中国计量学院：《化工原理 Principles of Chemical Engineering》课程教学资源（PPT课件讲稿）绪论（马奕春）、第一章 流体力学与应用

化工原理 Principles of Chemical Engineering

化工原理 Principles of Chemical Engineering

学科内容及学时安排 ◆学习内容:绪论,流体力学及应用,流 体输送机械,传热及传热设备,蒸馏, 吸收;干燥。 ◆学时安排:共51课时,其中课堂讲学35 课时,实验16课时

学科内容及学时安排 学习内容：绪论，流体力学及应用，流 体输送机械，传热及传热设备，蒸馏， 吸收；干燥。 学时安排：共51课时，其中课堂讲学35 课时，实验16课时

绪论

绪 论

化工原理研究内容 化工生产中常见的一些问题 >在什么条件下所期望的化学>通过什么样的工程方法和 反应才能发生? 设备来实现其工艺过程? >反应的速率将会是多大?>怎样才能从工业规模生产 不期望的反应(副反应)速中获得最佳的经济效益? 率又会是多大? 如何提供反应所需的热量 转化率为多少? 及使用反应放出的热量? 反应物如何供给、产物又 如何分离? 化工原理是一门以介绍化工生产中各主要单元操作为 基础知识的课程

化工原理研究内容 化工生产中常见的一些问题： ➢ 在什么条件下所期望的化学 反应才能发生？ ➢ 反应的速率将会是多大？ ➢ 不期望的反应（副反应）速 率又会是多大？ ➢ 转化率为多少？ ➢ 通过什么样的工程方法和 设备来实现其工艺过程？ ➢ 怎样才能从工业规模生产 中获得最佳的经济效益？ ➢ 如何提供反应所需的热量 及使用反应放出的热量？ ➢ 反应物如何供给、产物又 如何分离？ 化工原理是一门以介绍化工生产中各主要单元操作为 基础知识的课程

化工原理的发展 第一本教材:1913年,美国麻省理工 学院, Principles of chemical Engineering ◆我国于1940年引入,现已成为化工、生 工类各专业的主千课程

化工原理的发展 第一本教材：1913年，美国麻省理工 学院，Principles of Chemical Engineering 我国于1940年引入，现已成为化工、生 工类各专业的主干课程

几个主要概念 ◆物料恒算:见例1 根据质量守恒定律,一定时间内 输入的物料质量输出物料质量+积存 或:ΣF=∑D+A n在很多情况下,过程中并无物料积存(稳定 过程),此时:输入=输出 ◆能量恒算:见例2 以热量恒算比较多见,注意基准温度的选定 ∑Hq=∑Hp+Aq

几个主要概念 物料恒算：见例1 ◼ 根据质量守恒定律，一定时间t内， 输入的物料质量=输出物料质量+积存 或：ΣF=ΣD+A ◼ 在很多情况下，过程中并无物料积存（稳定 过程），此时：输入=输出 能量恒算：见例2 以热量恒算比较多见，注意基准温度的选定 ΣHf+q=ΣHp+Aq

思考题:采用两个连续操作的串联的蒸发器浓缩NaOH 溶液。每小时有5吨12%(质量%)NaO溶液进入 第一个蒸发器浓缩到20%后输送到第二个蒸发器, 进一步浓缩成50%的溶液而排出。(1)试分别求出 两个蒸发器每小时蒸发的水量及从第二个蒸发器送 出的浓溶液量;(2)若蒸发器1用0.18MPa的水蒸 汽加热,冷凝水在饱和温度下排出,原料液入口温 度为20℃,在器内的沸点为70℃,溶液比热为38 KJ/Kg℃,热损失为3×105KJ/h,溶液的浓缩热可 以忽略,求所需要的水蒸汽量

思考题：采用两个连续操作的串联的蒸发器浓缩NaOH 溶液。每小时有5吨12%（质量%） NaOH 溶液进入 第一个蒸发器浓缩到20%后输送到第二个蒸发器， 进一步浓缩成50%的溶液而排出。（1）试分别求出 两个蒸发器每小时蒸发的水量及从第二个蒸发器送 出的浓溶液量；（2）若蒸发器1用0.18 MPa的水蒸 汽加热，冷凝水在饱和温度下排出，原料液入口温 度为20℃，在器内的沸点为70℃，溶液比热为3.8 KJ/Kg·℃，热损失为3×105 KJ/h，溶液的浓缩热可 以忽略，求所需要的水蒸汽量

过程的平衡与速率一分析单元操作的两个基本方面 ■过程平衡:说明过程进行的方向和所能达到的极限 含NH3空气 NH3 平衡含NH空气 H20 --H =含NH的H2O ◆过程速率:表示过程进行的快慢 n当体系处于不平衡状态时,过程就将进行 过程速率=过程推动力 过程阻力

过程的平衡与速率—分析单元操作的两个基本方面 ◼ 过程平衡：说明过程进行的方向和所能达到的极限 H2O 含NH3空气 含NH3的H2O 含NH3空气 平衡 H2O NH3 过程推动力 过程阻力 过程速率= 过程速率：表示过程进行的快慢 ◼当体系处于不平衡状态时，过程就将进行

小结 ◆要求掌握“单元操作”的概念 ◆掌握“质量恒算”与“能量恒算”的 概念,并能进行习题的运算

小 结 要求掌握“单元操作”的概念 掌握“质量恒算”与“能量恒算”的 概念，并能进行习题的运算

第一章 流体力学与应用

第一章 流体力学与应用