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1、化工原理课件化工原理课件第1页，本讲稿共44页前 言 本教学课件是与天津大学化工学院夏清、陈常贵等编写的化工原理（上、下册）教材（全国普通高等学校优秀教材）相配套的多媒体课件。旨在为使用本套教材的化工类院校的教师提供授课指导与帮助，同时亦可供学生在学习化工原理课程时自习和复习之用，还可供有关部门从事科研、设计、管理及生产等工作的科技人员参考。参加本多媒体课件制作的有夏清、贾绍义，具体分工如下：夏 清 化工原理（上册）授课课件 贾绍义 化工原理（下册）授课课件 在本课件制作过程中，得到天津大学化工学院化工系的有关教师的指导和帮助，在此致以诚挚的感谢！由于制作者水平所限，本课件不妥之处甚至错误在所
2、难免，恳请用户批评指正。制作者 2008年12月2第2页，本讲稿共44页学时安排 总学时48绪论 1学时 第1章 流体流动 13学时第2章 流体输送机械 8学时 第3章 非均相物系的分离和固体流态化 8学时第4章 传热 14学时第5章 蒸发 4学时 3第3页，本讲稿共44页教 材夏清 陈常贵主编全国普通高等学校优秀教材化工原理（上册）修订版天津:天津大学出版社2005年1月4第4页，本讲稿共44页参 考 教 材1柴诚敬,张国亮.化工流体流动与传热.第2版.北京:化学工业出版社,2007.2柴诚敬主编.化工原理（上册）.北京:高等教育出版社,2005.3W.L.McCabe,J.C.Smith.
3、UnitOperationsofChemicalEngineering,6thed.NewYork:McGraw-Hill,Inc.,2001.4W.L.McCabe,J.C.Smith.UnitOperationsofChemicalEngineering（英文改编版）,7thed.北京:化学工业出版社,2008.5第5页，本讲稿共44页网络课程辅助教学化工原理及实验网络课程网址：202.113.179.1816第6页，本讲稿共44页网络课程辅助教学化工原理及实验网络课程虚拟课程 演示实验图片汇总 动画汇总 作业汇总 思考题汇总讨论与答疑网上自测教师主页附件下载7第7页，本讲稿共44页 通过
4、绪论的学习，应了解化工原理课程的主要内容，单元操作的分类和特点，工程学科的研究方法，本课程的学习要求，掌握单位制及单位换算方法。绪 论8第8页，本讲稿共44页0.1 化工原理课程的性质和基本内容绪 论9第9页，本讲稿共44页一、课程的基本内容化工生产过程 化学反应 物理过程 化工生产过程：对原料进行化学加工，最终获得有价值产品的生产过程。反应工程 化工原理（单元操作）10第10页，本讲稿共44页流体动力学过程：流体输送、沉降、过滤。传热过程：加热、冷却、冷凝、蒸发。传质过程：蒸馏、吸收、萃取、吸附、膜分离。热质同时传递过程：气体的增湿减湿、结晶、干燥。单元操作分类一、课程的基本内容11第11页
5、，本讲稿共44页 化工原理（单元操作）的研究内容包括“过程”和“设备”两个方面。单元操作动量传递热量传递质量传递 三传理论传递过程是联系各单元操作的一条主线。一、课程的基本内容12第12页，本讲稿共44页二、课程的研究方法1.实验研究方法（经验法）以量纲分析和相似论为指导，依靠试验来确定过程变量之间的关系，通常用无量纲数群（或称准数）构成的关系式来表达。这是工程上一种通用的基本方法。13第13页，本讲稿共44页2.数学模型法（半经验半理论方法）在对实际过程的机理深入分析的基础上，在抓住过程本质的前提下，作出某种合理简化，建立物理模型，进行数学描述，得出数学模型。通过实验确定模型参数。研究工程问
6、题的方法论是联系各单元操作的另一条主线。二、课程的研究方法14第14页，本讲稿共44页三、课程的学习要求单元操作设备的选择能力。工程设计能力。操作和调节生产过程的能力。过程开发或科学研究能力。15第15页，本讲稿共44页0.1 化工原理课程的性质和基本内容0.2 单位制和单位换算绪 论16第16页，本讲稿共44页一、物理量的单位1.基本单位和导出单位基本单位：导出单位：质量、长度、时间和温度。速度、密度、加速度。2.绝对单位制和重力单位制绝对单位制：重力单位制：长度、质量、时间。长度、时间和力。17第17页，本讲稿共44页3.国际单位制（SI制）根据1960年10月国际计量大会通过的一种单位制
