化工原理天大柴誠敬學(xué)時-

化工原理天大柴誠敬學(xué)時1第1頁，本講稿共40頁

總學(xué)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(fù)習(xí)4考試3

學(xué)時安排

2第2頁，本講稿共40頁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）3第3頁，本講稿共40頁

(1)柴誠敬,張國亮.化工流體流動與傳熱.第二版

北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007(2)夏清，陳常貴.化工原理，上冊.天津:天津大

學(xué)出版社,2005(3)W.L.McCabe,J.C.Smith.UnitOperationsof

ChemicalEngineering,6thed.NewYork:

McGraw.HillInc.,2001參考教材4第4頁，本講稿共40頁網(wǎng)絡(luò)課程輔助教學(xué)

《化工原理及實驗》網(wǎng)絡(luò)課程網(wǎng)址：202.113.179.1815第5頁，本講稿共40頁網(wǎng)絡(luò)課程站點《化工原理及實驗》網(wǎng)絡(luò)課程虛擬課堂

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網(wǎng)絡(luò)課程輔助教學(xué)6第6頁，本講稿共40頁通過緒論的學(xué)習(xí)，應(yīng)了解化工原理課程的主要內(nèi)容，單元操作的分類和特點，工程學(xué)科的研究方法，本課程的學(xué)習(xí)要求，掌握單位制及單位換算方法。學(xué)習(xí)目的與要求

緒論7第7頁，本講稿共40頁0.1化工原理課程的內(nèi)容和特點

緒論8第8頁，本講稿共40頁一、化工原理課程內(nèi)容化工生產(chǎn)過程化學(xué)反應(yīng)單元操作反應(yīng)工程化工原理三傳一反9第9頁，本講稿共40頁二、單元操作的分類和特點1、流體動力過程：流體輸送、沉降、過濾、攪拌2、傳熱過程：換熱、蒸發(fā)3、傳質(zhì)過程：蒸餾、吸收、萃取、吸附、浸取、吸附、離子交換、膜分離4、熱質(zhì)同時傳遞過程：增減濕、結(jié)晶、干燥分類10第10頁，本講稿共40頁化工原理是一門實踐性很強的工程學(xué)科。單元操作的研究內(nèi)容包括“過程”和“設(shè)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(zhì)量傳遞這三種傳遞過程和它們的結(jié)合。三種傳遞過程現(xiàn)象中存在著類似的規(guī)律和內(nèi)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11第11頁，本講稿共40頁三、化工原理課程的研究方法1、實驗研究方法（經(jīng)驗法）:用量綱分析和相似論為指導(dǎo)，依靠試驗來確定過程變量之間的關(guān)系，通過量綱為一數(shù)群（或稱準(zhǔn)數(shù)）構(gòu)成的關(guān)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）12第12頁，本講稿共40頁2、數(shù)學(xué)模型法（半經(jīng)驗半理論方法）在對實際過程的機理深入分析的基礎(chǔ)上，在抓住過程本質(zhì)的前提下，作出某種合理簡化，建立物理模型，進行數(shù)學(xué)描述，得出數(shù)學(xué)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13第13頁，本講稿共40頁四．化工過程計算的理論基礎(chǔ)設(shè)計型計算操作型計算質(zhì)量守恒能量守恒平衡關(guān)系速率關(guān)系

所用基本關(guān)系：化工計算分為14第14頁，本講稿共40頁五．本課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)中，應(yīng)注意以下幾個方面能力的培養(yǎng)：(1)單元操作和設(shè)備選擇的能力工程設(shè)計能力操作和調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程的能力過程開發(fā)或科學(xué)研究能力實驗?zāi)芰?5第15頁，本講稿共40頁

緒論0.1化工原理課程的內(nèi)容和特點0.2單位制度及單位換算16第16頁，本講稿共40頁一． 單位和單位制度1、基本單位和導(dǎo)出單位基本單位導(dǎo)出單位質(zhì)量、長度、時間和溫度速度、密度、加速度2、絕對單位制和重力單位制絕對單位制重力單位制長度、質(zhì)量、時間長度、時間和力17第17頁，本講稿共40頁3、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(chǔ)上制定的。一． 單位和單位制度18第18頁，本講稿共40頁二、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(jīng)驗公式（或數(shù)字公式）的單位換算（a）物理方程（b）經(jīng)驗方程換算方法見例0－2。19第19頁，本講稿共40頁

第一章流體流動通過本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握流體在管內(nèi)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(guān)問題。學(xué)習(xí)目的與要求20第20頁，本講稿共40頁

第一章流體流動1.1流體的重要性質(zhì)1.1.1連續(xù)介質(zhì)假定21第21頁，本講稿共40頁連續(xù)介質(zhì)假定假定流體是由連續(xù)分布的流體質(zhì)點所組成，表征流體物理性質(zhì)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(zhì)假定22第22頁，本講稿共40頁

第一章流體流動1.1流體的重要性質(zhì)1.1.1連續(xù)介質(zhì)假定1.1.2流體的密度23第23頁，本講稿共40頁流體的密度流體空間某點上單位體積流體的質(zhì)量流體的密度是位置(x,y,z)和時間θ的函數(shù)密度24第24頁，本講稿共40頁流體的密度純物質(zhì)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25第25頁，本講稿共40頁氣體混合物，混合前后質(zhì)量不變液體混合物，混合前后體積不變組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)組分的體積分?jǐn)?shù)混合物的密度：流體的密度26第26頁，本講稿共40頁

第一章流體流動1.1流體的重要性質(zhì)1.1.1連續(xù)介質(zhì)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27第27頁，本講稿共40頁一、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)β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)28第28頁，本講稿共40頁二、不可壓縮流體β

值越大，流體越容易被壓縮。可壓縮流體β≠0的流體為可壓縮流體不可壓縮流體β=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。29第29頁，本講稿共40頁需要指出，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(shè)而已。二、不可壓縮流體30第30頁，本講稿共40頁

第一章流體流動1.1流體的重要性質(zhì)1.1.1連續(xù)介質(zhì)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31第31頁，本講稿共40頁一、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(zhì)稱為流體的黏性。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32第32頁，本講稿共40頁圖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33第33頁，本講稿共40頁實驗證明：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(yīng)力，以?表示34第34頁，本講稿共40頁一、牛頓黏性定律牛頓型流體(Newtonianfluid)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。35第35頁，本講稿共40頁凡不遵循牛頓黏性定律的流體為非牛頓型流體(non-Newtonianfluid)。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-Newtonianfluid)一、牛頓黏性定律36第36頁，本講稿共40頁二、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Pa·s，在物理單位制上，其單位為P（泊），37第37頁，本講稿共40頁運動黏度

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38第38頁，本