电子教案与课件：化工原理(制药专业适用) 第01章01
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电子教案与课件：化工原理(制药专业适用) 第01章04
解：应当满足①安装高度②扬程
①
[Hg ]
p0
g
pV
g
H
f
01
[( NPSH
)r
0.5]
=10.33-0.24-1-3.5=5.59m>Hg=3m ②两槽液面之间列管路方程
H=ΔZ+ΣHf=20+1+6=27m<32.6m 该泵可以用，在使用中用阀门调去多余的能量。
解：应当满足①安装高度②扬程
流体输送机械的安全问题 现象：烧保险丝、烧电机、毁坏输送机械 认识三点： ①P~qV曲线的趋势 ②正位移特性 ③密度ρ的大小(以入口状态为基准)
实例：①某研究生用罗茨风机做小风量实验时， 保险丝老是烧，换铜丝后，电机烧了； ②用旋涡泵输水，启动前关闭出口阀， 结果启动时总是烧保险丝 ③用真空泵时，将真空泵入口接了大气， 开了一会儿电机烧了
3 最大允许安装高度[Hg]
[H g ]
p0
g
pV
g
H
f 01
[( NPSH )r
0.5]
实际安装高度Hg<[Hg]即可。 另：①吸入管径常大于压出管径
②吸入管不装调节阀
再沸器循环泵
例4 图示两槽间要安装一台离心泵，常压下输送 20℃水，流量qV=45m3/h, 现有一台清水泵, 在此流 量下He=32.6m，(NPSH)r=3m, 已算得Hf吸入=1m， Hf压出(阀全开)=6m 。 试问：这台泵是否可用？
出厂标准：0.1MPa, 20℃空气, ρ=1.2kg/m3 以入口状态为基准：
①qV, ②ρ, ③pT, 使用中注意换算
p'T
pT
'
例1 某离心风机铭牌给出全压1.8×103Pa, 现用于 输送ρ’=1.5kg/m3的气体。 求：PT’=?
化工原理-教学ppt课件
A
任取
1.2.1.1 受力分析
水平方向： 相互抵消
垂直方向：
上端面的总压力:
P0
P1=p1A 下端面的总压力:
P2=p2A 重力： G=Vg = g (Z1-Z2)A
P1
Z1
G
Z2 P2
∵液柱静止
∴P1+G -P2 = 0
p1A+ g (Z1-Z2)A -p2A = 0
p1 + g (Z1-Z2) -p2 = 0
移项： p2 = p1 + g (Z1-Z2)
（1）
若液柱的上端面取在容器的液面，P0, 液柱高 h , 则：
p2 = p0 + gh 将式（1）移项：
p2 + g Z2 = p1 + g Z1 （2） 式（2）/ ：
p1
gz1
p2
gz2 .......... ....( 3)
2
=1.013 ×105 N/m2
0-5物料衡算★
—— 质量守恒原理的具 体应用
（1）确定控制体
——即进行衡算的空 间范围
（2）确定衡算基准 ——1s 或 1h
（3）列出衡算式
mi -mo=ma 对于连续生产：
mi -mo=0
0-6能量衡算★
机械能、热量、电能、化学能等统称为能量。 依据--------能量守恒定律。 重点——热量衡算
解： 1 kgf =9.81 N
1m = 100cm ∴1atm= 1.033kgf/cm2
kgf 1.033
cm2
9.81N 1kgf
100cm 1m
任取
1.2.1.1 受力分析
水平方向： 相互抵消
垂直方向：
上端面的总压力:
P0
P1=p1A 下端面的总压力:
P2=p2A 重力： G=Vg = g (Z1-Z2)A
P1
Z1
G
Z2 P2
∵液柱静止
∴P1+G -P2 = 0
p1A+ g (Z1-Z2)A -p2A = 0
p1 + g (Z1-Z2) -p2 = 0
移项： p2 = p1 + g (Z1-Z2)
（1）
若液柱的上端面取在容器的液面，P0, 液柱高 h , 则：
p2 = p0 + gh 将式（1）移项：
p2 + g Z2 = p1 + g Z1 （2） 式（2）/ ：
p1
gz1
p2
gz2 .......... ....( 3)
