当前位置：文档之家 › 天津大学版《化工原理》课件

天津大学版《化工原理》课件

  • 格式：ppt
  • 大小：1.75 MB
  • 文档页数：72

下载文档原格式

  / 72

合集下载

《化工原理》课件第一章讲稿8(第一章)(天大版)

《化工原理》课件第一章讲稿8(第一章)(天大版)

2.排出管：
2 lb + Σleb ub Σh fb = h fb + h fb ′ = (λb +ζc) da 2
Vs dbub ρ ε ub = A → Reb = µ 、 ⇒ λb db b 其中：la = 50m、Σleb =le b闸阀 + le b 截止阀 + 3le b 标准弯头； ζ = ζ ； 出口 c 3.总管路：Σh f = Σh fa + Σh fb ⇒ N e = We ⋅ ws、N = N e / η
h
pa
操作条件下料液的物性： ρ = 890kg/m 3 µ = 1.3 × 10 −3 Pa ⋅ s 操作条件下料液的物性：
习题： 习题： 第20 、22题； 题 第20 题： 取贮槽液面为1-1截面，出口管内侧为 截面 截面； 取贮槽液面为 截面，出口管内侧为2-2截面； 截面
l + Σle p2 u2 We = z2 g + + Σhf 其中：Σhf = (λ + Σζ ) 2 d 2 qv du ρ ε u = A → Re = µ 、 ⇒ λ d ⇒ l总长 = 50m、 Σl = 2 × l +5 × l e e闸阀 e标准弯头；le闸阀 = 0.45m、le标准弯头 = 2.1m； Σζ = ζ 进口 + ζ 出口 + ζ 局部； ⇒ N e = We ⋅ ws、N = N e / η
4.管件与阀门 4.管件与阀门
蝶阀
（二）当量长度法 将流体流过管件或阀门的局部阻力， 将流体流过管件或阀门的局部阻力，折合成 直径相同、长度为 的直管所产生的阻力； 直径相同、长度为le的直管所产生的阻力；

化工原理课件(天大版)第八章 干燥

化工原理课件(天大版)第八章 干燥

t 湿球温度计
天津商学院本科生课程 化工原理
12/22
§8.1 湿空气的性质及湿度图
6．绝热饱和温度tas 在与外界绝热情况下，空气 与大量水经过无限长时间接触后， 空气温度与水温相等，称这一稳 定的温度为湿空气的绝热饱和温 度，用tas表示。
tas
补充水 tas 饱和空气
tas,Has, Ias
天津商学院本科生课程 化工原理
2/22
§8 概述
传导干燥 热能通过传热壁面以传导方式传给物料，产生的湿 分蒸气被气相（又称干燥介质）带走，或用真空泵 排走。例如纸制品可以铺在热滚筒上进行干燥。 对流干燥
以干燥介质：热空气、 湿分：水为例
干 燥 法
热能以对流方式加入物料，产生的蒸气被干燥介质所带走。
cH cg cv H 1.01 1.88 H
c H f H
天津商学院本科生课程 化工原理
9/22
§8.1 湿空气的性质及湿度图
4．湿空气的焓I
kJ/kg 干气
焓----kJ/kg
I I g Iv H
cg cv H t r0 H
1.01 1.88H t 2490H
50％ 为宜；室温达18℃ 时，相对湿 度应控制在30%—40％ 。 7/22
pv p s H 0.622 0.622 相对湿度代表湿空气的不饱和程度。 P p s P pv
天津商学院本科生课程 化工原理
§8.1 湿空气的性质及湿度图
1kg干空 气的体积 Hkg水气 体积 H 1kg干空 气
传质、传热同时发生
本章重点讨论以空气作干燥介质，以水为湿份的对流干燥过程。
天津商学院本科生课程 化工原理

化工原理课件(天大版)

