化工基礎(chǔ)（課堂PPT）

1、2021/3/2912第一章第一章 緒言緒言 1.1 化學(xué)工業(yè)概述化學(xué)工業(yè)概述 1.2 化工生產(chǎn)過程概述化工生產(chǎn)過程概述1.3 化學(xué)工程學(xué)簡介化學(xué)工程學(xué)簡介 1.4 化工數(shù)據(jù)化工數(shù)據(jù)3v1.1 化學(xué)工業(yè)概述化學(xué)工業(yè)概述v 四、四、 化學(xué)工業(yè)的特點(diǎn)化學(xué)工業(yè)的特點(diǎn)v一、一、 化學(xué)工業(yè)的重要性及其發(fā)展化學(xué)工業(yè)的重要性及其發(fā)展v 二、二、 化學(xué)工業(yè)范疇及分類化學(xué)工業(yè)范疇及分類v 三、三、 化學(xué)工業(yè)原料及選擇原則化學(xué)工業(yè)原料及選擇原則v 五、五、 化工的發(fā)展與現(xiàn)狀化工的發(fā)展與現(xiàn)狀4化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè): :v一、一、 化學(xué)工業(yè)的重要性及其發(fā)展化學(xué)工業(yè)的重要性及其發(fā)展化學(xué)工業(yè)是將各種原材料通過不同條件化學(xué)工業(yè)

2、是將各種原材料通過不同條件下所進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，使其性質(zhì)或形態(tài)產(chǎn)生下所進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，使其性質(zhì)或形態(tài)產(chǎn)生變化，定向加工成對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生變化，定向加工成對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平改善有價(jià)值的化學(xué)產(chǎn)品的工業(yè)。活水平改善有價(jià)值的化學(xué)產(chǎn)品的工業(yè)。5其重要性可歸納為：其重要性可歸納為： （1）為農(nóng)業(yè)提供化肥、農(nóng)藥、塑料薄膜等農(nóng)用生產(chǎn)資）為農(nóng)業(yè)提供化肥、農(nóng)藥、塑料薄膜等農(nóng)用生產(chǎn)資料；料；（2）為輕紡、建材、冶金、國防、軍工以及其他工業(yè)提）為輕紡、建材、冶金、國防、軍工以及其他工業(yè)提供各種配套原材料；供各種配套原材料；（3）為微電子、信息、生物、航天技術(shù)等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)提）為微電子、信息、生物、航天技術(shù)

3、等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)提供新型化工材料和新產(chǎn)品；供新型化工材料和新產(chǎn)品；（4）為人們的衣、食、住、行提供各種化工產(chǎn)品。）為人們的衣、食、住、行提供各種化工產(chǎn)品。v一、一、 化學(xué)工業(yè)的重要性及其發(fā)展化學(xué)工業(yè)的重要性及其發(fā)展61、化學(xué)工業(yè)的化學(xué)工業(yè)的分類：分類：美國：美國： 按照美國標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)分類手冊（按照美國標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)分類手冊（SIC）確定的分類法：確定的分類法：化學(xué)工業(yè)包括：生產(chǎn)基本化工產(chǎn)品的企業(yè)化學(xué)工業(yè)包括：生產(chǎn)基本化工產(chǎn)品的企業(yè) 以化學(xué)方法為主進(jìn)行產(chǎn)品加工的企業(yè)以化學(xué)方法為主進(jìn)行產(chǎn)品加工的企業(yè)中國：中國：化學(xué)工業(yè)包括化學(xué)工業(yè)包括：v 二、二、 化學(xué)工業(yè)范疇及分類化學(xué)工業(yè)范疇及分類分為分為25類類或通用化

