化工原理

化工原理公式及其推导1.流体的连续性方程：∂ρ/∂t+∇(ρV)=0其中ρ为流体的密度，t为时间，V为流体的速度。

这个方程的推导基于质量守恒原理，即单位时间内通过其中一截面的质量流量等于单位时间内聚集在该截面的质量。

2.流体的动量守恒方程：∂(ρV)/∂t+∇(ρV^2)=-∇P+∇(τV)+ρg其中P为流体的压力，τ为流体的剪应力，g为重力加速度。

这个方程的推导基于牛顿第二定律，即单位时间内物体受到的外力等于物体动量的变化率。

3.流体的能量守恒方程：∂(ρh)/∂t+∇(ρhV)=∇(k∇T)+∇(qV)其中h为流体的比焓，T为流体的温度，k为流体的热传导系数，q 为流体的热源。

这个方程的推导基于能量守恒原理，即单位时间内物体所接收的热量等于物体内能的变化率。

1.热传导的傅立叶定律：q=-k∇T其中q为单位时间内通过单位面积的热流量，k为物质的导热系数，∇T为温度梯度。

这个定律的推导基于热传导现象，即热量沿温度梯度方向传导。

2.对流传热的牛顿冷却定律：q=hA(Ts-T∞)其中q为单位时间内通过单位面积的热流量，h为传热系数，A为传热面积，Ts为表面温度，T∞为环境温度。

这个定律的推导基于传热的对流现象，即物体表面与周围流体之间的热量交换。

1.弗里克定律：J=-D∇C其中J为单位时间内通过单位面积的物质传递通量，D为物质的扩散系数，C为物质的浓度。

这个定律的推导基于物质扩散的现象，即物质沿浓度梯度方向传递。

2.对流传质的量化表述：Jc=ρVDc其中Jc为单位时间内通过单位面积的物质传递通量，ρ为流体的密度，V为流体的速度，Dc为物质的扩散系数。

这个方程的推导基于对流传质的现象。

1.反应速率方程：r=kC^n其中r为反应速率，k为反应速率常数，C为反应物的浓度，n为反应级数。

这个方程的推导基于反应速率与反应物浓度之间的关系。

2.反应热平衡方程：ΔHr=Qv+Qp其中ΔHr为反应的热效应，Qv为体积效应的热量变化，Qp为反应物浓度效应的热量变化。

化工原理课程化工原理是化学工程专业的核心课程之一，它是化学工程学科的基础和核心，是学生学习化学工程专业的重要基础。

本课程主要介绍化工工艺的基本原理和基本方法，涉及化工原理的基本概念、基本理论和基本技术，是学生学习化学工程专业的基础课程之一。

首先，化工原理课程主要包括以下几个方面的内容。

首先是化工原理的基本概念和基本理论，包括化工原理的定义、基本概念、基本原理和基本方法等。

其次是化工原理的基本技术，包括化工原理的基本实验技术、基本分析技术和基本计算技术等。

最后是化工原理的应用技术，包括化工原理在工程实践中的应用和发展等。

其次，化工原理课程的学习方法和学习要点。

学习化工原理课程，首先要熟悉化工原理的基本概念和基本理论，理解化工原理的基本原理和基本方法。

其次要掌握化工原理的基本技术，包括化工原理的基本实验技术、基本分析技术和基本计算技术。

最后要了解化工原理的应用技术，包括化工原理在工程实践中的应用和发展。

在学习过程中，要注重理论联系实际，注重实践操作，注重创新思维，注重团队合作，注重综合应用。

再次，化工原理课程的教学目标和教学要求。

化工原理课程的教学目标是培养学生的化工原理分析能力和化工原理应用能力，培养学生的工程实践能力和工程创新能力，培养学生的团队合作能力和综合应用能力。

化工原理课程的教学要求是要注重培养学生的理论基础和实践技能，注重培养学生的创新意识和团队精神，注重培养学生的综合素质和综合能力，注重培养学生的工程素养和工程素质。

