! ^; C% ^; q$ Q" L7 s
: i; N3 `- @" P
一、单元操作的特点:
/ L1 ]( u/ N7 s- W$ \- C 共同的研究对象——传递过程 9 e1 i( u- |+ S; v, G
1. 物理操作,只改变物料的状态和物性,不改变化学性质; 7 i8 M' W& S4 y. p
2. 它们都是化工生产过程中共有的操作,但不同的化工过程中所包含的单元惭怍数量、名称与顺序各异。
8 j* h/ D* W$ Y- q 3. 对同样的工程目的,可采用不同的单元操作来实现。
/ n% r3 \3 A+ v: m4 A6 d, o 4. 某单元操作用于不同的化工过程,其基本原理并无不同,进行该操作的设备也往往是通用的,具体应用时也要结合各化工过程的特点来考虑。 * Q5 K E& L5 B' j( s: |" O4 n
二、常见的单元操作过程:
4 ^0 n e6 a; N: r9 V2 H3 c# l 流体输送:流体通过管道的阻力损坏,输送设备。 $ _- Q. X1 a' g8 J- b
过滤:液固混合物的分离;
) x5 P+ e) q/ O3 U: l9 v 沉降:液固或气固混合物的分离;
2 ]) Z2 y+ g u 颗粒流态化:强化气(液)固两相间的接触; 2 U' q! E; \4 X5 D. ]# C% b
加热冷却:增加或降低特定物质的温度; , L1 d$ f5 J3 [& L) Z8 m7 A
蒸馏:液体混合物的分离;
4 f+ ]. q3 a" y- j 吸收:气体混合物的分离。
6 g9 V% W/ Q. s W “三传”《化工原理》的共同规律: 6 i0 _: {% @9 x& s2 h
动量传递:实际流体内部由于动量、密度的空间分布不均而引起动量流体中的传递过程;
% j; o4 J o1 n, V 热量传递:热能在物质中的传递过程,是由温度在空间的非均匀分布造成。
) R1 w" \& o/ H x 质量传递:某物质在混合物中的传递过程,浓度在混合物中分布的不均匀性造成。
2 n# G7 i* E# b7 u 三、研究单元过程的基本工具:
4 c% w1 k) ^1 p0 n$ j 物料衡算:理论基础——物质守恒定律
3 h7 E# ]2 c( p3 j1 S5 l 在一单元过程中,进入的物料等于排出的物料量与积累的物料量之和。 . g) U5 m3 m% W
6 a1 [! s) u& {5 H% o) E8 a3 m0 b
作物料衡算应注意的问题:
# u2 U4 N1 f8 X1 l 1. 确定衡算范围; + _, Q `5 H7 P
2. 明确衡算对象; 5 q- N' [5 q; _4 H$ @
3. 统一计算单位; % {- u3 R$ z% A8 n9 p j9 G
4. 选定计算基准。 + ~+ Z- _& S8 X( H; Z9 v, N `+ `
能量衡算:理论基础:能量守恒定律。 . ?' ]4 Y E; }8 P! ?6 M9 [
能量输入=能量输出+能量积累 ; T: h/ U( x8 \& E& z" n) O$ c
稳定过程:能量积累=0,能量输入=能量输出。 $ z* N2 r; L! e0 T! J; x
衡算对象只能是物料的总体而不能是组分。 7 `4 a" S; ] R7 O5 S& g) W1 p4 ?
系统的相平衡关系:
4 M% ~$ Z# R1 c4 @1 E 任何过程都是由不平衡状态向平衡状态进行。 # s* \. @! e8 _* Y& c K# c8 V, K
平衡态:自然过程所能达到的极限程度。 ! C* f; D. I( _5 g- e7 Y$ G& N
用来判断过程进行的方向及限度。
/ b% `! j/ f5 I3 z3 O3 ? 过程速率:
8 A, e: T. f7 P9 B# C# t 系统从不平衡状态向平衡状态转化的速率。 2 B1 ^# z+ G$ o g' T6 v5 [ r
过程速率=过程推动力/过程阻力。
/ U) P: p8 v0 @$ J% X 过程速率是计算设备尺寸的基本工具。 - ^, Z, m6 K. t
四、单位制及单位换算 , ~( d" v. b6 o1 D6 ]
1.单位于单位制
" C. n, X. q" F8 P& i* ? 物理量的大小以树脂加单位表示。 0 r1 K; E3 l# Z! ~
单位有基本单位和导出单位之分。 u$ W* r) v& B9 r7 J
单位制:基本单位与由这些基本单位导出的导出单位的集合。 6 m0 Q5 x9 w7 o Q5 c! O1 }
常用单位制:国家单位制(SI)、工程单位制、物理单位制等。
: ]5 I) T/ R& B. v6 Q" U 国际单位制基本单位: 5 s5 s, s: ^" U
质量:kg——千克; , s% ^0 v3 P3 y/ O7 w- g2 K' v* [8 N
时间:s——秒;
- N5 _0 q" ]8 ? 温度:K——开尔文;
- U, V( ]1 I( ~/ `* { 长度:m——米;
! w9 ^( P ]0 s; e- d 物质的量:mol——摩尔; 6 ?1 T2 n% Z' r2 W: O' Y. x8 o
电流强度:A——安培; ) n) M0 J- l w3 N& n
发光强度:candela——坎德拉。 1 Q& f8 f0 f5 w3 G7 P% E
2.单位换算: ; J: o7 d5 E2 t( b/ p. \) ^
在生产实践中存在许多习惯用法,为了计算中单位的统一性,需要对一些单位进行单位换算。 ( Z8 O) ~. u" U* G5 P
1△K=1△℃; V: \0 z- J8 a0 l/ ~2 j8 ]
1华氏度=℃*1.8+32;
$ E8 R' `* \0 q# T! V 1atm=1.033at=760mmHg=10.33mH2O=1.013*105Pa。 ; v* A8 y6 Y( ^# g% j% l
说明开式温度和摄氏温度的分度是一样的。但二者在数值上不一样。
6 X" L5 \) {' P! T3 t
& y5 c9 {: e& Q% S5 E. ~8 ~
) a. T8 ~1 C; E. C, d, }6 m7 x4 {. O# n& o$ B+ D
) ]( m, I, k8 g+ G2 f \, H/ |3 Y1 b! i
|