化工原理天大柴誠敬學時

1、化工原理天大柴誠敬學時 第1頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二1 總學時51 緒論 1 第一章 流體流動 13 第二章 流體輸送機械 8 第三章 非均相混和物分離及固體流態(tài)化 8 第五章 傳熱 14 總復習 4 考試 3 學時安排 第2頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二2教 材柴誠敬主編普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材化工原理（上冊）北京: 高等教育出版社2010年5月（第二版）第3頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二3(1) 柴誠敬,張國亮. 化工流體流動與傳熱. 第二版 北京: 化學工業(yè)出版社, 2007 (2) 夏清，陳常

2、貴. 化工原理，上冊. 天津: 天津大 學出版社, 2005(3) W. L. McCabe, J. C. Smith. Unit Operations of Chemical Engineering, 6th ed. New York: McGraw. Hill Inc., 2001參 考 教 材第4頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二4網絡課程輔助教學化工原理及實驗網絡課程 網址：第5頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二5網絡課程站點化工原理及實驗網絡課程虛擬課堂 演示實驗圖片匯總 動畫匯總 思考題匯總 作業(yè)匯總 討論與答疑 網上自測 教師主頁 附件

3、下載 網絡課程輔助教學第6頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二6 通過緒論的學習，應了解化工原理課程的主要內容，單元操作的分類和特點，工程學科的研究方法，本課程的學習要求，掌握單位制及單位換算方法。學習目的與要求 緒 論第7頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二70.1 化工原理課程的內容和特點 緒 論第8頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二8一、化工原理課程內容化工生產過程 化學反應 單元操作反應工程化工原理三傳一反第9頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二9二、單元操作的分類和特點1、流體動力過程：流體輸送、沉降、

4、過濾、攪拌2、傳熱過程： 換熱、蒸發(fā)3、傳質過程：蒸餾、吸收、萃取、吸附、浸取、吸附、離子交換、膜分離4、熱質同時傳遞過程：增減濕、結晶、干燥分類第10頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二10 化工原理是一門實踐性很強的工程學科。單元操作的研究內容包括“過程”和“設備”兩個方面。 所有的單元操作都可分解為動量傳遞、熱量傳遞、質量傳遞這三種傳遞過程和它們的結合。三種傳遞過程現(xiàn)象中存在著類似的規(guī)律和內在的聯(lián)系。傳遞過程是聯(lián)系各單元操作的一條主線。 二、單元操作的分類和特點特點第11頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二11三、化工原理課程的研究方法1、實驗研究

5、方法（經驗法）: 用量綱分析和相似論為指導，依靠試驗來確定過程變量之間的關系，通過量綱為一數(shù)群（或稱準數(shù)）構成的關系式來表達。是一種工程上通用的基本方法。（P23，雷諾數(shù)表達式）第12頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二122、數(shù)學模型法（半經驗半理論方法） 在對實際過程的機理深入分析的基礎上，在抓住過程本質的前提下，作出某種合理簡化，建立物理模型，進行數(shù)學描述，得出數(shù)學模型。通過實驗確定模型參數(shù)。 研究工程問題的方法是聯(lián)系各單元操作的另一條主線。 三、化工原理課程的研究方法第13頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二13四化工過程計算的理論基礎設計型計算

6、操作型計算質量守恒能量守恒平衡關系速率關系 所用基本關系：化工計算分為第14頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二14五本課程的學習要求學習中，應注意以下幾個方面能力的培養(yǎng)：(1)單元操作和設備選擇的能力工程設計能力操作和調節(jié)生產過程的能力過程開發(fā)或科學研究能力 實驗能力第15頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二15 緒 論0.1 化工原理課程的內容和特點0.2 單位制度及單位換算第16頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二16一單位和單位制度1、基本單位和導出單位基本單位導出單位質量、長度、時間和溫度速度、密度、加速度2、絕對單位制和重

7、力單位制絕對單位制重力單位制長度、質量、時間長度、時間和力第17頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二173、國際單位制（SI制）根據(jù)1960年10月國際計量大會通過的一種單位制。4、中華人民共和國法定計量單位在SI制基礎上制定的。一單位和單位制度第18頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二18二、單位換算1、物理量的換算 基本物理量中為1m物理單位制中100cm英制3.2808ft2、經驗公式（或數(shù)字公式）的單位換算（a）物理方程（b）經驗方程換算方法見例02。第19頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二19 第一章 流體流動 通過本章的

