化工传递过程课件 第十章
化工传递过程
膜蒸馏过程的传热与传质
膜蒸馏是将膜与蒸馏过程相结合的分离方法。热侧水溶液在蒸汽压差的作用下,在多孔疏水膜表面蒸发,水蒸气通过膜,进入低温侧,冷凝得到纯净水。膜蒸馏传质
的推动力是膜两侧温度下水的饱和蒸汽压差,是一种有相变的膜分离过程。空气
隙膜蒸馏的具有直接得到冷凝的纯水,对冷却水的纯度要求很低和在低压和较低
温度的条件下进行分离的优点,而且操作简单、分离效率高,可以用于海水脱盐、
非挥发性溶质水溶液浓缩、水溶液中挥发性有机物溶质的脱除以及废水处理等领域,所以膜蒸馏越来越引起人们的关注。根据扩散到膜另一侧的蒸汽被冷凝的方
式不同,膜蒸馏可以分为直接接触式膜蒸馏、真空膜蒸馏、气扫式膜蒸馏、气隙
式膜蒸馏和减压膜蒸馏。真空膜蒸馏与其他方式的膜蒸馏相比较, 热传导的损失
一般可以忽略, 热效率较高,而且透过通量一般较大, 因此受到研究者越来越多
的重。 1. 1 热量传递
真空膜蒸馏的传热过程大体分为三步:1)热量从热侧料液主体传到热侧膜面;2)
热量伴随挥发组分通过膜孔和膜本体传递(跨膜传热);3)热量伴随挥发组分在下
游侧冷凝而传递。 1. 1. 1 边界层内的热量传递 热量从热侧料液主体传到热侧膜面主要以对流方式传递, 其热阻主要集中在边
界层。流道内对流传热系数满足Dittus-Boelter方程。但膜蒸馏的传热过程伴有
质量传递,与换热器的传热多有不同,因而有必要对Dittus-Boelter方程中的常数重
新进行测定。Lawson[1] 等设计了新的膜组件,用纯水做实验介质对对流传热系数
进行了测定,得到的结果与Dittus-Boelter方程基本一致。阎建民[2]等介绍了应用减压膜蒸馏技术测定膜组件对流传热系数的理论方法,并通过实验测定了膜组件
的对流传热系数,发现雷诺数及普朗特数对对流传热系数的影响与Dittus- Boelter
方程基本一致。 Mengual[3]等由努赛尔数、雷诺数和普朗特数关联式出发,通过
精编【电子行业】化工原理电子教案第十章固体干燥
【电子行业】化工原理电子教案第十章固体干燥
xxxx年xx月xx日
xxxxxxxx集团企业有限公司
Please enter your company's name and contentv 13．干燥
13.1概述
一、物料的去湿方法
1． 机械去湿：含水较高时，机械分离方法；
2． 吸附去湿：含水较低时，用干燥剂 CaCl2、硅胶；
3． 供热干燥：加热汽化水分；
二、干燥分类
1． 按操作方式分
连续干燥：工业常用；间歇干燥：小批量；
2． 按操作压强分
常压干燥 真空干燥：要求处理后物料湿分低或热敏性物质；
3． 按传热或供热方式分
（1）传导干燥 （2）对流干燥 （3）辐射干燥
（4）介电加热干燥 （5）联合干燥
三、对流干燥过程的条件及特点
干燥介质—热空气 汽化湿份—水分
1． 对流干燥的必要条件：物料表面水汽分压空气中水汽分压（传质推动力），反之，则为干燥逆过程—吸湿；
2． 特点
气固俩相之间将发生
（1）热量、质量同时传递 物料水分干燥介质；干燥介质热量物料；一般俩者方向相反
（2）过程的方向和极限
A 方向
温度梯度为传热方向判据：（热量传递方向）
水汽分压为传质方向判据：（质量传递方向）
B 极限情况
取决于干燥条件 包括（平衡条件：相平衡、热平衡
俩相的相对流量）
3． 因目的不同，能够分为如下俩大类
（1） 以传热为目的，伴有传质过程。如空气的直接水冷，目的是为了提高水温，利用余热降低空气温度；
（2） 以传质为目的，伴有传热过程。如空调中空气的增减湿；
四、本章重点
1． 湿空气的性质表征、状态参数及计算
2． 掌握湿度图的应用及干燥过程计算；
3． 掌握恒速及降速干燥的机理；
化工原理第十章液-液萃取和液-固浸取电子教案
化 工 原 理 第 十 章
液 -
液萃取和液-固浸取
第十章液-液萃取和液-固浸取
1.25C时醋酸（A）-庚醇-3 （B） -水（ S）的平衡数据如本题附表所示
习题1附表1溶解度曲线数据（质量分数/%）
