化工单元操作及设备
化工单元过程及操作
化工单元过程及操作化工单元是在化工生产过程中完成特定化学转化或物质分离的设备或系统。
不同的化工单元在化工生产中扮演着不同的角色，包括反应器、分离器、转化器等。
以下是一些常见的化工单元及其基本操作：1. 反应器（Reactor）：•功能：用于进行化学反应或物质转化，通常在高温高压或特定催化条件下进行。
•操作：操作员需要控制温度、压力、反应物料的供给和搅拌速度等参数，确保反应的进行和安全。
2. 分离器（Separator）：•功能：用于将混合物中的不同成分分离，例如蒸馏塔、萃取器和结晶器等。
•操作：调节温度、压力和物料流动速度，以便分离出所需的产品或组分。
3. 蒸馏塔（Distillation Column）：•功能：用于分离液体混合物中不同沸点的成分。
•操作：控制塔内不同层次的温度和压力，调整进料速率和提取出不同沸点成分的出口流量。
4. 搅拌罐（Mixing Tank）：•功能：用于混合不同原料或化学物质，使其均匀混合。
•操作：控制搅拌速度、温度和加料速率，确保充分混合并达到所需的反应或混合效果。
5. 反应器控制与监测：•自动化控制系统：使用PLC、DCS或SCADA系统实现对反应器的自动化控制，包括温度、压力、搅拌速度等的监测与调节。
•在线监测：使用传感器、仪器或在线分析仪器监测反应物料的质量、组分和反应进程。
这些是常见的化工单元及其基本操作方式。
在化工生产过程中，操作员需要严格遵循工艺流程，确保操作安全，并根据实验室数据和控制系统指示进行操作。
化工生产往往需要高度的技术要求和严格的安全标准，操作人员需要接受专业的培训和指导。
化工单元操作与设备之绪论ppt课件
1、物料衡算
进入系统的各物料量=分开系统的物料量 +累积在系统中的物料量
即： ΣWi=1 或 ΣXi=1 注：对于延续过程，累积量为0。 例1：〔略〕
2、热量衡算
方法： 〔1〕确定衡算范围，标出进出范围的各股物料及
热量流； 〔可以对一个设备、过程或几个设备、过程进展〕 〔2〕确定衡算基准；〔延续过程：单位时间；间 歇过程：一次性用量〕 〔3〕根据能量守衡定律列衡算式，进展衡算；
化学反响：化工消费过程的中心；
消费过程的前、后处置：仅发生物理变化，称为单元操作。
2、单元操作及分类
〔1〕特点：均为物理性操作； 化工消费过程所共有的操作； 各单元操作所用设备一样；
〔2〕内容：“三传〞，即：动量传送、热量 传送和质量传送；
〔3〕分类： 按操作方式分：延续操作和间歇操作； 按操作参数与时间的关系分： 定常操作和不定常操作； 按根本原理和作用分：〔见下页表格〕
化工单元操作与设备
内蒙古化工职业学院 吕利霞
绪论
一、本课程的性质、位置和作用 性质：技术根底课 位置和作用：〔略〕
二、化工消费过程与单元操作 1、化工消费过程 2、单元操作及分类 实例：〔见教材P2〕
化工消费过程表示图:
原料
前处置
化学反响
后处置
产品
原料：天然资源，如：煤、天然气、油；
产品：消费和生活用品，如：化肥、汽油等燃料、塑料制品等生活 用品；
2、单元操作及分类
3、单衡算、能量衡算、速率计
算、热力学极限及临界点的 计算、物性计算。
三、单元操作的物料衡算和 热量衡算
1、物料衡算 方法： 〔1〕确定衡算范围，标出进出范围的各股物料；
〔可以对一个设备、过程或几个设备、过程 进展〕 〔2〕确定衡算基准；〔延续过程：单位时间； 间歇过程：一次性用量〕 〔3〕根据物料守衡定律列衡算式，进展衡算；
化工单元操作及设备