2
=1.013 ×105 N/m2
0-5物料衡算★
—— 质量守恒原理的具 体应用
（1）确定控制体
——即进行衡算的空 间范围
（2）确定衡算基准 ——1s 或 1h
（3）列出衡算式
mi -mo=ma 对于连续生产：
mi -mo=0
0-6能量衡算★
机械能、热量、电能、化学能等统称为能量。 依据--------能量守恒定律。 重点——热量衡算
解： 1 kgf =9.81 N
1m = 100cm ∴1atm= 1.033kgf/cm2
kgf 1.033
cm2
9.81N 1kgf
100cm 1m
化工原理PPT精品课程课件全册课件汇总
d 内 罐 内 浓 度 改变量
整理并积分：
d
1
2
4 1.5
0.001 0.06
D H
2
0.001
0.06
dv v
4 1.5
4 10
2
0.001 dv 83.73(ln v )| 0.06 v
0.06 83.73 ln 342.8 s 0.001
第2章 流体输送机械 第3章 非均相物系的分离和固体流态化 第4章 传热
精品课程
目录
第5章 蒸馏 第6章 吸收 第7章 蒸馏和吸收塔设备 第8章 液－液萃取 第9章 干燥
0 绪论
0.1 化工生产与单元操作 0.2 单位制与单位换算 0.3 物料衡算与能量衡算
返回
4 19:35:23
8 19:35:23
洗衣粉的工艺流程
燃硫
转化塔
气
净气放空
磺化器
静电除雾器
碱洗塔
（化学吸收）
（反应） （分离） 液体磺酸
NaOH
其它液、 固计量
反应器 配料缸
布袋除尘
喷雾干燥 塔 （干燥）
大 气
旋转混 合器 包装 返回
9 19:35:23
单元操作的研究内容与方向：
单元操作的基本原理；
单元操作典型设备的结构； 研究内容
19 19:35:23
KNO3组分物衡： 0.5S = 0.375R + 0.96P 两式联立解得： R=766.6 kg/h
例2：非稳态时的物料衡算
（P6例 0-4） 用1.5m3/s送 风量将罐内有机气体由6%
1.5m3/s v=v% H=10m 1.5m3/s v=0%
制药专业制药专业《化工原理1》教学大纲
《化工原理1》教学大纲课程编码：0413101703课程名称：化工原理1学时/学分：48/3先修课程：《高等数学》、《工程制图》、《物理化学》适用专业：制药工程开课教研室：化工教研室一、课程性质与任务1.课程性质：本课程是综合运用数学、物理、化学等基础知识，分析和解决化学加工类生产中各种物理过程问题的工程学科，它承担着工程科学与工程技术的双重教育任务，是承前启后、由理及工的桥梁。
本课程是制药工程专业的一门专业基础课，是制药工程专业学生的必修课。
2.课程任务：本课程的任务是使学生初步掌握化工过程的基本原理，以动量传递、热量传递原理为主线，以物料衡算、能量衡算、传递速率等基本概念为理论依据，使学生掌握典型单元操作通用的学习方法和分析问题的思路，培养理论联系实际的观点，进行典型单元操作设备的设计、操作及选型的计算，并进行基本实验技能和设计能力的训练，增强学生解决工程实际问题的能力。
二、课程教学基本要求本课程强调对学生工程观点、定量运算及设计能力的培养，强调理论联系实际，使学生正确理解各单元操作（流体输送、沉降、过滤、换热等）的基本原理和操作要领，熟悉典型设备（泵、沉降室、过滤机、换热器等）的构造、性能和操作原理，具有设备选型及校核的基本知识，进行选择适宜操作条件、探索强化过程途径和提高设备效能，运用工程技术观点分析和解决化工单元操作一般问题的初步能力。
成绩考核形式：期末成绩（闭卷考试）（70%）＋平时成绩（作业、期中考试等）（30%）。
成绩评定采用百分制，60分为及格。
三、课程教学内容第一章绪论1.教学基本要求了解化工原理课程的内容、特点、研究方法、化工过程计算的理论基础；掌握单位制度及单位换算。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章的教学，要求学生掌握化工生产过程与单元操作的基本概念，课程的性质和任务、课程内容的研究方法、单位制和单位换算。
