《化工原理》word版

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3、業(yè)”一般要經(jīng)過一系列物理的或化學的加工處理步驟，這一系列步驟稱為過程。過程需要由設備來完成。過程設備必須滿足過程的要求。化學工程包括單元操作、化工熱力學、化工系統(tǒng)工程、過程動態(tài)學及化學過程控制等方面目錄單元操作化學反應工程1.傳遞過程2.化工熱力學化工系統(tǒng)工程單元操作化學反應工程1.傳遞過程2.化工熱力學化工系統(tǒng)工程展開編輯本段單元操作　　構成多種化工產(chǎn)品生產(chǎn)的物理過程都可歸納為有限的幾種基本過程，如流體輸送、換熱（加熱和冷卻）、蒸餾、吸收、蒸發(fā)、萃取、結晶、干燥等。這些基本過程稱為單元操作。對單元操作的研究，

4、得到具有共性的結果，可以用來指導各類產(chǎn)品的生產(chǎn)和化工設備的設計。編輯本段化學反應工程　　化學反應是化工生產(chǎn)的核心部分，它決定著產(chǎn)品的收率，對生產(chǎn)成本有著重要影響。盡管如此，在早期因其復雜性而阻礙了對它的系統(tǒng)研究。直到20世紀中葉，在單元操作和傳遞過程研究成果的基礎上，在各種反應過程中，如氧化、還原、硝化、磺化等發(fā)現(xiàn)了若干具有共性的問題，如反應器內(nèi)的返混、反應相內(nèi)傳質和傳熱、反應相外傳質和傳熱、反應器的穩(wěn)定性等。對于這些問題的研究，以及它們對反應動力學的各種效應的研究，構成了一個新的學科分支即化學反應工程，從而使

5、化學工程的內(nèi)容和方法得到了充實和發(fā)展。傳遞過程　　是單元操作和反應工程的共同基礎。在各種單元操作設備和反應裝置中進行的物理過程不外乎三種傳遞：動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞。例如，以動量傳遞為基礎的流體輸送、反應器中的氣流分布；以熱量傳遞為基礎的換熱操作，聚合釜中聚合熱的移出；以質量傳遞為基礎的吸收操作，反應物和產(chǎn)物在催化劑內(nèi)部的擴散等。有些過程有兩種或兩種以上的傳遞現(xiàn)象同時存在，如氣體增減濕等。作為化學工程的學科分支，傳遞過程著重研究上述三種傳遞的速率及相互關系，連貫起一些本質類同但表現(xiàn)形式各異的現(xiàn)象?；崃?/p>

6、學　　也是單元操作和反應工程的理論基礎，研究傳遞過程的方向和極限，提供過程分析和設計所需的有關基礎數(shù)據(jù)。因此，化學工程的學科分支也可以分兩個層次：單元操作和反應工程較多地直接面向工業(yè)實際，傳遞過程和化工熱力學較多地從基礎研究角度，支持前兩個分支。通過這兩個層次使理論和實際得以密切結合。編輯本段化工系統(tǒng)工程　　由于化工過程中，各個過程單元相互影響，相互制約，因此很有必要將化工過程看作一個綜合系統(tǒng)，并建立起整體優(yōu)化的概念。于是系統(tǒng)工程這一學科在化學工程中得到了迅速的發(fā)展，也取得了明顯的效果，形成了化工系統(tǒng)工程。它是

7、系統(tǒng)工程方法與單元操作和化學反應工程這兩個學科分支相結合的產(chǎn)物?！　∵^程動態(tài)特性：為了保持操作的合理和優(yōu)化，過程動態(tài)特性也是化學工程的重要內(nèi)容?；瘜W工程的研究對象通常是非常復雜的，主要表現(xiàn)在：　　過程本身的復雜性：既有化學的，又有物理的，并且兩者時常同時發(fā)生，相互影響?！　∥锵档膹碗s性：既有流體（氣體和液體），又有固體，時常多相共存。流體性質可有大幅度變化，如低粘度和高粘度、牛頓型和非牛頓型等。有時，在過程進行中有物性顯著改變，如聚合過程中反應物系從低粘度向高粘度的轉變。　　物系流動時邊界的復雜性：由于設備（如

8、塔板、攪拌槳、檔板等）的幾何形狀是多變的，填充物（如催化劑、填料等）的外形也是多變的，使流動邊界復雜且難以確定和描述?！　』み^程控制：又稱過程控制，是化工生產(chǎn)過程自動控制的簡稱。化工過程控制主要是研討控制理論在化工生產(chǎn)過程中的應用，包括各種自動化系統(tǒng)的分析、設計和現(xiàn)場的實施、運行，而不包括純理論的研究和儀表的設計、制造?；み^程控制與一般化工方法最大的區(qū)別是動態(tài)和反饋?！　〗?jīng)典控制理論是以線性常系數(shù)微分方程描述系統(tǒng)為出發(fā)點而發(fā)展起來的。經(jīng)典控制理論僅限于處理單變量的控制系統(tǒng)。　　現(xiàn)代控制理論，采用能表征微分方

9、程組的矩陣方程式描述系統(tǒng)，并用函數(shù)的形式表達各種新的控制指標，因而可以通過嚴格的運算進行系統(tǒng)的分析和設計。若使系統(tǒng)設計得滿足一個控制指標的極值(極大或極小)時，就得到所謂的最優(yōu)控制。由于現(xiàn)代控制理論克服和補充了經(jīng)典控制理論中的很多缺陷，并能用于多變量系統(tǒng)，故在化工過程控制中得到了很好的應用?！　】刂茟茫涸诠に嚦墒斓纳a(chǎn)過程中，化工過程控制是提高產(chǎn)量和質量、節(jié)約原料和能源、改善勞動強度