1、1化化 工工 原原 理理（上（上 冊）冊）制作人：夏 清2 總學時56（授課50、課堂研討4、機動2 ） 緒論 1 第一章 流體流動 13 第二章 流體輸送機械 8 第三章 非均相混和物分離及固體流態(tài)化 8 第四章 液體攪拌 2 第五章 傳熱 14 第六章 蒸發(fā) 4 學時安排 3教 材n柴誠敬主編n普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材n化工原理（上冊）n北京: 高等教育出版社n2005年6月（第一版）4 (1) 柴誠敬,張國亮. 化工流體流動與傳熱. 第二版 北京: 化學工業(yè)出版社, 2007 (2) 夏清，陳常貴. 化工原理，上冊. 天津: 天津大 學出版社, 2005(3) W. L. Mc

2、Cabe, J. C. Smith. Unit Operations of Chemical Engineering, 6th ed. New York: McGraw. Hill Inc., 2001參 考 教 材5網(wǎng)絡課程輔助教學 化工原理及實驗網(wǎng)絡課程 網(wǎng)址：816網(wǎng)絡課程站點化工原理及實驗網(wǎng)絡課程虛擬課堂 演示實驗圖片匯總 動畫匯總 思考題匯總 作業(yè)匯總 討論與答疑 網(wǎng)上自測 教師主頁 附件下載 網(wǎng)絡課程輔助教學7 通過緒論的學習，應了解化工原理課程的主要內(nèi)容，單元操作的分類和特點，工程學科的研究方法，本課程的學習要求，掌握單位制及單位換算方法。學習目的與要求

3、 緒 論80.1 化工原理課程的內(nèi)容和特點 緒 論9一、化工原理課程內(nèi)容化工生產(chǎn)過程 化學反應 單元操作反應工程化工原理三傳一反10二、單元操作的分類和特點1、流體動力過程：流體輸送、沉降、過濾、攪拌2、傳熱過程： 換熱、蒸發(fā)3、傳質(zhì)過程：蒸餾、吸收、萃取、吸附、浸取、吸附、離子交換、膜分離4、熱質(zhì)同時傳遞過程：增減濕、結(jié)晶、干燥分類11 化工原理是一門實踐性很強的工程學科。單元操作的研究內(nèi)容包括“過程”和“設備”兩個方面。 所有的單元操作都可分解為動量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞這三種傳遞過程和它們的結(jié)合。三種傳遞過程現(xiàn)象中存在著類似的規(guī)律和內(nèi)在的聯(lián)系。傳遞過程是聯(lián)系各單元操作的一條主線。 二、

4、單元操作的分類和特點特點12三、化工原理課程的研究方法1、實驗研究方法（經(jīng)驗法）: 用量綱分析和相似論為指導，依靠試驗來確定過程變量之間的關(guān)系，通過量綱為一數(shù)群（或稱準數(shù)）構(gòu)成的關(guān)系式來表達。是一種工程上通用的基本方法。132、數(shù)學模型法（半經(jīng)驗半理論方法） 在對實際過程的機理深入分析的基礎上，在抓住過程本質(zhì)的前提下，作出某種合理簡化，建立物理模型，進行數(shù)學描述，得出數(shù)學模型。通過實驗確定模型參數(shù)。 研究工程問題的方法是聯(lián)系各單元操作的另一條主線。 三、化工原理課程的研究方法14四化工過程計算的理論基礎設計型計算操作型計算質(zhì)量守恒能量守恒平衡關(guān)系速率關(guān)系 所用基本關(guān)系：化工計算分為15五本課程

5、的學習要求學習中，應注意以下幾個方面能力的培養(yǎng)：(1)單元操作和設備選擇的能力(2)工程設計能力(3)操作和調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程的能力(4)過程開發(fā)或科學研究能力 (5)實驗能力16 緒 論0.1 化工原理課程的內(nèi)容和特點0.2 單位制度及單位換算17一 單位和單位制度1、基本單位和導出單位基本單位導出單位質(zhì)量、長度、時間和溫度速度、密度、加速度2、絕對單位制和重力單位制絕對單位制重力單位制長度、質(zhì)量、時間長度、時間和力183、國際單位制（SI制）根據(jù)1960年10月國際計量大會通過的一種單位制。4、中華人民共和國法定計量單位在SI制基礎上制定的。一 單位和單位制度19二、單位換算1、物理量的換算 基