化工原理课件(天大版)
利用液体混合物中各组分挥发性的差异，通 过加热使部分组分汽化，再经过冷凝使汽化 物重新液化，从而实现混合物分离的过程。
蒸馏分类
根据操作方式的不同，蒸馏可分为简单蒸馏 、平衡蒸馏和精馏三种类型。
二元系气液平衡关系及相图表示方法
二元系气液平衡关系
在一定温度和压力下，二元混合物中某一组分在气相 中的分压与该组分在液相中的浓度之间的关系。这种 关系可以用相平衡常数或活度系数来表示。
流动阻力与能量损失
讲解流体在管道中流动时的阻力来源和能量损失情况，以及如何降 低流动阻力和减少能量损失。
管路内流体流动阻力
沿程阻力
介绍沿程阻力的概念、计 算方法和影响因素，以及 如何利用沿程阻力系数计 算沿程阻力。
局部阻力
阐述局部阻力的概念、计 算方法和影响因素，以及 如何利用局部阻力系数计 算局部阻力。
压力
降低压力可以降低溶液的沸点，从而减少加热蒸 汽的消耗量。但是过低的压力可能导致设备泄漏 和安全问题。
设备结构
设备的结构形式、加热方式、搅拌方式等都会对 蒸发操作产生影响。合理的设备结构可以提高传 热效率和汽液分离效果，降低能耗和减少设备结 垢的风险。
基本原理
离心泵性能参数与特性曲线
性能参数
离心泵的主要性能参数包括流量、扬程、转速、功率、效率等。这些参数反映了 泵的工作能力和经济性。
特性曲线
离心泵的特性曲线是表示泵的性能参数之间关系的曲线，如Q-H曲线、Q-η曲线 等。通过分析特性曲线，可以了解泵的工作范围、最佳工况点以及不同工况下的 性能表现。
离心泵选择与操作
有流量大、压力适中的特点。
螺杆式压缩机
通过一对相互啮合的螺杆进行气 体的压缩，具有结构简单、运转
平稳、噪音低等优点。

化工原理天大修订版第一章流体流动幻灯片PPT

化工原理天大修订版第一章流体流动幻灯片PPT
18
比例法计算:
ρ=ρ0 PT0 / P0T
▪ ρ0= M/22.4 kg/m3
▪ (标态下， T0=273 K, P0=101.325×103 Pa, 摩尔体积是 22.4 m3/kmol )
19
混合气体密度计算
ρm= ρAxVA+ ρBxVB +…+ ρnxVn
当P 、T适中, M 用Mm代替，
▪ 液体被视为不可压缩流体，其密度只与 温度有关，即ρ= ρ(T)
15
可压缩性流体(Compressible
fluid)
▪ 它的密度随温度和压强的不同而出现较 大的差别，气体是可压缩流体。
▪ 一般在压强不太高，温度不太低的情况 下，可以按理想气体处理。即 ρ＝ρ(p,T)
16
2.2.1 气体密度的计算
▪2.2.3 相对密度（relative density ）/ 比重
Mm=∑(M yi) , ρm = pMm/RT
or
ρm = ∑(yi·ρi)
yi– 摩尔分数
20
2.2.2 液体混合物密度计算
若混合前后体积变化不大或不变， 则，g 混合液的体积 = 各组分单独存在的 体积之和，
1/ρm=∑(ωi /ρi )
ρi— i组分的密度, ωi—i组分的质量分率,
21
▪ 当压力温度适中，按照理想气体状态方程，
pV=mRT /M → ρ=pM/RT
▪ p— kPa ▪ T—K ▪ M—kg/kmol（摩尔质量） ▪ R—8.31 kJ /kmol·K
17
▪ 标准状态下： ρ=pMT0/22.4Tp0
▪ 质量一定时，温度、压力和体积变化关系： pV/T = p’V’/T’

化工原理课件 天大版

化工原理课件 天大版

第三章非均相物系分离混合物均相混合物非均相混合物物系内部各处物料性质均匀而且不存在相界面的混合物。

例如：互溶溶液及混合气体物系内部有隔开两相的界面存在且界面两侧的物料性质截然不同的混合物。

例如固体颗粒和气体构成的含尘气体固体颗粒和液体构成的悬浮液不互溶液体构成的乳浊液液体颗粒和气体构成的含雾气体非均相物系分散相分散物质处于分散状态的物质如：分散于流体中的固体颗粒、液滴或气泡连续相分散相介质包围着分散相物质且处于连续状态的流体如：气态非均相物系中的气体液态非均相物系中的连续液体分离机械分离沉降过滤不同的物理性质连续相与分散相发生相对运动的方式分散相和连续相3.1 沉降分离原理及设备•3.1.1 颗粒相对于流体的运动•一、颗粒的特性（大小和形状）• 1.球形颗粒—尺寸由直径d 确定•36d V π=•体积2ds π=•表面积dV S 6==α•比表面积2.非球形颗粒•用形状（球形度）和大小参数当量直径描述•（1）球形度：表示颗粒形状和球形的差异p S S s =φs φ——S ，与之等体积球体表面积；——Sp ，颗粒表面积对于球形颗粒，φs =1，颗粒形状与球形的差异愈大，球形度φs 值愈低。

（2）当量直径d e ①体积当量直径36P e V d π=•②比表面积当量直径体积表面积比表面积二、球形颗粒的自由沉降沉降在某种力场中利用分散相和连续相之间的密度差异，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。