3.教学重点和难点教学重点是单元操作的概念及其特点。
化工原理完整教材课件
实验原理理解
深入理解实验的基本原理，为实验操作和结果分析提供理论依据。
实验数据处理与分析方法
数据记录与整理
掌握实验数据的记录方法，以及如何整理和筛选有效数据 。
误差分析
了解误差的来源和其对实验结果的影响，掌握误差分析和 减小误差的方法。
数据分析与处理
掌握常用的数据处理和分析方法，如平均值、中位数、标 准差等。
物质从高浓度区域向低浓度区域 的转移过程。
传质速率
表示物质转移快慢的物理量，与 扩散系数、浓度差和传质面积成
正比。
扩散系数
表示物质在介质中扩散快慢的物 理量，与物质的性质、温度和压
力有关。
吸收
吸收过程
利用混合气体中各组分在液体溶剂中的溶解度差异，使气体混合 物中的有害组分或杂质组分被吸收除去的过程。
在制药工业和食品工业中，化工原理 涉及药物的合成、分离和提纯，以及 食品的加工和保藏等环节。
02
流体流动
流体静力学
总结词
描述流体在静止状态下的压力、密度和重力等特性。
详细描述
流体静力学主要研究流体在静止状态下的压力分布、流体对容器壁的压力以及 流体与固体之间的作用力。它涉及到流体的平衡性质和流体静压力的基本规律 。
利用气体在液体中的溶解度差异，通过鼓入空气或通入其他气体 产生泡沫而实现分离的方法。
05
化学反应工程
化学反应动力学基础
1 2 3
反应速率与反应机理
介绍反应速率的定义、计算方法以及反应机理的 基本概念，阐述反应速率的测定和影响因素。
反应动力学方程
介绍反应动力学方程的建立、求解及其在化学反 应工程中的应用，包括速率常数、活化能等参数 的确定方法。
对流传热速率方程
深入理解实验的基本原理，为实验操作和结果分析提供理论依据。
实验数据处理与分析方法
数据记录与整理
掌握实验数据的记录方法，以及如何整理和筛选有效数据 。
误差分析
了解误差的来源和其对实验结果的影响，掌握误差分析和 减小误差的方法。
数据分析与处理
掌握常用的数据处理和分析方法，如平均值、中位数、标 准差等。
物质从高浓度区域向低浓度区域 的转移过程。
传质速率
表示物质转移快慢的物理量，与 扩散系数、浓度差和传质面积成
正比。
扩散系数
表示物质在介质中扩散快慢的物 理量，与物质的性质、温度和压
力有关。
吸收
吸收过程
利用混合气体中各组分在液体溶剂中的溶解度差异，使气体混合 物中的有害组分或杂质组分被吸收除去的过程。
在制药工业和食品工业中，化工原理 涉及药物的合成、分离和提纯，以及 食品的加工和保藏等环节。
02
流体流动
流体静力学
总结词
描述流体在静止状态下的压力、密度和重力等特性。
详细描述
流体静力学主要研究流体在静止状态下的压力分布、流体对容器壁的压力以及 流体与固体之间的作用力。它涉及到流体的平衡性质和流体静压力的基本规律 。
利用气体在液体中的溶解度差异，通过鼓入空气或通入其他气体 产生泡沫而实现分离的方法。
05
化学反应工程
化学反应动力学基础
1 2 3
反应速率与反应机理
介绍反应速率的定义、计算方法以及反应机理的 基本概念，阐述反应速率的测定和影响因素。
反应动力学方程
介绍反应动力学方程的建立、求解及其在化学反 应工程中的应用，包括速率常数、活化能等参数 的确定方法。
对流传热速率方程
化工原理第1章课件PPT
贾绍义 《化工原理》（下册）授课课件 在本课件制作过程中，得到天津大学化工学院化工系的有关教师的 指导和帮助，在此致以诚挚的感谢！由于制作者水平所限， 本课件不妥之处甚至错误在所难免，恳请用户批评指正。 制作者 2008年12月
1
学时安排
总学时48
绪论 第1章 流体流动 第2章 流体输送机械
1学时 13学时 8学时
m pM V RT
T0 pM 22.4Tp0
24
流体的密度
(2)混合物的密度 液体混合物，混合前后体积不变
1
组分的 质量分 数 组分的体 积分数
m
x wA
A
x wB
B
...