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单元操作有下列特点： (1)它们都是物理性操作，即只改变物料状态或其物理性质； (2)它们都是化工过程中共有的操作，但不同的化工过程中 所包含的单元操作数目、名称与排列顺序各异； (3)某单元操作用于不同的化工过程，其基本原理并无不同， 进行该操作的设备往往也是通用的。 三、化工单元操作中基本概念 1、物料衡算：依据——质量守恒定律 G － G ＝ G 累积 输入 输出 输入量-输出量=累积量 G G 输入 输出 稳定过程：输入量=输出量 进行物料衡算的步骤： （1） 画出流程示意图，物料的流向用箭头表示； （2） 圈出衡算的范围(或称系统)； （3） 确定衡算对象及衡算基准； （4） 写出物料衡算方程进行求解。
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(4)SI制（国际单位制） 基本单位：长度——米（m） ，质量——千克（kg） 时间——秒（s） ，温度——开尔文（K） 物质的量——摩尔（kmol） 重要导出单位： 2 F ma kg m s N 力—— ； 1 2 2 压强——P=F/面积 ； kg m s N m Pa 2 2 能量、功、热——F×距离 kg m s N m J； 2 3 1 功率——功/时间 ； kg m s J s W 2 2 1 1 1 比热——热/质量· 温度 ； m s K J kg K 单位换算举例 2 【例0-1】 已知1 ,试将此压强换算为SI单位。 atm 1 . 033 kgf cm 解：1公斤（力）等于1千克质量的物体所受到的重力。 2 1 kg 9 . 81 m s 9 . 81 N 即1公斤（力） 2 2 5 2 ∴ 1 atm 1 . 033 9 . 81 N ( 10 m ) 1 . 013 10 N m
化工单元操作及设备干燥-2022年学习资料
2.干燥操作方法分类-常压干燥、真空干燥-按操作-真空干燥适用于处理热敏性及易氧化的-压力-物料或要求成分 量极低的场合-连续干燥、间歇干燥-方式-传导干燥、对流干燥、辐射干燥、-按传热-介电加热干燥及以上某些方式 联-合干燥
供热干燥的分类-四种-传导-对流-辐射干燥-介电加热
,传导干燥-料浆-压料辊-干物料-蒸汽通入管及冷凝液-排出管的安置位置-滚筒干燥器-优点：热利用率高-缺点 物料层各处受热不均，内侧可能因-过热而变质。
$干燥是利用热能除去固体物料中湿分-水分或其它液体的单元操作。手-燥是利用热能去湿的操作，能量消耗-较多， 以工业生产中湿物料一般都-采用先沉降、过滤或离心分离等机械-方法去湿，然后再用干燥法去湿而制-得合格的厅产 。
手燥的应用-1.对原料或中间产品进行干燥，以满足-工艺要求。如以湿矿（俗称尾砂生-产硫酸时，为满足反应要求 要先要-对尾砂进行干燥，尽可能除去其水分-再如涤纶切片的王燥，是为了防山后-期纺丝出现气泡而影响丝的质量。
2.干基含水量：湿物料在干燥过程中，水分不断被-汽化移走，湿物料的总质量在不断变化，用湿基-含水量有时很不 便。考虑到湿物料中的绝于物-料量在于燥过程中始终不变（不计漏损），以绝-干物料量为基准的干基含水量，使用起 较为方-便。所谓干基含水量，是指单位绝于物料中所含-水分的质量，用符号X表示，单位为-kg水/kg绝干料。 据其定义，可写成-湿物料中永分的质量-湿物料的总质量一湿物科中水分的质量
干燥技术化工单元操作及设备干燥
主要内容-概述及应用-2-对流干燥的物料与干燥介质-3-干燥过程物料衡算与热量衡算-4-干燥时间的计算-5 干燥操作条件的确定-6-干燥器及干燥技术应用
第一节概述及应用-文化工生产中的调体物料，总是或多或少含-真群全-为了便其于加工-除。，除去远分的方法种。 送起，-当公-体扬料中的湿穷汽化并除的方法称为竿-,羊燥能将湿分去除得北较彻底。
化工单元过程与操作
化工单元过程与操作化工单元是指利用化学原理、物理原理和工程技术，对原材料进行加工，生产出一种特定的化学产品的过程。
这种过程通常包括多个步骤和操作，如反应器、分离塔、过滤等。
这些步骤和操作的设计和实施直接影响化工单元的效率和安全性。
一、反应器反应器是化工过程中最基本的单元，它通常是一个大型的容器，容器内充满了化学原料和反应产物。
