《化工原理教程》（学生用）

《化工原理教程》（学生用）制作：虚拟化工实验室2003-6-82前言《新世纪网络课程—化工基础》，不是电子书，是集文字、声音、动画于一体的多媒体课件。该软件在内容上，有别于已出版教材的特点是：（1）公式推导详细，中文说明简练，好像是一本数学书。（2）例题数量多。对消化理论，十分有帮助。（3）某些内容吸收了最新研究论文的成果，知识深度、广度有所拓展。但是，该课件虽自成体系，但所列算图和数据表格不够全面，仍需参考有关教材。所以，该课件与化工原理教材起到“互补”的作用。祁存谦2003年3月绪论0-1化工原理在化工领域的地位此课程，不是教学生如何合成得到新物质？如何提取新物质？如何表征新物质？这是化学家的事。化学工程研究的是，如何把化学家们的小试研究成果，开发放大为中试，再开发为生产规模。是在科学实验与化工生产之间架桥的工作，是直接为人类服务的创造价值的劳动。0-2化学工程发展四阶段化学工程学主要经历了四个发展阶段。1、化学工艺学阶段。在20世纪以前的几百年时间里，出现了不少化学工业，如制糖工业、制碱工业、造纸工业等。介绍每种工业从原料到成品的生产过程，作为一种特殊的无机化学分析化学有机化学物理化学应用化学化学教育合成氨硫酸制造石油化工氯碱工业制糖业制漆业电镀业水泥、玻璃制造业科学实验化工生产化工原理传递过程反应工程（还有：分离工程、化工热力学、系统工程）化学家化工专家高分子3知识讲解，这是最早的化学工程学。2、单元操作阶段。到二十世纪初，人们逐渐发现，许多门化学工业中，存在共同的操作原理。例如，无论在制糖业还是制碱业，从溶液蒸发，得到固体糖和固体碱所遵循的原理是相同的，于是，蒸发成为最早提出的单元操作之一。经不断总结，被称为单元操作的有：流体流动与输送、沉降与过滤、固体流态化、传热、蒸发、蒸馏、吸收、吸附、萃取、干燥、结晶、膜分离等。3、传递过程阶段。到20世纪50年代，人们又发现，各单元操作之间还存在着共性。例如传热、蒸发都是热量传递的形式，蒸馏、吸附、吸收、萃取都是质量传递的形式。于是把单元操作归纳为动量传递、热量传递、质量传递。此即化工传递过程阶段。4、“三传一反”阶段。50年代中期，化学工程中出现了“化学反应工程学”这一新的分支。对化学反应器的研究，不仅要运用化学动力学与热力学原理，而且要运用动量、热量、质量传递原理。于是“传递过程”与“反应工程”成为当今化学工程学的两大支柱。简称“三传一反”阶段。从化学工程学的发展过程，证明人们对自然规律的认识，有一个由浅入深的过程。归纳为如下隶属关系图。反应工程学0-3与之配套的教材发展化学工程学的教材，也有一个逐渐成熟的过程。20世纪20年代初，出现了第一本“化工原理”教科书，也就是“化工单元操作”教科书。我国于20年代亦成立了化学工程系，制糖工业制碱工业造纸工业合成氨硫酸制造硝酸制造橡胶工业玻璃陶瓷工业水泥工业石油工业电镀工业染料工业燃料化学工业放射化工数十种化学工艺学流体输送沉降过滤离心分离搅拌固体流态化动量传递加热冷却蒸发蒸馏吸收吸附萃取干燥结晶膜分离热量传递质量传递化工传递过程Ⅰ阶段Ⅱ阶段1918年Ⅲ阶段1960年Ⅳ阶段1970年4亦讲授《化工原理》课程。1960年第一本《化工传递过程》问世（C.O.Bennett,J.E.Myers,“Momentum,HeatandMassTramsfer”1960）。1956年有了第一本“化学反应工程”教科书（J.M.Smith,“ChemicalEngineeringKineties”1956第一版，O.Levenspiel,“ChemicalReactionEngineering”1962年第一版）。解放之后，我国有了自编的教科书。丁绪淮、张洪源、顾毓珍、张震旦，《化工操作原理及设备》，上、下册，1956年；张洪源、丁绪淮、顾毓珍，《化工过程及设备》上、下册，1956年；上海化工学院、天津大学等，《化学工程》（一）、（二），1980年；天津大学编，《化工原理》上、下册，1983年；谭天恩、麦本熙、丁惠华，《化工原理》上、下册，1984年；陈敏恒、丛德滋、方图南，《化工原理》上、下册，1985年；王志魁主编，《化工原理》第二版，1998年；天津大学王绍亭主编，《化工传递过程》，1980年；浙江大学陈甘棠主编，《化学反应工程》，1981年；浙江大学朱自强主编，《化工热力学》，1981年；南京化工学院张联科，《化工热力学》，1981年；清华大学、天津大学，《化工系统工程》，1981年；北京大学，《化学工程基础》第二版，1983年；上海师范学院，福建师范大学，《化工基础》第二版，1990年；0-4单位制换算(1)CGS制（物理单位制），sgcm--，厘米-克-秒制(2)MKS制（绝对单位制）skgm--，米-千克-秒制(3)工程单位制，米-公斤（力）-秒(4)SI制（国际单位制）是在MKS制的基础上发展起来的。基本单位：长度——米)m(，质量——千克)kg(时间——秒)s(，温度——开尔文)K(物质的量——摩尔)mol(重要导出单位：力——maF=Nsmkg2⇒⋅⋅-；压强——/FP=面积PamNsmkg221⇒⋅⇒⋅⋅---；能量、功、热——F×距离JmNsmkg22⇒⋅⇒⋅⋅-；功率——功/时间WsJsmkg132⇒⋅⇒⋅⋅--；5比热——热/质量·温度11122KkgJKsm----⋅⋅⇒⋅⋅；国外亦多采用英制单位，可以通过换算表得到解决。单位换算举例，【例0-1】已知2cmkgf033.1atm1-⋅=,试将此压强换算为SI单位。解：1公斤（力）等于1千克质量的物体所受到的重力。即1公斤（力）N81.9sm81.9kg12=⋅×=-∴2522mN10013.1)m10(N81.9033.1atm1---⋅×=⋅×=