二、化工原理

Soloman’sDesign九逸作品Soloman’sDesign九逸作品目录0/绪论1/单元操作3/单元操作4/主要物质的性质Soloman’sDesign九逸作品0绪论化工原理接下来我们将从化工原理的角度来探讨脱硫（脱硝）的原理和过程，首先，我们先定义一下化学过程：有新物质生成的过程，我们就称之为化学过程，没有新物质生成的过程我们叫做物理过程。化工过程中往往既包含化学过程也包含物理过程。那么，什么叫化学生产过程呢？将原材料大规模进行加工处理，使其物理性质和化学性质发生变化并生成新的、符合要求的产品，这就是化学生产过程。按照上面这个定义，我们所调试的脱硫和脱硝装置可不可以算得上是化学生产过程？他们的原材料和产品分别是什么？中间又有哪些化学和物理变化呢化工原理绪论化工过程化工原理物理过程浆液制备浆液输送搅拌过程烟气输送脱水过程旋流过程氨水的蒸发化学过程烟气吸收石灰石溶解中和反应氧化反应污水处理氨、氮反应核心过程化学过程化工原理绪论按性质分类化工原理1动量传递流体流动流体输送流体动力学规律2热量传递传热蒸发热交换规律3质量传递吸收干燥分离分子扩散原理根据生产过程中常见的操作单元所遵循的规律，可将化工过程分为三大块：化工原理绪论按过程分类化工原理温度PH值压强浓度催化剂活性接触面积化学过程影响因素化工原理影响因素绪论化工原理基本概念∑G1＝∑G2+GA∑G1：输入物料质量∑G2：输出物料质量GA：积累在系统中的物料单位：Kg/h我们只记录电耗自然变化中，过程具有方向性，在一定条件下会达到极限，这个极限就叫平衡。在生产中，常常通过改变平衡，使过程有利于生产，比如PH值等。受到过程推动力和过程阻力的影响。过程离平衡状态越远则推动力越大。物料衡算能量衡算平衡关系过程速率化工原理绪论基本概念化工原理s°C=a-273K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(mol)m单位换算长度基本单位温度时间化工原理绪论单位换算化工原理2020/2/28101单元操作化工原理第一操作单元：动量传递内容：•流体流动阻力产生的原因、影响因素、计算方法•化工管路的构成和布置，常用压力和流量测量装置的类型、结构和工作原理。化工原理动量传递重点内容化工原理密度和相对密度vm化工原理动量传递流体密度•密度：单位体积流体所具有的质量称为流体的密度，用ρ表示，单位：Kg/m3•液体的密度：液体为不可压缩流体，其密度可以简单表示为：•气体密度：气体为可压缩流体，其密度随温度和压力变化较大。化工原理•标准状况下气体的密度)/(4.2230mKgM000TPPT化工原理动量传递流体密度M：气体的摩尔质量22.4是标准状况下1mol气体的体积•实际状况下气体的密度KT2730kPaP33.1010在脱硫脱硝调试中，我们是实际测得ρ然后根据压力和温度算出ρ0的，称为标立方，即Nm³化工原理流体的黏度•流体内部产生的相互作用力，通常称为内摩擦力（黏滞力）•流体在流动时产生内摩擦的性质，称为流体的粘性。•内摩擦力是一种剪力（F），单位面积上的剪力叫做剪应力（τ，单位：Pa），若假设流体面积为A，则有：dydAF化工原理动量传递流体黏度μ：比例系数，称为黏度系数，简称黏度化工原理：速度梯度dyd化工原理动量传递流体黏度速度梯度的大小与流体内部分子结构、界面作用力及温度、速度等有关。当在流体中具有速度梯度时，流速大的流体具有加速与之接近的流速慢的流体的力(或流速小的流体具有减速与之接近的流速快的流体的力)，即产生了黏性力，该力随速度梯度的加大而增大，而且流速不同的两流层接触面积越大这个力越大。左图：速度υ随y变化的线性关系，就是斜率。化工原理•由以上推理：dyd化工原理动量传递流体黏度具体流体的黏度可以通过相关的手册来获取，我们只作为了解，知道黏度越大，则对流体的流动影响越大，越不利于流动。化工原理流体力学的应用•压力的测量化工原理动量传递流体力学流体力学应用绝对压力真空度表压力绝对压力大气压力绝对零压绝对压力、表压力和真空度的关系当仪表所测的流体压力大于外界大气压力时，所用的测压仪表叫做压力表，数值称为表压力：表压力=绝对压力-大气压力当被测流体压力小于外界大气压力时，所用测压仪叫真空表，数值称为真空度：真空度=大气压力-绝对压力化工原理公式的推导化工原理动量传递静流体力学公式及应用0p1p2pGG1z2zh根据初中所学的物理知识我们可以得出：ghAG在一定深度的水平面中，放入一个面积为A的正方体，其重为G该物体平衡时受合力为零APZZAAp2211)(g)(2121zzgpp为讨论方便，把该物体移动到液面处，上边面压力为？0p化工原理公式的推导0pghpp0gpph0化工原理动量传递静流体力学公式及应用0p1p2pGG1z2zh为讨论方便，把该物体移动到液面处，上边面压力为则上页公式可以写为：gph以上就是我们计算液位的原理化工原理流体静力学基本方程式的应用•压力与压力差的测量化工原理动量传递静流体力学公式及应用U形管压差计指示液：水银；甘油；水；CCl4等指示液i被测流体i为指示液密度为流体密度化工原理流体静力学基本方程式的应用化工原理动量传递静流体力学公式及应用12玻璃管3化工原理流动流体的物料衡算•流量与流速化工原理动量传递流动流体物料衡算定态流动2211定态流动时连续方程式推导在流动系统中，各截面上流体的压力、流速、密度等有关物理量紧随位置而改变，不随时间而改变，这种流动方式叫做定态流动。在定态流动系统中，对直径不同管段做物料衡算，衡算的基本关系，流量输入等于流量输出111222uAuA常数21221()udud对于圆管而言化工原理能量衡算•伯努利方程化工原理动量传递流动流体能量衡算1122u1,P1,Z1u2,P2,Z20能(入)=能(出)2111()2ePugZh2222()2fPugZh化工原理伯努利方程的应用a、确定管道中流体的流速或流量化工原理动量传递流动流体能量衡算b、确定设备之间的相对位置c、确定流体流动所需要的压力d、确定流体流动所需要的外加机械能化工原理应用举例化工原理动量传递流动流体能量衡算Soloman’sDesign九逸作品