化工原理（principlesofchemicalengineering）多媒體教學(xué)(文件)
【正文】 械工程的混合。在美國著名化學(xué)家 “化工單元操作”的概念之后， (W. H. 華克爾等 ), 《 化工原理 》 初版在1923年問世。不久后，南京的中央大學(xué)和天津的南開大學(xué)也設(shè)立了化工系。目前，全國有上百個(gè)化工學(xué)院或化工系。計(jì)算機(jī)應(yīng)用的快速發(fā)展，使化學(xué)工程成為更完整的體系，并推向了 “ 過程優(yōu)化集成 ” 、 “ 分子模擬 ” 的新階段。 1 . 化學(xué)工程學(xué)科中的基本概念 流體流動(dòng)： 研究流體流動(dòng)的規(guī)律，完成流體輸送的任務(wù)。 攪拌：輸入機(jī)械能使流體間或與其他物質(zhì)均勻混合。 氣體吸收：利用各組分在溶劑中溶解度的差異，分離氣體混合物。氣液傳質(zhì)設(shè)備：實(shí)現(xiàn)氣體吸收 、液體精餾 所需要的塔設(shè)備?；ぴ硎茄芯恐T單元操作共性的課程。 化工原理 研究的對(duì)象是實(shí)際工程問題。 該課程的研究?jī)?nèi)容就是生產(chǎn)實(shí)際問題，故理論密切聯(lián)系實(shí)際，通過學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用基礎(chǔ)理論 ,分析得到工程理論，解決工程實(shí)際問題的能力。 在化工過程開發(fā)、化工過程設(shè)計(jì)、化工過程操作中都存在著明顯的工程性： （ 1）影響化工過程的因素多， （ 2）制約化工過程的條件多， （ 3）在化工過程計(jì)算中，涉及到的物性數(shù)據(jù)、工程條件數(shù)據(jù)多，相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)公式多， （ 4）效益是評(píng)價(jià)工程優(yōu)劣的最終判據(jù) 。 從理論知識(shí)體系來看，先行的數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)等課程主要是揭示自然界中的普遍規(guī)律，屬于自然科學(xué)的范疇。 2. 化工原理課程的性質(zhì)與任務(wù) 2022/8/15 化工原理 緒論 19 課程教學(xué)的主導(dǎo)思想： 以化學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展和現(xiàn)代教育思想為依據(jù)，與社會(huì)發(fā)展需求相適應(yīng)，提出本課程的科學(xué)體系和課程框架。在基本原理的應(yīng)用中，從設(shè)計(jì)型問題和操作型問題兩方面加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的示范。 阻力推動(dòng)力傳遞速率 ?2022/8/15 化工原理 緒論 21 課程的研究方法 如果一個(gè)物理過程的影響因素較少，各參數(shù)之間的關(guān)系比較簡(jiǎn)單，能夠應(yīng)用相關(guān)的物理或化學(xué)原理，建立數(shù)學(xué)方程并能直接求解，則稱為解析法。是一種工程上通用的基本方法。經(jīng)濟(jì)分析。 3. 化工原理研究問題時(shí)的方法 總之，對(duì)于各單元操作，均以質(zhì)量守恒、能量守恒、平衡關(guān)系和速率關(guān)系這 4種基本關(guān)系為基礎(chǔ)，進(jìn)行數(shù)學(xué)描述 。 4）當(dāng)生產(chǎn)狀況不正常時(shí)，如何尋找根源。 中華人民共和國法定計(jì)量單位（簡(jiǎn)稱法定單位制） 在我國的法定計(jì)量單位中，除了 SI制中的基本單位導(dǎo)出單位外，又規(guī)定了一些我國選定的非國際單位制單位。物質(zhì)的量 mol（摩爾）、 kmol（千摩爾）。任何一個(gè)物理量方程，只要理論上合理，該方程等號(hào)兩邊各項(xiàng)的量綱必定相等。 以質(zhì)量為 1kg的物質(zhì)在重力場(chǎng)中所受的力為分析對(duì)象。 ? ? ? ?N102222 ????????????? ??????????????????????????????????????Kk m o lkJ3 1 Kk m o lmN8 3 1 4Kk m o lmmN1010100 1 323325R2022/8/15 化工原理 緒論 29 例 3： 30℃ 水的粘 度 μ =()（泊） ,將此 cgs制單位換算成 SI制 。 平衡：輸入之和 = 輸出之和 +控制體中的累積 G5 G4 G3 G1 G2 2022/8/15 化工原理 緒論 32 能量衡算 （通常為了確定熱負(fù)荷） 能量守恒定律 （定常態(tài)操作） l o s sco u t,in,1 ????? 產(chǎn)物反應(yīng)熱原料l o s sin,co u t,1 ????? 反應(yīng)熱原料產(chǎn)物蒸汽 Q1 Qloss inQoutQcQ冷凝水反應(yīng)反應(yīng)熱 Q2022/8/15 化工原理 緒論 33 例 1 用連續(xù)操作的蒸發(fā)器把質(zhì)量分率為 wF的稀鹽水溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮到質(zhì)量分率為 ww的濃鹽水溶液。 定出衡算基準(zhǔn)，通常單位 1h或 1s。 解： 電解液 被分離為 3部分 WSVF ???WF %50%10 ?WVF %48%80 ??總物料衡算 NaOH衡算 H2O衡算 2022/8/15 化工原理 緒論 35 例 :開始時(shí)槽內(nèi)預(yù)先盛有新鮮水 100kg。試計(jì)算當(dāng)時(shí)間達(dá)到 1小時(shí)的時(shí)候所流出的溶液中食鹽的濃度（以 wt%計(jì)） 解： ?dd,Mqqo u tminm ?? ?? ?dd1 2 0301 5 0 M??? 60dd ??M積分： 060 MM ?? ?1000 0 ??? MM時(shí)，? 1 0 060 ??? ?M食鹽衡算： ?dd,Mqqo u tminm ?? ?? ?d)d(12030 Maa ???? dddd1 2 030 MaaMa ???? ? ??? dddd1006012030 Maaa ????分離變量并積分： ??????a30180aa10060 00dd???? ? aaa 60dd1 0 0601 2 030 ???? ??2022/8/15 化工原理 緒論 36 分離變量并積分： ?? ????a30180aa10060 00dd???例 :開始時(shí)槽內(nèi)預(yù)先盛有新鮮水 100kg。試計(jì)算當(dāng)時(shí)間達(dá)到 1小時(shí)的時(shí)候所流出的溶液中食鹽的濃度（以 wt%計(jì)） 得： 301 8 030ln1 8 011 0 01 0 060ln601????a?3018030ln1001
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