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1、化工原理化工原理Principle of Chemical EngineeringII 主讲教师：赖庆柯主讲教师：赖庆柯简单回顾简单回顾1：化工原理在化工领域中的地位化工原理在化工领域中的地位 本课程，不是教学生如何合成得到新物质？如何提取新物质？如本课程，不是教学生如何合成得到新物质？如何提取新物质？如本课程，不是教学生如何合成得到新物质？如何提取新物质？如本课程，不是教学生如何合成得到新物质？如何提取新物质？如何表征新物质？这是化学家的事。化学工程研究的是：如何把化学家何表征新物质？这是化学家的事。化学工程研究的是：如何把化学家何表征新物质？这是化学家的事。化学工程研究的是：如何把化学家何
2、表征新物质？这是化学家的事。化学工程研究的是：如何把化学家们的小试研究成果开发放大为中试，再开发为生产规模。是在科学实们的小试研究成果开发放大为中试，再开发为生产规模。是在科学实们的小试研究成果开发放大为中试，再开发为生产规模。是在科学实们的小试研究成果开发放大为中试，再开发为生产规模。是在科学实验与化工之间架桥的工作，是直接为人类服务的创造价值的劳动。验与化工之间架桥的工作，是直接为人类服务的创造价值的劳动。验与化工之间架桥的工作，是直接为人类服务的创造价值的劳动。验与化工之间架桥的工作，是直接为人类服务的创造价值的劳动。W“ “单元操作单元操作单元操作单元操作” ” （Unit Opera
3、tionsUnit Operations）W化工生产化工生产化工生产化工生产 = = 单元操作单元操作单元操作单元操作 + + 单元过程（化学反应）单元过程（化学反应）单元过程（化学反应）单元过程（化学反应）W化学工程化学工程化学工程化学工程 = = 化工原理化工原理化工原理化工原理 + + 反应工程反应工程反应工程反应工程 = = 三传三传三传三传 + + 一反一反一反一反W三传三传三传三传 = = 动量传递动量传递动量传递动量传递 + + 热量传递热量传递热量传递热量传递 + + 质量传递质量传递质量传递质量传递简单回顾简单回顾2：动量传递（动量扩散）动量传递（动量扩散）动量传递（动量扩散
4、）动量传递（动量扩散）（动量通量）（动量通量）（动量通量）（动量通量）=-=-（动量扩散系数）（动量扩散系数）（动量扩散系数）（动量扩散系数） （动动量量量量浓浓度梯度）度梯度）度梯度）度梯度）热量传递（热量扩散）热量传递（热量扩散）热量传递（热量扩散）热量传递（热量扩散）（热量通量）（热量通量）（热量通量）（热量通量）=-=-（热量扩散系数）（热量扩散系数）（热量扩散系数）（热量扩散系数） （热热量量量量浓浓度梯度）度梯度）度梯度）度梯度）现象（唯象）方程（现象（唯象）方程（现象（唯象）方程（现象（唯象）方程（phenomenologicalequationphenomenologicale
5、quation）分子分子分子分子传递传递基本定律，在固体中、静止或基本定律，在固体中、静止或基本定律，在固体中、静止或基本定律，在固体中、静止或层层流流流流流流流流动动的流体内才会的流体内才会的流体内才会的流体内才会产产生生生生这这种种种种传传递过递过程。程。程。程。质量传递（扩散）？质量传递（扩散）？质量传递（扩散）？质量传递（扩散）？（质量通量）（质量通量）（质量通量）（质量通量）=-=-（质量扩散系数）（质量扩散系数）（质量扩散系数）（质量扩散系数） （质质量量量量浓浓度梯度）度梯度）度梯度）度梯度）（通量）（通量）= -（扩散系数）（扩散系数）（浓度梯度）（浓度梯度）简单回顾简单回顾3
