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1、化工原理化工原理吴正舜 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.课程题外话课程题外话学习态度问题学习态度问题工程化特点工程化特点基础课基础课why?why?专业课专业课HowHow？知识与职业技能：知识与职业技能：learn learn studystudy学习方法：学习方法：基础知识理解同时兼顾解决问题的思路笔记、作业、参考书服务于教材内容的理解运用；笔记、作业、参考书服务于教材内容的理解运用；注重对例题
2、的学习注重对例题的学习自学能力培养，重视预习，至少知道教材内容；自学能力培养，重视预习，至少知道教材内容；公式概念繁杂，注重知识体系化和相互关联；公式概念繁杂，注重知识体系化和相互关联；参考书参考书柴诚敬柴诚敬 王军王军 陈常贵陈常贵 等等 化工原理课程学习指导化工原理课程学习指导20032003年年1010月月 天津大学出版社天津大学出版社Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.未来的化学工程师，你将做什么
3、?美国化学工程师协会成立美国化学工程师协会成立7575周周年评选化学工程十大成就：年评选化学工程十大成就：合成橡胶合成橡胶抗生素抗生素塑料塑料合成纤维合成纤维空气深冷制备氧氮空气深冷制备氧氮核同位素分离核同位素分离原油催化裂解原油催化裂解污染控制污染控制化肥（合成氨）化肥（合成氨）生物医学工程生物医学工程-1983-1983年年化学工程前沿领域：化学工程前沿领域：新材料生产新材料生产生物技术生物技术固体废料固体废料大气、水污染控制大气、水污染控制能源能源过程控制过程控制Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client
4、Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.化学与化工化学与化工 工程是一门艺术，它以特定的方式用一美元很好地去完成普通人用两美元勉强完成的任务。Arthur Mellen Wellington化学反应方程式揭示一种物质转化的可能途径Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.反应器NH3N2H2Evaluation only.Created with A
5、spose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.反应器N2H2NH3N2H2Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.反应器冷凝器-35度N2H2NH3N2H2N2H2NH3Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Clie
6、nt Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.反应器冷凝器-35度N2H2NH3N2H2N2H2NH3Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.反应器冷凝器-35度N2H2NH3N2H2N2H2NH3N2H2冷凝器-190度N2空气O2H2Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5
7、Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.反应器冷凝器-35度N2H2NH3N2H2N2H2NH3N2H2冷凝器-190度N2空气电解反应器H2水O2Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2
8、.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 具体到实际生产，还存在很多实际问题：设备清洗、加料、分析取样、过程检测、安全性、动力、加热等，因此还会有很多附属设备和管线 一个化学方程式的具体实践可能是一片厂房Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client P
