《化工原理B1》
课程教案
章节
绪论
时间
第1周
教学目标
熟悉化工研究对象、研究方法、本课程特点、知识结构、学习方法。
重难点
物料衡算、能量衡算的概念
教学方法
讲座式、启发式
教学内容
一、化工原理课程的内容和特点
1.课程性质：本课程是化工类及相近专业一门重要技术基础课，它是综合运用数学、物理和化学等基础知识，分析和解决化工生产中各种物理过程（或单元操作）问题的工程学科。
2.单元操作的分类和特点
化工原理是一门实践性很强的工程学科。单元操作的研究内容包括“过程”和“设备”两个方面。
所有的单元操作都可分解为动量传递、热量传递、质量传递这三种传递过程和它们的结合。三种传递过程现象中存在着类似的规律和内在的联系。传递过程是联系各单元操作的一条主线。
3.化工原理课程的研究方法
①实验研究方法（经验法）
②数学模型法（理论法解析法）
二、单位制度及单位换算
1.单位和单位制度：基本单位和导出单位
2.单位换算——原单位消去法
【示例】
已知1atm=1.033kgf/cm2,试将此压强换算为SI
三、几个基本概念
1.物料衡算：输入量－输出量＝累积量
【示例】
两组分连续精馏物料衡算步骤
2.能量衡算：输入的能量=输出的能量+积累的能量
3.平衡关系：
4.过程速率:速率
5.经济核算：
章节
第一章流体流动
时间
第2-7周
教学目标
掌握流体的基本物理性质，流体在管内流动过程的基本原理和规律，并运用这些原理和规律分析和计算流体流动过程中的有关问题。掌握流量测定的原理、设备及方法。
教学重点
伯努利方程；摩擦系数；流动阻力的计算
教学难点
摩擦系数；流动阻力的计算
教学方法
启发式
教学内容
第一章流体流动
第一节 流体的物理性质
一、流体的连续性原则
气体和液体统称为流体。流体是由大量的分子组成的，分子之间具有一定的距离。流体由大量作无序随机运动的分子所组成。分子之间有一定的间隙。流体的物理量在空间和时间上的分布不连续。
但是工程上研究流体的宏观特性，即大量分子的统计特性而非单个分子行为。流体由无数微团或质点组成。流体微团或质点是大量分子组成的集合。流体微团或质点宏观尺度很小，但微观尺度又远大于分子运动的平均自由程。因此，从宏观角度流体是连续的。
二、流体的密度
密度定义：单位体积流体具有的质量
1、液体混合物的密度：
2、气体混合物的密度：
三、流体的黏性
1.流体的流动性：没有固定形状，在外力作用下其内部产生相对运动。
2.流体的黏性：抗拒内在向前运动的特性。
3.牛顿黏性定律：
黏度的定义：
物理意义：促进流体流动产生单位速度梯度的剪应力。
单位：Pa·scP厘泊
运动黏度：
单位：
四、非牛顿型流体简介
流动特性不遵循牛顿黏性定律的流体统称为非牛顿型流体。
根据剪应力与速度梯度（亦称剪切速率）关系的不同，可将非牛顿型流体区分为若干类型。
教学内容
1.假塑性流体(Pseudoplasticfluid)
假塑性流体在流动时，表观黏度随剪切速率的增大而减小。大多数非牛顿型流体属于此种类型（图中b线），如聚合物溶液或熔融体、油脂、淀粉溶液等。
2.涨塑性流体(dilatantfluid)
涨塑性流体在流动时，表观黏度随剪切速率的增大而增大。某些湿沙，含有硅酸钾、阿拉伯树胶等的水溶液均属于涨塑性流体。
3.宾汉塑性流体(Binghamplasticfluid)
某些液体在流动时存在极限剪应力，只有当剪应力大于极限剪应力时，液体才开始流动，此类液体即为宾汉塑性流体，如润滑脂、牙膏、纸浆、污泥、泥浆等。
第二节 流体静力学
一、静止流体的压力
1.压力的定义
静止流体中，在某一点处单位面积上所受的压力，称为静压力，简称压力。
流体静压力的特性
在静止流体内部，任一点的静压力方向都与作用面相垂直，并指向该作用面。静压力的大小与作用面的方位无关，只与所处位置有关。
2.压力的单位
Pa?N/m2atmmmHgmH
3.压力的表示方法
压力根据选择的基准分为绝对压力和相对压力
表压力=绝对压力－大气压力
真空度=大气压力－绝对压力
真空度=-表压力
【注意】大气压力=f（空间位置，时间）
表压力（真空度）=f（大气压力）
【示例】兰州地区的平均大气压强为85.3×
天津地区的平均大气压强为101.33×
设备的绝对压力为5300Pa
二、流体静力学基本方程式
1.流体静力学方程式的推导
微元分析法获得流体静力学基本方程式
pρ
【注意】在静止的、连续的同一种液体内，处于同一水平面上各点的静压力相等。静压力仅与垂直高度有关，与水