资源简介

(共23张PPT)
化工单元操作
⒈ 熟练掌握的内容
化工过程的物料衡算与能量衡算的基本概念与计算方法。
⒉ 理解的内容
化工生产过程的构成与分类特征；单元操作的概念、单元操作计算的一 般内容及其依据的基本规律与基本关系；量纲、单位与单位换算。
⒊ 了解的内容
《单元操作》课程的性质、地位和作用；单元操作与“三传”过程。
学习目的
与要求
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课程的性质与任务
（1）如何根据各单元操作在技术上和经济上的特点，进行“过程和设备”的选择，以适应指定物系的特征，经济而有效地满足工艺要求
（2）如何进行过程的计算和设备的设计。在缺乏数据的情况下，如何组织实验以取得必要的设计数据。
（3）如何进行操作和调节以适应生产的不同要求。在操作发生故障时如何寻找故障的缘由。
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只改变物料存在的状态或其物理性质，一般不改变其化学性质，都是物理过程。按照作用原理的不同，可将其归纳为若干个基本操作过程，这些基本操作过程称为单元操作(unit operation)。
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单元操作都可分解为动量传递、热量传递、质量传递这三种传递过程和它们的结合。
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按照单元操作所遵循的基本规律，可将其分为以下三类详细的原理与分类：
（1）流体流动过程
流体流动过程(fluid flow process)包括流体输送、沉降、过滤、搅拌等。
（2）热量传递过程
热量传递过程(heat transfer process)包括传热、蒸发等。
(3)质量传递过程
质量传递过程(mass transfer process)包括蒸馏、吸收、萃取、干燥、吸附、离于交换等。
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化工生产过程可以简化为：“三传一反”。
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单位制与单位换算
常见的单位制有绝对单位制(包括CGS制和MKS制)、工程单位制、国际单位制(SI制)和法定单位制。
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物理量的单位换算
水在20℃时的导热系数为0.515kcal/(m·h·℃)，试从基本换算单位开始，将水的导热系数单位换算成国际单位制下单位W/(m·℃)。
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物理量的单位换算
水在20℃时的导热系数为0.515kcal/(m·h·℃)，试从基本换算单位开始，将水的导热系数单位换算成国际单位制下单位W/(m·℃)。
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物料衡算与能量衡算
物料衡算与能量衡算是进行化工过程分析计算的基本手段。任何生产过程都是各个单元操作的协同作用过程，要分析和确定过程中各股物料的数量、组成之间的关系及保证工艺过程的顺利实施中需要的能量供给和释放，必须对过程进行物料衡算和能量衡算。
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物料衡算
物料衡算的基本依据是质量守恒定律。向系统输入的物料质量减去从系统输出的物料质量等于物料在系统内物料的累计质量，即
∑mi-∑mo=mA
式中，∑mi----输入系统物料量的总和；
∑mo----输出系统物料量的总和；
mA------系统内累计的物理量。
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物料衡算的步骤
划定衡算范围
划定衡算基准(时间基准)
列出化学反应式(无化学反应的过程，此步骤略)
统一单位
列物料衡算式进行计算
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能量衡算
能量衡算的基本依据是能量守恒定律。自然界能量有多种形式存在，如机械能、化学能、原子能、电能、热量、磁能等，各种能量之间可以相互转换。
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根据能量守恒定律，进入系统的物料带入的能量等于排除系统的物料带入的能量等于排除系统的物料带出的能量与系统的热损失之和。即
∑（wH)i= ∑(wH)o+QL
式中，∑（wH)i-----随物料进入系统的总热量，kJ或kW；
∑(wH)o------随物料排除系统的总热量，kJ或kW；
QL————系统的热损失，kJ或kW。
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过程速率
平衡关系只能说明过程的方向和限度，而不能确定过程进行的快慢，过程进行的快慢只能用过程速率来描述。过程速率受诸多因素影响 ，目前还不能用一个简单的数字式来表示化工过程速率与其影响因素之间的关系。工业生产过程速率常以过程推动力与过程阻力的比值来表示，即：
过程速率=过程能推动力/过程阻力
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根据课程的目的与特点，在学习本课程过程中给学习者提供一些建议：
（1）理论联系实际，理论教学、课程实验、课程设计以及过程仿真结合在一起。
（2）学习过程中过程原理与设备结合在一起。
（3）掌握科学研究方法，学习相关的软件（chemoffice，origin，aspenplus等）和专业英语等相关知识与技能。
（4）培养学生自学能力、创新能力。利用课余时间访问专业网站、精品课程、国家资源库等，通过自学、复习提高等，提高学习效果。

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