反应器通常有三种主要类型：批量反应器、连续流反应器和半连续流反应器。
批量反应器是一种适用于小规模生产的反应器，它在一段时间内将原料加进去，然后进行反应，最后得到产物。
连续流反应器是一种适用于大规模生产的反应器，原料流过反应器，进行连续反应。
半连续流反应器则是介于两者之间的一种反应器，它将原料以固定间隔或在固定位置输入反应器。
反应器的设计和操作关键在于控制反应过程，化学反应过程是一个复杂的动态过程，它涉及到多个变量，如温度、压力、倒出与加入速率等。
因此，对反应器的操作需要有精细的计量、调节和控制方案。
二、分离塔分离塔是一种用于将混合物中的不同成分分离出来的设备，在化工流程中具有重要的地位。
分离塔常见的类型包括蒸汽塔、精馏塔、萃取塔、吸收塔等。
精馏塔是化工过程中最常用的分离塔，它基于不同物质在不同环境下的沸点差异，将混合物分离成更纯的成分。
萃取塔则是利用化学反应的差异性，采用溶剂分离法对混合物进行分离。
吸收塔则是采用气体-液体接触的方式，将气体中的污染物和液体中的吸收剂接触起来，从而达到去除污染物的效果。
分离塔的设计和操作基于物质的性质差异和分离条件的变化。
例如，在精馏塔中，设计者需要合理地设置塔板布局、塔板筒快和塔壳形状等因素，确保分离过程达到预期效果。
三、过滤过滤作为化工过程中的一个重要的操作步骤。
它的主要作用是在化学反应中分离出来的固体杂质。
过滤操作通常分为重力过滤、压力过滤、离心过滤和真空过滤等。
重力过滤是将混合物置于筛网上进行筛选。
重力过滤速度较慢，对过滤物料的杂质容忍度较高。
化工单元操作教程
化工单元操作教程1. 简介化工单元是化工生产过程中的基本操作单元，用于实现化学反应、分离、提纯、浓缩、干燥等工艺过程。
本教程将介绍化工单元的基本操作流程、注意事项和常见问题解决方法，帮助初学者快速掌握化工单元操作技巧。
2. 操作流程2.1. 准备工作在进行化工单元操作前，需要做好以下准备工作：•确认操作对象：确定要操作的化工单元以及操作装置的类型和规格。
•安全检查：检查化工单元的操作装置和周围环境是否存在安全隐患，保证操作过程的安全性。
•准备操作材料：准备所需的原料、试剂、溶剂等。
•准备操作工具：准备所需的操作工具，如称量器、搅拌器、温度计等。
2.2. 操作步骤根据不同的化工单元和工艺要求，具体的操作步骤可能会有所不同。
下面以常见的化工单元操作（如反应釜、蒸馏塔）为例，介绍一般的操作步骤：2.2.1. 反应釜操作步骤1.将反应釜连接至供电源，确保电源正常。
2.打开排气阀，排除可能存在的空气。
3.检查反应釜的密封情况，确保密封处无渗漏。
4.将所需原料按照配比放入反应釜中。
5.根据反应条件要求调节温度、压力等参数。
6.打开搅拌器，开始搅拌。
7.启动加热或冷却系统，控制温度。
8.监测反应过程中的温度、压力等关键参数，保证操作过程的安全性和效果。
2.2.2. 蒸馏塔操作步骤1.将蒸馏塔与加热系统、冷却系统等连接。
2.检查蒸馏塔的密封情况，确保密封处无渗漏。
3.将所需混合物或溶液注入蒸馏塔的料仓。
4.启动加热系统，控制加热功率。
5.启动冷却系统，控制冷却水流量和温度。
6.随着温度的升高，观察混合物的沸腾情况，并根据情况调节加热功率。
7.观察塔顶出口处的液体流动情况，根据需要调节冷却水流量和温度。
8.根据目标物质的沸点，收集相应的馏分。
3. 注意事项在进行化工单元操作时，需要注意以下事项：•严格遵守操作规程和操作指导书，确保操作过程的安全性。
•确保操作装置的密封性能良好，防止泄漏和事故发生。
•注意操作环境的通风和防护，避免有毒气体或腐蚀性气体对人身造成伤害。
化工单元操作及设备教学设计
化工单元操作及设备教学设计介绍化工单元作为化工生产中的一个基础单元，对于化工专业学生来说是必修课程之一。
化工单元操作及设备教学内容包括化工单元的结构、工艺流程、设备操作等方面。
