9 ]: d0 }% d0 A1 i0 q+ }
. B0 e0 \: p i" Q; N% k1 e 一、单元操作的特点:
B! `( g T2 c9 g: V 共同的研究对象——传递过程 ( N. i. i* t9 R: i
1. 物理操作,只改变物料的状态和物性,不改变化学性质; 5 w* M: _, n: [9 ?" Y
2. 它们都是化工生产过程中共有的操作,但不同的化工过程中所包含的单元惭怍数量、名称与顺序各异。 W, N! V) l% p) j
3. 对同样的工程目的,可采用不同的单元操作来实现。 * x" i/ ?# U4 C) K% m
4. 某单元操作用于不同的化工过程,其基本原理并无不同,进行该操作的设备也往往是通用的,具体应用时也要结合各化工过程的特点来考虑。
4 E" n- Z" J0 E8 u+ p8 D8 z 二、常见的单元操作过程:
% \) e# n' M# H+ \ 流体输送:流体通过管道的阻力损坏,输送设备。 $ Q, b7 D4 {: V$ B; E* E# C' V2 r
过滤:液固混合物的分离; ! z$ [' f# g! t3 K5 K6 Q5 N/ m
沉降:液固或气固混合物的分离;
% U+ l6 @7 `- u( L) _4 T1 U- B 颗粒流态化:强化气(液)固两相间的接触;
; [( N( Y3 a) `# s' @( ` 加热冷却:增加或降低特定物质的温度;
3 {$ ~) D" d3 W$ @: L( D 蒸馏:液体混合物的分离; 9 [) l8 i: M8 G
吸收:气体混合物的分离。
8 ]2 q8 t/ d5 \5 N% [1 s8 n “三传”《化工原理》的共同规律:
, k4 ^! {' w( g; d, g+ y4 e# G 动量传递:实际流体内部由于动量、密度的空间分布不均而引起动量流体中的传递过程;
& |2 G. W; n: ^7 E5 k0 f0 }0 y, U 热量传递:热能在物质中的传递过程,是由温度在空间的非均匀分布造成。
) m6 K1 `& x; [7 T6 L _ 质量传递:某物质在混合物中的传递过程,浓度在混合物中分布的不均匀性造成。
0 v7 [; Y! ~ C9 } o 三、研究单元过程的基本工具:
; {, e# E1 x1 T3 ? 物料衡算:理论基础——物质守恒定律
7 N. V0 q0 j$ w0 |+ s 在一单元过程中,进入的物料等于排出的物料量与积累的物料量之和。 / S% q3 C' T* A/ _( e7 a8 c
* O' j4 j5 I" F2 P
作物料衡算应注意的问题:
0 B- N. c" J, } 1. 确定衡算范围;
8 t) \: L1 V1 j( V/ K- w 2. 明确衡算对象; # T8 q9 l2 p! V8 S
3. 统一计算单位; " M/ V! c7 I& G' _6 O o4 \: w
4. 选定计算基准。
9 d5 s/ n' }! [ 能量衡算:理论基础:能量守恒定律。
& \8 b7 M2 h4 @# y' | 能量输入=能量输出+能量积累
8 V) j' `+ b4 N7 W 稳定过程:能量积累=0,能量输入=能量输出。 ! b$ B+ K \8 M2 `4 B% `! U6 I
衡算对象只能是物料的总体而不能是组分。
- T0 M) S+ r: i/ _- q$ Y+ Z 系统的相平衡关系: ; N4 u! U- z% J/ d$ J
任何过程都是由不平衡状态向平衡状态进行。 4 G, I' p0 a: a) A# V+ j: q
平衡态:自然过程所能达到的极限程度。
4 N1 i; g$ e; }% X; ? 用来判断过程进行的方向及限度。 6 Z2 i' f) E5 c' X9 @- b# k- t
过程速率: $ X4 E# l* T, s" L: b$ a3 L8 L
系统从不平衡状态向平衡状态转化的速率。 ( \& l0 n7 p6 U: q! g
过程速率=过程推动力/过程阻力。 8 B% U! C8 F4 a* L' \ V
过程速率是计算设备尺寸的基本工具。 - I5 E8 j6 v5 J; m
四、单位制及单位换算 j9 [9 a6 z6 E$ U+ C0 x
1.单位于单位制
, Z7 S& m, I& \4 j7 V4 P/ G1 m- } 物理量的大小以树脂加单位表示。
1 D0 Z K3 n* V- `1 }' } 单位有基本单位和导出单位之分。 ' |9 y" I6 B% X5 m8 D, g4 n1 r! C
单位制:基本单位与由这些基本单位导出的导出单位的集合。
" y) f8 M; ]6 B; |3 g 常用单位制:国家单位制(SI)、工程单位制、物理单位制等。 8 \3 {+ f) v5 n& [6 C6 L% z! K. F) ~
国际单位制基本单位: ) p+ D/ E k% u, j" e( @
质量:kg——千克;
0 W% V; k, l g4 H 时间:s——秒;
: w9 x. L3 G. |% E 温度:K——开尔文;
( e" t+ ?0 I6 n; }- I8 M- q6 } 长度:m——米;
! h2 m; _$ h, j& C7 z$ h, e 物质的量:mol——摩尔; : v# b. S) W2 c6 ~
电流强度:A——安培;
% R0 E; q( E7 b: I 发光强度:candela——坎德拉。 - q5 E$ k+ m0 }5 `$ c5 m7 k% l! f
2.单位换算: ; b6 I4 ~& A& {/ f$ ]8 \- O! o/ z) U) K2 }
在生产实践中存在许多习惯用法,为了计算中单位的统一性,需要对一些单位进行单位换算。
3 T: l% u7 v4 @ 1△K=1△℃;
- Z2 x; K, z8 r6 q5 }% `/ {4 O 1华氏度=℃*1.8+32;
' u/ ?2 g9 {$ I" r; t4 L 1atm=1.033at=760mmHg=10.33mH2O=1.013*105Pa。
- Y) d3 ^1 f1 }: \ 说明开式温度和摄氏温度的分度是一样的。但二者在数值上不一样。
D& @$ Q9 w& b+ p/ l; w' H
# c8 ~) L* ~$ g" Z
8 `& S# i' S# w% y2 @
* q) j8 }1 w0 T, B `, K9 f
7 N+ B$ p& Y# H! f8 E1 F: ~: Y# c K' |# u+ ^) J4 G; _9 m
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