1、化 工 原 理Principles of Chemical Engineering,0 绪论,0.1化工过程与单元操作,0.3 单位制与单位换算,0.2物料恒算与能量恒算,0 绪论,0.1 化工过程与单元操作0.1.1 化工过程,化工原理课程主要研究化工过程中各种单元操作,0.1.2 单元操作（Unit Operation） 1、单元操作：在化工生产中，具有共同物理操作原理和设备的过程。 2、单元操作分类：（1）遵循流体动力学基本规律：动量传递（2）遵循热量传递基本规律：热量传递（3）遵循质量传递基本规律：质量传递,3、单元操作的研究内容与方向：,研究内容,研究方向,4、单元操作的特点,所有的
2、单元操作都是物理性操作，只改变物料的状态或物理性质，并不改变化学性质。单元操作是化工生产过程中共有的操作，只是不同的化工生产中所包含的单元操作数目、名称与排列顺序不同。单元操作作用于不同的化工过程时，基本原理相同，所用的设备也是通用的。,5、单元操作计算的基本内容：物料衡算：质量守恒定律热量衡算：能量守恒定律传递过程速率：传递过程速率传递过程的推动力传递过程的阻力推动力：过程所处的状态与平衡状态的距离，阻力：过程的阻力是各种因素对速率影响的总的体现。过程的热力学极限与临界点的计算物性的计算,0.2 物料衡算与能量衡算,一、物料衡算,1、画出流程示意图，标出物料流向与流量、组成等；,物料衡算的步
3、骤,2、用虚线划出衡算范围；,3、定出衡算基准；,4、列出衡算式并求解。,二、能量衡算,机械能、热量、电能、磁能、化学能、原子能等统称能量，化工生产中常以热量为主，下面以热量衡算为例说明能量衡算过程。,注意：作热量衡算时，由于焓是相对值，与温度基准有关，故应说明基准温度。习惯上选0为基温，并规定0时液态的焓为零。,0.3 单位制与单位换算,一、基本单位与导出单位,基本单位：选择几个独立的物理量，根据方便原 则规定单位；,导出单位：由有关基本单位组合而成。,单位制度的不同，在于所规定的基本单位及单位大小不同。,二、常用单位制,基本单位：长度（厘米cm），质量（克g），时间（秒s）,物理单位制 C
4、GS制,基本单位：长度（米），重量或力（千克力kgf），时间（秒）,工程单位制,我国法定单位制为国际单位制（即SI制）,三、量纲,1）量纲（因次）物理量通过几个基本物理量的幂次方的乘积来表达的关系称为物理量的量纲。物理量的基本量的量纲为其本身。SI制中的基本量: 质量 M 、长度 L 、时间 T 、 热力学温度 、 物质的量 N 、电流 I 、发光强度 J 导出量的量纲: 例如：速度 LT-1 加速度 LT-2 力 MLT-2,任何一个物理量方程，只要理论上合理，该方程等号两边各项的量纲必定相等。,具体计算时，一个计算式中各项的单位必须一致。,2）量纲一致性和单位一致性,四、单位换算,物理量的
5、单位换算,换算因数：同一物理量，若单位不同其数值就不同，二者包括单位在内的比值称为换算因数（见附录中）,例题：已知1atm=1.033kgf/cm2,将其换算成N/m2。,已知1atm=1.033kgf/cm2,将其换算成N/m2。 按题意需将kgf/cm2中的单位换算成N，cm2换算成m2,查附录1：换算关系为： 1kgf=9.81N， 1cm=0.01m上述关系代入 ，得：,五单位的正确运用,理论公式：根据物理规律建立的，反映各有关物理量之间的关系，又叫物理方程。具有单位一致性，只要采用同一单位制的单位来表示各物理量即可。 经验公式：根据试验结果整理出来的，反映各有关物理量的数字之间的关系
6、，又叫数字公式 。 公式中所用的单位一般都是指定的，在计算中只要将数字代入，算出结果，然后加上规定的单位就行了。,0.4 学习化工原理课程之后能够解决的问题,1)如何根据各单元操作在技术上和经济上的特点,进行“过程设计和设备类型选择”,以经济而有效地完成工艺设计，满足工艺的要求。2)如何进行“过程(process)”的计算和“设备(appatatus)”的设计。3)如何根据生产的不同要求,进行生产参数或指标的调节。4)当生产状况不正常时，如何寻找根源。,参考书目,化工原理（上、下）姚玉英天津大学出版社，1999。化工原理（上、下册），第二版，陈敏恒编，化学工业出版社，2000年。（或2006年，第三版） 化工原理，谭天恩主编，化学工业出版社，第三版，2006。,