在教学中，设计合理的化工单元操作及设备教学方案，对于提高化工专业学生的实际操作能力和实验技术水平，具有重要的作用。
下面就化工单元操作及设备教学设计进行介绍。
教学安排化工单元操作及设备教学主要分为理论授课和实验操作二个部分。
理论授课1.化工单元概论化工单元的定义、分类、结构和功能。
化工单元工艺流程及其控制策略。
2.化工单元设备概述化工单元主要设备的类型、结构、工作原理和内部构造。
3.化工单元操作技术化工单元操作的基本原则和操作技术、相关法律法规及安全操作。
实验操作1.实验前准备操作规程、安全注意事项、操作环境检查等。
2.实验操作化工单元操作实验，主要包括以下几个方面：–化工单元设备开机检查、设备启停操作；–化工单元工作流程及其控制策略实验；–化工单元设备故障排除实验；–化工单元安全事故的处理。
3.实验报告对实验操作和结果进行总结和分析，撰写实验报告。
教学方法1.案例教学：结合实际案例，让学生更好的理解和应用化工单元操作及设备原理。
2.领域教学：将化工单元分为不同的领域，让学生更深入了解不同领域的化工单元。
3.模拟实验：通过模拟实验让学生更加深入理解化工单元操作及实验技术。
教学评价根据化工单元操作及设备教学的实际情况，采用下列教学评价方法：1.考试评价：考试方式评价学生对理论知识的掌握情况。
2.实验评价：实验报告形式，主要考核学生的实验能力。
3.课程评估：在本课程结束后，由学生对教师授课内容及操作实验提出建议，对本课程进行改进和完善。
结语化工单元操作及设备教学内容繁多，涉及面较广。
本文对于化工单元操作及设备教学方案进行了简单介绍，希望能够对化工专业学生的实际操作能力和实验技术水平提高有所帮助。
化工生产单元操作设备简介
第三节 化工装置基础与日常运行化工生产过程中，化工装置的正常运行和安全生产是重中之重。
任何化工生产装置都有与之相应的操作规程，以指导、组织和管理生产。
“三传一反”精辟概括了化工生产过程的本质。
“三传”指化学工业中遵循共同的物理变化规律的三大基本单元操作，即动量传递、热量传递和质量传递过程；“一反”指化学反应。
根据生产工艺要求，将若干单元有机组合起来，就构成了完整的化工生产过程。
下面将简单介绍一些“三传一反”中的典型化工装置及日常运行和操作。
一、流体输送装置流体输送装置主要包括液体输送装置和气体的压缩与输送装置。
1.液体输送装置液体输送装置统称泵。
根据泵的工作原理和结构特征可划分为动力式泵、容积式泵、流体作用泵和其他类型泵等。
动力式泵也称叶片式泵，包括离心泵、轴流泵和旋涡泵等，此类泵的压头随流量而变；容积式泵也称正位移泵，包括往复泵、隔膜泵、齿轮泵和螺杆泵等，此类泵的压头几乎与流量无关；流体作用泵是利用一种流体的作用来产生压力或真空环境，从而输送另一种流体的装置，如酸蛋、喷射泵、水锤泵和空气升液器等。
（1）离心泵离心泵是典型的动力式泵，在化工生产中应用最为广泛。
①离心泵的结构离心泵的名称很形象，它是依靠离心力作用来输送流体的。
离心泵的主要构件有：叶轮、泵壳、轴封和泵轴等，见图1-叶轮是离心泵中能量传递的部件，它的作用是将原动机的机械能传递给被输送的液体，以增加液体的静压能和动能。
离心泵的叶轮可分为闭式、半闭式和开式三种，如图1- 所示。
目前，大多数离心泵采用闭式叶轮，半开式和开式叶轮常用语输送含有杂质的液体。
图1- 离心泵的结构泵壳也称蜗壳，是离心泵的能量转化装置，它的作用是将叶轮提供的动能转化为静压能，并将叶轮甩出的液体收集起来导向泵的出口管或下一级叶轮。
轴封是用来封闭泵轴穿出泵壳处的间隙，以防止外界空气进入泵壳，或阻止泵内的高压液体泄漏到泵壳外面。
轴封分为填料密封和机械密封两种类型，其中机械密封应用广泛。
化工单元操作及设备第9章 结晶
影响晶核形成的因素
• 成核速率的大小、数量，取决于溶液的过饱和度、 温度、组成等因素，其中起重要作用的是溶液的 组成和晶体的结构特点。