x wn
n
气体混合物，混合前后质量不变
m A x VA B xVB ... n x Vn
29
一、牛顿黏性定律
牛顿型流体(Newtonian fluid)
遵循牛顿黏性定律的流体为牛顿型流体。
所有气体和大多数低分子量液体均属牛顿 型流体，如水、空气等。
30
一、牛顿黏性定律
非牛顿型流体(non-Newtonian fluid)
凡不遵循牛顿黏性定律的流体为非牛顿型 流体(non-Newtonian fluid)。
13
三、课程的学习要求
①单元操作设备的选择能力。 ②工程设计能力。
③操作和调节生产过程的能力。
④过程开发或科学研究能力。
14
绪 论
0.1 化工原理课程的性质和基本内容 0.2 单位制和单位换算
15
一、 物理量的单位
1.基本单位和导出单位 基本单位：质量、长度、时间和温度。 导出单位：速度、密度、加速度。 2.绝对单位制和重力单位制 绝对单位制：长度、质量、时间。 重力单位制：长度、时间和力。
化工原理01ppt
（2）稳定过程： 过程积累的物料量为零。 进入系统的物料量=离开系统的物料量
二、化工原理处理问题的方法
依据——质量守恒定律 输入系统的物料质量等于从系统输出的物料质
量与系统中积累的物料质量之和。
GI G0 GA
——物料衡算的通式
二、化工原理处理问题的方法
衡算的系统
整个生产过程 某一设备
衡算的对象
（3）《化工原理》的主要内容涉及化工单元操作的 基本原理及其相关的基础。
它来自化工实践，又面向化工实践，是化工技 术工作者的看家本领所在。可以说，“化工原理” 四个字恰如其分地表达了这门课程的性质及重要性
本课程是科学与技术的融合，它强调工程观 点、定理运算、实验技能及设计能力的培养，强 调理论联系实际。在学习过程中要注意以下几个 方面能力的培养：
设计：对已掌握了性能的过程和设备作直接的 设计计算以及对性能不十分掌握的过程和设备通 过必要的试验，测取设计数据，做逐级放大。
操作：如何根据基本原理发现操作上可能出现 的各种不正常现象，寻找其原因及可能采取的调节措 施。
一、化工原理课程简介
4、化工原理课在诸门课程中的位置
《化工原理》是化工类及其相关（近）专业的 一门重要的技术基础课，在培养化学工程及其相关 （近）专业学生综合素质的过程中更有其特殊的地 位和作用。 （1）在教学计划中，这门课程是承前启后，由理及工
②因次分析法 ——直管湍流阻力
化工过程往往十分复杂，涉及的影响因素很 多，各种因素的影响有时不能用迄今已掌握的物 理、化学和数学等基本原理定量地分析和预测， 而必须通过实验来解决，即所谓的实验研究法。
它一般以因次分析法为指导，依靠实验建立 过程参数之间的相互关系，并且通常是把各种参 数的影响表示成为由若干个有关参数组成的具有 一定物理意义的无因次数群（也叫准数）的影响。
二、化工原理处理问题的方法
依据——质量守恒定律 输入系统的物料质量等于从系统输出的物料质
量与系统中积累的物料质量之和。
GI G0 GA
——物料衡算的通式
二、化工原理处理问题的方法
衡算的系统
整个生产过程 某一设备
衡算的对象
（3）《化工原理》的主要内容涉及化工单元操作的 基本原理及其相关的基础。
它来自化工实践，又面向化工实践，是化工技 术工作者的看家本领所在。可以说，“化工原理” 四个字恰如其分地表达了这门课程的性质及重要性
本课程是科学与技术的融合，它强调工程观 点、定理运算、实验技能及设计能力的培养，强 调理论联系实际。在学习过程中要注意以下几个 方面能力的培养：
设计：对已掌握了性能的过程和设备作直接的 设计计算以及对性能不十分掌握的过程和设备通 过必要的试验，测取设计数据，做逐级放大。
操作：如何根据基本原理发现操作上可能出现 的各种不正常现象，寻找其原因及可能采取的调节措 施。
