& `% V6 U$ k7 ?4 Y5 x
+ c; {4 ~- `' }+ Z 一、单元操作的特点:
6 F; j* n3 U; C ` 共同的研究对象——传递过程 . t* g. X+ q% F8 e. G
1. 物理操作,只改变物料的状态和物性,不改变化学性质;
* d/ D$ |+ T4 S3 Z% G 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。 ( W9 d- w/ e- T r
3. 对同样的工程目的,可采用不同的单元操作来实现。 ) @: ?1 H) ?. I! @
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。
3 i) [$ v b/ p1 |' b, Q4 C 二、常见的单元操作过程: 0 H( X4 v0 E4 ` Y! n. @
流体输送:流体通过管道的阻力损坏,输送设备。
# Z$ L' j) ~% E/ `! x. `; o 过滤:液固混合物的分离; 6 N. [* i! E0 }
沉降:液固或气固混合物的分离;
y% n& p. v9 d1 R% F, C8 t; S- F0 d 颗粒流态化:强化气(液)固两相间的接触;
% F, z; }/ T. w5 Y! ^3 g& u 加热冷却:增加或降低特定物质的温度;
: a, C1 c5 J2 x- {& {; N) i: S2 o1 m: l 蒸馏:液体混合物的分离;
# X- G4 R( f- T3 O7 j z5 k+ E* J- e 吸收:气体混合物的分离。 ' J7 S0 V% b8 l! g9 J
“三传”《化工原理》的共同规律:
- l8 ~; {0 I4 |# M( Y 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; 2 L" R1 H. c7 z* g/ U; x) P
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。 # q1 B* o+ y1 \
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。 . Z0 ]( e0 D! R- M2 `# J7 ~
三、研究单元过程的基本工具:
" e& S$ g2 G6 c$ B& q) f 物料衡算:理论基础——物质守恒定律 2 g( e4 B# x, m" r0 J5 }9 c
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。 , V1 _! Q" C' ^2 t* M! o9 C
) ~) m4 F' C# _! H9 B 作物料衡算应注意的问题: ) o# D/ r x: }3 @. D2 ^
1. 确定衡算范围;
6 \% s5 g- v4 P 2. 明确衡算对象;
; Q. b W) U! {$ c3 G' t/ P, W 3. 统一计算单位;
9 \* Y! k) Z" A6 u- D6 [ 4. 选定计算基准。
# C B, C- `% u! ?- D c; b 能量衡算:理论基础:能量守恒定律。 K, [9 T* ^( f0 Y, j# }
能量输入=能量输出+能量积累
- W, g# e6 Z* ^8 [ 稳定过程:能量积累=0,能量输入=能量输出。
$ d0 {2 A' V5 }1 ]7 _$ }! A. h9 | 衡算对象只能是物料的总体而不能是组分。
( \1 C% L/ D: ~3 b 系统的相平衡关系: 2 \7 y$ F6 F+ u& ^* g* y
任何过程都是由不平衡状态向平衡状态进行。
; ^4 L$ P0 C3 C- O 平衡态:自然过程所能达到的极限程度。
9 K2 @' }" S. B 用来判断过程进行的方向及限度。
; G! D, _% i% ~. w# G3 k% B 过程速率: ; W0 F. D, i3 L$ }9 q4 s# Y R" Y8 {
系统从不平衡状态向平衡状态转化的速率。 8 C( S4 P5 t/ p2 P" H! s5 ~3 y* b; q
过程速率=过程推动力/过程阻力。 . L- X# W% \2 j, @9 y
过程速率是计算设备尺寸的基本工具。
) D: k. s* Q: e9 b8 j& T 四、单位制及单位换算 % M: X) ^: r U. r* e
1.单位于单位制
$ r* c2 Y) `+ \& I5 N 物理量的大小以树脂加单位表示。 . a X$ c; k& Q" T, x
单位有基本单位和导出单位之分。
/ w7 v5 w0 n9 V9 T( V8 g 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。 . T' w1 o- I2 d* F7 l
常用单位制:国家单位制(SI)、工程单位制、物理单位制等。
0 r( [* c. B' c: m* k: h 国际单位制基本单位:
8 k& z- _. b8 L" C; J$ k7 P 质量:kg——千克;
1 s9 c1 w( h6 V; a1 m5 c* o0 [. E 时间:s——秒;
. x9 ^+ N" A+ L 温度:K——开尔文; , r2 l0 k) j+ x) g+ Y4 Y
长度:m——米;
! s( o" a) Y- D" M2 p 物质的量:mol——摩尔; 1 y" u, q1 Y/ f. _
电流强度:A——安培;
- ~0 w1 n. f9 r 发光强度:candela——坎德拉。 ' E" L4 {! J( y \% T9 P$ k' N1 A. m
2.单位换算: 4 ]. p3 e7 P' M: f& @5 N
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。
1 T5 k' t P; R2 V6 l+ |. f 1△K=1△℃;
* J$ f: n6 _1 S& \ 1华氏度=℃*1.8+32;
) i% z! r v+ C8 ?9 D1 { 1atm=1.033at=760mmHg=10.33mH2O=1.013*105Pa。
" h) l8 w) H$ \! Z 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。 ( `! f- Q* g- ^8 \& b: h
% `: k/ b4 E- `" o
: h8 u# |% g. F! |, ]8 g
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7 A" T0 D: y" i: t
( L( e6 j& r w7 K8 a1 @ |