4、學(xué)品及或通用化學(xué)品及 精細(xì)化學(xué)品精細(xì)化學(xué)品.化學(xué)品化學(xué)品: 基本化學(xué)工業(yè)基本化學(xué)工業(yè) 化肥工業(yè)化肥工業(yè) 石油化學(xué)工業(yè)石油化學(xué)工業(yè) 精細(xì)化學(xué)工業(yè)精細(xì)化學(xué)工業(yè) 其他化學(xué)工業(yè)其他化學(xué)工業(yè)7化化 工工 行行 業(yè)業(yè)主主 要要 產(chǎn)產(chǎn) 品品 或或 用用 途途化學(xué)礦山磷礦、硫礦、硼礦、礬礦和石灰石礦等酸、堿硫酸、燒堿、純堿無機(jī)鹽磷酸、碳酸鉀、小蘇打、無水硫酸鈉、氰化鈉、硫酸鋁、硝酸鈉、氯化鋅、輕質(zhì)碳酸鈣、過氧化氫、沉淀硫酸鋇等化 肥氮肥（硫酸銨、硝酸銨、尿素、氯化銨、碳酸氫銨、氨水、石灰氮等）、磷肥（普通過磷酸鈣、鈣鎂磷肥等）、鉀肥化學(xué)農(nóng)藥敵百蟲、樂果、甲胺磷、殺蟲雙、草甘磷、多菌靈等電 石可作為生產(chǎn)聚氯乙烯

5、、聚乙烯醇、氯丁橡膠、乙酸、乙醛、乙炔黑、雙氰胺、硫脲等工業(yè)的原料熱固性塑料和工程塑料酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS樹脂、尼龍1010、尼龍6、尼龍66、聚砜等合成橡膠順丁橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠等染 料硫化染料、直接染料、酸性染料、活性染料、堿性染料、還原燃料、分散染料、冰染染料、陽離子染料等 2 主要化工行業(yè)及其相關(guān)產(chǎn)品主要化工行業(yè)及其相關(guān)產(chǎn)品8 2.主要化工行業(yè)及其相關(guān)產(chǎn)品主要化工行業(yè)及其相關(guān)產(chǎn)品化化 工工 行行 業(yè)業(yè)主主 要要 產(chǎn)產(chǎn) 品品涂 料天然樹脂漆、酚醛樹脂漆、醇酸樹脂漆、氨基樹脂漆、過氯乙烯漆、聚酯漆、聚氨酯漆、硝基漆、有機(jī)硅漆

6、等增塑劑鄰苯二甲酸酯、對苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、烷基磺酸苯酯、氯化石蠟、磷酸酯等橡膠加工助劑防老劑、促進(jìn)劑表面活性劑陽離子型、陰離子型、非離子型、兩性型等造紙化學(xué)品脫墨劑、助留劑、助濾劑、表面處理劑、漿內(nèi)施膠劑、紙張?jiān)鰪?qiáng)劑、涂布膠粘劑、分散劑等感光材料電影膠片、照相膠片、特種膠片、彩色像紙等磁性記憶材料磁帶、磁盤等橡膠加工輪胎、運(yùn)輸帶、膠管、膠鞋、碳黑等9v 三、化工原料及選擇原則三、化工原料及選擇原則1.化學(xué)工業(yè)原料化學(xué)工業(yè)原料按來源劃分：按來源劃分：無機(jī)材料無機(jī)材料和和有機(jī)材料有機(jī)材料無機(jī)材料主要有：無機(jī)材料主要有： 空氣空氣、水水和和化學(xué)礦物化學(xué)礦物有機(jī)材料主要有：有機(jī)材料主要有：

7、 煤煤、石油石油、天然氣天然氣和和生物質(zhì)生物質(zhì)102.選擇原則選擇原則 在選擇原料路線和技術(shù)線路時(shí)應(yīng)當(dāng)全面地權(quán)衡在選擇原料路線和技術(shù)線路時(shí)應(yīng)當(dāng)全面地權(quán)衡技術(shù)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)社會(huì)和和環(huán)保環(huán)保等方面的利弊。等方面的利弊。1.原料的品位、供應(yīng)量原料的品位、供應(yīng)量2.經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性3.原料資源的綜合利用原料資源的綜合利用11v 四、四、 化學(xué)工業(yè)的特點(diǎn)化學(xué)工業(yè)的特點(diǎn)(1)、化學(xué)工業(yè)是獨(dú)特的、化學(xué)工業(yè)是獨(dú)特的,不可取代的工業(yè)部門；不可取代的工業(yè)部門；(2)、化工產(chǎn)品品種繁多、化工產(chǎn)品品種繁多,工藝復(fù)雜工藝復(fù)雜;(3)、化學(xué)工業(yè)是裝置型工業(yè)、化學(xué)工業(yè)是裝置型工業(yè),具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)性具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)性;(4)、化