一、化工原理课程简介
4、化工原理课在诸门课程中的位置
《化工原理》是化工类及其相关（近）专业的 一门重要的技术基础课，在培养化学工程及其相关 （近）专业学生综合素质的过程中更有其特殊的地 位和作用。 （1）在教学计划中，这门课程是承前启后，由理及工
②因次分析法 ——直管湍流阻力
化工过程往往十分复杂，涉及的影响因素很 多，各种因素的影响有时不能用迄今已掌握的物 理、化学和数学等基本原理定量地分析和预测， 而必须通过实验来解决，即所谓的实验研究法。
它一般以因次分析法为指导，依靠实验建立 过程参数之间的相互关系，并且通常是把各种参 数的影响表示成为由若干个有关参数组成的具有 一定物理意义的无因次数群（也叫准数）的影响。
化工原理完整教材课件 PPT
基本原理及其流动规律解决关问题。以
图1-1为煤气洗涤装置为例来说明： 流体动力学问题：流体（水和煤气）
在泵（或鼓风机）、流量计以及管道中 流动等；
流体静力学问题：压差计中流体、 水封箱中的水
图1-1 煤气洗涤装置
1.1 概述
确定流体输送管路的直径， 计算流动过程产生的阻力和 输送流体所需的动力。
根据阻力与流量等参数 选择输送设备的类型和型号， 以及测定流体的流量和压强 等。
流体流动将影响过程系 统中的传热、传质过程等， 是其他单元操作的主要基础。
图1-1 煤气洗涤装置
1.1.1 流体的分类和特性
气体和流体统称流体。流体有多种分类方法： （1）按状态分为气体、液体和超临界流体等； （2）按可压缩性分为不可压流体和可压缩流体； （3）按是否可忽略分子之间作用力分为理想流体与粘
化工原理完整教材课件
第一章 流体流动
Fluid Flow
--内容提要--
流体的基本概念 静力学方程及其应用 机械能衡算式及柏努 利方程 流体流动的现象 流动阻力的计算、管路计算
1. 本章学习目的
通过本章学习，重点掌握流体流动的基本原理、管 内流动的规律，并运用这些原理和规律去分析和解决流 体流动过程的有关问题，诸如：
气体的密度必须标明其状态。 纯气体的密度一般可从手册中查取或计算得到。当压
强不太高、温度不太低时，可按理想气体来换算：
（1-3）
式中
p ── 气体的绝对压强, Pa(或采用其它单位)； M ── 气体的摩尔质量, kg/kmol；
性流体（或实际流体）； （4）按流变特性可分为牛顿型和非牛倾型流体；
流体区别于固体的主要特征是具有流动性，其形状随容器形状 而变化；受外力作用时内部产生相对运动。流动时产生内摩擦从而 构成了流体力学原理研究的复杂内容之一
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牛顿黏性定律
表明①流体受剪切力必运动 ②牛顿型流体与非牛顿型流体的区别 μ=f(物性，温度) t↑, μ气↑，μ液↓
6 理想流体: 假定μ=0
流体黏性
1.2 流体流动的机械能
u2
m u2
2 为单位质量流体的动能 (
2) m
gz 为单位质量流体的位能 ( mgz)
p
为单位质量流体的压强能
m ( pdAdl)
1kgf=9.81N
第一章 流体流动和流体输送机械
1 概述 流体：气体, 液体, 超临界物质, 悬浮液, 气溶胶 流体流动涉及：流动阻力，流量计量 传热速率，传质速率，流体混合
1.1 流体流动中的作用力 连续性假定
固体力学：考察对象--单个固体，离散介质 流体力学：考察对象--无数质点，连续介质
目的：可用微积分
pA=pa+ρ汞gR-ρ水gh
=1.013×105+13600×9.81×0.18-1000×9.81×0.5
=1.204×105Pa(绝压) pA=1.204×105-1.013×105=1.91×104Pa(表压)