最后，化工原理课程的学习意义和发展前景。

化工原理课程是化学工程专业的核心课程之一，它是学生学习化学工程专业的重要基础，对于学生的学习和发展具有重要意义。

化工原理课程的发展前景是非常广阔的，随着化学工程领域的不断发展和进步，化工原理课程将会更加重要和有价值。

综上所述，化工原理课程是化学工程专业的核心课程之一，它是学生学习化学工程专业的重要基础，对于学生的学习和发展具有重要意义。

dp gdz 0

dp
g dz 0

设流体不可压缩，即密度ρ 与压力无关，可将上式积 分得：
p


gz 常数
对于静止流体中任意两点1和2，如图1-7所示：
p1
或

gz1
p2

gz2
p2 p1 g ( z1 z2 ) p1 gh
（1）位能

在重力场中，液体高于某基准面所具有的能量称为 液体的位能。液体在距离基准面高度为z时的位能相
当于流体从基准面提升高度为z时重力对液体所作的 功。

单位质量流体所具有的位能gz
[ gz ] m m m Nm m=Kg 2 = =J/Kg 2 s s Kg Kg
（2）动能
避免混淆，p=0.5atm(表压
或真空度)。
PB,绝
1.2.4压强的测量

两类: 利用机械原理制成的；应用流体静力学原理
设计的。 (1)简单测压管
pa R A 1• ..
p１=pa+ρ gR
１点表压：p１-pa=ρ gR
装置简单，只适用于测高于大气压的液体，不 适合测气体，且p１很大，R很高，不方便。
欧拉平衡方程 左边表示单位质量流体所受的力

若将该微元流体移动dl距离，此距离对x,y,z轴的分量 为dx、dy、dz，将上列方程组分别乘以dx、dy、dz并
相加得：
1 p p p ( dx dy dz ) ( Xdx Ydy ２=(ρ 0-ρ )gR
(4)倒U形管压差计 A—空气 B—被测液 pa=p1-ρ Bg(R+m) pa, =p2-ρ Bgm-ρ 空gR 因 pa= pa, 故 p1-ρ Bg(R+m)=p2-ρ Bgm-ρ p1-p2=(ρ B-ρ 空)gR =ρ BgR

0
一、 化工生产过程
绪 论
1. 化工生产过程：对原料进行化学加工获得有用产 品的过程称为化工生产过程。
聚氯 乙烯 生产
CH2=CH2+Cl2 CH2Cl—CH2Cl CH2Cl—CH2Cl CHCl=CH2+HCl
2CH2=CH2+2HCl+O2
乙烯 氯 提纯 提纯 单体 合成 反应热 分 离
2CHCl-CH2+2H2O
1. 黏性
① 含义：当流体流动时，流体内部存在着内摩擦力， 这种内摩擦力会阻碍流体的流动，流体的这种特性称为 黏性。 ② 实验 (两平行平板间距很小)
面积A u F
y方向的速度 分布为线性
x 固定板
内摩擦力：运动着的流体内部相邻两流体层间的相 互作用力。
产生内摩擦力的根本原因：流体具有黏性。
2. 牛顿黏性定律
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
V=10-5cm3 分子数目N=2.7×1014个
3. 连续性假定 ① 内容 流体由无数的彼此相连的流体质点组成，是一种连 续性介质，其物理性质和运动参数也相应连续分布。 ② 适用范围 绝大多数情况适用，但高真空下的气体不适用。
1.1.2 流体流动中的作用力
一、质量力 作用于所考察对象的每一个质点上的力，并与流 体的质量成正比
二、表面力 1. 表面力：作用于所考察对象表面上的力，与表面积 成正比。 2. 应力：单位面积上所受到的表面力。
3. 表面力的分解
切向力(剪力) 表面力 法向力
剪应力
拉力
压力
拉应力