作用力重力惯性离心力重力沉降离心沉降球形颗粒的自由沉降设颗粒的密度为ρs ，直径为d，流体的密度为ρ，重力gd F s g ρπ36=浮力gd F b ρπ36=而阻力随着颗粒与流体间的相对运动速度而变，可仿照流体流动阻力的计算式写为：22u A F d ρξ=24dA π=对球形颗粒2422ud F d ρπξ⋅⋅=∴maF F F d b g =--a d ud g d g d s s ρπρπξρπρπ3223362466=--(a)颗粒开始沉降的瞬间，速度u =0，因此阻力F d =0，a→max 颗粒开始沉降后，u ↑→F d ↑；u →u t 时，a=0。

化工原理课件 天大版

化工原理课件 天大版

第二章流体输送机械流体输送机械：向流体作功以提高流体机械能的装置。

•输送液体的机械通称为泵；例如：离心泵、往复泵、旋转泵和漩涡泵。

•输送气体的机械按不同的工况分别称为:通风机、鼓风机、压缩机和真空泵。

本章的目的：结合化工生产的特点，讨论各种流体输送机械的操作原理、基本构造与性能，合理地选择其类型、决定规格、计算功率消耗、正确安排在管路系统中的位置等∑+++=+++f 2222e 211122h gu g p Z h g u g p Z ρρ学习指导：⏹学习目的：⏹（1）熟悉各种流体输送机械的工作原理和基本结构；⏹（2）掌握离心泵性能参数、特性曲线、工作点的计算及学会离心泵的选用、安装、维护等；⏹（3）了解各种流体输送机械的结构、特点及使用场合。

⏹学习内容：⏹（1）离心泵的基本方程、性能参数的影响因素及相似泵的相似比；⏹（2）离心泵安装高度的计算；⏹（3）离心泵在管路系统中的工作点与流量调节；⏹（4）风机的风量与风压，以及离心泵与风机的特性曲线的测定、绘制与应用。

⏹学习难点：⏹（1）离心泵的结构特征和工作原理；⏹（2）离心泵的气缚与气蚀性能，离心泵的安装高度；⏹（3）离心泵在管路系统中的工作点与流量调节；⏹（4）离心泵的组合操作。

⏹学习方法：⏹在教学过程中做到课堂授课和观看模型相结合，例题讲解与练习相结合，质疑与习作讨论相结合。

2.1概述⏹2.1.1流体输送机械的作用⏹一、管路系统对流体输送机械的能量要求⏹——管路特性方程在截面1-1´与2-2´间列柏努利方程式，并以1-1´截面为基准水平面，则液体流过管路所需的压头为：式中：上式简化为而令——管路的特性方程上式表明在特定管路中输送液体时，管路所需的压头随所输送液体流量q e的平方而变，流体通过某特定管路时所需的压头与液体流量的关系，。

将此方程标绘在相应的坐标图上，即可得到He-qe曲线即管路特性曲线。

此线的形状由管路布置和操作条件来确定，与离心泵性能无关。

化工原理第1章课件PPT

化工原理第1章课件PPT

贾绍义 《化工原理》（下册）授课课件 在本课件制作过程中，得到天津大学化工学院化工系的有关教师的 指导和帮助，在此致以诚挚的感谢！由于制作者水平所限， 本课件不妥之处甚至错误在所难免，恳请用户批评指正。 制作者 2008年12月
1
学时安排
总学时48
绪论 第1章 流体流动 第2章 流体输送机械
1学时 13学时 8学时
m pM V RT
T0 pM 22.4Tp0
24
流体的密度
(2)混合物的密度 液体混合物，混合前后体积不变
1
组分的 质量分 数 组分的体 积分数
m

x wA
A

x wB
B
...
x wn
n
气体混合物，混合前后质量不变
m A x VA B xVB ... n x Vn
29
一、牛顿黏性定律
牛顿型流体(Newtonian fluid)
遵循牛顿黏性定律的流体为牛顿型流体。
所有气体和大多数低分子量液体均属牛顿 型流体，如水、空气等。
30
一、牛顿黏性定律
非牛顿型流体(non-Newtonian fluid)
凡不遵循牛顿黏性定律的流体为非牛顿型 流体(non-Newtonian fluid)。
13
三、课程的学习要求
①单元操作设备的选择能力。 ②工程设计能力。
③操作和调节生产过程的能力。
④过程开发或科学研究能力。
14
绪 论
0.1 化工原理课程的性质和基本内容 0.2 单位制和单位换算
15
一、 物理量的单位
1.基本单位和导出单位 基本单位：质量、长度、时间和温度。 导出单位：速度、密度、加速度。 2.绝对单位制和重力单位制 绝对单位制：长度、质量、时间。 重力单位制：长度、时间和力。