• ⑴ 过饱和度的影响 ⑵ 机械作用的影响 ⑶ 组成 的影响
• 一般说来，对不加晶种的结晶过程①若溶液过饱 和度大，冷却速度快，强烈地搅拌，则晶核形成 的速度快，数量多，但晶粒小；②若过饱和度小， 使其静止不动和缓慢冷却，则晶核形成速度慢， 得到的晶体颗粒较大；③对于等量的结晶产物， 若晶核形成的速度大于晶体成长的速度，则产品 的晶体颗粒大而少，若此两速度相近时，则产品 的晶体颗粒大小参差不齐。
含有过量细晶的母液取出送回结晶器前，要加热或稀释，使细晶溶解。
⑼ 母液温度不宜相差过大，避免过饱和度过大，晶核增多。 ⑽ 调节原料溶液的pH值或加入某些具有选择性的添加剂以改变成 核速率。
9.1.4 晶核的成长
• 晶体成长系指过饱和溶液 中的溶质质点在过饱和度 推动下，向晶核或晶种运 动并在其表面上有序排列， 使晶核或晶种微粒不断长 大的过程
图9-2 温度组成图
9.1.3 晶核的形成
• 溶质从溶液中结晶出来经历两个步骤，即 晶核（结晶的核心）形成和晶体成长。
• 晶核的形成过程可能是，在成核之初，溶 液中快速运动的溶质微粒（原子、离子或 分子）相互碰撞结合成线体单元，当线体 单元增长到一定程度后成为晶胚，晶胚进 一步长大即成为稳定的晶核。在这一过程 中，线体单元、晶胚都是不稳定的，有可 能继续长大，亦可能重新分解。
• ⑴ 过饱和度的影响 • ⑵ 温度的影响 • ⑶ 搅拌强度的影响 • ⑷ 冷却速度的影响 • ⑸ 杂质的影响 • ⑹ 晶种的影响
9.2 结晶方法 9.2.1 冷却结晶
通过降低温度创造过饱和条件进行结 晶的操作称为冷却结晶，此法基本上不去 除溶剂，故适用于溶解度随温度降低而显 著下降的物系，如KNO3、NaNO3 、MgSO4等 水溶液。
精细化工单元操作过程与设备
精细化工单元操作过程与设备一、引言精细化工指的是那些在纳米或微米等级上进行生产和操作的化工产品，它们被广泛应用于电子、医疗、航空航天、生物工程、新材料等领域。
在生产精细化工产品的过程中，需要使用精细化工设备，这些设备可以对反应介质、反应温度、反应时间和反应压力进行精确控制，并保证反应物料的纯度和产品的输出量。
为了实现高效和可控制性的生产，需要对精细化工单元的操作过程和设备进行深入了解。
二、精细化工单元操作过程2.1 反应过程精细化工反应过程是一个复杂和精密的化学反应系统。
它可以由多个阶段的反应组成，包括在恒温下进行的批量式反应、连续式反应以及生长反应等。
在这个过程中需要精确控制反应物的比例、混合速率、温度和pH等参数，设置合适的反应时间，以及实现过程中的气体、液体和固体等物料的输送和分离。
2.2 分离过程在化学反应过程中，需要对产生的产物和反应物进行分离。
这个过程是通过一系列的物理、化学反应和分离实现的，包括蒸发、结晶、沉淀、冷凝、过滤、离心、萃取和干燥等等。
在这个过程中需要使用一系列的设备，包括蒸发器、结晶器、冷凝器、离心机和干燥器等。
2.3 储存过程储存是化学过程中非常重要的一步，它直接影响下一步的操作和产品的质量。
化学物质的储存方式取决于其特性和用途，通常包括使用气体容器和液体容器等。
在储存过程中，需要将化学材料储存在密闭的环境中，防止与空气中的氧气、水和灰尘等发生反应。
三、精细化工设备3.1 反应器反应器是精细化工反应过程的核心部件，它有很多种不同类型的型号和体积，包括批量式反应器、连续式反应器和生产线反应器等。
反应器可以根据反应介质热平衡、搅拌、控制温度和压力等多种功能进行设置和操作。
3.2 蒸发器蒸发器是精细化工分离过程中的重要设备，可用于将溶解液或混合液中的少量固体物质蒸发掉，同时保留其他液态物质进行分离。
蒸发器包括单效蒸发器、多效蒸发器和薄膜蒸发器。
3.3 相整流塔相整流塔是精细化工分离过程中的另一个重要设备，可以对气体、液体和固体进行分离。
