化工传递-0绪论

课程名称：化工传递过程基础主讲人:陆杰江南大学化学与材料工程学院国家工程实验室，[e-mail]1.授课学时：32；自学学时：64；2.考试：闭卷.化工传递过程基础Ch0绪论二、学科地位三、课程目的与内容一、课程发展简介四、课程研究方法及参考书McCabe-Thiele图平衡线精馏段操作线提馏段操作线化学工程研究的基本问题过程的平衡和限度–《化工热力学》过程的速率和实现过程所需要的设备•化学反应速率和设备–《化学反应动力学》和《化学反应工程》•物理过程速率和设备–《化工传递》和《化工单元操作》一、课程发展简介化工传递过程原理：是以化学工业为研究对象，是在“化工原理”的基础上，进一步综合其有关动量、热量与质量传递的共同规律而发展起来的一门课程。化工传递过程原理的发展经历了三个阶段：1.化学工艺阶段（1890-1922年）2.单元操作阶段（1922-1960年）3.传递过程阶段（1960年－）1.化学工艺阶段（1890-1922年）●化学工业早期，每一个化学工艺均视为一门“特殊知识”，因此1890年“化学工程”的专业课程，多以“化学工艺学”为基础。●人们逐渐认识到各种工艺过程存在共性，如在制糖、制盐及化肥生产中，从溶液中蒸发液体所遵循的原理相同。2.单元操作阶段（1922-1960年）●1922年，提出了“单元操作(UnitOperations)”的概念，即任一化工过程都可以分解为若干个相对独立的操作单元。●继蒸发之后，又陆续提出了流体流动、干燥、吸收、萃取、结晶、过滤等单元操作。●化学工程学科主要以“单元操作”作为学习的主要内容。●第一部关于化工单元操作的专著：“PrinciplesofChemicalEngineering”(1923年)●单元操作又名：“化工原理”、“化工过程及设备”或“化学工程”。3.传递过程阶段（1960年至今）●根据单元操作的原理分类，单元操作最终都可以归结为动量、热量和质量的传递。流体流动（动量传递）——流体输送、过滤、沉降液体混合等；热量传递——物料加热与冷却、蒸发等；质量传递——吸收、萃取、吸附、膜分离等。原料乳验收预处理预热杀菌真空浓缩过滤加糖喷雾干燥出粉冷却与过筛包装、检验成品奶粉生产工艺流程例：单元操作与食品加工—单元操作与三传杀菌：传热；真空浓缩：传热、传质、流体流动；过滤：流体流动…..“三传理论”是单元操作的理论基础，单元操作是“三传理论”的具体应用。同时，“三传理论”和单元操作也是化学工程技术的理论和实践基础。流体力学、传热及传质的基本原理是各单元操作的理论基础。许多单元操作都会包含两种以上的传递现象，如干燥、精馏等。单元操作与三传●第一部关于“三传”的专著：●“三传”理论是单元操作理论的发展和深化。BirdR.B.,StewartS.E.,LightfootE.N.“TransportPhenomena”(1960)●20世纪初，传递过程以小分子物质或牛顿流体为研究对象；●20世纪中期，随着聚合材料的崛起，传递过程开始将聚合物流体作为研究对象；●20世纪末，生命科学突飞猛进，传递过程面对的是介观、亚微观、微观流体；●因此课程的内容的扩大和跨学科发展越来越明显；传递过程作为过程科学已成为高科技不可缺少的学科知识。传递原理是工程技术工作者和科研工作者重要理论基础。传递过程在自然界和工程技术领域普遍存在。二、学科地位过程设计、开发与优化三传单元操作反应动力学反应工程物理过程化学过程热力学化学及过程工程过程的速率过程的平衡、限度三、课程目的与内容课程目的：掌握物理过程的速率和传递机理课程内容：●物理过程的速率动量传递速率热量传递速率质量传递速率●动量、热量与质量传递的机理•动量传递推动力：速度差流体流动时，其内部发生动量传递，故流体流动过程也称为动量传递过程。凡是遵循流体流动基本规律的单元操作，都可以用动量传递的理论去研究。推动力：温度差•热量传递物体被加热或冷却的过程也称为物体的传热过程。凡是遵循传热基本规律的单元操作，都可以用热量传递的理论去研究。两相间物质的传递过程即为质量传递。凡是遵循传质基本规律的单元操作，都可以用质量传递的理论去研究。推动力：浓度差•质量传递四、课程研究方法及参考书●首先确定物理模型，阐述三传所遵循的三个基本物理过程的规律；●根据上述物理模型，分别建立动量、热量和质量传递的基本微分方程，即建立数学模型，将已知的物理问题归纳为数学表达式；●根据具体问题，确定定解条件；●方程简化、求解，求出速度、温度或浓度分布规律；●求传递速率。●教材陈涛，张国亮，化工传递过程基础，3rdEd.,化学工业出版社，2008●参考教材王绍亭，陈涛，动量、热量与质量传递,1987