化工原理(第三期)

秦瑞香、许静、蒋松山、江文、屈龙、余波

目录

  • 1 课程简介
    • 1.1 课程简介
  • 2 绪论
    • 2.1 绪论
  • 3 流体流动
    • 3.1 流体的物理性质
    • 3.2 流体静力学
    • 3.3 流体流动的基本方程
    • 3.4 流体流动现象
    • 3.5 流体在管内的流动阻力
    • 3.6 管路计算
    • 3.7 流量测量
    • 3.8 思政园地
    • 3.9 思维导图
    • 3.10 章节测验及练习题
  • 4 流体输送机械
    • 4.1 离心泵
      • 4.1.1 离心泵的工作原理和主要部件
      • 4.1.2 离心泵的主要性能参数与特性曲线
      • 4.1.3 离心泵的气蚀现象与允许安装高度
      • 4.1.4 离心泵的工作点与流量调节
    • 4.2 其它类型液体输送机械
    • 4.3 气体输送和压缩机械
    • 4.4 思政园地
    • 4.5 章节测验及练习题
    • 4.6 思维导图
  • 5 非均相物系分离
    • 5.1 概述
    • 5.2 沉降分离
    • 5.3 过滤
    • 5.4 离心机
    • 5.5 固体流态化
    • 5.6 思政园地
    • 5.7 章节测验及练习题
    • 5.8 思维导图
  • 6 传热
    • 6.1 概述
    • 6.2 热传导
    • 6.3 对流传热概述
    • 6.4 传热过程计算
    • 6.5 对流传热系数关联式
    • 6.6 辐射传热
    • 6.7 换热器
    • 6.8 思政园地
    • 6.9 思维导图
    • 6.10 章节测验及练习题
  • 7 蒸发
    • 7.1 蒸发设备
    • 7.2 单效蒸发
    • 7.3 多效蒸发
    • 7.4 思政园地
    • 7.5 思维导图
    • 7.6 章节测验及练习题
  • 8 蒸馏
    • 8.1 概述
    • 8.2 两组分溶液的气液平衡
    • 8.3 平衡蒸馏和简单蒸馏
    • 8.4 精馏原理和流程
    • 8.5 两组分连续精馏的计算
      • 8.5.1 物料衡算和操作线方程
      • 8.5.2 理论板层数的求法
      • 8.5.3 回流比的影响及其选择
      • 8.5.4 塔高和塔径的计算及精馏过程的节能措施
    • 8.6 间歇精馏
    • 8.7 恒沸精馏和萃取精馏
    • 8.8 思政园地
    • 8.9 思维导图
    • 8.10 章节测验及练习题
  • 9 吸收
    • 9.1 气体吸收的相平衡关系
    • 9.2 传质机理与吸收速率
    • 9.3 吸收塔的计算
    • 9.4 吸收系数
    • 9.5 其他条件下的吸收和脱吸
    • 9.6 思政园地
    • 9.7 思维导图
    • 9.8 章节测验及练习题
  • 10 蒸馏和吸收塔设备
    • 10.1 概述
    • 10.2 板式塔
    • 10.3 填料塔
    • 10.4 思政园地
    • 10.5 思维导图
    • 10.6 章节测验及练习题
  • 11 液-液萃取
    • 11.1 概述
    • 11.2 三元体系的液-液平衡
    • 11.3 萃取过程的流程和计算
    • 11.4 思政园地
    • 11.5 思维导图
    • 11.6 章节测验及练习题
  • 12 干燥
    • 12.1 湿空气的性质及湿焓图
    • 12.2 干燥过程的物料衡算与热量衡算
    • 12.3 固体物料在干燥过程中的平衡关系与速率关系
    • 12.4 干燥设备
    • 12.5 思政园地
    • 12.6 章节测验及练习题
  • 13 结晶和膜分离
    • 13.1 结晶
    • 13.2 膜分离
    • 13.3 思政园地
    • 13.4 思维导图
    • 13.5 章节测验及练习题
思政园地

                                         

 

章节内容

 
 

课程知识

 
 

思政元素案例

 
 

培养目标或预期成效

 
 

吸收

 
 

1、吸收操作过程

 
 

国家的法律、法规对于化工过程废弃物排放有严格的规范,如《中华人民共和国环境保护法》、GB31571-2015《石油化学工业污染物排放标准》等。习近平总书记在2020年12月12日召开的气候雄心峰会上宣布:“到2030年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,中国将以新发展理念为引领,在推动高质量发展中促进经济社会发展全面绿色转型,脚踏实地落实上述目标,为应对全球气候变化做出更大的贡献”。采用气体吸收的单元操作脱除酸性气体(SO2、H2S,CO2等),可以减少酸性气体的排放,从而保护和改善我们的环境。