化工原理课件(天大版)

化工原理课件(天大版)

反应热与反应焓
反应方向与平衡常数
反应速率与活化能
反应熵与反应吉布斯能
05
化工动力学基础
反应速率方程
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
反应速率方程：描述反应速率与反应物浓度及其他因素关系的数学表达式
反应速率定义：单位时间内反应物浓度的减少量或生积成正比的比例系数
催化剂：使用催化剂可以降低反应活化能，提高反应速率
反应物浓度：反应物浓度增大，反应速率加快
06
分离过程原理及应用
分离过程分类与特点
分离过程的分类：根据不同的原理和操作方式，分离过程可以分为多种类型，如蒸馏、萃取、结晶、过滤等。
R
分离过程的特点：不同的分离过程具有不同的特点和应用范围，需要根据具体需求进行选择。
A
分离过程的原理：每种分离过程都有其特定的原理和操作方式，需要掌握其基本原理和操作方法。
C
分离过程的应用：分离过程在化工、医药、食品等领域有着广泛的应用，需要根据具体需求进行选择和应用。
I
单击此处输入你的智能图形项正文
文字是您思想的提炼
单击此处输入你的智能图形项正文
文字是您思想的提炼
单击此处输入你的智能图形项正文
07
化学反应器原理及应用
化学反应器分类与特点
塔式反应器的特点：适用于气液相反应，具有较大的接触面积和适宜的停留时间
固定床反应器的特点：催化剂固定在反应器内，适用于气固相或液固相反应
流化床反应器的特点：催化剂悬浮在反应器内，适用于气固相或液固相反应
反应器分类：釜式反应器、管式反应器、塔式反应器、固定床反应器、流化床反应器等
化学反应器的设备：介绍反应器的主要设备，如搅拌器、换热器、塔器等。

化工原理第三版(讲课用)PPT课件

化工原理第三版(讲课用)PPT课件

七、教学安排 1. 理论课 108学时+课程设计2周+实验 2. 理论课安排 3. 考核
八、 参考书
1. 王志魁.化工原理(第三版). 北京：化学工出版 社,2005
2. 陈敏恒.化工原理(上下册). 北京：化学工出版 社,2000
3. 何潮洪，窦梅，朱明乔，等.化工原理习题精解 (上册).北京：科学技术出版社,2003
2. 欧拉法 描述空间各点的状态及其与时间的关系 例如:速度的描述
ux＝fx(x，y，z，t)
uy＝fy(x，y，z，t) uz＝fz(x，y，z，t)
四、定态与稳定
1. 定态 指全部过程参数均不随时间而变 定态流动：流场中各点的流动参数只随位置变化而 与时间无关。 非定态流动：流场中各点的流动参数随位置与(或) 时间而变化。
二、流体质点与连续性假设 1. 质点的含义 质点：由大量分子构成的集团(微团)，是保持流 体宏观力学性的最小流体单元，从尺寸说是微观上充 分大，宏观上充分小的分子团。 微观上充分大 分子团的尺度>>分子的平均自由程 对分子运动作统计平均，以得到表征宏观现象的物理量
宏观上充分小 分子团的尺度<<所研究问题的特征尺寸 物理量都可看成是均匀分布的常量
三 、本课程研究方法
1 .实验研究方法(经验法)
2. 数学模型法(半经验半理论方法)
合理 分析 简化 过程 机理
数学
物理 描述 数学
模型
模型
求解
含模型参 数的结果
实验
求得模 型参数
四 、联系单元操作的两条主线 传递过程 研究工程问题的方法论
五、 化工过程计算的理论基础
化工过程计算的类型：设计型计算和操作型计算

