化工原理绪论(ppt 116页)_4228

衡算的系统
整个生产过程 某一设备
衡算的对象
系统中的所有物料 某一个组分
定态过程，积累为零。则：
GI G0
例
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2． 热量衡算
依据：能量守恒定律 即任何时间内输入系统的总热量等于系统输出的总热量与 损失的热量之和。
或写成
QI Q0 QL
——热量衡算通式
(wH) I
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1kgf=9.81N， 1cm=0.01m 上述关系代入 ，得：
1.033 kgf cm2

1.033

9.81N
0.01m2
1.013105 N
/ m2
3．单位的正确运用
理论公式：根据物理规律建立的，反映各有关物理量之间
的关系，又叫物理方程。
具有单位一致性，只要采用同一单位制的单位
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3. 化工原理的学习方法
发展：如何根据某个物理或物理化学原理开发成为一个 单元操作，寻本求源。
选择：为了达到或实现某一工程目的，能否对过程和设 备作合理的选择和组合。
设计：对已掌握了性能的过程和设备作直接的设计计算 以及对性能不十分掌握的过程和设备通过必要的试验，测取 设计数据，做逐级放大。
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(wH )0 QL
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热量衡算的基本方法与物料衡算的方法相同，也必须首先 划定衡算范围及衡算基准。
此外应注意焓是相对值，因此必须指明基准温度，习惯上 选0℃为基准温度，并规定0℃时液态的焓值为零。
3.过程的平衡和速率
例
①平衡问题 过程的平衡问题是说明过程进行的方向和所能达到的极
限。 平衡是一个动态的过程。

一、化工原理课程简介
1.化工原理的研究对象
2.化工原理的学科性质与研究方法
3.化工原理的学习方法
绪论
二、化工原理处理问题的方法
1.物料衡算
2.能量衡算 3.平衡与速率
三、单位与单位制
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一、化工原理课程简介
1：化工生产过程
粉碎 混合 换热 沉降 过 滤 输送 吸收 吸附 蒸发 等 未反应物循环 精馏 吸收 蒸发 吸附 萃取 沉降 结晶 等 副产物
物理单位制：基本单位：长度cm 工程单位制：基本单位：长度m
质量g
时间s
力 kgf 时间s
注意： 质量是导出单位Kgfs2 m-1 SI单位制：基本单位有7个，化工中常用的有5个： 长度m 、质量kg 、时间s 、温度K、 物 质的量mol SI单位制中常用的词头:见附录一
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2：单位换算
1 溶液带入的热量： Q2 1.0 3.56 25 0 89kw
Q 257.3 89 346.3kw I
输出的热量：
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QO Q3 Q4
冷凝水带出的热量：Q 0.095 503.67 47.8kw 3
Q4 1.0 3.56 80 0 284.8kw 溶液带出的热量：
（2） 第一蒸发器送出的溶液浓度。
解：首先画一个流程图表示进行的过程
用方框表示设备，输入输出设备的物流方向用箭头表示。
划定衡算的范围 为求各蒸发器蒸发的水量，以整个流程为衡算范围， 用一圈封闭的虚线画出。
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W1
F0=5000kg/h F1
W2 F2
x0=0.12
蒸发器1
x1

实验原理理解
深入理解实验的基本原理，为实验操作和结果分析提供理论依据。
实验数据处理与分析方法
数据记录与整理
掌握实验数据的记录方法，以及如何整理和筛选有效数据 。
误差分析
了解误差的来源和其对实验结果的影响，掌握误差分析和 减小误差的方法。
数据分析与处理
掌握常用的数据处理和分析方法，如平均值、中位数、标 准差等。
物质从高浓度区域向低浓度区域 的转移过程。
传质速率
表示物质转移快慢的物理量，与 扩散系数、浓度差和传质面积成
正比。
扩散系数
表示物质在介质中扩散快慢的物 理量，与物质的性质、温度和压
力有关。
吸收
吸收过程
利用混合气体中各组分在液体溶剂中的溶解度差异，使气体混合 物中的有害组分或杂质组分被吸收除去的过程。
在制药工业和食品工业中，化工原理 涉及药物的合成、分离和提纯，以及 食品的加工和保藏等环节。
02
流体流动
流体静力学
总结词
描述流体在静止状态下的压力、密度和重力等特性。
详细描述
流体静力学主要研究流体在静止状态下的压力分布、流体对容器壁的压力以及 流体与固体之间的作用力。它涉及到流体的平衡性质和流体静压力的基本规律 。
利用气体在液体中的溶解度差异，通过鼓入空气或通入其他气体 产生泡沫而实现分离的方法。
05
化学反应工程
化学反应动力学基础
1 2 3
反应速率与反应机理
介绍反应速率的定义、计算方法以及反应机理的 基本概念，阐述反应速率的测定和影响因素。
反应动力学方程
介绍反应动力学方程的建立、求解及其在化学反 应工程中的应用，包括速率常数、活化能等参数 的确定方法。
对流传热速率方程

2-2
1-1
Ws1
Ws2
如上图所示：
根据质量守恒定律，有：
Ws1=Ws2
而 Ws1=u1·A1·ρ1 Ws2=u2·A2·ρ2
A1=d12·π/4
A2=d22·π/4
代入有： u1/u2= d22/ d12 ， 此式即为连续性方程。
三、能量守恒与柏努利方程 流体在做定态流动时，根据能量守恒定律，对任意截面进行能量衡算。 1、定态流动时的总能量衡算 A、内能 物质内部能量的总和，用U表示。单位是:kJ/kg B、位能 物体因受重力作用，在不同的高度所具有的能量。m.g.z(kJ/kg) C、动能 物体因运动而具有的能量。m·u2/2 D、静压能 流体的静压强是推动流体流动的动力，即静压强对流体做功。p·Vs（kJ/kg） E、热 流体温度变化，而带来的热能的变化，被加热则为为正，被冷却则为负。 用Q来表示。（kJ/kg） F、功 流体流动获得机械能为正（用We来表示）；流体损失机械能为负(用Hf表示)。
对一般工程问题我们不需要讨论单个分子的运动。而是将流体看成由 无数个质点（或微团）所组成的一个连续介质。这就是我们所谓的连续性 假设。
实践证明，在绝大部分情况下是成立的。
1.1 流体的基本性质
一、流体的密度
单位体积的流体所具有的质量。
表达式：
m
V
式中： m－流体的质量（kg） Ｖ－流体的体积（m３） ρ－流体的密度（kg·m－３）
实验证明：F∝ u S
y
引入比例系数μ
F=μ u S μ就是流体的粘度。 y
单位面积上的内摩擦力：
τ=
F μ du S dy
2）、流体的粘度
根据上式可以看出：流体粘度的物理含义是：使流体产生单位