6、本物理量中為1m物理單位制中100cm英制3.2808ft2、經(jīng)驗公式（或數(shù)字公式）的單位換算（a）物理方程（b）經(jīng)驗方程換算方法見例02。20 第一章 流體流動 通過本章的學習，應掌握流體在管內(nèi)流動過程的基本原理和規(guī)律，并運用這些原理和規(guī)律分析和計算流體流動過程中的有關(guān)問題。學習目的與要求21 第一章 流體流動1.1 流體的重要性質(zhì)1.1.1 連續(xù)介質(zhì)假定22連續(xù)介質(zhì)假定假定流體是由連續(xù)分布的流體質(zhì)點所組成，表征流體物理性質(zhì)和運動參數(shù)的物理量在空間和時間上是連續(xù)的分布函數(shù)。連續(xù)介質(zhì)假定23 第一章 流體流動1.1 流體的重要性質(zhì)1.1.1 連續(xù)介質(zhì)假定1.1.2 流體的密度24流體的密度流體

7、空間某點上單位體積流體的質(zhì)量limVVmV 流體的密度是位置(x,y,z)和時間的函數(shù)( , , , )x y z密度25流體的密度mpMVRT純物質(zhì)的密度：液體：基本不隨壓力變化（極高壓力除外），隨溫度略有變化。氣體：密度隨溫度、壓力改變。低壓下可按照理想氣體狀態(tài)方程計算26氣體混合物，混合前后質(zhì)量不變液體混合物，混合前后體積不變12n12n1.mwww1122nn.m 組分的質(zhì)量分數(shù)組分的體積分數(shù)混合物的密度：流體的密度27 第一章 流體流動1.1 流體的重要性質(zhì)1.1.1 連續(xù)介質(zhì)假定1.1.2 流體的密度1.1.3 流體的可壓縮性與不可壓縮流體28一、流體的可壓縮性 1 dvv dp

8、或1 ddp（1-4）（1-5） 流體的可壓縮性通常用體積壓縮系數(shù)來表示。其意義為在一定溫度下，外力每增加一個單位時，流體體積的相對縮小量體積壓縮系數(shù)29二、不可壓縮流體 值越大，流體越容易被壓縮?？蓧嚎s流體0 的流體為可壓縮流體不可壓縮流體=0 的流體為不可壓縮流體氣體在一般情況下是可壓縮流體大多數(shù)液體可視為不可壓縮流體。30 需要指出，實際流體都是可壓縮的，不可壓縮流體乃是為便于處理密度變化較小的某些流體所作的假設而已。 二、不可壓縮流體 31 第一章 流體流動1.1 流體的重要性質(zhì)1.1.1 連續(xù)介質(zhì)假定1.1.2 流體的密度1.1.3 流體的可壓縮性與不可壓縮流體1.1.4 流體的黏性

9、32一、牛頓黏性定律 流體在運動時，相鄰流體層之間是有相互作用的，這種相互抵抗的作用力稱為剪切力，流體所具有的這種抵抗兩層流體相對運動速度的性質(zhì)稱為流體的黏性。 黏性是流體的固有屬性之一，不論流體處于靜止還是流動，都具有黏性。黏性33圖1-1平板間黏性流體的速度變化 一、牛頓黏性定律 上板以恒定速度沿x的正方向運動34 實驗證明：對于多數(shù)流體，任意兩毗鄰流體層之間作用的剪切力 與兩流體層的速度差及其作用面積 成正比，與兩流體層之間的垂直距離 成反比FuAy牛頓黏性定律：xdudy（1-7）一、牛頓黏性定律 35一、牛頓黏性定律 牛頓型流體(Newtonian fluid)遵循牛頓黏性定律的流體

10、所有氣體和大多數(shù)低分子量液體均屬牛頓型流體，如水、空氣等。36凡不遵循牛頓黏性定律的流體為非牛頓型流體(non-Newtonian fluid)。某些高分子溶液、懸浮液、泥漿、血液等屬于非牛頓流體。非牛頓型流體(non-Newtonian fluid)一、牛頓黏性定律 37二、流體的黏度一般以泊的1/100的厘泊（cp）來表示黏度。11/PakgPa sdu dym smm s2112dyn cmdyn sgPcm scmcmcm s在SI單位制中，黏度的單位為Pas，在物理單位制上，其單位為P（泊），38運動黏度運動黏度/ SI單位為m2/s；在物理單位cm2/s稱為沲，以St表示。二、流體的黏度421St100cSt10