醋酸 庚醇-3 水（S） 醋酸 庚醇-3 水
0 : 96.4 3.6 48.5 12.8 38.7
3.5 93.0 3.5 47.5 7.5 45.0
8.6 87.2 4.2 42.7 3.7 53.6
19.3 74.3
6.4 36.7 1.9 61.4
24.4 67.5 7.9 29.3 1.1 69.6
30.7 58.6 10.7 24.5 0.9 74.6
41.4 39.3 19.3 19.6 0.7 79.7
45.8 26.7 27.5 14.9 0.6 84.5
46.5 24.1 29.4 7.1 0.5 92.4
47.5 20.4 32.1 0.0 0.4 99.6
习题1附表2联结线数据（醋酸的质量分数 %）
水层 庚醇-3层 水层 庚醇-3层
6.4 P 5.3 38.2 P 26.8
13.7 10.6 42.1 30.5
19.8 14.8 44.1 32.6
26.7 19.2 48.1 37.9
33.6 23.7 47.6 44.9
试求：（1）在直角三角形相图上绘出溶解度曲线及辅助曲线，在直角坐标
图上绘出分配曲线。（2）确定由200 kg醋酸、200 kg庚醇-3和400 kg水组成的
混合液的物系点位置。混合液经充分混合并静置分层后，确定两共轭相的组成和
质量。（3）上述两液层的分配系数kA及选择性系数 。（4）从上述混合液中蒸 出多少千克水才能成为均相溶液？
解：（1）溶解度曲线如附图1中曲线SEPHRJ所示。辅助曲线如附图1曲线
SNP所示。分配曲线如附图2所示。
（2）和点醋酸的质量分率为
kB YB 0.01
XB 0.74 0.0135
《化工传递过程》教学大纲
化工传递过程教学大纲
一、课程的基本信息
适应对象：化学工程与工艺专业四年制本科学生
课程代码：41E02127
学时分配：28
赋予学分：1.5
先修课程：高等数学、物理化学、化工原理、化工热力学
后续课程：化工过程开发，化工设计与计算
二、课程性质与任务
《化工传递过程》是针对化学工程与工艺专业的专业特色课程，是学生学习专业课和从事本专业的科研、生产工作必备的理论基础。本课程是一门探讨自然现象和化工过程中动量、热量和质量传递速率的课程。化学工程中各个单元操作均被看成传热、传质及流体流动的特殊情况或特定的组合，对单元操作的任何进一步的研究，最终都是归结为这几种传递过程的研究。将化工单元操作（化工原理）的共性归纳为动量、热量和质量传递过程（"三传"）的原理系统地论述，将化学工程的研究方法由经验分析上升为理论分析方法。各传递过程既有独立性又有类似性，虽然课程中概念、定义和公式较多，基本方程又相当复杂给学习带来一定的困难，但可运用"三传"的类似关系进行研究理解，可使学生掌握化学工程专业中有关动量、热量和质量传递的共性问题。该课程的学习有助于学生深入了解各类传递过程的机理，为改进各种传递过程和设备的设计，操作和控制提供理论基础；为今后的科学研究提供各种的基础数学模型；为速度、温度、浓度分布及传递速率的确定提供必要的帮助。为分析和解决过程工程和强化设备性能等问题提供坚实的理论基础。
三、教学目的与要求
本课程的教学目的是了解和掌握化工过程中三传现象的机理及其数学描述。确定边界条件从而分别求出过程的解析、数值解或转化为准数关联式，培养学生分析和解决化学工程中传递问题的能力，为在工程上进一步改善各种传递过程和设备的设计、操作及控制过程打下良好的理论基础。通过学习加深对化学工程基本原理的理解，使学生能顺利学习后续的专业课，提高自学与更新本专业知识的能力。
四、教学内容与安排
第一章 传递过程概论（2学时）
1.1 流体流动导论
[电子行业企业管理]化工原理电子教案第十章固体干燥
![[电子行业企业管理]化工原理电子教案第十章固体干燥](https://360docs-1393072327.cos.ap-beijing.myqcloud.com/63f10a18be1e650e53ea994e.webp)
（电子行业企业管理）化工原理电子教案第十章固体干燥
