绪论ppt-温州大学化学与材料工程学院

化工原理化工单元操作化工生产过程都是由化学反应及物理操作组合而成。化学反应是核心，物理过程为化学反应准备适宜的反应条件，将反应物分离提纯得到最终产品物理过程按其原理可以归纳为几个基本过程，这些基本的物理操作统称为化工单元操作，简称单元操作☆属于物理过程，不改变物料的性质，只改变物料的状态☆是化工生产中所共有的操作☆设备可以通用化工单元操作的特点：流体动力学（动量传递）：流体输送、沉降、过滤、搅拌热量传递：加热、冷却、冷凝、蒸发质量传递：蒸馏、吸收、吸附、萃取同时遵循热质传递规律：结晶、干燥单元操作的分类：根据各单元操作所遵循的基本规律分类：化工原理：研究除化学反应以外的物理操作过程的原理和所用设备的一门学科基本内容：阐述各单元操作的基本原理、过程计算、典型设备“三传一反”（1）物料衡算(massbalance)——质量守恒定律（2）能量衡算(energybalance)——能量守恒定律（3）平衡关系(equilibriumrelations)（4）速率关系(raterelations)（5）经济核算(economicaccounting)基本概念：*物料衡算时要确定衡算的对象与范围,衡算的基准，计量单位的统一（1）物料衡算输入物料量=输出物料量+累积物料量连续稳定生产间歇生产输入物料量=输出物料量输入物料量=累积物料量每小时有10吨5%的乙醇水溶液进入精馏塔，塔顶馏出的产品中含乙醇95%，塔底排出的废水中含乙醇0.1%。求每小时可得产品多少吨？若废水全部排放，每年损失乙醇多少吨？（每年按300天计）衡算范围：精馏塔衡算对象：乙醇计量单位：吨基准：每小时投料量∵稳定操作，∴M入=M出解：设每小时生产乙醇X吨，废水的排放量为Y吨。则总的物料衡算：X+Y=10乙醇的衡算：95%X+0.1%Y=10×5%水的衡算：5%X+99.9%Y=10×95%X=0.516吨/时；Y=9.484吨/时每年废水中乙醇的损失量为：9.484×0.1%×7200=68.28吨/年。（2）能量衡算LOIQQQ向系统周围散失的热量随物料进入系统的热量随物料离开系统的热量平衡状态是一种动态的平衡，它是相对的、可变的，所以生产上也常常利用这种可变性使平衡向有利于生产的方向移动（3）平衡关系单位时间过程的变化率传热速率——单位时间传递的热量任何物系如果不处于平衡状态，就必然会发生趋向平衡的过程。物系所处的状态与平衡状态的偏离是造成这种过程进行的推动力，推动力的大小决定过程的速率。过程阻力过程推动力过程速率/（4）过程速率动量传递：压强差热量传递：温度差质量传递：浓度差（对气体而言是压差）推动力（5）经济核算在设计具有一定生产能力的设备时，选用不同的材料，不同的设备及操作条件，可以提出多种不同的设计方案。但最终应从技术经济的观点出发进行比较，从设备的造价、操作的难易、人力、水电和燃料的消耗、耐用年限等多方面进行综合评价，从中选择经济上最有利的方案。单位国际上逐渐统一采用国际单位制度（SI）。我国从1990年开始采用《中华人民共和国法定计量单位制度》(简称法定单位制度)，它是在国际单位制度的基础上，加上若干个由我国指定的国际单位制度以外的单位。二、单位换算一、单位制度初步具备的能力1.清楚地理解单元操作的概念，会筛选恰当的单元操作完成给定的生产任务；2.理论联系实际，解决遇到的各种化工单元操作问题；3.能管理设备的正常运转，找出故障原因并及时排除；4.掌握化工运算的基本方法;5.初步树立技术经济观点，包括：速率与效率的观点；过程优化的观点；原材料和能量综合利用的观点；安全生产和环保的观点。