6 T$ G. n5 W+ X% v- X4 z3 o% h : h7 R+ t3 O& c
一、单元操作的特点:
" B& `. E; I" q 共同的研究对象——传递过程
9 V0 Q. B; [4 e+ b% p 1. 物理操作,只改变物料的状态和物性,不改变化学性质; . E) E- X& ^% `8 O" ^" `1 h
2. 它们都是化工生产过程中共有的操作,但不同的化工过程中所包含的单元惭怍数量、名称与顺序各异。 8 Q3 K' f8 K* Q( c4 ~
3. 对同样的工程目的,可采用不同的单元操作来实现。
" O2 `& R) u- B4 m 4. 某单元操作用于不同的化工过程,其基本原理并无不同,进行该操作的设备也往往是通用的,具体应用时也要结合各化工过程的特点来考虑。
) r! T' G, p* j2 d5 l 二、常见的单元操作过程: * A0 z1 l$ x5 f) b$ b, J
流体输送:流体通过管道的阻力损坏,输送设备。
) \6 L9 {' V; r) ] 过滤:液固混合物的分离; / H* g3 g9 ^! ]4 X
沉降:液固或气固混合物的分离;
* Y, N" j2 F4 R2 Y, Q) k" @ 颗粒流态化:强化气(液)固两相间的接触;
9 |" G# P/ i3 I2 K$ p 加热冷却:增加或降低特定物质的温度;
4 W, b- D. F* L* E: |- j! X 蒸馏:液体混合物的分离; ! {6 Q( n& a! q+ D
吸收:气体混合物的分离。 % @! z: t0 b0 |- J; S; Z" K
“三传”《化工原理》的共同规律: . ]5 n6 h a4 k& B% x, y2 c
动量传递:实际流体内部由于动量、密度的空间分布不均而引起动量流体中的传递过程;
: ]( G) ], C* x/ O. v% m 热量传递:热能在物质中的传递过程,是由温度在空间的非均匀分布造成。 $ u7 |4 h' y( [) N
质量传递:某物质在混合物中的传递过程,浓度在混合物中分布的不均匀性造成。 4 P) d P/ @! i3 W" q
三、研究单元过程的基本工具:
& J" O, q$ w+ [5 `) a9 B, O 物料衡算:理论基础——物质守恒定律 5 Z2 I& @2 ^5 `: x& u. E4 ?; [, K- `
在一单元过程中,进入的物料等于排出的物料量与积累的物料量之和。
5 K$ G* S' G0 E$ F% o . @, ?+ F' F( Y( v; D: j
作物料衡算应注意的问题: / [0 N- }; i' r2 o" C0 E. T {0 i
1. 确定衡算范围;
8 l/ y( H2 |3 P, m* i; r4 Y 2. 明确衡算对象; & \* K! [2 u6 S* G2 V
3. 统一计算单位;
- m' i% m5 }' u8 Q. ? 4. 选定计算基准。 ( E1 r& a2 u. f1 `: n& C
能量衡算:理论基础:能量守恒定律。 0 t6 M y7 }9 {& c r1 J+ r2 A- `
能量输入=能量输出+能量积累
0 I6 b* L* q5 u2 ]% z) m9 ] P 稳定过程:能量积累=0,能量输入=能量输出。 ) |+ T% u* s# R& o: H
衡算对象只能是物料的总体而不能是组分。 1 r* B. ~4 |# A3 B- O
系统的相平衡关系: - J3 X5 j5 \/ P& A) R9 z# H9 \
任何过程都是由不平衡状态向平衡状态进行。 . D% k+ ]; x9 `# {( a; j. G
平衡态:自然过程所能达到的极限程度。
) p6 Z, j& t" O0 T2 R 用来判断过程进行的方向及限度。
9 K5 J8 ]# }( _7 T 过程速率:
, h4 m. T2 k1 H# j) K 系统从不平衡状态向平衡状态转化的速率。
6 \) Y" L1 j1 E0 ?5 C9 R: { 过程速率=过程推动力/过程阻力。
- z& U! |) G' b( x9 b9 M 过程速率是计算设备尺寸的基本工具。 ' A/ |, H) W6 }/ y8 I2 v" a
四、单位制及单位换算
! ^. H8 Z6 s2 W1 G5 q 1.单位于单位制
7 S$ I y/ @2 o/ i7 u! ?& A7 l# L 物理量的大小以树脂加单位表示。 / M5 l! e0 G; N6 b# A
单位有基本单位和导出单位之分。 ; o2 G2 j U& v/ ]
单位制:基本单位与由这些基本单位导出的导出单位的集合。 + ]* n0 w! {- Y0 Q' H2 m+ y0 J ^
常用单位制:国家单位制(SI)、工程单位制、物理单位制等。 ) H2 _- @! P) o( J- `2 V: l
国际单位制基本单位: 1 ^8 Q. F9 I2 b7 s; q
质量:kg——千克; ( P) ?' O+ |2 A# V7 n/ Q
时间:s——秒; 0 c. h9 ?" r6 o. r7 T$ N& E- Q: ?
温度:K——开尔文; ; ]$ F/ G/ M, q# M. Z! }1 s8 ?0 V" B
长度:m——米; . w+ F* G/ z0 `8 |. F+ |5 m
物质的量:mol——摩尔; % Z: s7 J& {) o/ {
电流强度:A——安培;
$ v7 z) O3 i2 P |7 n 发光强度:candela——坎德拉。
/ P, ?$ [- j& _, e( u A 2.单位换算:
2 g+ [8 q' b8 J. s: @& N) e6 t# ` 在生产实践中存在许多习惯用法,为了计算中单位的统一性,需要对一些单位进行单位换算。
$ z/ k) w5 T3 q! W) a3 v 1△K=1△℃;
+ R/ F" m. c$ g( H' y) R3 V! t I5 z 1华氏度=℃*1.8+32; ! `- R0 u' i- ]# N
1atm=1.033at=760mmHg=10.33mH2O=1.013*105Pa。
& g! s9 Y) ?7 s5 P7 \5 ?7 u 说明开式温度和摄氏温度的分度是一样的。但二者在数值上不一样。
. k5 O/ M7 x6 e( D, I
( D0 B- t1 {7 I: F- I0 k6 T6 t- ~% y2 c m
, e! \7 ?6 o/ ]5 O- f' K1 ^
3 o: H8 p& w( A' x/ ~
. ` M0 G( H; r* {( q3 N1 a) B |