《化工基础》辅导材料

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1、《化工基磁》辅导材料2011.09第一章绪论内容提要一、常用单元操作传递基础单元操作名称B的流体流动（动量传递）流体输送沉降过滤搅拌流态化以一•定流量将流体从一处送到另一•处。从气体或液体屮分离悬浮的固体颗粒、液滴或气泡。从气体或液体中分离悬浮的固体颗粒。使物料混和均匀或使过程加速。用流体使固体颗粒悬浮并使其具有流体状态的特性。热量传递换热蒸发使物料升温、降温或改变相态。使溶液中的溶剂受热汽化而与不挥发的溶质分离，达到溶液浓缩。质量传递吸收蒸他萃取浸取吸附离子交换膜分离用液体吸收剂分离气体混合物。利用均相液体混合物中各纽分挥发度不同使液体混合物分离。用液体萃取剂分

2、离均相液体混合物。用液体浸渍固体物料，将其中的可溶组分分离出來。用固体吸附剂分离气体或液体混合物。用离子交换剂从溶液中提取或除去某些离子。用固体膜或液体膜分离气体、液体混合物。热、质传递十■燥增（减）湿结晶加热固体使其所含液体汽化而除去。调节气体中的水汽含量。使溶液屮的溶质变成晶体析出。二、三传一反归纳起來，繁多的化工过程常指“三传一•反"，即动量传递（流体流动）、热量传递、质量传递、化学反应工程。三、单元操作中常用的基本概念在研究化工单元操作时，经常用到下列四个基本规律，即物料衡算（质量守恒），能量衡算（能量守恒），物系的平衡关系，传递速率（过程速率）等。这四个

3、基本概念贯串于本课程的始终。1物料衡算（质量守恒）依据质量守恒定律，进入与离开某一化工过程的物料质量z差，等丁•该过程中累积的物料质量。~^mn=A式中：，mf输入量的总和，工竹输出量的总和，A累积量。对于连续操作的过程，若各物理量不随时间改变，即为稳定操作状态时，过程中不应有物料的积累。则物料衡算关系为：Xmf=XmP2能量衡算（能量守恒）所用到的能量主要有机械能和热能。能最衡算的依据是能量守恒定律。机械能衡算将在流体流动章节中说明；热量衡算也将在传热、精懈等章中结合具体单元操作有详细说明。四、物理量的单位国际单位制中的单位是山基本单位、辅助单位导出单位构成的，

4、分別列于衣1、2、3。CGS制和工程单位制。表1国际卩位制的基木卩位量的名称单位名称单位符号长度米m质量千克焜时间秒s电流安培A热力学温度开尔文K物质的量摩尔mol表2国际单位制中具有专门名称的导出单位量的名称单位名称单位符号其它表示式示例频率赫兹Hz-1S力，重力牛顿Nkg-ms'2压力（压强），应力帕斯卡PaN-m~能量，功，热焦耳JNm功率瓦特WJs1摄氏温度摄氏度°C*表3CGS(Centimeter-Gram-Second)制与工程制的基本单位CGS制工程制量的名称长度质量时间温度长度力时间温度单位符号cmgs°Cmkgfs°C第二章流体的流动和输送一、

5、流体在化工生产中所处理的物料人部分都是处于液态和气态状况下，液体和气体统称为流体。特征：具有流动性：无固定形状，随容器的形状而改变；在外力作川下内部发生相对运动。二、一些基本概念1理想流体和实际流体理想流体是指不具有粘度(即流动时无摩擦阻力)的流体。理想流体分为理想液体和理想气体。理想液体不对压缩、受热不膨胀。实际液体在这方血接近理想液体，但在流动时具有较大的摩擦阻力。2流体的密度、相对密度和比容(1)密度密度"的定义：单位体积流体的质量，称为流体的密度。其表达式为mp=—V式中〃流体的密度，kgm'3；m流体的质量，kg；V流体的体积，m'。气体因具有可压缩性及

6、膨胀性，气体的密度随压力和温度发牛•变化：pgT),通常在温度不太低，压力不太高的情况下，气体的密度可近似理想气体状态方程式进行计算：RT式中：〃一流体的密度，〃一气体的压力，［Pa］；T—气体的绝对温度，［K］；M—气体分子的摩尔质量，［kgmol1］；R—气体常数,8.314［Jmol“Ki］。若在所给温度、压力条件下气体偏离理想气体较大，则应用上式进行计算吋需加以校正。P=PoP%PoT(1)相对密度相对密度d的定义：给定条件下某一物质的密度/?,与另一参考物质的密度门之比:d=4Pl参考物质一般指水，这时d的值相当于“比重”。(1)比容比容卩是单位质量物质

7、所具冇的体积，其单位是m'-kg',在数值是它等于密度的倒数。3流体的压力(压强)(1)定义：单位而积A上所受到的流体垂直方向作用力F称为压强(压力)，以“表示，即p=F/A式中：F的单位为［N］,p的单位为［Pa］,A的单位为［n?］。(2)压力的单位①国际单位(SI)制中，单位为：Pa,也称为帕斯卡。其10’倍称为巴(bar),即lbar=10‘Pa。常用单位有：Pa、KPa、MPa。②物理学(CGS制)中，单位为：atm、mH2O>mmHg等。③工程单位制中，单位为:kgfcm_2olatm=1.013x105Pa=10.33mHiO=760mmHg=1.0

8、33kgf