化工原理绪论

一、单元操作的特点：

共同的研究对象——传递过程

1. 物理操作，只改变物料的状态和物性，不改变化学性质；

! L, Z, x. [( ~3 p9 [4 K" q( v% U

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。

/ L v3 M) W" h# S

3. 对同样的工程目的，可采用不同的单元操作来实现。

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。

- R+ N4 A! w# w5 S0 a0 w

二、常见的单元操作过程：

流体输送：流体通过管道的阻力损坏，输送设备。

# ]0 P6 v, F- N1 I

过滤：液固混合物的分离；

! E& }3 f8 }* X' u( V9 I. t

沉降：液固或气固混合物的分离；

5 U" Q9 J% V9 k3 K# ]3 B: {" W

颗粒流态化：强化气（液）固两相间的接触；

3 C: d6 \8 k. g, p' c3 c

加热冷却：增加或降低特定物质的温度；

" N' M; a7 v. ]

蒸馏：液体混合物的分离；

6 C4 y- ]% u7 j5 K3 K! t

吸收：气体混合物的分离。

/ O( \/ E$ G* F& K( g. N2 \5 A

“三传”《化工原理》的共同规律：

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；

6 O) P; G* J* `7 V' K4 O

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。

# g" v5 W0 ^& w! f) M

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。

5 V% P8 |8 }9 d9 O) B7 a5 q; d3 n; A% J

三、研究单元过程的基本工具：

物料衡算：理论基础——物质守恒定律

5 D% ~% h0 J( K9 C& ~3 W; S* x

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。

: O: F% m) [3 D. j

作物料衡算应注意的问题：

1. 确定衡算范围；

2. 明确衡算对象；

6 M' ?$ l% c8 i# f% _6 x

3. 统一计算单位；

4. 选定计算基准。

5 u" s) O2 d T0 I

能量衡算：理论基础：能量守恒定律。

: P9 e& s3 o& Q9 h1 R! z8 r

能量输入=能量输出+能量积累

9 p9 I2 i; c" O7 G8 h

稳定过程：能量积累=0，能量输入=能量输出。

$ V! n8 h5 u+ P0 t: z3 n& D3 I

衡算对象只能是物料的总体而不能是组分。

系统的相平衡关系：

任何过程都是由不平衡状态向平衡状态进行。

平衡态：自然过程所能达到的极限程度。

; R! A0 F- m1 j) U, m8 u. a& O

用来判断过程进行的方向及限度。

4 y1 Q! Z `) N

过程速率：

7 k% O/ x6 k- G' ~& r

系统从不平衡状态向平衡状态转化的速率。

过程速率=过程推动力/过程阻力。

过程速率是计算设备尺寸的基本工具。

四、单位制及单位换算

" I; ~6 D$ X6 B9 f9 T

1.单位于单位制

2 i% ?" l- ~# s5 g* i) _

物理量的大小以树脂加单位表示。

单位有基本单位和导出单位之分。

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。

! ^ L* T+ N3 m, @" c* @

常用单位制：国家单位制（SI）、工程单位制、物理单位制等。

国际单位制基本单位：

质量：kg——千克；

时间：s——秒；

9 _: A: d+ s" A) g

温度：K——开尔文；

长度：m——米；

- T( |7 \: |7 c8 y

物质的量：mol——摩尔；

7 J+ {0 D+ z/ q0 T4 J: N6 l

电流强度：A——安培；

发光强度：candela——坎德拉。

2.单位换算：

# K% v+ p" f7 b

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。

1△K=1△℃；

6 H+ W1 I1 U) d% N7 V* x; E

1华氏度=℃*1.8+32；

1atm=1.033at=760mmHg=10.33mH2O=1.013*105Pa。

) q( C3 I% ?$ }) w

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。

1 X m9 A) ^- O1 @8 q

" [8 o9 J0 S, r& A9 C& I + b* b& `0 D. y! m$ W' p ) K& V9 E4 p Y3 L) \