计算
化工单元操作
1.1.2 流体的静压强
• 一. 静压强
• 流体垂直作用于单位面积上的力，称为压强， 或称为静压强。其表达式为
•
•
• 式中 p -------- 流体的静压强，Pa；
• N；
FV------- 垂直作用于流体表面上的力，
•
A -------- 作用面的面积，m2。
研究内容
单元操作的基本原理； 单元操作典型设备的结构； 单元操作设备选型设计计算。
研究方向
高效率、低能耗、环保；
开发新的单元操作
单元操作集成工艺与技术。
化工单元操作
0.2 单位制与单位换算
• 一、基本单位与导出单位 • 基本单位：选择几个独立的物理量，根据方便
原则规定单位； • 导出单位：由有关基本单位组合而成。 • 单位制度的不同，在于所规定的基本单位及单位
上表所列各单元操作皆归属传递过程，于是，传 递过程成为统一的研究对象，也是联系各单元操作的 一条主线。三传一反构成各种工艺制造过程，三传又 有彼此类似的规律可以合在一起研究，形成传递过程 这门学科，是单元操作在理论方面的深入发展
化工单元操作
0.4 化工原理课程的两条主线
2、研究方法论 必要性 化工原理是一门工程学科，对一些过程作出
• 当然，当生产提出新的要求而需要工程技术人员发展新 的单元操作时，已有的单元操作发展的历史将对如何根 据一个物理或物理化学的原理发展一个有效的过程，如 何调动有利的并克服不利的工程因素发展一种新设备， 提供有用的借鉴。
化工单元操作
离心泵
化工单元操作
换热器
化工单元操作
旋风分离器
化工单元操作
填料塔
我国法定单位制为国际单位制（即SI制） 化工单元操作
0.2 单位制与单位换算
三、单位换算
物理量的单位换算
换算因数：同一物理量，若单位不同其数值就不 同，二者包括单位在内的比值称为换算因数（见 附录二中）
经验公式的单位换算
经验公式是根据实验数据整理而成的，式中各符 号只代表物理量的数字部分，其单位必须采用指 定单位。
•
m --------流体的质量，kg；
•
V --------流体的体积，m3。在研究流体流
动时，若压力与温度变化不大时，则可认为液体的密度
为常数。密度为常数的流体称为不可压缩流体。
• 严格说来，真实流体都是可压缩流体,不可压缩流 体只是在研究流体流动时，对于密度变化较小的真实流 体的一种简化。本章中如不加说明均指不可压缩流体。
热量衡算为例说明能量衡算过程。
Q IQ O Q L (0 1 )
注意：作热量衡算时，由于焓是相对值，与温 度基准有关，故应说明基准温度。习惯上选0℃ 为基温，并规定0℃时液态的焓为零。
化工单元操作
0.4 化工原理课程的两条主线
1、传递过程（从物理本质上说又下列三种）
(1)动量传递过程（单相或多相流动）； (2)热量传递过程——传热 (3)质量传递过程——传质
化工单元操作 在生产中的应用
化工单元操作
绪论
化工单元操作
0.1 化工生产与单元操作
• 1. 化工生产过程
原料预处理
化学反应
物理过程 单元操作
化学反应过程 反应器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ产物后处理
物理过程 单元操作
化工单元操作
0.1 化工（制药）生产与单元操作
2 . 单元操作（Unit Operation） 单元操作按其遵循的基本规律分类：
（1）遵循流体动力学基本规律的单元操作：包括流体输送、 沉降、过滤、固体流态化等；
（2）遵循热量传递基本规律的单元操作：包括加热、冷却、 冷凝、蒸发等；
（3）遵循质量传递基本规律的单元操作：包括蒸馏、吸收、 萃取、结晶、干燥、膜分离等；
化工单元操作
0.1 化工（制药）生产与单元操作
3 单元操作的研究内容与方向：
化工单元操作
1.1.1 重要概念
• 二. 气体密度 • 一般来说气体是可压缩的，称为可压缩流体。但是，在压力和
温度变化率很小的情况下，也可将气体当作不可压缩流体来处理。 • 当气体的压力不太高，温度又不太低时，可近似按理想气体状
态方程来计算密度。由
• p -------- 气体的绝对压强，kPa或kN/m2； • M -------- 气体的摩尔质量，kg/kmol； • T -------- 气体的绝对温度，K； • R -------- 气体常数，8.314 kJ/(kmol K)。
化工单元操作
板式塔
化工单元操作
第一章 流体流动
流体流动规律是化工原理课程的重要基础， 主要原因有以下三个方面： （1）流动阻力及流量计算 （2）流动对传热、传质及化学反应的影响 （3）流体的混合效果
化工单元操作
1.1.1 重要概念
• 一. 密度
• 定义: 单位体积流体的质量称为密度.公式:
• 式中 ρ --------流体的密度，kg/m3；
化工单元操作
0.3 物料衡算与能量衡算
一、物料衡算 物料衡算的步骤
1、画出流程示意图，标出物料流向与流量、组成等； 2、用虚线划出衡算范围； 3、定出衡算基准； 4、列出衡算式并求解。
化工单元操作
0.3 物料衡算与能量衡算
二、能量衡算
机械能、热量、电能、磁能、化学能、原子能 等统称能量，化工生产中常以热量为主，下面以
大小不同。
化工单元操作
0.2 单位制与单位换算
二、常用单位制
国际单位制 SI制
基本单位：7个，化工中常用有5个，即长度 （米），质量（千克），时间（秒），温度 （K），物质的量（摩尔）
物理单位制 CGS制
基本单位：长度（厘米cm），质量（克g）， 时间（秒s）
基本单位：长度（米），重量或力（千克力 工程单位制 kgf），时间（秒）
如实的、逼真的数学描述几乎是不可能的。采用直接的 数学描述和方程求解的方法将是十分困难的。因此，探 求合理的研究方法是发展这门工程学科的重要方面。
(1)试验研究方法（经验方法） 优点、不足 (2)数学模型方法（半理论半经验方法） 必要性、广
泛被应用
化工单元操作
0.5 化工原理课程所回答的问题
• （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。