28
传递速率
过程的传递速率与推动力成正比，与阻力成反 比，即
传递速率＝ 推动力 阻力
传递速率是化工设备的重要决定因素。
29
经济核算
对于同一生产任务，采用不同的操作参数，会 影响到设备费用和操作费用，因此设计时应进 行经济核算，确定最经济的设计方案。
30
作业
P11 0－1。
31
32 0.2095 28.02 0.7808 44 0.0003 ＋40 0.0094 28.97kg / kmol
25
五、单元操作中的基本概念
物料衡算
依据质量守恒原理，进入与离开某一化 工过程的物料质量之差，等于该过程中 积累的物料质量。
Gi (输入量） G（o 输出量） G（A 累计量）
三、物理量的单位与量纲
单位：计量中作为记数单元所规定的标准量。 单位制度：由基本单位和导出单位组成的一
系列计量单位的总称。
英制(FPS)
工程制（重力制）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
单位制 物理制(CGS) 米制(MKS) 国际制(SI) 法定 制
旧市制
市制(MS)
13
14
量纲：某类物理量B的量纲是该类物理量不同
单位的统称，记为dimB。
4
本课程特点
理工科化工类各专业课的基础理论课。 重要的工程基础理论课，难度大。 主要讲授化工过程与单元操作的工程计算原理，
计算量大。
5
本课程讲授的内容
绪论 第一章 流体流动 第二章 流体输送机械 第三章 沉降与过滤 第四章 传热 第五章 吸收
6
绪论
化工过程与单元操作 本课程的性质和任务 物理量的单位与量纲 混合物浓度的表示方法 单元操作中常用的基本概念
气体混合物组成
摩尔分数＝压力分数＝体积分数
21
例0－1
200kg湿物料中含水量的质量分数为w1 50%， 干燥后含水量的质量分数为w2 5%，试计算 除去的水分为多少？
22
解：根据第一句话，干物料的质量为
200 （1－w1）＝100k g 再根据第二句话，设干燥后含水量为W，则
W＋W100＝5％，解得W＝
性质：基本物理量的量纲为期本身。
规定长度、质量、时间、电流、热力学温度、 物质的量、发光强度7个基本量的量纲分别为L、 M、T、I、、N、J，则其他物理量Q的量纲 的一般表达式为：
dim Q L M T I N J
15
式中 , , , ——量纲指数（因次）。
如： dim u LT 1(速度) 、dim a LT 2 (加速度)。
7
一、化工过程与单元操作
化工过程：由若干物理过程和若干化学过程
组成的从原料到产品的工业生产过程，即将原 料改变或分离成有用产品的工业过程。
单元操作：化工过程中不含化学反应或化学
反应次要的物理过程，如流体输送、搅拌、沉 降、过滤、热交换、蒸发、结晶、吸收、蒸馏、 萃取、吸附、干燥等。
8
单元操作设备的例子
若， 0
则 dim Q 1 ，
此时Q称为量纲为1的量，或称为无量纲量。
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量纲的一致性原理：任何一个理论（物理）
方程两边的量纲必相等。
物理方程的单位一致性：计算时必须使式
中各项的单位保持一致。
实验方程式（经验方程式）的单位换算。
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例
只要让经验方程中的符号只代表数值部分，即可进行经
物质的量分数（摩尔分数）：组分i的物质
的量与混合物的物质的量之比，x。
x1 x2 ... xi 1
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质量浓度（质量密度）：单位体积中组分i
的质量，m，kg/m3。
质量分数：组分i的质量与混合物总质量之比，
w。
w1 w2 ... wi 1
20
摩尔比
X xA xB
质量比 X wA wB
化学工程：研究化工过程共性规律的一门技
术科学。主要由化工原理和化学反应工程两个 分支组成。
11
本课程的任务：介绍流体流动、传热和
传质的基本原理以及主要单元操作的典型 设备构造、操作原理、过程计算、设备选 型和实验研究方法等。
基本理论依据：物料衡算、能量衡算、
平衡关系、传递速率、经济核算。
12
9
单元操作的分类
流体流动过程(传动过程)：流体输送、沉降、过
滤、搅拌等。
——动量传递
传热过程：热交换、蒸发等。 ——能量传递
传质过程：吸收、蒸馏、萃取、干燥、结晶等。
——质量传递
10
二、本课程的性质和任务
化工原理：以单元操作为研究对象的一门技
术科学。
化学反应工程：以化工过程中化学过程作为
研究对象的一门技术科学。
化工原理
杨楚芬 cfyang@
1
采用教材
化学工业出版社
王志魁编
《化工原理》第四版
参考书：
《化工传递过程基础》 王绍亭
《化工原理》
谭天恩
《传递过程与单元操作》 陈维杻
2
教学安排
理论课
——基础理论课 ——习题课
作业
——每周一次，分单双号上交
3
考核方式
考勤 10%（缺勤超1/3者没有考试资格） 作业 10%（缺作业超1/3者没有考试资格） 考试 80%
验方程换算，例如：
如Antoine蒸汽压方程：
lg
ps
A
t
B C
psmmHg pskPa,
ps
k Pa mmHg
ps 7.50061 ps
（物理量=数值单位）
T 273.15 t （数值转换关系）
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四、混合物浓度的表示
物质的量浓度（摩尔浓度）：单位体积中
组分i的物质的量，ci ， kmol/m3。
对于稳定的连续性操作过程
Gi (输入量） G（o 输出量）
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能量衡算
依据能量守恒定律，进入和离开某一衡算范 围的能量总和之差等于该衡算范围内的能量 累积。
Qi Qo QA
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物系的平衡关系
是动量传递、热量传递、质量传递方向的依据。 动量传递 —— 速度 热量传递 —— 温度 质量传递 —— 浓度
5 0.95
kg
则除去的水量有（100－ 5 ）＝94.7kg 0.95
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例0－2
已知空气得标准组成O2体积分数为20.95％， N2体积分数为78.08％，CO2体积分数为0.03%， Ar体积分数为0.94％，试计算空气的平均摩尔质量。
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解：
M M1 y1 M 2 y2 ... (Mi yi )