例2 烟囱效应：
pA=p2+ρ冷gh pB=p2+ρ热gh 由于ρ冷>ρ热,则pA>pB 所以拔风 烟囱拔风的必要条件是什么？
分析方法（数学分析法）
①取控制体
②作力衡算
③结合本过程的特点，得到方程
2.2 静力学方程应用
流体的总势能
（压强能与位能之和）
虚拟压强 应用条件： ①同种流体且不可压缩(气体高差不大时仍可用) ②静止(或等速直线流动的横截面---均匀流) ③重力场 ④单连通
压强的表示方法 1 单位：N/m2=Pa
课程主线 传递过程
动量传递 热量传递
质量传递
单元操作
流体输送 搅拌 过滤 沉降 加热冷却 蒸发 液体精馏 萃取 浸取 干燥 吸附 结晶 反渗透 电渗析
目的
原理
传递过程
输送
输入机械能
动量传递
混合或分散
输入机械能
动量传递
非均相混合物分离
尺度不同的截留
动量传递
非均相混合物分离 密度差引起的沉降运动
动量传递
定态流动：流体运动空间各点状态不随时间变化 流线：同一时刻不同流体质点的速度方向连线
控制体---考察对象
流线演示
流体受力 1 体积力：作用于体积中的各个部位，
力的大小与体积（质量）有关。 如：重力，惯性力，离心力 2 表面力： 分解成--垂直于作用面--压力
--平行于作用面--剪切力，剪应力τ
3 压强p ：单位面积所受压力，N/m2=Pa
4 流体密度ρ 液体---不可压缩流体，与压强无关 气体---可压缩流体，与压强有关
厂里用 标m3/h(Nm3/h)表示气体流量 1kmol=22.4Nm3
标准状态下：
换算：
0
p p0
T0 T
5 流体黏性
黏性的物理本质--分子间引力和分子热运动、碰撞
3 流体流动中的守恒原理 3.1 质量守恒 质量流量 qm=qVρ
平均流速 u qV A
dV
2 流体静力学 2.1 静力学方程 静压强的特性
①任意界面上只受到大小相等方向相反的压力 ②作用于任意点不同方位的静压强数值相等 ③压强各向传递
取控制体作力衡算
p2A-p1A-A(z1-z2)ρg=0 静力学方程
p1
gz1
p2
gz2
等高等压，等压面
p2 pa g(z1 z2 ) pa gh
升温、降温，改变相态 利用温度差而传入或移出热量 热量传递
溶剂与不挥发溶质分离 供热以汽化溶剂
热量传递
均相混合物分离
各组分挥发度的不同
质量传递
均相混合物分离
各组分在溶剂中溶解度的不同 质量传递
均相混合物分离
各组分在溶剂中溶解度的不同 质量传递
去湿
供热汽化
热质同传
均相混合物分离
各组分在吸附剂中吸附能力不同 质量传递
均相混合物分离
溶质在溶剂中的过饱和
质量传递
均相混合物分离
各组分尺度不同的截留
质量传递
均相混合物分离
电解质离子选择I制：基本量-单位：长度m，质量kg，时间s 导出量-单位：力N=kg·m/s2，密度kg/m3 CGS制：长度cm，质量g，时间s 工程单位制：长度m，力kgf，时间s
106Pa=1MPa
流体柱高度 ( p=ρgh )
1 atm=1.013×105Pa=760mmHg=10.33mH2O 1 bar=105Pa 1 at=1kg(f)/cm2=9.81×104Pa
2 基准 表压=绝对压-大气压 真空度=大气压-绝对压
压力表读数—表压；真空表读数—真空度
压力表
U形管指示的是什么？
化工原理
(制药专业适用) 齐鸣斋等编
化学工业出版社
绪论
一、制药过程与单元操作 例如：中药制药
药材→浸取→反应→分离→干燥→成品药 若加工不当：药用成分流失或变性 使之“虽有药名，终无药实” “脉准、方对、不治病”
二、本课程性质与任务 单元操作主要有： 流体输送,搅拌,过滤,沉降 换热，蒸发 精馏，萃取，浸取，干燥 结晶，吸附，膜分离
