' g$ _/ ~4 G% y) x* [, s
1 ?% j' V( P, \ G1 Z8 z7 B 一、单元操作的特点: , { _, C/ E3 t" g% b. T2 }+ b9 u
共同的研究对象——传递过程 * m3 O7 @# I; \
1. 物理操作,只改变物料的状态和物性,不改变化学性质; * H, `: W& k6 Z* K* Q/ o% F: g& {
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。
& R [+ j+ a' G- O* i, J( k9 R% J 3. 对同样的工程目的,可采用不同的单元操作来实现。
+ \% ?$ m# z8 ~! M6 l2 ]" Y 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。
2 n0 P4 K: R, X3 N' { 二、常见的单元操作过程:
; D7 f: J6 T1 y2 w4 P% j3 }- e 流体输送:流体通过管道的阻力损坏,输送设备。 3 v3 _& Y% J# s. t1 A& {
过滤:液固混合物的分离; 6 a# b% ?" u7 u o8 d
沉降:液固或气固混合物的分离; . Q6 o5 [* ~# R. u0 m" Q. ]0 j
颗粒流态化:强化气(液)固两相间的接触; . ]2 M, X2 Q% A2 r
加热冷却:增加或降低特定物质的温度;
3 I! l/ F4 y% m' }+ k, |9 ? 蒸馏:液体混合物的分离;
1 H g, M5 k3 H 吸收:气体混合物的分离。 ' L5 u4 B( F ^7 g, P1 ?( o
“三传”《化工原理》的共同规律: , X" L/ d; e9 Y
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; ' y( k/ Q4 ?0 q$ R0 i% l
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。 $ l/ R" q4 b6 O' y
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。
! d. w1 Q, I$ R! h, `5 X, t 三、研究单元过程的基本工具: , }* O7 g# r8 a, c% v
物料衡算:理论基础——物质守恒定律 " E$ J7 P! q: {2 O3 b% I
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。
; w: l. q7 s! ^4 A1 o" J' C
/ _& ?* [! j3 c 作物料衡算应注意的问题:
3 R0 r4 ?5 Z9 b9 P 1. 确定衡算范围;
- Y, \6 i: I$ X+ M; T; @9 r. J 2. 明确衡算对象; 4 I+ ~# D( r% O9 V" z3 w
3. 统一计算单位;
# p4 D" {- w' j& X3 b2 A 4. 选定计算基准。
* Q, T, | j+ F5 r- B 能量衡算:理论基础:能量守恒定律。
e9 E5 [5 ^2 _9 n 能量输入=能量输出+能量积累 % P+ N+ w" y- V
稳定过程:能量积累=0,能量输入=能量输出。 4 K; s' o' T1 b# ^2 `
衡算对象只能是物料的总体而不能是组分。 - h1 s/ o7 d( ^+ ]0 t" k( p0 D6 Q" A
系统的相平衡关系: + y. [; }# m3 U$ j W. j; A3 v
任何过程都是由不平衡状态向平衡状态进行。 , f$ J" ^* ]/ b- S
平衡态:自然过程所能达到的极限程度。 * G" l5 M, T$ i
用来判断过程进行的方向及限度。
- \1 ?- N$ x8 [ j) n* D! c" }5 ?$ o' c 过程速率: 6 E: U/ O. | I/ |4 G9 r
系统从不平衡状态向平衡状态转化的速率。
; K T) `' U& @9 Q 过程速率=过程推动力/过程阻力。
( n' s3 Z+ @2 Y; O6 u0 c 过程速率是计算设备尺寸的基本工具。 : f5 T$ N7 r% g
四、单位制及单位换算
! t7 r: _ G1 ~# ^# ? 1.单位于单位制 ' c6 I5 S# X7 ^8 Y) u, E
物理量的大小以树脂加单位表示。 8 d4 _" I0 Q* D* h
单位有基本单位和导出单位之分。 - S+ B2 l. I; G) u2 a
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。 # \# @8 y# X1 I
常用单位制:国家单位制(SI)、工程单位制、物理单位制等。 % Y+ J5 e9 ?, h0 x/ O, y; q
国际单位制基本单位: ' ^ i% l, a; x7 C: @
质量:kg——千克; 1 ?- R# s. T# d, z
时间:s——秒;
4 x! k2 q2 _0 @! k. y 温度:K——开尔文; 6 l1 d! S* e7 r9 S) m. b4 U
长度:m——米; 2 v+ B6 ~9 d/ }. b' ]" Q' S% C
物质的量:mol——摩尔;
/ q3 z i; S. e8 k$ Q( [ 电流强度:A——安培; * L* ~' H0 J. R5 [
发光强度:candela——坎德拉。
1 c) U K- M: |+ T 2.单位换算:
& @" f& c6 ~6 @4 c( B0 S 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。 $ m; G) |2 y! a, O5 i, P/ `
1△K=1△℃; 7 w7 C4 ^5 U+ |
1华氏度=℃*1.8+32; 1 m0 v( G& e$ x# K" \
1atm=1.033at=760mmHg=10.33mH2O=1.013*105Pa。 * T0 p: I, G( P9 Z+ P! }
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。
5 g/ P9 D* @- s: U# U 5 j, }. J: l0 b* s* @
" N; O" x+ R: X0 m; Z
7 g) Q) C( g* d
" C/ H+ G$ J0 c9 U7 ~8 U6 ^+ C+ M
6 _7 f) f9 i* Y3 ^+ v- ] |