9、rofile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.化工学科发展化工生产化学工艺学(工业化学)单元操作传递过程化学反应工程化工系统工程&过程动态学写实19世纪末抽象1923物理过程抽象化学过程抽象计算机技术20世纪60年代作作为为一一门门技技术术基基础础课课，化化工工原原理理研研究究的的是是化化工工生生产产过过程程中中共共有有物物理理过过程程的的原原理理及及设设备备。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 20
10、04-2011 Aspose Pty Ltd.单元过程分析和描述单元过程分析和描述课程三段论：过程分析课程三段论：过程分析过程描述过程描述过程计算过程计算分析是用已有的数学、物理及物化理论分析新分析是用已有的数学、物理及物化理论分析新的工程现象（定性理解）的工程现象（定性理解）描述是用基本的物理定律寻求过程的特征规律描述是用基本的物理定律寻求过程的特征规律（定量表述）（定量表述）质量守恒定律质量守恒定律牛顿第二定律牛顿第二定律能量守恒定律能量守恒定律相平衡相平衡过程速率过程速率过程计算分设计型和操作型过程计算分设计型和操作型Evaluation only.Created with Aspose
11、.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.平衡关系平衡关系: :任何过程都是在变化的，在一定条件任何过程都是在变化的，在一定条件下由不平衡到平衡，平衡状态是过程变化的极限。下由不平衡到平衡，平衡状态是过程变化的极限。一个过程在一定条件下能否进行，以及进行的程一个过程在一定条件下能否进行，以及进行的程度如何，都要通过平衡关系来判断，平衡关系是度如何，都要通过平衡关系来判断，平衡关系是讨论许多过程的基本规律之一。讨论许多过程的基本规律之一。传递过程速率传递过程速率: :传递过程速率的
12、大小决定过程进传递过程速率的大小决定过程进行的快慢，其通用表示式如下：行的快慢，其通用表示式如下：Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.化工原理知识体系原理原理物料平衡物料平衡能量平衡能量平衡相平衡相平衡过程速率过程速率化工过程单元化工过程单元流体流动流体流动单相流：单相流：流体输送流体输送两相流：两相流：沉降、过滤沉降、过滤沉降、过滤沉降、过滤 固体流态化固体流态化传热过程传热过程加热、冷却加热、冷却、沸
13、腾、冷凝沸腾、冷凝蒸发蒸发传质过程传质过程吸收、精馏、吸收、精馏、萃取萃取、干燥、干燥吸附吸附其他其他超临界萃取、结晶超临界萃取、结晶膜分离过程膜分离过程化工设备化工设备流体输送与分离设备流体输送与分离设备泵、泵、 风机风机风机风机过滤器、沉降分离器过滤器、沉降分离器过滤器、沉降分离器过滤器、沉降分离器旋风分离器旋风分离器旋风分离器旋风分离器流化床流化床传热设备传热设备换热器换热器换热器换热器蒸发器蒸发器传质设备传质设备板式塔、填料塔板式塔、填料塔干燥器干燥器其他其他萃取设备、膜组件萃取设备、膜组件结晶器结晶器Evaluation only.Created with Aspose.Slides
14、 for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.学习目标学习目标对各单元操作过程做到过程清对各单元操作过程做到过程清楚、原理清楚；楚、原理清楚；掌握选择、发展化工过程与设掌握选择、发展化工过程与设备的基本方法与原则；备的基本方法与原则；能分析与解决典型化工单元操能分析与解决典型化工单元操作中的实际问题作中的实际问题( (包括设计问包括设计问题与操作问题）；题与操作问题）；了解强化过程的途径。了解强化过程的途径。Evaluation only.Created with Aspose.Slides fo
15、r .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单位制及单位换算单位制及单位换算基本单位：基本单位：m m、kgkg、s s、K K、molmol、A A、cdcd导出单位：物理量单位导出单位：物理量单位单位制度：单位制度：SISI、cgscgs、英制、英制物理方程使用同一单位制，
16、经验方程则采用指物理方程使用同一单位制，经验方程则采用指定单位定单位学好单位制及换算本课的必备技巧，在学习中学好单位制及换算本课的必备技巧，在学习中逐步掌握逐步掌握熟知物理量单位、基本单位的换算因子熟知物理量单位、基本单位的换算因子Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.例题例题: :通用气体常数通用气体常数R R0.08206Latm/0.08206Latm/（molKmolK），试用法定单位），试用法定单
