化工原理绪论

; B, D- F, B+ s' o- o

4 U, M5 E3 R9 R! X/ u; r' {5 O

一、单元操作的特点：

: e/ z5 X3 P' n! d t; e9 C6 O

共同的研究对象——传递过程

& F, i; l7 \# n1 M# S

1. 物理操作，只改变物料的状态和物性，不改变化学性质；

" n; p( j, ]% ?/ t: \+ {3 T

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。

5 \- d8 Z* b9 I, t3 o4 u

3. 对同样的工程目的，可采用不同的单元操作来实现。

7 t& [9 ~) Z$ f

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。

" y0 L9 E; o5 k0 Y+ P# q4 V: s

二、常见的单元操作过程：

流体输送：流体通过管道的阻力损坏，输送设备。

过滤：液固混合物的分离；

沉降：液固或气固混合物的分离；

2 x$ B$ v# R7 u, m& \: |$ @

颗粒流态化：强化气（液）固两相间的接触；

% s/ P3 u. X( W- T. B0 Q

加热冷却：增加或降低特定物质的温度；

蒸馏：液体混合物的分离；

吸收：气体混合物的分离。

“三传”《化工原理》的共同规律：

7 B! g% k, f% o$ ]

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；

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。

. B$ j8 N5 p& s3 u. i

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。

三、研究单元过程的基本工具：

物料衡算：理论基础——物质守恒定律

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。

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作物料衡算应注意的问题：

+ ]* T3 B; z- ~; w* O; o* S

1. 确定衡算范围；

. U! U+ X! E- j' U( z1 o% D

2. 明确衡算对象；

3. 统一计算单位；

6 s8 x$ N z4 a5 ~+ A

4. 选定计算基准。

h# E1 E4 Q1 S2 d, m5 G5 J

能量衡算：理论基础：能量守恒定律。

0 F( d. E8 b) o' U3 A* P

能量输入=能量输出+能量积累

稳定过程：能量积累=0，能量输入=能量输出。

衡算对象只能是物料的总体而不能是组分。

7 Q) g6 G7 D) T, Y# P* X }8 y

系统的相平衡关系：

- D/ I9 C5 R6 S% ^) ^9 I8 z n

任何过程都是由不平衡状态向平衡状态进行。

# V: n3 M5 V) T2 {" X# T

平衡态：自然过程所能达到的极限程度。

. E% X( R- x* g9 O

用来判断过程进行的方向及限度。

过程速率：

; o% C U7 Y+ L3 r4 K! b' ]6 b

系统从不平衡状态向平衡状态转化的速率。

( o. O8 q7 |$ T- e ^' V

过程速率=过程推动力/过程阻力。

2 \% a* Z9 c; n+ T u

过程速率是计算设备尺寸的基本工具。

四、单位制及单位换算

1.单位于单位制

物理量的大小以树脂加单位表示。

单位有基本单位和导出单位之分。

* K# q9 S: ?- I8 F; I* Q

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。

; p! O; a# m5 O6 `# O

常用单位制：国家单位制（SI）、工程单位制、物理单位制等。

8 I) Z9 @' z' u/ z* t- }' U

国际单位制基本单位：

8 i. l2 L5 I0 p/ o

质量：kg——千克；

时间：s——秒；

5 p* x" e) w$ z- K( B

温度：K——开尔文；

. A: ~0 {9 ]" ]. |& r

长度：m——米；

物质的量：mol——摩尔；

* [2 b0 { ] S+ b9 o# ?( \; O

电流强度：A——安培；

6 L7 _9 u4 ~2 z, {7 d! T

发光强度：candela——坎德拉。

2.单位换算：

# ]& q3 T3 c8 Q5 L

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。

2 v$ d5 f( `8 V0 m4 ~, a

1△K=1△℃；

1华氏度=℃*1.8+32；

* P" a( U; l3 r

1atm=1.033at=760mmHg=10.33mH2O=1.013*105Pa。

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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。

0 A# s. F4 K- q2 a / ^. f0 `, A& ~9 f