天津大学化工原理课件第二章 流体输送机械

天津大学化工原理课件第二章 流体输送机械

气缚：
不灌液，泵内存有空气，ρ空气<<ρ液，产生的离心力 很小，叶轮中心处形成低压不足以将液体吸入泵内，
达不到输液目的
•发生气蚀的原因：
p p 叶片入口 液体饱和蒸汽压
•P叶片入口过低的原因:
泵的安装高度超过允许值； 泵输送液体的温度过高； 泵吸入管路的局部阻力过大。
②离心泵的抗气蚀性能
1）气蚀余量
' ' ' '
' 2
' 3
离心泵的切割定律 叶轮直径的变化不大于10％
（4）离心泵的气蚀现象和允许安装高度
①气蚀现象
p叶片入口≤pV，液体汽化生成大量汽泡，
在高压的作用下迅速凝聚或破裂；汽 泡周围的液体会以极高的速度冲向原
汽泡占据的空间，在冲击点处可形成
高达几万 kpa 的压强。若当汽泡的凝 聚发生在叶片表面附近时，众多液体 质点犹如细小的高频水锤撞击叶片， 侵蚀叶片叶轮
2.1.3离心泵的主要性能参数
流量： 单位时间内泵输送的液体体积，又称
排液量或输送能力。流量取决于泵结构、尺
寸（叶轮直径与叶片的宽度）和转速。
扬程（压头）： 泵对单位重力的液体所提供
的有效能量。泵的扬程由泵的结构、尺寸和
转数所决定，不同型号的泵具有不同的扬程。
轴功率及效率 轴功率：由电机传送给泵的功率
离心泵的选择
1）确定输送系统的流量和压头； 2）选择泵的类型和型号；
3）核算泵的轴功率；
离心泵的安装和操作
主要参考说明书,注意以下问题
1.离心泵的安装高度必须低于允许吸上高度; 2.启动前必须向泵内充满待输送液体; 3.出口阀关闭的条件下启动;
4.在运转中应定时检查和维修,注意泵轴液体泄漏,

(完整版)化工原理课件(天大版)

(完整版)化工原理课件(天大版)
以 F = 1000 kg/h 的流量送入蒸发器，在422K下蒸发 出部分水得到50%的浓KNO3溶液。然后送入冷却结晶器， 在311K下结晶，得到含水0.04 的KNO3结晶和含KNO3 0.375的饱和溶液。前者作为产品取出, 后者循环回到 蒸发器。过程为稳定操作，试计算KNO3结晶产品量P、 水分蒸发量W和循环的饱和溶液量R。
返回 30 03:06:50
4. 流体的特征
具有流动性； 无固定形状，随容器形状而变化； 受外力作用时内部产生相对运动。
不可压缩流体：流体的体积不随压力变化而变化， 如液体；
可压缩性流体：流体的体积随压力发生变化， 如气体。 返回 31
13.7
QL 13.7kW
热损失：
100% 6.54%
257.3 47.8
返回 23 03:06:50
例4 非稳定热量衡算举例
罐内盛有20t重油，初温
T1=20℃，用外循环加热法 水蒸气
进行加热，重油循环量
W=8t/h。循环重油经加热
冷 凝
器升温至恒定的100℃后又 水
W=8t/h T3=100℃
基本单位：7个，化工中常用有5 个，即长度（米），质量（千 克），时间（秒），温度（K）， 物质的量（摩尔）
➢ 物理单位 基本单位：长度（厘米cm），质 制（CGS制） 量（克g），时间（秒s）
➢ 工程单 位制
基本单位：长度（米），重量或力 （千克力kgf），时间（秒）
我国法定单位制为国际单位制（即SI制） 返回 11
化工生产过程中，流体（液体、气体）的流动 是各种单元操作中普遍存在的现象。如：
传热 — 冷、热两流体间的热量传递； 传质 — 物料流间的质量传递。 流体流动的强度对热和质的传递影响很大。 强化设备的传热和传质过程需要首先研究流体的流动 条件和规律。 因此，流体流动成为各章都要研究的内容。流体 流动的基本原理和规律是“化工原理” 的重要基础。

化工原理课件(天大版)

化工原理课件(天大版)
综合计算
涉及多个物理过程和化学反应的复杂传质过程的计算，需要对各个过程进行分别 处理，并综合考虑各过程之间的相互影响。
分子扩散传质及传质过程的计算
分子扩散
物质分子在运动过程中，从高浓度区 域向低浓度区域的定向迁移，产生物 质传递现象。
传质过程计算
根据分子扩散定律，通过求解浓度场 和扩散系数等参数，实现对传质过程 的模拟和预测。
01
流体的密度、压强、黏度等物理 性质的定义和测量方法。
02
流体静力学基本方程的推导和应 用，包括压力、重力和惯性力对 流体平衡状态的影响。
流体流动的基本方程及流量测量仪表
流体流动的基本方程，如质量守恒、 动量守恒和能量守恒方程。
流量测量仪表的工作原理和应用，如 节流式、涡轮式、电磁式和超声波式 流量计等。
化工原理课件(天大版)
汇报人：
2023-12-10
目录
• 化工原理绪论 • 流体流动 • 传热学 • 传质学 • 化工设备 • 化学反应工程 • 化工过程的控制与优化
01
化工原理绪论
化工原理的研究对象和内容
化工原理研究对象
以化学工程中各种单元操作（动 量传递、热量传递和质量传递） 为研究对象，研究其原理、方法 和过程。
05
化工设备
化工设备的基本类型及结构特点
分离设备
用于将混合物中的不同组分分 离出来的设备，如离心机、过 滤器等。
储罐和容器
用于储存和容纳液体的设备， 如储罐、水池等。
反应设备
用于化学反应的设备，如反应 釜、反应塔等。
换热设备
用于将热能从一个物质传递到 另一个物质的设备ห้องสมุดไป่ตู้如热交换 器、蒸发器等。
输送设备