6、：以以“三传三传”为物理内核的单元操作为物理内核的单元操作排名公司标志公司名称主要业务营业收入亿美元1 31 中国石化 炼油750.773 46中国石油天然气 炼油677.248 287中化集团 贸易203.81 中国企业在2005年度世界500强（18家）中化工企业的排位 化工原理化工原理II教学组织及要求教学组织及要求l l1 1化工原理化工原理化工原理化工原理IIII讲课学时安排讲课学时安排讲课学时安排讲课学时安排化工原理下册，教学大纲共计化工原理下册，教学大纲共计化工原理下册，教学大纲共计化工原理下册，教学大纲共计5050学时。学时。学时。学时。第第第第 八八八八 章章章章传质过程导论
7、传质过程导论传质过程导论传质过程导论88学时学时学时学时第第第第 九九九九 章章章章吸收吸收吸收吸收1212学时学时学时学时第第第第 十十十十 章章章章蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏1818学时学时学时学时第十三章第十三章第十三章第十三章干燥干燥干燥干燥1212学时学时学时学时l l2 2教学环节与要求教学环节与要求教学环节与要求教学环节与要求课堂教学（思路和概念为主）：课堂教学（思路和概念为主）：课堂教学（思路和概念为主）：课堂教学（思路和概念为主）：认真听讲、记笔记，不迟到、早退，保证出勤率认真听讲、记笔记，不迟到、早退，保证出勤率认真听讲、记笔记，不迟到、早退，保证出勤率认真听讲、记笔记，不迟到、早退
8、，保证出勤率预习、复习、练习预习、复习、练习预习、复习、练习预习、复习、练习作业作业作业作业 ：严谨，独立完成严谨，独立完成严谨，独立完成严谨，独立完成，及时答疑，及时答疑，及时答疑，及时答疑， 平时成绩平时成绩平时成绩平时成绩10%10%。 一般每周二上课前交齐一般每周二上课前交齐一般每周二上课前交齐一般每周二上课前交齐, ,学习委员学习委员学习委员学习委员负责负责负责负责答疑答疑答疑答疑 ： 地点地点地点地点 ：系办公室：系办公室：系办公室：系办公室期中测试期中测试期中测试期中测试( (闭卷闭卷闭卷闭卷)期末考试期末考试期末考试期末考试( (闭卷闭卷闭卷闭卷) )相关的参考资料相关的参考资
9、料l参考教材1、化工原理（上、下），姚玉英等，天津大学出版社2、化工原理（上、下），陈敏恒等，化学工业出版社l辅助教学资料：1、化工原理学习指南-问题与习题解析，姚玉英等，天津大学出版社2、化工原理例题与习题，姚玉英，化学工业出版社3、化工原理教与学，陈敏恒等，化学工业出版社4、化工原理例题详解，陈敏恒等，化学工业出版社5、化工原理习题精解（上、下），何潮洪等，科学出版社6、化工原理详解与应用，丛德滋，化学工业出版社网络资源：网络资源：网络资源：网络资源： 超星电子图书（图书馆）；系网页上的教学园地；其它。超星电子图书（图书馆）；系网页上的教学园地；其它。超星电子图书（图书馆）；系网页上的教学
10、园地；其它。超星电子图书（图书馆）；系网页上的教学园地；其它。第八章第八章 传质过程导论传质过程导论目的：目的：目的：目的：1 1、了解传质的重要性；、了解传质的重要性；、了解传质的重要性；、了解传质的重要性；22、掌握相组成的多种表示方法；、掌握相组成的多种表示方法；、掌握相组成的多种表示方法；、掌握相组成的多种表示方法；33、掌握扩散原理；、掌握扩散原理；、掌握扩散原理；、掌握扩散原理；44、掌握三种传递之类比；、掌握三种传递之类比；、掌握三种传递之类比；、掌握三种传递之类比；55、了解传质、了解传质、了解传质、了解传质设备。设备。设备。设备。 重点：扩散原理（分子扩散，稳定、不稳定扩散，
11、等摩重点：扩散原理（分子扩散，稳定、不稳定扩散，等摩重点：扩散原理（分子扩散，稳定、不稳定扩散，等摩重点：扩散原理（分子扩散，稳定、不稳定扩散，等摩 尔相互扩散，单向扩散，涡流扩散，对流扩散）尔相互扩散，单向扩散，涡流扩散，对流扩散）尔相互扩散，单向扩散，涡流扩散，对流扩散）尔相互扩散，单向扩散，涡流扩散，对流扩散） 的理解，掌握相互间之差别。的理解，掌握相互间之差别。的理解，掌握相互间之差别。的理解，掌握相互间之差别。 难点：相组成的表示；扩散原理。难点：相组成的表示；扩散原理。难点：相组成的表示；扩散原理。难点：相组成的表示；扩散原理。Department of Chemical Engi
