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化学工程中的共性方法

已有 3209 次阅读 2016-2-7 02:59 |系统分类:教学心得

化学工程中的共性规律和方法可分为理想化方法、物料衡算、能量衡算、因次分析法、分类研究法、图解法、边界层理论、操作极限、对数平均值等。

理想化方法是数学建模中常用的方法，是从观察和经验中通过想象和逻辑思维，把对象简化为理想状态，以揭示对象的本质规律。理想化模型主要有理想流体、理论塔板、平推流反应器、全混流反应器等。

物料衡算的基础是质量守恒定律。运用物料衡算推导出的公式主要有：流体流动连续性方程，填料吸收塔操作线方程，总吸收速率方程，精馏塔全塔物料衡算，精馏塔精馏段操作线方程，提馏段操作线方程，间歇釜、平推流、全混流和多釜串联反应器的基本方程，外扩散效率因子的计算公式，内扩散效率因子的计算公式，全混流反应器停留时间分布函数的表达式，多釜串联流动模型公式，轴向扩散流动模型公式，等等。

能量衡算

运用能量衡算推导的公式主要有：伯努利方程，多层平面壁的热传导方程，热交换总传热方程，精馏过程热量衡算，等等。

因次分析法

因次分析法是根据因次分析和实验方法得到无因次数群间的关联式，属于半理论半经验的方法。通过将变量组合成无因次数群，可减少自变量的个数，从而大幅度减少实验次数，是解决难以进行数学描述的复杂问题的一种有效方法。主要应用有湍流流动阻力的关联式、传热膜系数的关联式、传质系数的关联式等。

图解法

图解法具有简明直观的特点，其应用主要有：（1）传质单元数的求取，其依据是定积分的几何意义，适用于各种气液平衡关系。（2）理论塔板数的求取，对理想溶液和非理想溶液均适用。（3）间歇釜、平推流、全混流、多釜串联反应器反应时间(或空间时间)的求取。（4）多釜串联反应器所需釜数的求取。

摘自化学工业出版社《化学工程漫谈》

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