《化工原理》课件第一章讲稿2(第一章)(天大版)

《化工原理》课件第一章讲稿2(第一章)(天大版)
⇒ p1 + ρB g m + R） p2 + ρB gm + ρA gR （ = ⇒ p1 − p2 = ρA − ρB）gR （
若被测流体为气体， 若被测流体为气体，则 ρA >> ρB
得：p1 − p2 ≈ RρA g
思考题： 形压差计安装在倾斜管路中， 思考题：若U形压差计安装在倾斜管路中，此时 形压差计安装在倾斜管路中 反映了什么？ 读数 R反映了什么？ 反映了什么
O′
则： p1 − p 2 = ( ρ B − ρ A ) gR 当 ρ A ≪ ρ B时，则： p1 − p 2 ≈ ρ B gR
另：复式压差计适用于压差较大的情况； 复式压差计适用于压差较大的情况；
2. 斜管压差计 适用于压差较小的情况，为得到精确读数R； 适用于压差较小的情况，为得到精确读数 ；
∆V =
π
4
D h=
2
π
4
d 2R
例1-2
如附图所示，用一复式 形压差计测量某 如附图所示，用一复式U形压差计测量某
种流体流过管路A、 两点的压力差 两点的压力差。 种流体流过管路 、B两点的压力差。已知流体的 密度为ρ，指示液的密度为ρ 且两U形管指示液 密度为 ， 指示液的密度为 0 ， 且两 形管指示液 之间的流体与管内流体相同。 之间的流体与管内流体相同。已知两个 U形压差计的读数分别 形压差计的读数分别 试推导A、 为 R1 、 R2 ， 试推导 、 B两点压力差的计算式 ， 两点压力差的计算式， 两点压力差的计算式 由此可得出什么结论？ 由此可得出什么结论？
（2）远距离液位测量装置 ） 利用气体传递压强 如在管道中充满氮气， 如在管道中充满氮气， 其密度较小， 其密度较小，近似认为 ：

化工原理完整(天大版)PPT课件

化工原理完整(天大版)PPT课件
解：首先根据题意画出过程的物料流程图
.
返回 16 2020/5/23
F=1000 20%
W, 0.0%
蒸发器 422K
S 50%
冷却结晶器 311K
R, 37.5%
P 1-0.04
解题思路：题求三个量，如何列物料衡算式。
首先考虑划定适宜的物衡范围以利于解题。
1．求KNO3结晶产品量P
按虚线框作为物料衡算范围，只涉及两个未知量。
GI=GO+GA .
返回 17 2020/5/23
KNO3 组分的物料衡算： F20% = W 0% + P (100 － 4) % 1000 20% = 0 + P 96 % 则：P = 208.3 kg/h
2．水分蒸发量W (物衡范围同1.) 总物料衡算式： F = W + P 则：W = F－P = 1000－208.3 = 791.7 kg/h
.
返回 12 2020/5/23
0.3 物料衡算与能量衡算
☆ 稳定操作
以单位时间为基准， 如 ： h ， min ， s 。 参数=f(x,y,z)
非稳定操作
以每批生产周期所用 的时间为基准。参数 =f(x,y,z,)
=0
=
uA恒定
.
uB 返回 13
2020/5/23
dy
dz
三维
微分衡算(非稳态)
.
返回 15 2020/5/23
例1(清华版，P6)：稳态时的总物料衡算及组分物料衡算
生产KNO3的过程中，质量分率为0.2的KNO3水溶液， 以 F = 1000 kg/h 的流量送入蒸发器，在422K下蒸发 出部分水得到50%的浓KNO3溶液。然后送入冷却结晶器， 在311K下结晶，得到含水0.04 的KNO3结晶和含KNO3 0.375的饱和溶液。前者作为产品取出, 后者循环回到 蒸发器。过程为稳定操作，试计算KNO3结晶产品量P、 水分蒸发量W和循环的饱和溶液量R。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
化工原理 干燥 材料与化学工程学院 化学工程教研室
17/68
§8-1干燥介质的性质及湿焓图
焓
kJ/kg
绝 干 气
=100% tas
水 气 分 压
kPa
H
kg水/kg绝干气
化工原理 干燥
材料与化学工程学院 化学工程教研室
18/68
§8-1干燥介质的性质及湿焓图
焓
kJ/kg
绝 干 气
=100%
水 气 分 压
kPa
H
kg水/kg绝干气
化工原理 干燥
材料与化学工程学院 化学工程教研室
19/68
§8-1干燥介质的性质及湿焓图

