《化工原理教程》（学生用）
制作：虚拟化工实验室
2003-6-8
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前言
《新世纪网络课程—化工基础》，不是电子书，是集文字、声音、动画于一体的多媒体课件。该软件在内容上，有别于已出版教材的特点是：（ 1 ）公式推导详细，中文说明简练，
好像是一本数学书。（ 2 ）例题数量多。对消化理论，十分有帮助。（ 3 ）某些内容吸收了最新研究论文的成果，知识深度、广度有所拓展。但是，该课件虽自成体系，但所列算图和数据表格不够全面，仍需参考有关教材。所以，该课件与化工原理教材起到“互补”的作用。
祁存谦 2003年3月
绪论
0-1 化工原理在化工领域的地位
此课程，不是教学生如何合成得到新物质？如何提取新物质？如何表征新物质？这是化学家的事。化学工程研究的是，如何把化学家们的小试研究成果，开发放大为中试，再开发为生产规模。是在科学实验与化工生产之间架桥的工作，是直接为人类服务的创造价值的劳动。
0-2 化学工程发展四阶段
化学工程学主要经历了四个发展阶段。
1、化学工艺学阶段。在 20 世纪以前的几百年时间里，出现了不少化学工业，如制糖工业、制碱工业、造纸工业等。介绍每种工业从原料到成品的生产过程，作为一种特殊的无机化学
分析化学有机化学
物理化学应用化学
化学教育
合成氨
硫酸制造石油化工
氯碱工业制糖业漆业
电镀业水泥、玻璃制 造 业
科学实验
化工生产
化工原理
传递过程反应工程
（还有：分离工程、化工热力学、
系统工程）化学家
化工专家
高分子
3
知识讲解，这是最早的化学工程学。
2、单元操作阶段。到二十世纪初，人们逐渐发现，许多门化学工业中，存在共同的操作原理。例如，无论在制糖业还是制碱业，从溶液蒸发，得到固体糖和固体碱所遵循的原理是相同的，于是，蒸发成为最早提出的单元操作之一。经不断总结，被称为单元操作的有：流体流动与输送、沉降与过滤、固体流态化、传热、蒸发、蒸馏、吸收、吸附、萃取、
干燥、结晶、膜分离等。
3、传递过程阶段。到20世纪50年代，人们又发现，各单元操作之间还存在着共性。
例如传热、蒸发都是热量传递的形式，蒸馏、吸附、吸收、萃取都是质量传递的形式。于是把单元操作归纳为动量传递、热量传递、质量传递。此即化工传递过程阶段。
4、“三传一反”阶段。50年代中期，化学工程中出现了“化学反应工程学”这一新的
分支。对化学反应器的研究，不仅要运用化学动力学与热力学原理，而且要运用动量、热量、质量传递原理。于是“传递过程”与“反应工程”成为当今化学工程学的两大支柱。
简称“三传一反”阶段。
从化学工程学的发展过程，证明人们对自然规律的认识，有一个由浅入深的过程。归纳为如下隶属关系图。
反应工程学
0-3 与之配套的教材发展
化学工程学的教材，也有一个逐渐成熟的过程。20世纪20年代初，出现了第一本“化工原理”教科书，也就是“化工单元操作”教科书。我国于20年代亦成立了化学工程系，
制 糖 工 业碱造纸合成氨
硫酸制造硝酸橡胶工业玻璃陶瓷工业
水泥工业石油工业电镀染料
燃化学工业放射化工数十种化学工艺 学
流体输送沉降过滤离心分搅拌固体流态化动量传递
加热
冷却蒸发蒸馏
吸收吸附萃取干燥结晶
膜分离量传递
质量传递
化工传递过程
Ⅰ阶段 Ⅱ阶段
1918 年
Ⅲ阶段
1960 年
Ⅳ阶段
1970 年
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亦讲授《化工原理》课程。1960年第一本《化工传递过程》问世（ C,O,Bennett,J,E,Myers,
,Momentum,Heat and Mass Tramsfer”1960）。 1956年有了第一本“化学反应工程”教科书 （ J,M,Smith,“Chemical Engineering Kineties”1956第一版，O,Levenspiel,“Chemical
Reaction Engineering” 1962年第一版）。
解放之后，我国有了自编的教科书。
丁绪淮、张洪源、顾毓珍、张震旦，《化工操作原理及设备》，上、下册，1956年；
张洪源、丁绪淮、顾毓珍，《化工过程及设备》上、下册，1956年；
上海化工学院、天津大学等，《化学工程》（一）、（ 二）,1980年；
天津大学编，《化工原理》上、下册，1983年；
谭天恩、麦本熙、丁惠华，《化工原理》上、下册，1984年；
陈敏恒、丛德滋、方图南，《化工原理》上、下册，1985年；
王志魁主编，《化工原理》第二版，1998年；
天津大学王绍亭主编，《化工传递过程》,1980年；
浙江大学陈甘棠主编，《化学反应工程》,1981年；
浙江大学朱自强主编，《化工热力学》,1981年；
南京化工学院张联科，《化工热力学》,1981年；
清华大学、天津大学，《化工系统工程》,1981年；
北京大学，《化学工程基础》第二版，1983年；
上海师范学院，福建师范大学，《化工基础》第二版，1990年；
0-4 单位制换算
(1) CGS制（物理单位制）,
sgcm -，厘米-克-秒制
(2) MKS制（绝对单位制）
skgm 米千克-秒制
(3) 工程单位制,米-公斤（力）-秒
(4)SI制（国际单位制）
是在MKS制的基础上发展起来的。
基本单位：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(
重要导出单位,
力—— maF = Nsmkg 2 T×× - ；
压强—— /FP 面积 PamNsmkg 221 T×T×× --- ；
能量、功、热—— ×距离 JmNsmkg 22 T×T×× - ；
功率——功/时间 WsJsmkg 132 T×T×× -- ；
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比热——热/质量·温度 11122 KkgJKsm ---- ××T×× ；
国外亦多采用英制单位，可以通过换算表得到解决。
单位换算举例,
【例0-1】 已知 2cmkgf033.1atm1 -×=,试将此压强换算为SI单位。
解：1公斤（力）等于1千克质量的物体所受到的重力。
即1公斤（力） N81.9sm81.9kg1 2 =×′= -
∴ 2522 mN10013.1)m10(N81.9033.1atm1 --- ×′=×′=
