文档介绍：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。
学习绪论,掌握五个方面的内容。
一、化工生产过程与单元操作
二、化工原理课程的研究方法
三、化工原理课程学习的要求
四、化工原理课程的五个重要基本概念
五、化工常用量和单位
一、化工生产过程与单元操作
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:乙炔法制取聚氯乙烯的生产是以乙炔和氯化氢为原料进行加成
反应以制取氯乙烯单体,、55℃左右进行聚合反应
获得聚氯乙烯。聚氯乙烯的工艺流程图见图1。
(1)化工生产过程的步骤多;
(2)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
(1)化学反应为主的过程(每种产品特有的化学反应过程)
(2)物理操作为主的过程
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
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。
二、化工原理课程研究方法
(1)实验研究方法(经验法)
该方法一般用量纲分析和相似论为指导,依靠实验来确定过程
变量之间的关系,通常用无量纲数群(或称准数群)构成的关系来表达。实验研究方法避免了数学方程的建立,是一种工程上通用的基本方法。
(2)数学模型法(半经验半理论方法)
该方法是在对实际过程的机理深入分析的基础上,在抓住过程本质的前提下,作出某些合理简化,建立物理模型,进行数学描述,得出数学模型。
通过实验确定模型参数,这是一种半经验半理论的方法。
三、化工原理课程学习的要求
(1)单元操作和设备选择的能力
根据生产工艺要求和物性特性,合理地选择单元操作及设备。
(2)工程设计能力
学习进行工艺过程计算和设备设计,当缺乏现代数据时,要能够从资料中查取,
或从生产现场查定或通过实验测取。学习利用计算机辅助设计。
(3)操作和调节生产过程的能力
学习如何操作和调节生产过程。在操作发生故障时,能够查找故障原因,提出排出故障的措施,了解优化生产过程的途径。
(4)过程开发或科学研究的能力
四、化工原理五个重要基本概念
(1)物料衡算
为了弄清化工生产过程中原料、成品以及损失的物料数量,必须要进行物料衡算。
物料衡算
质量守恒定律,即:
输入物料的总和
输出物料的总和
累积的物料量