8、學(xué)工業(yè)是資金密集、化學(xué)工業(yè)是資金密集,技術(shù)密集的工業(yè)部門技術(shù)密集的工業(yè)部門;(5)、化學(xué)工業(yè)是能源消耗的大戶、化學(xué)工業(yè)是能源消耗的大戶; (6)、化學(xué)工業(yè)是易污染、重污染的工業(yè)部門、化學(xué)工業(yè)是易污染、重污染的工業(yè)部門1218世紀(jì)中硫酸生產(chǎn)世紀(jì)中硫酸生產(chǎn);19世紀(jì)中制堿世紀(jì)中制堿;20世紀(jì)初合成氨世紀(jì)初合成氨;20世紀(jì)中石油工業(yè)世紀(jì)中石油工業(yè)20世紀(jì)后精細(xì)化工世紀(jì)后精細(xì)化工v 五、化學(xué)工業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀五、化學(xué)工業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀（1）、化學(xué)工業(yè)的發(fā)展）、化學(xué)工業(yè)的發(fā)展化學(xué)工業(yè)是一個(gè)十分古老的工業(yè)，最早可追根化學(xué)工業(yè)是一個(gè)十分古老的工業(yè)，最早可追根溯源至公元前年以前，最早的化學(xué)工藝為溯源至公元前年以前

9、，最早的化學(xué)工藝為制陶、釀造、漂染、鞣革等行業(yè)制陶、釀造、漂染、鞣革等行業(yè)13（2）、我國的化學(xué)工業(yè)）、我國的化學(xué)工業(yè) 舊中國的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)十分薄弱。從舊中國的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)十分薄弱。從1876年在年在天津建立的一個(gè)天津建立的一個(gè)2t/d鉛室法制硫酸廠開始，只有幾鉛室法制硫酸廠開始，只有幾個(gè)沿海、沿江城市有化工企業(yè)。除少數(shù)工廠生產(chǎn)基個(gè)沿海、沿江城市有化工企業(yè)。除少數(shù)工廠生產(chǎn)基本化工原料外，大多只有生產(chǎn)油漆、染料、橡膠制本化工原料外，大多只有生產(chǎn)油漆、染料、橡膠制品、醫(yī)藥制劑等加工產(chǎn)品。到品、醫(yī)藥制劑等加工產(chǎn)品。到1949年，國內(nèi)化工產(chǎn)年，國內(nèi)化工產(chǎn)品僅品僅100種左右，主要產(chǎn)品產(chǎn)量為：化肥種左右

10、，主要產(chǎn)品產(chǎn)量為：化肥0.6萬噸萬噸,硫酸硫酸11萬噸萬噸,燒堿燒堿1.5萬噸萬噸,純堿純堿8.8萬噸萬噸.全部化工全部化工產(chǎn)值僅產(chǎn)值僅1.77億元億元,占全國工業(yè)總產(chǎn)值的占全國工業(yè)總產(chǎn)值的1.6%14（3）、世界化學(xué)工業(yè)）、世界化學(xué)工業(yè) 自自1746年英國出現(xiàn)第一座硫酸銅廠以來年英國出現(xiàn)第一座硫酸銅廠以來,現(xiàn)代世界化學(xué)工業(yè)現(xiàn)代世界化學(xué)工業(yè)經(jīng)過過經(jīng)過過260多年的發(fā)展多年的發(fā)展,已形成一個(gè)技術(shù)成熟、規(guī)模宏大和品種繁已形成一個(gè)技術(shù)成熟、規(guī)模宏大和品種繁多的產(chǎn)業(yè)部門。從世界化學(xué)工業(yè)布局來看，世界化工生產(chǎn)、市場、多的產(chǎn)業(yè)部門。從世界化學(xué)工業(yè)布局來看，世界化工生產(chǎn)、市場、技術(shù)和大型企業(yè)主要集中在北美、

