化工原理上冊課件化工原理緒論課件

1《化工原理》（上冊）制作人：夏清2

總學(xué)時56（授課50、課堂研討4、機動2）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第四章液體攪拌2第五章傳熱14第六章蒸發(fā)4學(xué)時安排

3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2005年6月（第一版）4

(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5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：202.113.179.1816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)7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80.1化工原理課程的內(nèi)容和特點

緒論9一、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10二、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11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12三、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。132、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14四．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15五．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?6

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17一． 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183、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19二、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。20

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21

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22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23

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24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25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26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)量分數(shù)組分的體積分數(shù)混合物的密度：流體的密度27

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28一、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)29二、不可壓縮流體β

值越大，流體越容易被壓縮?？蓧嚎s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。30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31

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32一、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33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34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牛頓黏性定律：（1-7）一、牛頓黏性定律35一、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。36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37二、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），38運動黏度

SI單位為m2/s；在物理單位cm2/s稱為沲，以St表示。二、流體的黏度39

的流體稱為理想流體。自然界不存在真正的理想流體。三、理想流體與黏性流體理想流體40練習(xí)題目思考題作業(yè)題:1、21．何謂單元操作？如何分類？2.聯(lián)系各單元操作的兩條主線是什么?3.比較實驗研究方法和數(shù)學(xué)模型的區(qū)別與聯(lián)系。4.何謂單位換算因子?5.什么是連續(xù)性假設(shè)？質(zhì)點的含義是什么？賣油翁下課了，回顧學(xué)習(xí)一個小故事吧！學(xué)習(xí)目標1、復(fù)述故事，深入理解文章內(nèi)容，初步把握人物形象。2、學(xué)會利用文中關(guān)鍵詞句分析人物形象。3、體會文章所揭示的深刻道理。故事發(fā)生的時間、地點、人物、事件的起因、經(jīng)過和結(jié)果要復(fù)述清楚?？磮D復(fù)述課文內(nèi)容自學(xué)指導(dǎo)(一)1、作者運用哪幾種方法去刻畫人物的形象？從文中找出具體句子進行分析。并說說你是如何看待這兩個人物的。2、從這個故事中你懂得了什么道理？自學(xué)指導(dǎo)(二)陳堯咨（善射）賣油翁（善酌）動作神態(tài)語言睨之無他，但手熟爾以我酌油知之我亦無他，惟手熟爾汝亦知射乎吾射不亦精乎爾安敢輕吾射釋擔而立但微頷之取置覆酌瀝性格:自矜（驕傲）謙虛對比道理:熟能生巧,即使有什么長處也不必驕傲自滿。忿然笑而遣之笑而遣之1、聯(lián)系生活、學(xué)習(xí)，說說熟能生巧的事例。

2、你認為一個人應(yīng)該如何看待自己的長處？又如何看待他人的長處？課外延伸人外有人，天外有天。取人之長，補己之短。自滿人十事九空，虛心人萬事可成。謙受益，滿招損。三人行，必有我?guī)熝伞衿渖普叨鴱闹?，其不善者而改之。驕傲自滿是我們