13．干燥
13.1概述
一、物料的去湿方法
1． 机械去湿：含水较高时，机械分离方法；
2． 吸附去湿：含水较低时，用干燥剂CaCl2、硅胶；
3． 供热干燥：加热汽化水分；
二、干燥分类
1． 按操作方式分
连续干燥：工业常用；间歇干燥：小批量；
2． 按操作压强分
常压干燥真空干燥：要求处理后物料湿分低或热敏性物质；
3． 按传热或供热方式分
（1）传导干燥（2）对流干燥（3）辐射干燥
（4）介电加热干燥（5）联合干燥
三、对流干燥过程的条件及特点
干燥介质—热空气汽化湿份—水分
1． 对流干燥的必要条件：物料表面水汽分压空气中水汽分压（传质推动力），反之，则为干燥逆过程—吸湿；
2． 特点
气固两相之间将发生
（1）热量、质量同时传递物料水分干燥介质；干燥介质热量物料；一般两者方向相反
（2）过程的方向和极限
A方向
温度梯度为传热方向判据：（热量传递方向）
水汽分压为传质方向判据：（质量传递方向）
B极限情况
取决于干燥条件包括（平衡条件：相平衡、热平衡两相的相对流量）
3． 因目的不同，可以分为如下两大类
（1） 以传热为目的，伴有传质过程。如空气的直接水冷，目的是为了提高水温，利用余热降低空气温度；
（2） 以传质为目的，伴有传热过程。如空调中空气的增减湿；
四、本章重点
1． 湿空气的性质表征、状态参数及计算
2． 掌握湿度图的应用及干燥过程计算；
3． 掌握恒速及降速干燥的机理；
13.2湿空气的性质及湿度图
湿空气是干空气和水气的混合物。在对流干燥过程中，最常用的干燥介质是湿空气，将湿空气预热成热空气后与湿物料进行热量与质量交换，可见湿空气既是载热体，也是载湿体。在干燥过程中，湿空气的水气含量、温度及焓等性质都会发生变化。所以，在研究干燥的过程之前，首先要了解表示湿空气性质或状态的参数，如温度，相对湿度、干球湿度、露点、湿球温度、比容（湿容积）、比热、焓及绝热饱和温度等的物理意义及相互间的关系。
化工原理-第10章-气液传质设备
1 化工原理-第10章-气液传质设备
知识要点
用于蒸馏和吸收塔的塔器分别称为蒸馏塔和吸收(解吸)塔。通称气液传质设备。本章应重点掌握板式塔和填料塔的基本结构、流体力学与传质特性（包括板式塔的负荷性能图)。
1. 概述
高径比很大的设备叫塔器。
蒸馏与吸收作为分离过程，基于不同的物理化学原理，但其均属于气液两相间的传质过程，有共同的特点可在同样的设备中进行操作。
(1) 塔设备设计的基本原则
① 使气液两相充分接触，以提供尽可能大的传质面积和传质系数，接触后两相又能及时完善分离。
② 在塔内气液两相最大限度地接近逆流，以提供最大的传质推动力。
(2) 气液传质设备的分类
① 按结构分为板式塔和填料塔
② 按气液接触情况分为逐级式与微分式
通常板式塔为逐级接触式塔器，填料塔为微分接触式塔器。
2. 板式塔
(1) 板式塔的设计意图：总体上使两相呈逆流流动，每一块塔板上呈均匀的错流接触。
(2) 筛孔塔板的构造
① 筛孔——塔板上的气体通道，筛孔直径通常为3~8mm。
② 溢流堰——为保证塔板上有液体。
③ 降液管——液体自上层塔板流至下层塔板的通道。
(3) 筛板上的气液接触状态
筛板上的气液接触状态有鼓泡接触、泡沫接触、喷射接触，比较见表10-1。
表10-1 气液接触状态比较
项 目 鼓泡接触状态 泡沫接触状态 喷射接触状态
孔速 很低 较高 高
两相接触面 气泡表面 液膜 液滴外表面
两相接触量 少 多 多
传质阻力 较大 小 小
传质效率 低 高 高
连续相 液体 液体 气体
分散相 气体 气体 液体
适用物系
重轻
(正系统) 重轻
(负系统)
工业上经常采用的两种接触状态是泡沫接触与喷射接触。由泡沫状态转为喷射状态的临界点称为转相点。
(4) 气体通过塔板的压降 包括塔板本身的干板阻力(即板上各部件所造成的局部阻力)、气体克服板上充气液层的静压力所产生的压力降、气体克服液体表面张力所产生的压力降(一般较小，可忽 2 略不计)。
化工原理第10章
第10章习题解答