11、日本、西歐和前蘇聯(lián)與東歐四技術(shù)和大型企業(yè)主要集中在北美、日本、西歐和前蘇聯(lián)與東歐四個(gè)地區(qū)。個(gè)地區(qū)。20世紀(jì)世紀(jì)90年代以來，亞洲特別是東南亞，化學(xué)工業(yè)異軍年代以來，亞洲特別是東南亞，化學(xué)工業(yè)異軍突起，發(fā)展勢頭引人注目。突起，發(fā)展勢頭引人注目。15 1、 化工過程 2、 單元操作及其分類v 1.2 化工生產(chǎn)過程概述化工生產(chǎn)過程概述16原料原料 （1）預(yù)處理預(yù)處理 化工過程：化工過程：有目的的使原料經(jīng)過一系列的化學(xué)有目的的使原料經(jīng)過一系列的化學(xué)或物理變化，以獲得產(chǎn)品的工業(yè)過程，也稱為或物理變化，以獲得產(chǎn)品的工業(yè)過程，也稱為化工生產(chǎn)，或化工生產(chǎn)過程。化工生產(chǎn)，或化工生產(chǎn)過程。 （2） 反反 應(yīng)應(yīng) （

12、3）后處理后處理產(chǎn)品產(chǎn)品 基本化工生產(chǎn)過程基本化工生產(chǎn)過程 1 1、 化工過程化工過程17例如：例如：可見，一個(gè)化工過程往往包含幾個(gè)或幾十個(gè)加工過程?？梢?，一個(gè)化工過程往往包含幾個(gè)或幾十個(gè)加工過程。苯的生產(chǎn)：苯的生產(chǎn)：原料油（甲苯、二甲苯）、原料油（甲苯、二甲苯）、H H2 2輸送輸送加熱加熱反應(yīng)器反應(yīng)器減壓蒸餾減壓蒸餾塔塔精餾精餾苯（苯（99.99299.99299.999%）甲醇的生產(chǎn)：甲醇的生產(chǎn)：合成氣（合成氣（CO，H2，CO2）輸送輸送管式反應(yīng)器管式反應(yīng)器粗甲醇粗甲醇冷卻冷卻精餾精餾精甲醇（精甲醇（99.8599.95%）18化工生產(chǎn)過程化工生產(chǎn)過程化學(xué)反應(yīng)過程化學(xué)反應(yīng)過程物理處理過

13、程物理處理過程 化工生產(chǎn)的化工生產(chǎn)的核心核心 原料的預(yù)處理原料的預(yù)處理 產(chǎn)品的加工產(chǎn)品的加工（單元操作）（單元操作）19 （）概念（）概念 單元操作：單元操作：化工生產(chǎn)中除化學(xué)反應(yīng)單元以外的化工生產(chǎn)中除化學(xué)反應(yīng)單元以外的 所有物理性操作。所有物理性操作。 2 2、 單元操作及其分類單元操作及其分類20)單元操作的分類單元操作的分類：( (1）按操作目的分：）按操作目的分： 流體輸送：流體輸送： 物料的混合：物料的混合：氣體和液體的輸送氣體和液體的輸送主要指通過攪拌達(dá)到物料混合主要指通過攪拌達(dá)到物料混合或分散的目的或分散的目的 物料的加熱或冷卻：物料的加熱或冷卻：利用物料和環(huán)境之間的利用物料和環(huán)

14、境之間的溫度差輸入或輸出熱量溫度差輸入或輸出熱量 均相混合物的分離：均相混合物的分離：氣體吸收、液體蒸餾、萃取等氣體吸收、液體蒸餾、萃取等 非均相混合物的分離：非均相混合物的分離：過濾和沉降過濾和沉降21（2）按單元操作遵循的基本規(guī)律分：）按單元操作遵循的基本規(guī)律分： 動(dòng)量傳遞過程：動(dòng)量傳遞過程： 熱量傳遞過程：熱量傳遞過程：遵循流體力學(xué)基本規(guī)律的單元操作：遵循流體力學(xué)基本規(guī)律的單元操作：流體輸送、沉降、過濾和離心分離等流體輸送、沉降、過濾和離心分離等遵循熱交換基本規(guī)律的單元操作：遵循熱交換基本規(guī)律的單元操作：如傳熱、蒸發(fā)等如傳熱、蒸發(fā)等 質(zhì)量傳遞過程：質(zhì)量傳遞過程：遵循通過擴(kuò)散，從一相轉(zhuǎn)移到