例3 液封： 设备中压力要保持，液体要排出，须用液封
例3 液封： 设备中压力要保持，液体要排出，须用液封
例4 流向判别：
接通后流向？
流水的有无-静力学 流水的多少-动力学 判据:看z大小，还是p大小？ 同一水平高度比压强 p左=pA+ρgzA=PA p右=pB+ρgzB=PB
单位换算
SI单位，cgs单位，工程单位 质量：1kg=1000g 长度：1m=100cm=1000mm=106μm 时间：1s=1000ms, 1h=60min=3600s 力：1N=105dyn，1kg(f)=9.81N 压强：1at=1kg(f)/cm2=9.81×104Pa 密度ρ：1000kg/m3=1g/cm3 动力黏度μ ：1P (泊)=1dyn s/cm2 1Pa s=1000mPa s=10P(泊)=1000cP(厘泊) 运动黏度ν= μ /ρ：1m2/s=104cm2/s 界面张力σ：1N/m=1000mN/m=1000dyn/cm
PA - PB= pA - pB pC = pA+ρgR pC = pB+ρigR PA - PB=R(ρi -ρ)g
指示的是虚拟压差，只有等高时才是压差
3 静力学方程的工程应用 例1 测压： 已知：R=180mm, h=500mm 求：pA=? (绝压)，(表压)
解：pB=pa+ρ汞gR
pB=pA+ρ水gh
表明①流体受剪切力必运动 ②牛顿型流体与非牛顿型流体的区别 μ=f(物性，温度) t↑, μ气↑，μ液↓
6 理想流体: 假定μ=0
流体黏性
1.2 流体流动的机械能
u2
m u2
2 为单位质量流体的动能 (
2) m
gz 为单位质量流体的位能 ( mgz)
p
为单位质量流体的压强能
m ( pdAdl)
1kgf=9.81N
第一章 流体流动和流体输送机械
1 概述 流体：气体, 液体, 超临界物质, 悬浮液, 气溶胶 流体流动涉及：流动阻力，流量计量 传热速率，传质速率，流体混合
1.1 流体流动中的作用力 连续性假定
固体力学：考察对象--单个固体，离散介质 流体力学：考察对象--无数质点，连续介质
目的：可用微积分
pA=pa+ρ汞gR-ρ水gh
=1.013×105+13600×9.81×0.18-1000×9.81×0.5
=1.204×105Pa(绝压) pA=1.204×105-1.013×105=1.91×104Pa(表压)
例2 烟囱效应：
pA=p2+ρ冷gh pB=p2+ρ热gh 由于ρ冷>ρ热,则pA>pB 所以拔风 烟囱拔风的必要条件是什么？
分析方法（数学分析法）
①取控制体
②作力衡算
③结合本过程的特点，得到方程
2.2 静力学方程应用
流体的总势能
（压强能与位能之和）
虚拟压强 应用条件： ①同种流体且不可压缩(气体高差不大时仍可用) ②静止(或等速直线流动的横截面---均匀流) ③重力场 ④单连通
压强的表示方法 1 单位：N/m2=Pa
课程主线 传递过程
动量传递 热量传递
质量传递
单元操作
流体输送 搅拌 过滤 沉降 加热冷却 蒸发 液体精馏 萃取 浸取 干燥 吸附 结晶 反渗透 电渗析
目的
原理
传递过程
输送
输入机械能
动量传递
混合或分散
输入机械能
动量传递
非均相混合物分离
尺度不同的截留
动量传递
非均相混合物分离 密度差引起的沉降运动
动量传递
定态流动：流体运动空间各点状态不随时间变化 流线：同一时刻不同流体质点的速度方向连线
控制体---考察对象
流线演示
流体受力 1 体积力：作用于体积中的各个部位，
力的大小与体积（质量）有关。 如：重力，惯性力，离心力 2 表面力： 分解成--垂直于作用面--压力
--平行于作用面--剪切力，剪应力τ
3 压强p ：单位面积所受压力，N/m2=Pa