 
 

增强学生环境保护法律意识,培养学生具有一种新的绿色和环保的化工生产理念。

 
 

采用吸收的单元操作回收混合气体中所需的组分,然后再通过解吸的单元操作实现溶剂的再利用,这一吸收-解吸的单元操作过程一是可以减少有害气体的排放,二是可以提高资源利用效率。

 
 

培养学生节约资源、珍惜资源的战略意识、大局意识、全面意识。

 
 

吸收和解吸可以看成是一对相互作用的矛盾共同体。

 
 

培养学生在看问题时要树立矛盾对立统一的马克思主义哲学史观。

 
 

2、吸收过程的相平衡关系

 
 

马克思主义哲学原理中讲到物质运动规律时提到:运动是绝对的,静止是相对的。世界上任何事物都不是绝对的,都是相对的。利用这个哲学观点可以帮助学生很好的理解吸收过程的相平衡是一种动态平衡。什么是动态平衡呢?解释这个问题我们就要从宏观角度上看当吸收过程到达平衡状态时,从表面上看整个系统是处于静止状态的,气相和液相之间没有物质的交换,气相和液相的物质都不进入对方,相际间没有任何物质进行传递,但是从微观的角度进行观察,在相际间仍有方向相反的物质进行传递,相际间同时进行着吸收过程和解吸过程,只是吸收和解吸的速度相等罢了。一旦外界的环境发生了改变,吸收和解吸的速度不再相等,那么这种平衡就会瞬间被打破。通过吸收这一化工的单元操作证明了哲学上的“物质运动是绝对的,静止是相对的”这一理论观点。

 
 

培养学生在平时的学习和生活中能够找到一个动态平衡的平衡点,这个平衡点就是解决问题的最优化的关键点,通过这个平衡点我们的同学就能找到解决问题的最优化方法,同时可以在学习中达到最高的效率,真正的做到将马克思主义哲学理论与我们平时的工作、生活相结合。

 
 

3、吸收速率方程

 
 

从公式吸收速率=过程推动力/过程阻力中可以看出,过程的推动力和过程的阻力是一对矛盾,它们的大小直接影响吸收速率不同。如果想要得到更大的吸收速率,就必须在增大过程推动力的同时还要减小过程的阻力,那么我们从观察事物之间矛盾的角度就能够很好的理解吸收速率的影响因素。总阻力包含了气膜阻力和液膜阻力,气膜阻力和液膜阻力之间又存在着相对大小的矛盾,马克思主义哲学原理中的矛盾原理包含着主要矛盾与次要矛盾的辩证关系。解决问题的关键就是要抓住事物的主要矛盾,在计算过程阻力的过程中,如果计算的液膜阻力远远小于气膜阻力,那么气膜阻力就是主要矛盾,就可以认为气膜阻力对整个吸收过程的速率有很大的影响,那么在计算气体吸收过程的速率方程中,过程阻力一项就可以简化为用气膜阻力来表示;反之,如果计算的液膜阻力远远大于气膜阻力,那么液膜阻力就是主要矛盾,就可以认为液膜阻力对整个吸收过程的速率有很大的影响,过程阻力一项就可以简化为用液膜阻力来表示。

 
 

培养学生通过对马克思主义哲学原理中矛盾理论的研究,用抓住事物主要矛盾的方法把复杂的吸收过程简单化,把复杂的吸收速率方程简单化,从而解决了工业生产中遇到的重要的问题。

 
 

4、吸收系数

 
 

吸收系数是吸收过程计算的关键,吸收系数可通过经验公式获得,但是由于受实验条件的限制,使用的范围就非常的有限。在不同条件下我们将得到的较为广泛的实验数据,整理出量纲为1 的数群关联式,将这种关系式用来表示影响因素与吸收系数之间的关系。与使用范围有限的经验公式相对比,量纲分析法具有很好的概括性,而且使用范围要宽泛得多。量纲分析法是马克思主义哲学原理中的辩证唯物主义方法论在具体学科领域运用的具体体现,辩证唯物主义方法论要求我们做事情要实事求是,解决问题的根本要从实际出发,要做到理论与实践相结合。根据这一理论,我们在工业生产中做出了大量的实验,反映在哲学理论上就是进行了大量的实践,同理量纲分析法就相当于我们得到的理论。

 
 

培养学生运用马克思主义哲学原理中的辩证唯物主义方法论,真正的将马克思主义哲学理论与实际的工业生产相结合,通过以上理论的讲授能够培养学生的辩证思维能力,可以使同学们在学习以及工业生产中能够更加深刻的理解理论与实践相结合这一哲学理论,从而有效的指导我们的工作和学习。