计算基准：1小时 （1）求W和P(范围和中 间量如何考虑？） 在
7、范围1中进行物料衡算 总物料 F=P+W 无机盐 Fxf=Pxp+Wxw代入数值 1000=P+W1000 X 0.2=P（1-0.04 ）+W X 0 解出P=208.3kg含4%结晶 水的晶体/hW=791.7kg水气/h （2）求R和B的量（范围 ？）总物料 B=R+P 无机盐 BxB=RxR+PxP 代入数值 B=R+208.30.5 B=0.375R+(1- 0.04)X208.3 解出B=974.8Kg50%浓溶液 /hR=766.5Kg母液/h （3）求xm 在3内衡算 FxF+RxR=（F+R）xm 1000X0.2+766.5X0.375=(100 0+766.5) xm 解出xm =0.276=27.6% 作业 习题P8：1、3