7、。4.中华人民共和国法定计量单位 中华人民共和国法定计量单位是在SI制基础上制定的，见附录1。一、物理量的单位18第18页，本讲稿共44页二、单位换算1.物理量的换算 基本物理量中为1m物理单位制中100cm英制3.2808ft2.经验公式（或数字公式）的换算物理方程经验方程换算方法见例0-2。19第19页，本讲稿共44页绪 论0.1 化工原理课程的性质和基本内容0.2 单位制和单位换算0.3 物料衡算和能量衡算（自学）20第20页，本讲稿共44页 第1章 流体流动 通过本章的学习，应掌握流体流动过程的基本原理及流体在管道内的流动规律，并运用这些原理与规律去分析和计算流体的输送问题。21第21
8、页，本讲稿共44页1.1 流体的物理性质1.1.1 流体的密度 第1章 流体流动22第22页，本讲稿共44页流体的密度单位体积流体具有的质量，即密度23第23页，本讲稿共44页(1)纯物质的密度 液体：基本不随压力变化（极高压力除外），随温度略有变化。气体：密度随温度、压力改变。流体的密度24第24页，本讲稿共44页低压下可按照理想气体状态方程计算流体的密度25第25页，本讲稿共44页气体混合物，混合前后质量不变液体混合物，混合前后体积不变组分的体积分数(2)混合物的密度流体的密度26第26页，本讲稿共44页1.1 流体的物理性质1.1.1 流体的密度1.1.2 流体的黏性 第1章 流体流动2
9、7第27页，本讲稿共44页一、牛顿黏性定律 流体在运动时，相邻流体层之间是有相互作用的，这种相互抵抗的作用力称为剪切力。流体所具有的这种抵抗两层流体相对运动速度的性质称为流体的黏性。黏性是流体的固有属性之一，不论流体处于静止还是流动，都具有黏性。黏性28第28页，本讲稿共44页图1-2 平板间液体速度变化 一、牛顿黏性定律 下板静止不动29第29页，本讲稿共44页 实验证明：对于多数流体，任意两毗邻流体层之间作用的剪切力F与两流体层的速度差u及其作用面积S 成正比，与两流体层之间的垂直距离y成反比。牛顿黏性定律：一、牛顿黏性定律 30第30页，本讲稿共44页 遵循牛顿黏性定律的流体为牛顿型流体
10、。所有气体和大多数低分子量液体均属牛顿型流体，如水、空气等。一、牛顿黏性定律 牛顿型流体(Newtonian fluid)31第31页，本讲稿共44页凡不遵循牛顿黏性定律的流体为非牛顿型流体(non-Newtonianfluid)。某些高分子溶液、悬浮液、泥浆、血液等属于非牛顿型流体。一、牛顿黏性定律 非牛顿型流体(non-Newtonian fluid)32第32页，本讲稿共44页二、流体的黏度一般以泊的1/100为厘泊（cP）来表示黏度。在SI单位制中，黏度的单位为Pas。在物理单位制中，其单位为P（泊），33第33页，本讲稿共44页运动黏度 SI单位制中单位为m2/s；在物理单位制中单位
11、为cm2/s，称为沲，以St表示。二、流体的黏度34第34页，本讲稿共44页 的流体称为理想流体。自然界不存在真正的理想流体。三、理想流体 理想流体35第35页，本讲稿共44页1.1 流体的物理性质1.1.1 流体的密度1.1.2 流体的黏性1.1.3 非牛顿型流体简介 第1章 流体流动36第36页，本讲稿共44页非牛顿型流体的流动特性 流动特性不遵循牛顿黏性定律的流体统称为非牛顿型流体。流变方程：根据剪应力与速度梯度（亦称剪切速率）关系的不同，可将非牛顿型流体区分为若干类型。.37第37页，本讲稿共44页图1-4 牛顿型流体与非牛顿型流体的流变图 Oa-牛顿型流体；b-假塑性流体；c-胀塑性
12、流体；非牛顿型流体的流动特性d-宾汉塑性流体。38第38页，本讲稿共44页一、与时间无关的黏性流体1.假 塑 性 流 体(pseudo plastic fluid)n为流动特性指数，n 1时称为胀塑性流体（图1-4的c线）。O一、与时间无关的黏性流体40第40页，本讲稿共44页 某些液体，如润滑脂、牙膏、纸浆、污泥、泥浆等属于宾汉塑性流体(如图中d线）。3.宾汉塑性流体(binghamplasticfluid)O 其中0为屈服应力，Pa;为刚性系数，Pas。一、与时间无关的黏性流体41第41页，本讲稿共44页二、与时间有关的黏性流体1.触变性流体（thixotropicfluid）2.流凝性流体（rheopecticfluid）42第42页，本讲稿共44页三、黏弹性流体 介于黏性流体和弹性固体之间，同时表现出黏性和弹性。43第43页，本讲稿共44页练 习 题 目1.何谓单元操作？如何分类？2.联系各单元操作的两条主线是什么?3.何谓单位换算因子?4.非牛顿型流体有哪几类？特性如何？思考题作业题:1、244第44页，本讲稿共44页