化工基础修改稿.ppt

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1、化工基础化工过程化工原理化工原理主要研究一些化学工艺过程可能涉及的一些物理过程，无明显化学反应。如氨气的吸收反应工程存在化学反应，如氨气的合成单元操作过程＋反应过程＋反应工程＋工艺设计流体输送冷凝蒸发热交换结晶吸收萃取吸附干燥蒸馏传热传质“三传”化工原理动量传递“三传”研究中的问题速率怎样加快速率？影响速率快慢的阻力因素？动力阻力速率＝动力阻力传递过程进行的方向和能达到的限度物系的平衡关系决定经济核算能量衡算物料衡算一、衡算的基本概念以整个系统为衡算对象输入－输出=内部积累对于稳态系统输入=输出一、衡算的基本概念以某种元素或某

2、种物质为衡算对象输入速率－输出速率＋转化速率=积累速率质量衡算的一般方程转化速率或反应速率——单位时间因化学反应而转化的质量。组分为生成物时为正值，质量增加单位时间：此时的反应一般来说，相对比较简单。反应工程主要研究反应器内的传递过程和化学反应的相互关系和影响，目的在于控制生产规模下的化学反应过程，实现反应器的最佳设计。化工基础的特点及学习方法化工是一门工程技术学科，面临着真实、复杂的化工生产过程，要完全如实逼真的描述几乎不可能。学习方法：简化；借助于经验归纳（注意条件的限制）注意:工程单位与国际单位之间的换算常用压力计量单位

3、及其标识符号:▲  兆帕（MPa）;千帕（kPa）;帕（Pa）▲毫米汞柱（mmHg）毫米水（mmH2O）▲千克力/厘米2（kgf/cm2）▲物理大气压（atm）▲巴（bar）;毫巴（mbar）第一章流体流动流体的基本性质流体流动的基本规律管内流体流动现象实际流体流动时的阻力流体流量的测量流体的基本性质压力密度与比体积流量与流速粘度流体静力学基本方程式压力的表达方式绝对压以绝对零压为起点而计量的压力，即流体的真实压力表压以大气压力为基准而计量的压力，当被测压力高于大气压时，所测压力称为表压表压=绝对压力-大气压力真空度以大气压力

4、为基准而计量的压力，当被测压力低于大气压时(工程上称为负压)，所测压力称为真空度真空度＝大气压力-绝对压力流体的密度与比体积可压缩流体与不可压缩流体实际流体都是可压缩的液体的体积随压力及温度变化很小，一般把它当作不可压缩流体流量的表示方法单位时间内流体流经管道任一截面的流体量，称为流体的流量。两种常用表示方法：体积流量以符号qv表示，单位为m3·s-1质量流量以符号qm表示，其单位为kg·s-1两种计量方法的换算关系：流速的表示方法流速的表示通常有两种方法：点速度运动途径中某一点位置的即时速度平均速度指流道整个截面上的平均流速

5、，用u表示点速度≠平均速度通常，流体在管内流动时，管道中心流速最大；越靠近管壁，流速越小；在紧靠管壁处，流速为零。造成这种现象的原因流体具有粘性一些生活中常见现象流动性：油＜水粘性：油＞水气体＞液体气体＜水实验证明流体粘性的存在流体在圆管内流动的速度分布管中心处：愈近壁处：管壁处：速度沿管截面变化管内流动流体，速度沿管截面变化由于流体本身粘性及其与管壁间存在摩擦力，使流体在管道截面上形成流速分布。流体在圆管内的流动，可以看成分割成无数极薄的圆筒层，其中一层套着一层，各层以不同的速度向前流动即流体层之间存在速度差异，发生相对运动

6、。速度较快的流体层对与其相邻速度较慢的一层有牵引的作用力；速度较慢的流体层对其上层则有着一个阻力。二力大小相等方向相反这种存在于运动流体内部相邻两流体层之间的相互作用力即为流体的内摩擦力。因粘性产生形成克服阻力流体流动内摩擦力流动阻力消耗机械能热能能量损失内摩擦力是一种剪力，它的大小体现了流体粘性的大小：内摩擦力越大，粘性越大；内摩擦力越小，粘性越小。牛顿粘性定律实验证明，对于一定流体，内摩擦力与接触面积A成正比，与速度梯度成正－－粘度系数，单位－－速度梯度垂直于流动方向的速度变化率dyuu+du将上式稍作变化：当时，μτ牛顿

7、粘性定律剪应力数值流体的粘性仅在流动时才表现出来粘度系数的单位μ的单位PcP粘度系数的意义粘度是度量流体粘性大小的物理量，粘性大，大。通常，液体温度气体温度同条件下，流体静力学基本方程式内容：P=P0＋ρgh适用对象：静止、连续的流体作用：将压力转化成液柱高度液面上方压力一定，静止、连续的同一液体内，处于同一水平面上的各点其压力相同。液面上方压力P0变化时，必将引起液体内部各点压力发生同样大小的变化。压力或压差的大小可用液柱高度表示，液柱高度与液体密度大小相关。压力测量工具——流体静力学原理的应用之一压力表测较高压力用U形管压

8、差计U形管压力计的结构如图所示。管中盛有与测量液体不互溶、密度为1的指示剂。U形管的两个侧管分别连接到被测系统的两点。随测量的压力差的不同U形管中指示液所显示的高度差亦不相同。根据流体静力学基本原理：简化得：ab由读数R可以知道1点和2点的压力差。欲测量管路中某点压力，将注：