焓
kJ/kg
=100%
水 气 分 压
kPa
绝 干 气
H
化工原理 干燥
kg水/kg绝干气
20/68
材料与化学工程学院 化学工程教研室
§8-2 干燥过程的物料衡算和热量衡图
对于空气-水系统：
p H 0.622 P p
Mw=18.02kg/kmol，Mg=28.96 kg/kmol 总压一定时，湿气体的湿度只与湿份蒸汽的分压有关。
化工原理 干燥 材料与化学工程学院 化学工程教研室
6/68
§8-1干燥介质的性质及湿焓图
ps 饱和湿度 H s 0.622 P ps
H 0 H1 H 1 H 0 ( 1 ) H 1 0.05362kg( 苯 ) kg( 绝干氮气) H0
化工原理 干燥 材料与化学工程学院 化学工程教研室
13/68
§8-1干燥介质的性质及湿焓图
ps|T 283 K Mv H 1 H s|T 283 K H 1 M g P ' ps|T 283 K 2788.51 ps|T 283 K exp( 20.7936 ) 6.05kPa 283 52.36 P ' 320.4kPa
水分质量 100% 湿物料中绝干物料的质 量
化工原理 干燥
材料与化学工程学院 化学工程教研室
21/68
§8-2 干燥过程的物料衡算和热量衡
§8-2-2 干燥系统的物料衡算
基准 控制体（衡算范围） 对象
湿废气 体 L , H2 干燥产品 G2 , w2
G1 ：kg/s；G2 ：kg/s；Gc ：kg/s； w1 、w2 ：湿含量（湿基）； L ：kg/s；H1 、H2 ：湿度；W ：kg/s。
化工原理 干燥 材料与化学工程学院 化学工程教研室
制盐： 卤水
蒸发 洗涤
结晶 离心分离
？？ ？？
3/68
§8-0 概述
干燥方法的分类 根据操作压强：常压干燥、真空干燥
根据操作方式：连续干燥、间歇干燥 根据加热方式可分为传导干燥、对流干燥（箱式干燥器、回转
圆筒干燥器、洞道式干燥器、流化床干燥器（两种） 、气流
22/68
§8-2 干燥过程的物料衡算和热量衡
§8-2-3 干燥系统的热量衡算 湿废气体 L, H2, t2, I2
Qd
Qp ：预热器
湿物料 G1 , w1 , 1, cm1 湿气体 L, H0, t0, I0 Qp 预热器
化工原理 干燥
干 燥 器
干燥产品 G2 , w2 , 2, cm2
Ql
一 水分蒸发量
W G1 G2 Gc ( X 1 X 2 ) L( H 2 H1 )
湿物料 G1 , w1
热空气 L , H1
二 空气消耗量
W L H 2 H1
化工原理 干燥
三 干燥产品流量
G2 G1 W Gc ( 1 X 2 )
材料与化学工程学院 化学工程教研室
化工原理 干燥 材料与化学工程学院 化学工程教研室
7/68
§8-1干燥介质的性质及湿焓图
三 比容
H
1kg绝干气体的体积 Hkg湿气体积 1kg绝干气体
H 273 t 1.013 105 1 22.4 273 P 29 18 273 t 1.013 105 0.773 1.244H 273 P
等H线、等I线、等t线、等φ线、蒸汽分压线
化工原理 干燥 材料与化学工程学院 化学工程教研室
16/68
§8-1干燥介质的性质及湿焓图
1．由 t、H 查取湿空气的性质 2.由t、td查湿空气的性质 3. 由t、tas 查湿空气的性质 4. 由t、 查湿空气的性质 5．湿空气被加热的状态变化过程 6.湿空气被冷却的状态变化过程 7．湿空气绝热增湿的状态变化过程 8.湿空气混合的状态变化过程
2788.51 2788.51 ln ps 20.7936 T 52.36 T 52.36 20.7936 ln ps|T ? K T 263.2 K
化工原理 干燥
材料与化学工程学院 化学工程教研室
15/68
§8-1干燥介质的性质及湿焓图
§ 8-1-2 湿空气的H-I 图 湿空气的H-I 图由以下诸线群组成：
因为H 及H as都很小，故cg Hcv cg H as cv
r0 t as t H as H cH
化工原理 干燥
t as f ( t , H )
材料与化学工程学院 化学工程教研室
11/68
§8-1干燥介质的性质及湿焓图
八 露点td
H s，td
0.622 ps ,td P ps , td
第八章 干 燥
教学要求
§ 8-0 概述
§ 8-1 湿气的性质和湿焓图
§ 8-2 干燥过程的物料衡算和
热量衡算
§ 8-3 固体物料在干燥过程中
的平衡关系与速率关系 § 8-4 干燥设备 复习
教学要求
重 点：干燥介质的性质，干燥过程的物、热衡算，干燥过程
的平衡及速率关系。
覆盖内容：干燥过程的基本概念，干燥介质的作用；干燥介质的 性质与t-H(I-H)图；干燥过程的物、热衡算，对特殊干燥过程热 衡算式的简化，干燥过程的热效率与干燥效率；干燥过程的平衡 关系，结合湿份、非结合湿份、平衡湿份、自由湿份及最大吸湿
六 干球温度t 和湿球温度tw
u>5m/s
化工原理 干燥
材料与化学工程学院 化学工程教研室
9/68
§8-1干燥介质的性质及湿焓图
稳态：空气递给水的热量=水分汽化所需的热量
A(t tw ) Nrt kH ( H s,t H ) Art
tw t k H rtw
w w
w

