化工传递 0绪论ppt课件.ppt

课程名称：化工传递过程基础,主讲人: 陆 杰 江南大学化学与材料工程学院 国家工程实验室，13382887366 Dr.LuJ,1.授课学时：32；自学学时：64；,2.考试：闭卷.,化工传递过程基础,Ch0 绪 论,二、学科地位,三、课程目的与内容,一、课程发展简介,四、课程研究方法及参考书,化学工程研究的基本问题,过程的平衡和限度 化工热力学,过程的速率和实现过程所需要的设备,化学反应速率和设备, 化学反应动力学和化学反应工程,物理过程速率和设备, 化工传递和化工单元操作,一、课程发展简介,化工传递过程原理：是以化学工业为研究对象，是在“化工原理”的基础上， 进一步综合其有关动量、热量与质量传递的共同规律而发展起来的一门课程。,化工传递过程原理的发展经历了三个阶段：,1.化学工艺阶段（1890-1922年）,2.单元操作阶段（1922-1960年）,3.传递过程阶段（1960年）,1.化学工艺阶段（1890-1922年）, 化学工业早期， 每一个化学工艺均视为一门“特殊知识”，因此1890年“化学工程”的专业课程，多以“化学工艺学”为基础。, 人们逐渐认识到各种工艺过程存在共性，如在制糖、制盐及化肥生产中，从溶液中蒸发液体所遵循的原理相同。,2.单元操作阶段（1922-1960年）, 1922年，提出了“单元操作(Unit Operations)”的概念，即任一化工过程都可以分解为若干个相对独立的操作单元。, 继蒸发之后，又陆续提出了流体流动、干燥、吸收、萃取、结晶、过滤等单元操作。, 化学工程学科主要以“单元操作”作为学习的主要内容。,第一部关于化工单元操作的专著： “Principles of Chemical Engineering” (1923年),单元操作又名：“化工原理”、“化工过程及设备”或“化学工程”。,3.传递过程阶段（1960年至今）, 根据单元操作的原理分类，单元操作最终都可以归结为动量、热量和质量的传递。,流体流动（动量传递） 流体输送、过滤、沉降液体混合等；热量传递 物料加热与冷却、蒸发等；质量传递 吸收、萃取、吸附、膜分离等。,奶粉生产工艺流程,例：单元操作与食品加工 ,单元操作与三传,杀 菌：传热；真空浓缩：传热、传质、流体流动；过 滤：流体流动.,“三传理论”是单元操作的理论基础，单元操作是“三传理论”的具体应用。同时，“三传理论”和单元操作也是化学工程技术的理论和实践基础。,流体力学、传热及传质的基本原理是各单元操作的理论基础。许多单元操作都会包含两种以上的传递现象， 如干燥、精馏等。,单元操作与三传, 第一部关于“三传”的专著：,“三传”理论是单元操作理论的发展和深化。,Bird R.B., Stewart S.E., Lightfoot E.N. “Transport Phenomena” (1960), 20世纪初，传递过程以小分子物质或牛顿流体为研究对象；, 20世纪中期，随着聚合材料的崛起，传递过程开始将聚合物流体作为研究对象；, 20世纪末，生命科学突飞猛进，传递过程面对的是介观、亚微观、微观流体；, 因此课程的内容的扩大和跨学科发展越来越明显；传递过程作为过程科学已成为高科技不可缺少的学科知识。,传递原理是工程技术工作者和科研工作者重要理论基础。,传递过程在自然界和工程技术领域普遍存在。,二、学科地位,三、课程目的与内容,课程目的：,掌握物理过程的速率和传递机理,课程内容：, 物理过程的速率,动量传递速率,热量传递速率,质量传递速率, 动量、热量与质量传递的机理,动量传递,推动力：速度差,流体流动时，其内部发生动量传递，故流体流动过程也称为动量传递过程。凡是遵循流体流动基本规律的单元操作，都可以用动量传递的理论去研究。,推动力：温度差,热量传递,物体被加热或冷却的过程也称为物体的传热过程。凡是遵循传热基本规律的单元操作，都可以用热量传递的理论去研究。,两相间物质的传递过程即为质量传递。凡是遵循传质基本规律的单元操作，都可以用质量传递的理论去研究。,推动力：浓度差,质量传递,四、课程研究方法及参考书,首先确定物理模型，阐述三传所遵循的三个基本物理过程的规律；, 根据上述物理模型，分别建立动量、热量和质量传递的基本微分方程，即建立数学模型，将已知的物理问题归纳为数学表达式；, 根据具体问题，确定定解条件；, 方程简化、求解，求出速度、温度或浓度分布规律；, 求传递速率。, 教材,陈涛，张国亮，化工传递过程基础，3rd Ed., 化学工业出版社，2008, 参考教材,王绍亭，陈涛，动量、热量与质量传递 , 1987,