8、學習，應掌握流體在管內流動過程的基本原理和規(guī)律，并運用這些原理和規(guī)律分析和計算流體流動過程中的有關問題。學習目的與要求第20頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二20 第一章 流體流動1.1 流體的重要性質1.1.1 連續(xù)介質假定第21頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二21連續(xù)介質假定假定流體是由連續(xù)分布的流體質點所組成，表征流體物理性質和運動參數(shù)的物理量在空間和時間上是連續(xù)的分布函數(shù)。連續(xù)介質假定第22頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二22 第一章 流體流動1.1 流體的重要性質1.1.1 連續(xù)介質假定1.1.2 流體的密度第23

9、頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二23流體的密度流體空間某點上單位體積流體的質量流體的密度是位置(x,y,z)和時間的函數(shù)密度第24頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二24流體的密度純物質的密度：液體：基本不隨壓力變化（極高壓力除外），隨溫度略有變化。氣體：密度隨溫度、壓力改變。低壓下可按照理想氣體狀態(tài)方程計算第25頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二25氣體混合物，混合前后質量不變液體混合物，混合前后體積不變組分的質量分數(shù)組分的體積分數(shù)混合物的密度：流體的密度第26頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二26 第一

10、章 流體流動1.1 流體的重要性質1.1.1 連續(xù)介質假定1.1.2 流體的密度1.1.3 流體的可壓縮性與不可壓縮流體第27頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二27一、流體的可壓縮性 或（1-4）（1-5） 流體的可壓縮性通常用體積壓縮系數(shù)來表示。其意義為在一定溫度下，外力每增加一個單位時，流體體積的相對縮小量體積壓縮系數(shù)第28頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二28二、不可壓縮流體 值越大，流體越容易被壓縮?？蓧嚎s流體0 的流體為可壓縮流體不可壓縮流體=0 的流體為不可壓縮流體氣體在一般情況下是可壓縮流體大多數(shù)液體可視為不可壓縮流體。第29頁，共40

11、頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二29 需要指出，實際流體都是可壓縮的，不可壓縮流體乃是為便于處理密度變化較小的某些流體所作的假設而已。 二、不可壓縮流體 第30頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二30 第一章 流體流動1.1 流體的重要性質1.1.1 連續(xù)介質假定1.1.2 流體的密度1.1.3 流體的可壓縮性與不可壓縮流體1.1.4 流體的黏性第31頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二31一、牛頓黏性定律 流體在運動時，相鄰流體層之間是有相互作用的，這種相互抵抗的作用力稱為剪切力，流體所具有的這種抵抗兩層流體相對運動速度的性質稱為流體的黏

12、性。 黏性是流體的固有屬性之一，不論流體處于靜止還是流動，都具有黏性。黏性第32頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二32圖1-1平板間黏性流體的速度變化 一、牛頓黏性定律 上板以恒定速度沿x的正方向運動第33頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二33 實驗證明：對于多數(shù)流體，任意兩毗鄰流體層之間作用的剪切力 與兩流體層的速度差及其作用面積 成正比，與兩流體層之間的垂直距離 成反比（P11）牛頓黏性定律：（1-7）一、牛頓黏性定律 =F/A單位面積的剪切力稱為剪應力，以表示第34頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二34一、牛頓黏性定律 牛

13、頓型流體(Newtonian fluid)遵循牛頓黏性定律的流體所有氣體和大多數(shù)低分子量液體均屬牛頓型流體，如水、空氣等。第35頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二35凡不遵循牛頓黏性定律的流體為非牛頓型流體(non-Newtonian fluid)。某些高分子溶液、懸浮液、泥漿、血液等屬于非牛頓流體。非牛頓型流體(non-Newtonian fluid)一、牛頓黏性定律 第36頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二36二、流體的黏度一般以泊的1/100的厘泊（cp）來表示黏度。在SI單位制中，黏度的單位為Pas，在物理單位制上，其單位為P（泊），第37頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二37運動黏度 SI單位為m2/s；在物理單位cm2/s稱為斯，以St表示。二、流體的黏度第38頁，共40頁，2022年，5月20日，0點35分，星期二38 的流體稱