12、neering CTGU第一节第一节概述概述8-1化工生产中的传质过程化工生产中的传质过程化工原料、中间产品、粗产品等化工原料、中间产品、粗产品等分类分类非均相混合物非均相混合物均相混合物均相混合物特点特点有相界面有相界面无相界面无相界面单元操作单元操作过滤、沉降等过滤、沉降等吸收、精馏等吸收、精馏等分离依据分离依据不同相的物性差异不同相的物性差异？人造相界面（制成两相物系）人造相界面（制成两相物系）物质在相间的物性差异物质在相间的物性差异相界面相界面气相气相液相液相 SB+AS+A吸收吸收AA脱吸脱吸相界面相界面气相气相 B液相液相B+AS+A相界面相界面汽相汽相液相液相精馏精馏ABA+BA
13、+BDepartment of Chemical Engineering CTGU相界面相界面固相固相气相气相B+AC+A干燥干燥干燥干燥A相界面相界面气相气相水相水相A（水）（水）B+AAA减湿减湿减湿减湿增湿增湿增湿增湿相界面相界面液相液相液相液相B+AS+A萃取萃取萃取萃取A相界面相界面固相固相液相液相B+AS+A浸沥（取）浸沥（取）浸沥（取）浸沥（取）固固固固液萃取液萃取液萃取液萃取AA（或（或A+S）相界面相界面液相液相固相固相S+A结晶结晶结晶结晶A溶解溶解溶解溶解A相界面相界面气相气相或液相或液相固相固相CB+A吸附吸附吸附吸附A脱附脱附脱附脱附ADepartment of Ch
14、emical Engineering CTGU传质过程（分离操作）：物质在相间的转移过程。传质过程（分离操作）：物质在相间的转移过程。传质过程（分离操作）：物质在相间的转移过程。传质过程（分离操作）：物质在相间的转移过程。相际传质的复杂性相际传质的复杂性相际传质的复杂性相际传质的复杂性 举例举例举例举例: :吸收与传热的区别吸收与传热的区别吸收与传热的区别吸收与传热的区别 推动力不一样推动力不一样推动力不一样推动力不一样 传热是温度差；传热是温度差；传热是温度差；传热是温度差；传质是浓度差传质是浓度差传质是浓度差传质是浓度差。 过程的最终状态不一样过程的最终状态不一样过程的最终状态不一样过程的
15、最终状态不一样 传热传热传热传热是是是是t=0t=0；相际间的传质不；相际间的传质不；相际间的传质不；相际间的传质不是浓度差是浓度差是浓度差是浓度差=0=0，而是，而是，而是，而是相平衡相平衡相平衡相平衡（物化）（如：（物化）（如：（物化）（如：（物化）（如：NHNH3 3溶于溶于溶于溶于HH2 2OO）。）。）。）。传质的推动力：浓度差传质的推动力：浓度差传质的推动力：浓度差传质的推动力：浓度差 温度的单位简单（温度的单位简单（温度的单位简单（温度的单位简单（KK或或或或）；）；）；）； 浓度（或组成）的表示和单位制有多种。浓度（或组成）的表示和单位制有多种。浓度（或组成）的表示和单位制有多
16、种。浓度（或组成）的表示和单位制有多种。Department of Chemical Engineering CTGU8-2相组成的表示方法相组成的表示方法1、质量分率和摩尔分率、质量分率和摩尔分率质量分率质量分率摩尔分率摩尔分率（一般液相用（一般液相用x，气相用，气相用y）相互换算关系：相互换算关系：2、质量比和摩尔比、质量比和摩尔比（常见于双组分物系）（常见于双组分物系）质量比质量比摩尔比摩尔比换算关系：换算关系：Department of Chemical Engineering CTGU3、浓度、浓度质量浓度质量浓度摩尔浓度摩尔浓度换算关系：换算关系：气体气体kg/m3kmol/m3Department of Chemical Engineering CTGU 第二节 扩散原理 8-3基本概念和费克基本概念和费克(Fick)定律定律流体中物质扩散的基本方式：流体中物质扩散的基本方式：流体中物质扩散的基本方式：流体中物质扩散的基本方式：分子扩散：分子扩散：分子扩散：分子扩散： 扩散方式扩散方式分子扩散分子扩散涡流扩散涡流扩散作用物作用物流体分子流体分子流体质点流体质点作用方式作用
