化工原理第1章

1、20萬(wàn)噸/年丙烯腈50萬(wàn)噸/年聚乙烯上海高橋26萬(wàn)噸/年苯酚項(xiàng)目（2001年1月6日開工）90萬(wàn)噸/年乙烯工程的其他相關(guān)項(xiàng)目90萬(wàn)噸/年乙烯裂解裝置聚氨酯（MDI/TDI）廣泛應(yīng)用于汽車、器械、冰箱、家用電器等民用領(lǐng)域。公用工程-熱電聯(lián)供項(xiàng)目公用工程-海運(yùn)碼頭公用工程-倉(cāng)儲(chǔ)項(xiàng)目：隨著上?；^(qū)的崛起，有望成為21世紀(jì)-全球化工巨龍。醋酸成品滌綸聚酯在生產(chǎn)中控制室工業(yè)氣體冷凍萃取吸收蒸餾干燥蒸發(fā)傳熱過(guò)濾沉降輸送與壓縮緒論自然科學(xué)工程科學(xué)一、本課程的產(chǎn)生和發(fā)展最早對(duì)象：化學(xué)工藝學(xué)如聚氯乙烯生產(chǎn)：溫度,催化劑CHCH+HClCH2=CHCl-CH2-CHCln-單體CHCl-CHCl聚合物副反應(yīng)取走

2、反應(yīng)熱20世紀(jì)初(1900)：各行各業(yè)互不相關(guān)二十年代提出單元操作第一次抽象主要有：流體輸送,攪拌,過(guò)濾,沉降,流態(tài)化換熱，蒸發(fā)吸收，精餾，萃取，干燥結(jié)晶，吸附，膜分離動(dòng)量傳遞熱量傳遞質(zhì)量傳遞第二次抽象傳遞過(guò)程二、本課程的主要內(nèi)容和任務(wù)內(nèi)容：化工單元操作(以傳遞過(guò)主線)任務(wù)：認(rèn)識(shí)過(guò)程和（能動(dòng)性）的規(guī)律。(共性)應(yīng)用于化工設(shè)計(jì),生產(chǎn)調(diào)節(jié),優(yōu)化操作。1. 選擇合理的過(guò)程,2. 強(qiáng)化化工過(guò)程,。3將成果放大到工業(yè)規(guī)模。4發(fā)展新技術(shù),新。三、基本的研究1數(shù)學(xué)分析法2.3.量綱分析實(shí)驗(yàn)研究法數(shù)學(xué)模型法要能“由小見大”，“由此及彼”。以前：簡(jiǎn)單問(wèn)題,嚴(yán)格處理?，F(xiàn)在：復(fù)雜問(wèn)題,簡(jiǎn)化處理。4.工程問(wèn)題處理四、

3、若干工程觀點(diǎn)(1)衡算觀點(diǎn)：輸入+生成=輸出+積累(2)平衡觀點(diǎn)：熱力學(xué)平衡指四大平衡力平衡：高壓-低壓，極限P相等熱平衡：高溫-低溫，極限T相等相平衡：高逸度相-低逸度相，極限f相等化學(xué)平衡：化學(xué)反應(yīng)工程研究，此略(3)速率觀點(diǎn)：第1章（概述流體流體對(duì)傳熱的貢獻(xiàn)；與輸送機(jī)械對(duì)傳質(zhì)的貢獻(xiàn)）1.11.1.1的實(shí)例要完成輸水任務(wù)，需解決的問(wèn)題：（1） 確定總管和支管大小？（2） 水塔的高度H?（3） 如何選泵?1.1.2流體的基礎(chǔ)概念1.1.2.1連續(xù)性固體力學(xué)：考察對(duì)象-單個(gè)固體，離散介質(zhì)。流體力學(xué)：考察對(duì)象-無(wú)數(shù)質(zhì)點(diǎn)，連續(xù)介質(zhì)。質(zhì)點(diǎn) 于分子的流體、遠(yuǎn)大于分子平均，其程。遠(yuǎn)小可能性：1mm3常溫