15、另一相的過程：遵循通過擴(kuò)散，從一相轉(zhuǎn)移到另一相的過程：吸收、吸附、蒸餾、萃取、離子交換、膜分離等吸收、吸附、蒸餾、萃取、離子交換、膜分離等22 在20世紀(jì)前的幾百年時(shí)間里，出現(xiàn)了不少化學(xué)工業(yè)，如制糖工業(yè)、制堿工業(yè)、造紙工業(yè)等。介紹每一種工業(yè)從原料到成品的生產(chǎn)過程，作為一種特殊的知識講解，這是最早的化學(xué)工程學(xué)?；瘜W(xué)工藝階段化學(xué)工藝階段1、 化學(xué)工程學(xué)的發(fā)展階段化學(xué)工程學(xué)的發(fā)展階段v1.3 化學(xué)工程學(xué)簡介化學(xué)工程學(xué)簡介23單元操作階段單元操作階段 20世紀(jì)初，人們逐漸發(fā)現(xiàn)，許多門化學(xué)工業(yè)中存在共同的操作原理。例如，無論是制糖業(yè)還是制堿業(yè)，從溶液蒸發(fā)得到固體糖和固體堿的原理是相同的，于是，蒸發(fā)成為最

16、早提出的單元操作之一。24 到20世紀(jì)50年代，人們又發(fā)現(xiàn)，各單元操作之間還存在著共性。例如，傳熱和蒸發(fā)都是熱量傳遞的形式，蒸餾、吸附、吸收、萃取都是質(zhì)量傳遞的形式。于是，把單元操作歸納為動(dòng)量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞。 傳遞過程階段傳遞過程階段25 “三傳一反三傳一反”階段階段 20世紀(jì)世紀(jì)50年代中期，化學(xué)工程中出現(xiàn)了年代中期，化學(xué)工程中出現(xiàn)了“化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)工程學(xué)”這一新的分支。對化學(xué)反應(yīng)器的研究，不僅這一新的分支。對化學(xué)反應(yīng)器的研究，不僅要運(yùn)用化學(xué)動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)原理，而且要運(yùn)用動(dòng)量、要運(yùn)用化學(xué)動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)原理，而且要運(yùn)用動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞原理。于是熱量和質(zhì)量傳遞原理。于是 “

17、傳遞過程傳遞過程” 與與 “反應(yīng)工反應(yīng)工程程” 成為當(dāng)今化學(xué)工程學(xué)的兩大支柱。簡稱成為當(dāng)今化學(xué)工程學(xué)的兩大支柱。簡稱 “三傳一三傳一反反” 階段。階段。262.化學(xué)工程學(xué)的研究方法化學(xué)工程學(xué)的研究方法主要研究方法有：主要研究方法有：經(jīng)驗(yàn)歸納法經(jīng)驗(yàn)歸納法和和演繹的模型法演繹的模型法273.化學(xué)工程學(xué)的幾個(gè)基本概念化學(xué)工程學(xué)的幾個(gè)基本概念 在從事化學(xué)工程研究、進(jìn)行化工過程在從事化學(xué)工程研究、進(jìn)行化工過程開發(fā)及設(shè)備的設(shè)計(jì)、操作時(shí)，經(jīng)常運(yùn)用下面開發(fā)及設(shè)備的設(shè)計(jì)、操作時(shí)，經(jīng)常運(yùn)用下面基本概念基本概念: 1、物料衡算物料衡算 2、能量衡算能量衡算 3、平衡關(guān)系平衡關(guān)系 4、過程速率過程速率281)、物料衡