4 流体密度ρ 液体---不可压缩流体，与压强无关 气体---可压缩流体，与压强有关
厂里用 标m3/h(Nm3/h)表示气体流量 1kmol=22.4Nm3
标准状态下：
换算：
0
p p0
T0 T
5 流体黏性
黏性的物理本质--分子间引力和分子热运动、碰撞
3 流体流动中的守恒原理 3.1 质量守恒 质量流量 qm=qVρ
平均流速 u qV A
dV
2 流体静力学 2.1 静力学方程 静压强的特性
①任意界面上只受到大小相等方向相反的压力 ②作用于任意点不同方位的静压强数值相等 ③压强各向传递
取控制体作力衡算
p2A-p1A-A(z1-z2)ρg=0 静力学方程
p1
gz1
p2
gz2
等高等压，等压面
p2 pa g(z1 z2 ) pa gh
升温、降温，改变相态 利用温度差而传入或移出热量 热量传递
溶剂与不挥发溶质分离 供热以汽化溶剂
热量传递
均相混合物分离
各组分挥发度的不同
质量传递
均相混合物分离
各组分在溶剂中溶解度的不同 质量传递
均相混合物分离
各组分在溶剂中溶解度的不同 质量传递
去湿
供热汽化
热质同传
均相混合物分离
各组分在吸附剂中吸附能力不同 质量传递
均相混合物分离
溶质在溶剂中的过饱和
质量传递
均相混合物分离
各组分尺度不同的截留
质量传递
均相混合物分离
电解质离子选择I制：基本量-单位：长度m，质量kg，时间s 导出量-单位：力N=kg·m/s2，密度kg/m3 CGS制：长度cm，质量g，时间s 工程单位制：长度m，力kgf，时间s
106Pa=1MPa
流体柱高度 ( p=ρgh )
1 atm=1.013×105Pa=760mmHg=10.33mH2O 1 bar=105Pa 1 at=1kg(f)/cm2=9.81×104Pa
2 基准 表压=绝对压-大气压 真空度=大气压-绝对压
压力表读数—表压；真空表读数—真空度
压力表
U形管指示的是什么？
化工原理
(制药专业适用) 齐鸣斋等编
化学工业出版社
绪论
一、制药过程与单元操作 例如：中药制药
药材→浸取→反应→分离→干燥→成品药 若加工不当：药用成分流失或变性 使之“虽有药名，终无药实” “脉准、方对、不治病”
二、本课程性质与任务 单元操作主要有： 流体输送,搅拌,过滤,沉降 换热，蒸发 精馏，萃取，浸取，干燥 结晶，吸附，膜分离
例3 液封： 设备中压力要保持，液体要排出，须用液封
例3 液封： 设备中压力要保持，液体要排出，须用液封
例4 流向判别：
接通后流向？
流水的有无-静力学 流水的多少-动力学 判据:看z大小，还是p大小？ 同一水平高度比压强 p左=pA+ρgzA=PA p右=pB+ρgzB=PB
单位换算
SI单位，cgs单位，工程单位 质量：1kg=1000g 长度：1m=100cm=1000mm=106μm 时间：1s=1000ms, 1h=60min=3600s 力：1N=105dyn，1kg(f)=9.81N 压强：1at=1kg(f)/cm2=9.81×104Pa 密度ρ：1000kg/m3=1g/cm3 动力黏度μ ：1P (泊)=1dyn s/cm2 1Pa s=1000mPa s=10P(泊)=1000cP(厘泊) 运动黏度ν= μ /ρ：1m2/s=104cm2/s 界面张力σ：1N/m=1000mN/m=1000dyn/cm
PA - PB= pA - pB pC = pA+ρgR pC = pB+ρigR PA - PB=R(ρi -ρ)g
指示的是虚拟压差，只有等高时才是压差
3 静力学方程的工程应用 例1 测压： 已知：R=180mm, h=500mm 求：pA=? (绝压)，(表压)
解：pB=pa+ρ汞gR
pB=pA+ρ水gh