1 在操作条件下，以纯净的氯苯为萃取剂，在单级接触萃取器中，萃取含丙酮的水溶液。丙酮－水－氯苯三元混合液的平衡数据见本题附表。试求：
⑴在直角三角形坐标系下，绘制此三元体系的相图，其中应包括溶解度曲线、联接线和辅助曲线；
⑵若近似地将前五组数据中B与S视为不互溶，试在X－Y直角坐标图上标绘分配曲线；
⑶若丙酮水溶液质量比分数为0.4，并且mB/mS=2.0，在X－Y直角坐标图上求丙酮在萃余相中的浓度；
⑷求当水层中丙酮浓度为45％（质量%，下同）时，水与氯苯的组成以及与该水层成平衡时的氯苯层的组成；
⑸由0.12kg氯苯和0.08kg水所构成的混合液中，尚需加入多少kg丙酮即可成为三元均相混合液；
⑹预处理含丙酮35％的原料液800kg，并要求达到萃取平衡时，萃取相中丙酮浓度为30％，试确定萃取剂（氯苯）的用量；
⑺求条件⑹下的萃取相和萃余相的量，并计算萃余相中丙酮的组成；
⑻若将条件⑹时的萃取相中的溶剂全部回收，求可得萃取液的量及组成。
习题1附表(质量%)
水层 氯苯层
丙酮(A) 水(B) 氯苯(S) 丙酮(A) 水(B) 氯苯(S)
0 99.89 0.11 0 0.18 99.82
10 89.79 0.21 10.79 0.49 88.72
20 79.69 0.31 22.23 0.79 76.98
30 69.42 0.58 37.48 1.72 60.80
40 58.64 1.36 49.44 3.05 47.51
50 46.28 3.72 59.19 7.24 33.57
60 27.41 12.59 62.07 22.85 15.08
60.58 25.66 13.76 60.58 25.66 13.76
解：⑴依平衡数据绘出溶解度曲线如附图1-1所示，图中各点代号与数据的对应关系注于附表1-1中。联结互成平衡的两液层组成点得E1R1、E2R2、E2R2……等平衡联结线。
化工传递过程基础
化工传递过程基础
概述
化工传递过程是指在化工工艺过程中，物质的质量、能量、动量等通过传递方式从一个系统传递到另一个系统的过程。化工传递过程是化工工艺的基础，对于化工工艺的设计、优化和控制都起着重要的作用。
在化工过程中，常见的传递过程包括质量传递、能量传递和动量传递。质量传递是指物质在化工过程中的传递过程，常用的传递方式包括传递过程基础（如扩散、对流和反应等）及相关的传递机制（如浓度差、温度差、压力差等）。能量传递是指热能在化工过程中的传递过程，常用的传递方式包括传导、对流和辐射。动量传递是指动量在化工过程中的传递过程，常用的传递方式包括流动、压力和阻力。 质量传递
扩散
扩散是质量在化工过程中传递的一种基本方式。在扩散过程中，物质会沿着浓度梯度从高浓度区域向低浓度区域传递。扩散过程的速度与浓度差、扩散系数和传递距离等因素有关。常见的扩散方程有弥散方程和菲克定律。
对流
对流是质量传递中常用的一种方式，通过流体的运动将物质从一个地方传递到另一个地方。对流传递可以分为自然对流和强制对流两种方式。在自然对流中，传递过程由于密度差产生的浮力驱动；而在强制对流中，传递过程由外部施加的力（如搅拌、泵送等）驱动。 反应
反应是化工过程中重要的一种质量传递方式。在化学反应中，物质通过反应转化成另一种物质，并伴随着质量的传递过程。反应速率常常与反应的浓度、温度和反应物之间的反应机理等因素有关。
能量传递
传导
传导是能量传递中的一种方式，是指通过物质的直接接触将热能从一个地方传递到另一个地方。传导过程的速度与热传导系数、温度差和传递距离等因素有关。常见的传导方程有傅里叶定律和斯廷定律。
对流
对流也是能量传递中常用的一种方式，通过流体的运动将热能从一个地方传递到另一个地方。对流传递可以分为自然对流和强制对流两种方式，原理与质量传递中的对流类似。 辐射
辐射是能量传递中的一种方式，是指通过电磁辐射将能量从一个地方传递到另一个地方。辐射能量的传递与物体的温度、表面特性和辐射波长等因素有关。
化工传递过程 2