17、位J/J/（ molKmolK）表示。）表示。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.物物料料和和热热量量衡衡算算事事项项正确选用单位，正确使用物性数据正确选用单位，正确使用物性数据单位一致及换算单位一致及换算注意一些物性（如密度、比热、潜热）数据随温度变化注意一些物性（如密度、比热、潜热）数据随温度变化正确地选择衡算系统正确地选择衡算系统所选系统的进出物料中包括所求的未知量所选系统的进出物料中包括所求的未知
18、量对所选系统建立的物料平衡方程中包括尽可能少的未知数对所选系统建立的物料平衡方程中包括尽可能少的未知数最好就是所求的一个未知量。最好就是所求的一个未知量。 正确选择衡算基准正确选择衡算基准在一个物料衡算在一个物料衡算( (或热量衡算或热量衡算) )式中不能采用两个不同的基式中不能采用两个不同的基准。准。在连续操作中，物料不断地出入系统，通常以时间为基准在连续操作中，物料不断地出入系统，通常以时间为基准间歇操作通常以一次或一批加入的某种物料为基准。间歇操作通常以一次或一批加入的某种物料为基准。对热量衡算，为要确定物料的焓值，还必须定出基准温度，对热量衡算，为要确定物料的焓值，还必须定出基准温度，
19、当有相变时应规定基准状态。通常以当有相变时应规定基准状态。通常以273K273K液态为基准。液态为基准。关于非稳态物料衡算关于非稳态物料衡算关键是列出物料平衡式中的各项与时间的关系。关键是列出物料平衡式中的各项与时间的关系。列方程是微分方程，在解微分方程时特别要注意积分上下列方程是微分方程，在解微分方程时特别要注意积分上下限的对应关系。限的对应关系。22Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.例题例题1 1：
20、将：将5 5（质量）乙醇水溶液以（质量）乙醇水溶液以10t/h10t/h送入精送入精馏塔，从塔顶蒸出的产品含馏塔，从塔顶蒸出的产品含9595乙醇，从塔底放乙醇，从塔底放出的废水中含出的废水中含0.10.1乙醇，求塔顶乙醇的产量。若乙醇，求塔顶乙醇的产量。若全部废水排放掉，每年（按全部废水排放掉，每年（按72007200小时计）损失乙小时计）损失乙醇多少吨？醇多少吨？Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.非稳
21、态过程：非稳态过程：例题例题2 2：一车间体积为：一车间体积为30108m330108m3，车间内生产一，车间内生产一种有害气体，按安全标准规定它在空气中的体积分种有害气体，按安全标准规定它在空气中的体积分数不得超过数不得超过0.0020.002，因此它的含量达到，因此它的含量达到0.0020.002时就自时就自动通风，通风量为动通风，通风量为120m3/min120m3/min，问通风，问通风2020分钟后，有分钟后，有害气体含量为多少？（假设车间内的空气始终混和害气体含量为多少？（假设车间内的空气始终混和均匀，在通风这段时间内新产生的有害气体可以忽均匀，在通风这段时间内新产生的有害气体可以
22、忽略不计）。略不计）。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.绪论小结l 化化工工原原理理或或单单元元操操作作是是化化学学工工程程学学的的分分支支，它它研研究究化化工工生生产产中中共共有有的的物物理理操操作作过过程程的的基基本本原原理理、典典型型设设备备及及其其选选用用、计计算算方方法法，是是一一门门工工程程性性较较强强的的技技术术基基础础课课。它它具具有有与与一一般般工工程程学学科相似的研究方法，即实验法与
23、数学模型法。科相似的研究方法，即实验法与数学模型法。l l 本本课课程程以以传传递递过过程程为为横横向向主主线线，划划分分与与安安排排各各讲讲教教学学内内容容；以以研研究究方方法法为为纵纵向向主主线线，展开各单元操作内容的讨论。展开各单元操作内容的讨论。ll 过程分析基本方法过程分析基本方法 已有物理、物化及数学理论已有物理、物化及数学理论+ +新的工程现象新的工程现象 发展一个过程发展一个过程 过程描述的基本方法过程描述的基本方法 基本物理定律十辅助定则基本物理定律十辅助定则( (过程特征过程特征) ) 过程计算分设计型计算与操作型计算。过程计算分设计型计算与操作型计算。 了解各种单位制及熟悉单位换算是学好本课的了解各种单位制及熟悉单位换算是学好本课的必备技巧，应在学习中逐步掌握。必备技巧，应在学习中逐步掌握。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