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(4)SI制（国际单位制） 基本单位：长度——米（m） ，质量——千克（kg） 时间——秒（s） ，温度——开尔文（K） 物质的量——摩尔（kmol） 重要导出单位： F = ma kg m s 2 N 力—— ； 压强——P=F/面积 ； kg m 1 s 2 N m 2 Pa 能量、功、热——F×距离 kg m 2 s 2 N m J ； 功率——功/时间 kg m 2 s 3 J s 1 W ； 比热——热/质量温度 m 2 s 2 K 1 J kg 1 K 1； 单位换算举例 【例0-1】 已知1 atm = 1.033 kgf cm 2 ,试将此压强换算为SI单位。 解：1公斤（力）等于1千克质量的物体所受到的重力。 2 即1公斤（力）= 1kg × 9.81 m s = 9.81 N ∴ 1 atm = 1.033 × 9.81 N (10 2 m) 2 = 1.013 × 10 5列特点： (1)它们都是物理性操作，即只改变物料状态或其物理性质； (2)它们都是化工过程中共有的操作，但不同的化工过程中 所包含的单元操作数目、名称与排列顺序各异； (3)某单元操作用于不同的化工过程，其基本原理并无不同， 进行该操作的设备往往也是通用的。 三、化工单元操作中基本概念 1、物料衡算：依据——质量守恒定律 ∑ G输入－∑ G输出＝∑ G累积 输入量-输出量 输出量=累积量 输入量 输出量 累积量 ∑ G输入 = ∑ G输出 稳定过程：输入量=输出量 进行物料衡算的步骤： （1） 画出流程示意图，物料的流向用箭头表示； （2） 圈出衡算的范围(或称系统)； （3） 确定衡算对象及衡算基准； （4） 写出物料衡算方程进行求解。
化工单元操作 及设备
山东教育学院化学化工系 姚发业
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绪 论
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绪
无机化学 科 分析化学 有机化学 物理化学 实 生 化学 验 分 化 学 专 家 家 化学 学 化
论
一、化工单元操作及设备在化工领域的地位
化工
理
工
工 化工
工
有 分 工 、化工 学、 工 化 工 、 产
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二、工生产过程与单元操作 1、化工生产过程——用化工手段将原料进行加工处理，使其 在物理性能上或在化学性质上发生变化，成为人们所需的 产品。 化工生产过程核心显然应该是化学反应及其设备（反应器） 化工原理——研究前处理和后处理所涉及的物理加工过程 的规律和设备。 2、单元操作（unit operation）——化工生产中，具有共同 （ ） 物理操作原理和设备的过程。 单元操作按其理论基础可分为下列三类： 流体流动过程（动量传递过程）：包括流体的输送、搅拌、 沉降、过滤等。 传热过程（热量传递过程）：包括热交换、蒸发等。 传质过程（质量传递过程）：包括蒸馏和精馏、吸收、萃 取、 干燥、结晶、膜分离等
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2、能量衡算：依据——能量守恒定律 ∑ Q输入－∑ Q输出＝∑ Q累积 输入能量-输出能量 输出能量=累积能量 输入能量 输出能量 累积能量 ∑ Q输入 = ∑ Q输出 定态过程： 输入能量=输出能量 3、平衡关系 要确立过程能否进行、进行方向、及最终可能状态，必 须借助于平衡关系。 推动力 传递速率 = 4、传递速率 阻力 它决定了设备的大小及成本。 5、经济核算 四、单位制换算 (1) CGS制（物理单位制） cm—g—s，厘米-克-秒制 (2) MKS制（绝对单位制）m—kg—s，米-千克-秒制 (3) 工程单位制 ，米-公斤（力）-秒