２３２ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ａｂｓｔｒａｃｔｓ（Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ） ２００８Ｖｏ１．１４，Ｎｏ．２
４５～４８ 利用 ．蒎烯．／３．蒎烯、 一蒎烯．蒎烷二元体系常压汽液平衡数
据，研究氢化松节油体系过量Ｇｉｂｂｓ自由能及超额焓的关联与
计算．由汽液平衡数据求出体系中各组分的活度系数，从而关
联得到相应的常压过量Ｇｉｂｂｓ自由能实验值，结果表明， 一蒎
烯一／３一蒎烯、 一蒎烯一蒎烷体系对理想溶液呈现较小的正偏差．
根据Ｗｉｌｓｏｎ方程对 一蒎烯一 一蒎烯、 一蒎烯一蒎烷体系的常压
过量Ｇｉｂｂｓ自由能和超额焓进行了计算，计算值与实验值吻合
良好，对 一蒎烯一／３．蒎烯体系最大超额焓为１２．６６３ １ Ｊ／ｍｏｌ，
一蒎烯一蒎烷体系最大超额焓为１２６．７８３ ７ Ｊ／ｍｏ１．图３表３参
１４ 关键词： 蒎烯；口一蒎烯；蒎烷；过量Ｇｉｂｂｓ自由能；超额焓
０８０２１６８０ ５３０・１１ 气垫式输送机在盐业输送中常见的故障分析与处理＝Ｆａｉｌｕｒｅ
ｃａｕｓｅｓ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ａｉｒ ｃｕｓｈｉｏｎ ｃｏｎｖｅｇｏｒ ｉｎ ｓａｌｔ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ［刊，中］／靳征昌（黄河水利职业技术学院机电系，开
封４７５００１），朱红斌∥盐业与化工．一２００７，３６（５）．４３￣４５ 根据多年的运行经验，从使用维护的角度，分析气垫式输送机
出现的故障原因及有效的处理方法．图３
关键词：气垫式输送机；输送带；食盐输送
０８０２１６８１ ５３０・１１ 温度对兑卤过程相关生产指标影响＝Ｔｈｅ ｐｈａｓｅ ｄｉａｇｒａｍ ａｎａｌｙ—
ｓｉｓ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｍｉｘｉｎｇ ｂｒｉｎｅ ｐｒｏｃｅｓｓ［刊，中］／李建国（青海大学
化工传递过程讲义
1 《化工传递过程》讲稿
【讲稿】
第一章 传递过程概论（4学时）
传递现象是自然界和工程技术中普遍存在的现象。
传递过程：物理量（动量、热量、质量）朝平
衡转移的过程即为传递过程。
平衡状态：物系内具有强度性质的物理量如
速度、温度、组分浓度等不存在梯度。
*动量、热量、质量传递三者有许多相似之处。
*传递过程的研究,常采用衡算方法。
第一节 流体流动导论
流体：气体和液体的统称。
微元体:任意微小体积。
流体质点：当考察的微元体积增加至相对于分子的几何尺寸足够大，而相对于容器尺寸充分小的某一特征尺寸时，便可不计分子随机运动进出此特征体积分子数变化所导致的质量变化，此一特征体积中所有流体分子的集合称为流体质点。
可将流体视为有无数质点所组成的连续介质
一、静止流体的特性
（一）流体的密度
流体的密度：单位体积流体所具有的质量。
对于均质流体
对于不均质流体点密度dVdMd
*流体的点密度是空间的连续函数。
*流体的密度随温度和压力变化。
流体的比体积：单位流体质量的体积。MV
（二）可压缩流体与不可压缩流体
可压缩流体：密度随空间位置和时间变化的流体，称为可压缩流体。(气体)
不可压缩流体：密度不随空间位置和时间变化的流体，称为不可压缩流体。(液体)
（三）流体的压力
流体的压力（压强，静压力）：垂直作用于流体单位面积上的力。APp
（四）流体平衡微分方程
1.质量力(重力)
单位流体质量所受到的质量力用Bf 表示。在直角坐标zyx,, 三个轴上的投影分量分别以 X﹑Y﹑Z 表示。 BFVM 2 2.表面力:表面力是流体微元的表面与其临近流体作用所产生的力用Fs表示。在静止流体中，所受外力为重力和静压力，这两种力互相平衡，利用平衡条件可导出流体平衡微分方程。
916:16化工传递过程基础黄山学院化学系首先分析x方向的作用力，其质量力为由静压力产生的表面力为XdxdydzdFBxdydzdxxpppdydzdFsx