( H s ,t w H )
⑶ 强化干燥速率的；
化工原理 干燥
⑷ 选择合理的干燥方法。
材料与化学工程学院 化学工程教研室
5/68
§8-1干燥介质的性质及湿焓图
§8-1-1 干燥介质的性质
湿气体 = 绝干气体 + 湿份蒸汽 一 湿度
( 干燥介质中湿气的质量 湿气的摩尔数 摩尔质量 M w ) H 干燥介质中绝干气的质 量 绝干气的摩尔数 摩尔质量 M ) ( g Mw p H P p Mg
向气体提供 的热量，kW；
Qd ：向干燥
器补充的热 量，kW；
Ql ：干燥器
热气体 L, H1, t1, I1
材料与化学工程学院 化学工程教研室
的散热损失， kW。
23/68
§8-2 干燥过程的物料衡算和热量衡
一 热量衡算的基本方程 1.预热器消耗的热量 L H0 预热器 L H1 预热器——加热空气。根据加热方 t0 I 0 t1 I 1 式可分为两类： QP 直接加热式：如热风炉→高温烟气 间接换热式：如间壁换热器。 基准 范围 对间壁式，则H0=H1，即 ：
空气——水 H
四 比热容cH
c H c g 1 cv H
空气——水
化工原理 干燥
c H 1.005 1.884H
材料与化学工程学院 化学工程教研室
8/68
§8-1干燥介质的性质及湿焓图
五 焓I
I H I g Iv H I H ( c g Hcv )t r0 H c H t r0 H . 空气-水 I H ( 1.005 1.884H )t 2491 27H
湿含量的概念，传质方向与限度的确定；恒定干燥条件下的干燥
曲线及干燥速率曲线及测定方法，恒速段降速段、临界湿含量的 概念及影响因素，恒定干燥条件下干燥式间的计算；典型干燥设 备的结构特点及设计原则。
化工原理 干燥 材料与化学工程学院 化学工程教研室
2/68
§8-0 概述
多余湿份 精制 聚合 聚四氟乙烯： 单体 常用的除湿方法 机械除湿：通过压榨、过滤和离心分离等方法去湿。 吸附除湿：用固体吸附剂，如CaCl2、硅胶等吸去物料中所含 的水分。 供热干燥：指利用热能，使湿物料中的湿分气化而除去的方法。 干燥介质：用于为湿物料提供热量并作为湿汽的载体。
2788.51 ln ps 20.7936 T 52.36
ps : Pa
T :K
解： M 6 12 6 78kg / kmol M 28kg / kmol v g
H0 Mv p 78 7.32 0.21447kg( 苯 ) kg( 绝干氮气) M g P p 28 102.4 7.32
干燥过程
L=？, t0 , H0 新鲜空气 Qp=? Qd=? L, t1 , H1 干 燥 器 废气 L, t2=？ , H2=？ 湿物料 G1, w1, (X1), 1
预热器
产品 G2, w2, (X2), 2
二 干基湿含量 X
X
§8-2-1 物料中含水量的表示方法 一 湿基湿含量 w