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化工原理(流体流动).doc


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化工原理电子教案
绪论
化工原理课程是化工、制药、生物、环境、过程控制与装备的一门主干课程,是综合运用数学、物理、化学、计算技术等基础知识,分析和解决化工类型生产过程中各种物理操作问题的技术基础课。
学****绪论,掌握五个方面的内容。
一、化工生产过程与单元操作
化工原理与化学工业,化学工业是一个与我们衣、食、住、行,日常生活和科技发展息息相关的行业,是一非常实用的工业。
化工生产过程:用化工的手段将原料加工成产品的生产过程,称为化工生产过程。
化工产品成千上万,每种产品均有它自己特定的生产过程。由于原料、产品的多样性及生产过程的复杂性,形成了数以万计的化工生产工艺。
例如:例如,乙炔法制取聚***乙烯的生产是以乙炔和***化氢为原料进行加成反应以制取***乙烯单体,、55℃左右进行聚合反应获得聚***乙烯。聚***乙烯的工艺流程图见图1。
图1 聚***乙烯化工生产过程流程示意图
通过聚***乙烯生产实例可以看出:
化工生产过程包括许多的步骤。原料要依次通过一个或多个设备,经过多种处理后才能最终得到符合要求的产品。因此化工生产过程的特点为:
化工生产过程的步骤多;
各种不同的化工生产过程差别十分大。
人们通过不断的探索、研究、实践、发现,各种各样复杂的化工生产过程可以抽象并归纳为这样一种过程框图。
原料→前处理→化学反应→后处理→产品
一般的化工过程一分为二可由两部分组成:
化学反应为主的过程(每种产品特有的化学反应过程)
物理操作为主的过程。
从生产某种特定产品的意义上说,化学反应过程是化工生产的核心,而为化学反应准备必要的反应条件以及进一步将初产品提纯的生产操作在化工生产过程中占有极重要的地位。通常,这些生产操作在工厂的设备投资和操作费用中占主要的比例,决定了整个生产的经济效益。
化学反应为主的过程,一般在各种形式的反应器中进行,属于《化学反应工程》的内容。
物理反应为主的过程,一般不进行化学反应,如前处理,后处理,仅仅利用物质物性的差异,例如挥发度、溶解度等等的差异,进行分离操作。
通过进一步的分析发现,这些物理操作具有许多共同点,即物理操作的共性。在化学工程学科形成之前,每一类化学工艺均被视为一专门知识,后来人们发现不管化工生产的工艺如何干差万别,它们在很多典型设备中进行着原理相同的物理过程,人们将不同化学工艺中相同或类似的物理过程放在一起研究,这就形成了单元操作概念。
所谓的“单元操作”,是指在各类不同化工工艺中通用的物理操作“单元”。化工生产中的物理操作过程是由各个操作单元组成,同一单元遵守的原理是相同的。例如,无论是在制糖工业中,还是在化肥工业中,都有溶液蒸发操作,这就是蒸发单元操作,虽然是在两个不同过程中的操作,但都遵守蒸发操作原理。像这样的操作还有流体流动、流体输送机械、过滤、传热、蒸馏、吸收、萃取、结晶、干燥等20余种。常用的单元操作如表o—1所示。
化工过程中常用单元操作
单元操作目的物态原理传递过程
流体输送输送液或气输入机械能动量传递
搅拌混合或分散气-液;液-液; 输入机械能动量传递
固-液
过滤非均相混合物分离液-固;气-固尺度不同的截留动量传递
沉降非均相混合物分离液-固;气-固密度差引起的沉降运动动量传递
加热、冷却升温、降温、改变相态气或液利用温度差而传入或移出热量热量传递
蒸发溶剂与不挥发性溶质的分离液供热以气化溶剂热量传递
气体吸收均相混合物分离气各组分在溶剂中溶解度的不同质量传递
液体蒸馏均相混合物分离液各组分间挥发度的不同质量传递
萃取均相混合物分离液各组分在溶剂中溶解度的不同质量传递

干燥去湿固体供热汽化物料内的湿分热、质同时传递
吸附均相混合物分离液或气各组分在吸附剂中的吸附能力质量传递
不同
例如制糖业、造纸业,产品虽然不一样,但都包含着干燥操作。或者说虽然它们服务的对象的物理性质不一样,生产规模也不一样,但是它们都具有共性,这样我们就可将共性的东西抽象出来,不讨论具体的化工工艺问题,这样就形成了一个一个完成不同特定目的的单元,研究这些单元的特点及规律的学问就称为单元操作。
人们这么做的目的有两个:
对于任一复杂的化工生产过程,都可以认为是若干个单元操作通过某种适当的组合串联而成的过程。
这样分类有利于将主要精力投入到单元研究中,不具体到某一个工艺上。
单元操作的特点:
均为物理反应的操作;
化工过程虽差别大,但均由单元操作适当组合而成,是化工生产过程中的共有操作;
基本原理一样,进行过程的设备往往是通用的。
单元操作不仅在化工生产中占有重要地位,也广泛应用于石油化工、冶金、食品、制药、原子能等工业中。
随着化工生产的不断发展,化工单元操作也在不断发展。目前常用的单元操作已达20

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  • 上传人化工机械
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  • 时间2012-07-04