清华大学：《化工原理》课程PPT教学课件（下）分离过程引言 SEPARATION PROCESSES

分离过程引言 SEPARATION PROCESSES 1何谓分离过程? 2分离过程中的热力学 3分离过程中的传递现象

分离过程引言 SEPARATION PROCESSES 1 何谓分离过程? 2 分离过程中的热力学 3 分离过程中的传递现象

1分离过程 分离过程是指利用混合物中各组分之间 某个性质的不同而将组分分开的过程 平衡关系 传递速度 电场 尺寸(筛分) 混合物有非均相混合物和均相混合物

1 分离过程 • 分离过程是指利用混合物中各组分之间 某个性质的不同而将组分分开的过程. – 平衡关系 – 传递速度 – 电场 – 尺寸(筛分) • 混合物有非均相混合物和均相混合物

非均相混合物分离的例子1 过滤 方法:各种过滤方法 设备:各式过滤器 设备尺寸:比如板框过滤器的面积

非均相混合物分离的例子1 • 过滤 – 方法: 各种过滤方法 – 设备: 各式过滤器 – 设备尺寸: 比如板框过滤器的面积

非均相混合物分离的例子2 切水器 F 重力 油水分离 Oil containing trace water Thow to remove? water

非均相混合物分离的例子2 F Oil containing trace water water 切水器 重力 ?how to remove? • 油水分离

均相混合物的分离 均相混合物则是指不同组分组成的混合 物为均一的液相或气相.其分离方法为本 学期的重点 混合物+分离剂=相1+相2 用什么分离剂? 设计什么样的方法? 用什么设备? 设备的尺寸如何?

均相混合物的分离 • 均相混合物则是指不同组分组成的混合 物为均一的液相或气相. 其分离方法为本 学期的重点 • 混合物 + 分离剂 = 相1 + 相2 – 用什么分离剂? – 设计什么样的方法? – 用什么设备? – 设备的尺寸如何?

2分离过程中的热力学问题 均相混合物的分离方法中有很常见的 部分是平衡分离过程 在平衡分离过程中,利用各组分在两相中 的平衡关系来实现各组分的分离 其基础为物理化学和化工热力学 可能性问题

2 分离过程中的热力学问题 • 均相混合物的分离方法中有很常见的一 部分是平衡分离过程. • 在平衡分离过程中, 利用各组分在两相中 的平衡关系来实现各组分的分离. • 其基础为物理化学和化工热力学 • 可能性问题

3分离过程中的传递现象 分离的速度如何? 动力学 类比于传热速度 两相之间物质的传递机理 相内物质传递 相界面处物质的传递 另一相内物质的传递 除了进行物质传递之外,还伴随有热量传 递和动量传递因此是个更复杂的过程

3 分离过程中的传递现象 • 分离的速度如何? – 动力学 – 类比于传热速度 • 两相之间物质的传递机理 – 相内物质传递 – 相界面处物质的传递 – 另一相内物质的传递 • 除了进行物质传递之外, 还伴随有热量传 递和动量传递. 因此是个更复杂的过程. – 在传递过程原理中会有详述,此处接受基本

传质的基本定律 静止或层流 费克(Fick)扩散定律:J=-D(dC/dz) 傅立叶定律:q=-λ(dT/dz)

传质的基本定律 • 静止或层流 • 费克(Fick)扩散定律: J = -D (dC/dz) • 傅立叶定律: q = -  (dT/dz)

传质的基本定律 某一相内对流传质 n=k(C-Ci) 对流换热:q=α(T-Ti)

传质的基本定律 • 某一相内对流传质 • N = k (C-Ci) • 对流换热: q =  (T-Ti)

传质的基本定律 两相间传质 N=K(C-C*) q=k(-T“) q=k(T1-T2)

传质的基本定律 • 两相间传质 • N =K(C-C*) • q = K (T-T*) • q = K (T1-T2)