18、算：、物料衡算： 物料衡算也稱為質(zhì)量衡算，其依據(jù)是質(zhì)量守物料衡算也稱為質(zhì)量衡算，其依據(jù)是質(zhì)量守恒定律。它反映一個(gè)過程中原料、產(chǎn)物、副產(chǎn)物恒定律。它反映一個(gè)過程中原料、產(chǎn)物、副產(chǎn)物等之間的關(guān)系，即進(jìn)入的物料量必等于排出的物等之間的關(guān)系，即進(jìn)入的物料量必等于排出的物料量和過程中的積累量。料量和過程中的積累量。輸入物料的總量 排出物料的總量過程積累的總量29積累積累 MM入入M出出系系 統(tǒng)統(tǒng)物料衡算示意圖物料衡算示意圖物料衡算式：物料衡算式： M入入 M出出 M連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)：連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)：M入入 M出出 30積累積累 QQ入入Q出出系系 統(tǒng)統(tǒng)熱量衡算示意圖熱量衡算示意圖熱量衡算式：熱量衡算式： Q入

19、入 Q出出 Q穩(wěn)定的連續(xù)性操作：穩(wěn)定的連續(xù)性操作：Q入入 Q出出 2)、熱量衡算：、熱量衡算： 熱量衡算的依據(jù)是能量守恒定律。熱量衡算的依據(jù)是能量守恒定律。 314 4、化工基礎(chǔ)在化學(xué)領(lǐng)域的地位、化工基礎(chǔ)在化學(xué)領(lǐng)域的地位32v1.4 化工數(shù)據(jù)化工數(shù)據(jù) 單位制與單位換算單位制與單位換算331）、 單位制：單位制：英國：英國：英制單位：英制單位：質(zhì)量：質(zhì)量：“磅磅”1 b 0.4536 kg長度：長度：“英尺英尺” 1 ft 0.3048 m中國：中國：附表附表1-4-1 我國幾種舊單位制的基本量和基本單位我國幾種舊單位制的基本量和基本單位長 度 質(zhì) 量時(shí) 間 力厘米克秒制 CGScm (厘米)

20、g (克)s (秒)米千克秒制 MKS m (米) kg (千克)s (秒)米千克力秒制 MKfSm (米)s (秒)kgf (千克力)單位制基本量 單位制與單位換算34 國際單位制：國際單位制： 在在1960年年10月的第月的第11屆國際計(jì)量大會(huì)上屆國際計(jì)量大會(huì)上通過了一種新的單位制度，稱為國際單位制通過了一種新的單位制度，稱為國際單位制度，代號為度，代號為 “SI”，也稱為也稱為 SI單位制。單位制。SI 單單位制是目前國際上最先進(jìn)的一種單位制，被位制是目前國際上最先進(jìn)的一種單位制，被許多國家廣泛使用。我國的法定計(jì)量單位也許多國家廣泛使用。我國的法定計(jì)量單位也是以是以 SI單位制為基礎(chǔ)的。

21、單位制為基礎(chǔ)的。35 國際單位制的構(gòu)成：國際單位制的構(gòu)成：國際單位制國際單位制 （SI）SI 單位單位SI 單位的十進(jìn)倍數(shù)和分?jǐn)?shù)單位單位的十進(jìn)倍數(shù)和分?jǐn)?shù)單位 SI 基本單位基本單位 SI 導(dǎo)出單位導(dǎo)出單位SI 詞頭詞頭 SI 輔助單位輔助單位36表表1-4-2 SI 基本單位和輔助單位基本單位和輔助單位量的名稱量的名稱單單 位位 名名 稱稱國際符號國際符號備備 注注基 本單位長 度米metrem（1） 圓括號中的名稱與前面的名稱是同義詞；（2）去掉方括號后為全稱，去掉方括號和其中的字后為簡稱。質(zhì) 量千克 (公斤)kilogramkg時(shí) 間秒seconds電 流安 培AmpereA熱力學(xué)溫度開