4、常壓氣體含2.5×1015個(gè)分子，分子平均0.1m量級(jí)。流體是由無(wú)數(shù)質(zhì)點(diǎn)組成的，彼此連續(xù)性間沒有間隙，完全充滿所占空間的連續(xù)介質(zhì)。目的：可用微積分來(lái)描述流體的各種參數(shù)。1.1.2.2考察選定流體質(zhì)點(diǎn)，跟蹤觀察，描述參數(shù)。選定空間位置，考察流體歐參數(shù)。軌線與流線(錄像)的區(qū)別：軌線是同一流體質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻所占空間位置的連線；流線是同一瞬時(shí)不同流體質(zhì)點(diǎn)的速度方向連線。系統(tǒng)與體的區(qū)別附：系統(tǒng)與體的區(qū)別系統(tǒng)是包含眾多流體質(zhì)點(diǎn)的集合，與外界無(wú)質(zhì)量交換（考察流體）體是作考察對(duì)象的某一固定空間體積，與外界可有質(zhì)量交換（歐考察流體）化工原理關(guān)心歐中發(fā)生的事情，較多采用1.1.2.3 流體體積力作用于

5、體積中的各個(gè)部位，力的大小與體積（質(zhì)量）有關(guān)。如：重力，慣性力，離心力。表面力中的作用力分解成：垂直于作用面，p ；平行于作用面，剪切力。1.1.2.41.1.2.4.1N/m2=Pa壓強(qiáng)的表示106Pa=1MPa流體柱高度 ( p=gh )1 atm=1.013×105Pa=760mmHg=10.33mH2O1 bar=105Pa1 at=1kg(f)/cm2=9.81×104Pa1.1.2.4.2基準(zhǔn)表壓=絕對(duì)壓-大氣壓真空度=大氣壓-絕對(duì)壓P1表壓壓強(qiáng)大氣壓真空度P2絕對(duì)壓絕對(duì)壓絕對(duì)真空絕對(duì)壓、真空度、表壓的相對(duì)1.1.3黏性定律(錄像)黏性的物理本質(zhì)：分子間引力和分

6、子熱撞。黏性定律、碰表明流體受剪切力必。型流體的區(qū)別。型流體與非=f(物性，溫度)t,氣，液理想流體:=01.1.4流體中的機(jī)械能u2mu22為質(zhì)量流體的動(dòng)能 (=)2m質(zhì)量流體的位能(= mgz )gz 為m(=p為pdAdl )質(zhì)量流體的壓強(qiáng)能rrdV1.2流體靜力學(xué)1.2.1靜止流體的壓強(qiáng)分布1.2.1.1靜壓強(qiáng)的特性任意界面上只受到大小相等方向相反的。作用于任意點(diǎn)不同方位的靜壓強(qiáng)數(shù)值相等。壓強(qiáng)各向傳遞。1.2.2靜力學(xué)方程Z2Z1取一流體柱，受力分析：P2 A2A1P1作用于上底面的F2= P2 A2作用于下底面的F1= P1 A1：作用于整個(gè)液柱的重力：W=A（Z2-Z1）g平衡時(shí)：

7、 F1= F2+W,P1= P2+g（Z2-Z1） P1 +gZ1 = P2+gZ2P1= P2+g h流體靜力學(xué)基本方程式1.2.3靜力學(xué)方程應(yīng)用條件同種流體且不可壓縮(氣體壓差不大可用)靜止(或等速直線重力場(chǎng)單連通的橫截面-均勻流)1.2.4流體的總勢(shì)能總勢(shì)能（壓強(qiáng)能與位能之和）虛擬壓強(qiáng)1.2.51.2.5.1靜力學(xué)方程的工程應(yīng)用測(cè)壓已知：R=180mm,h=500mm求：pA=? (絕壓)，(表壓)解：pB=pa+ gRpB=pA+水gh pA=pa+ gR-水gh=1.013×105×9.81×0.18-1000×9.81×0.5=1.

8、204×105Pa(絕壓)pA=1.204×105-1.013×105=1.91×104Pa(表壓)1.2.5.2U型壓差計(jì)（圖1-8）P1=PA+g h1 P2=PB+g（h2-R）+i g R(PA+g h1 )(PB+g h2）= R g（i-）(PA+g ZA )(PB+g ZB)即= R g（i-）ÃÃAB= R g（i-）U型壓差計(jì)測(cè)出的R是： Ã如壓差計(jì)水平放置： Ã=P1.2.5.3煙囪拔煙pA=p2+冷ghpB=p2+熱gh由于冷>熱,則pA>pB所以拔風(fēng)煙囪拔風(fēng)的必要條件是什么？ pA-pB=hg（冷- 熱）1.2.6.4 復(fù)式U型壓差計(jì)（圖1-9）pa + ri g ( z0- z2 ) - r g ( z4- z2 ) +ri g ( z4- z6 ) - r g ( z7- z6 ) = P1.2.6.6流向判別接通后流向？