22、爾文KelvinK發(fā)光強(qiáng)度坎 德拉CandelaCd物質(zhì)的量摩 爾molemol輔助單位平 面 角弧 度radianrad立 體 角球 面 角steradiansr37表表1-4-3 化工中常用的化工中常用的SI 導(dǎo)出單位舉例導(dǎo)出單位舉例量的名稱量的名稱單單 位位 名名 稱稱單位符號單位符號用用SI 基本單位表示的單基本單位表示的單位位面 積平方米m2m2體 積立方米m3m3速 度米每秒m/sm/s密 度千克每立方米kg/m3kg/m3濃 度摩爾每立方米mol/m3mol/m3力牛頓Nkgm/s2壓強(qiáng)，應(yīng)力帕 斯卡Pa (=N/m2)kg/(ms2)38 續(xù)表續(xù)表1-4-3 化工中常用的化工中

23、常用的SI 導(dǎo)出單位導(dǎo)出單位量的名稱量的名稱單單 位位 名名 稱稱單位符號單位符號用用SI 基本單位表示的單基本單位表示的單位位能，功，熱量焦 耳J (=Nm)kgm2/s2功 率瓦 特W (=J/s)kgm2/s3粘 度帕 斯卡秒Paskg/(ms)擴(kuò)散系數(shù)平方米/秒m2/sm2/s熱容，熵焦 耳每開爾文J/Kkgm2/(s2K)導(dǎo)熱系數(shù)瓦 特每米開爾文W/(mK)kgm/(s3K)傳熱系數(shù)瓦 特每平方米開爾文W/(m2K)kg/(s3K)39表表1-4-4 SI 詞頭詞頭表示的因數(shù)表示的因數(shù)詞頭名稱詞頭名稱詞頭符號詞頭符號1018艾 可薩E1015拍 它P1012太 拉T109吉 咖G10

24、6兆M103千k102百h101十da表示的因數(shù)表示的因數(shù)詞頭名稱詞頭名稱詞頭符號詞頭符號10-1分d10-2厘c10-3毫m10-6微 10-9納 諾n10-12皮 可P10-15飛 母托f10-18阿 托a40SI 單位的十進(jìn)倍數(shù)和分?jǐn)?shù)單位：單位的十進(jìn)倍數(shù)和分?jǐn)?shù)單位： 把把 SI 詞頭加在詞頭加在 SI單位前就構(gòu)成了單位前就構(gòu)成了 SI單位的十進(jìn)倍數(shù)和分?jǐn)?shù)單位。單位的十進(jìn)倍數(shù)和分?jǐn)?shù)單位。如，壓強(qiáng)單位如，壓強(qiáng)單位 MPa，力的單位力的單位 kN。原則：原則：詞頭不可重疊使用詞頭不可重疊使用m m (毫微米毫微米)n m (納米納米)：10-9m41計(jì)量單位和計(jì)量單位和 SI 詞頭使用方法要點(diǎn)

25、：詞頭使用方法要點(diǎn)： 由 SI 基本單位相除構(gòu)成的單位，若分母中有兩個(gè)以上的單位符號時(shí)，要給分母加上圓括號，避免混淆。 如，傳熱系數(shù)單位： W/(m2K) 42計(jì)量單位和計(jì)量單位和 SI 詞頭使用方法要點(diǎn)：詞頭使用方法要點(diǎn)：2. 由 SI 基本單位通過乘或除構(gòu)成的組合單位，在使用 SI 詞頭時(shí)，詞頭應(yīng)加在整個(gè)單位之前，分母一般不用詞頭。 如，摩爾內(nèi)能單位： kJ/mol而不用 J /(mmol)43第二章第二章 流體流動(dòng)過程流體流動(dòng)過程質(zhì)質(zhì)量量傳傳遞遞熱熱量量傳傳遞遞動(dòng)動(dòng)量量傳傳遞遞三三傳傳443.1 流體的基本性質(zhì)流體的基本性質(zhì)什么是流體？什么是流體？有哪些特征？有哪些特征？流體 氣體 液體

26、45流體的特征流體的特征1 1易流動(dòng)性易流動(dòng)性 當(dāng)流體受到外部切向力作用時(shí)，易于變形而產(chǎn)生流動(dòng)。2 2可壓縮性可壓縮性 流體在外部溫度和壓力作用下，流體分子間的距離會(huì)發(fā)生一定的改變，表現(xiàn)為流體密度大小的變化。工程上：流體 可壓縮流體 不可壓縮流體密度為常數(shù)461 1流體的密度流體的密度 流體的密度單位體積流體的質(zhì)量。用 表示，屬于物性。影響因素：流體種類、濃度、溫度、壓力47流體的密度流體的密度 nnmwww22111RTpMRTpMmm液體混合物液體混合物：氣體氣體：-理想氣體狀態(tài)方程 Mm = M1y1+ M2y2 + + Mnyn氣體混合物氣體混合物：482. 比體積 單位質(zhì)量流體具有的

27、體積，稱為流體的比體積 與流體密度互為倒數(shù) =1/493 3流體的壓強(qiáng)及其表示方法流體的壓強(qiáng)及其表示方法 流體的壓強(qiáng)流體的壓強(qiáng)流體垂直作用于單位面積上的力，稱為流體的壓強(qiáng)，簡稱壓強(qiáng)。用p表示，工程上習(xí)慣稱之為壓力。1）壓力單位SI 制中， N/m2 = Pa，稱為帕斯卡2）壓力大小的兩種表征方法絕對壓力表壓1atm（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）=1.033at（工程大氣壓） =1.013105Pa =760mmHg=10.33mH2O50 絕對壓強(qiáng)絕對壓強(qiáng)以絕對零壓作起點(diǎn)計(jì)算的壓強(qiáng)，是 流體的真實(shí)強(qiáng)。 表壓強(qiáng)表壓強(qiáng)壓強(qiáng)表上的讀數(shù)，表示被測流體的絕對壓強(qiáng)比大氣壓強(qiáng)高出的數(shù)值，即: 表壓強(qiáng)絕對壓強(qiáng)大氣壓強(qiáng)表壓強(qiáng)絕

28、對壓強(qiáng)大氣壓強(qiáng) 51真空度真空度 真空表上的讀數(shù)，表示被測流體的絕對壓強(qiáng)低于大氣壓強(qiáng)的數(shù)值，即:真空度大氣壓強(qiáng)絕對壓強(qiáng)真空度大氣壓強(qiáng)絕對壓強(qiáng)524. 4. 流體的流量和流速流體的流量和流速流量流量流量流量體積流量體積流量qVVtm3/s質(zhì)量流量質(zhì)量流量mqmtkg/sqm qVqnntmol/s摩爾流量摩爾流量qm M qn532 2流速流速 流速流速體積流速體積流速uqVA質(zhì)量流速質(zhì)量流速qmWA平均流速平均流速m/skg/(m2 s) W uqm W A u A54 流體的粘性和內(nèi)摩擦力流體的粘性和內(nèi)摩擦力 流體的粘性流體的粘性 流體在運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下,有一種抗拒內(nèi)在的向前運(yùn)動(dòng)的特性。 流體的內(nèi)摩擦力流體的內(nèi)摩擦力 運(yùn)動(dòng)著的流體內(nèi)部相鄰兩流體層間的相互作用力。是流體粘性的表現(xiàn), 又稱為粘滯力或粘性摩擦力。 由于粘性存在，流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，管內(nèi)任一截面上各點(diǎn)的速度并不相同,如圖所示。 5 5、 流體的粘性與牛頓粘性定律流體的粘性與牛頓粘性定律55 各層速度不同,速度快的流體層對與之相鄰的速度較 慢的流體層發(fā)生了一個(gè)推動(dòng)其向運(yùn)動(dòng)方向前進(jìn)的力，而同時(shí)速度慢的流體層對速度 快的流體層也作用著一個(gè)大 小相等、方向相反的力，即 流體的內(nèi)摩力。 流體在圓管內(nèi)分層流動(dòng)示意圖56 牛頓粘性定律牛頓粘性定律l 流體流動(dòng)時(shí)的內(nèi)摩擦力大小與哪些因素有關(guān) 平板間液體速度分布圖1