化工传递过程导论

第五章 气-固相催化反应动力学

本章核心内容：介绍了气-固相催化反应的特点、固体催化剂的特征参数和均匀及不均匀吸附等温方程的要点，在此基础上，阐述了不同控制步骤的气-固相催化反应本征动力学方程。本章的重点在于讨论有关固体催化剂的反应-传质-传热耦合的宏观过程、宏观动力学方程的建立及求解方法。

前已述及，化学反应可分为均相反应和非均相反应两大类。均相反应动力学因无相间传质传热阻力属于本征动力学范畴，而气固两相催化反应存在相间传递阻力，使可测的主体气流温度和浓度与实际反应值不同，为了描述真实的反应速率，进行有效的气固催化反应器设计，从第五章开始，将学习和讨论气固非均相反应动力学及其反应器设计内容。本章从它的机理方程入手，详细讨论气固相催化反应宏观动力学规律。 5-1 气-固相催化反应 5-1-1 气-固相催化反应概述

所谓气固相催化反应是指在反应条件下，在固体催化剂表面上进行的、反应物和产物均呈气态的一类化学反应。例如，氮气和氢气在固体铁催化剂表面上进行的合成反应，二氧化硫在固体钒催化剂表面上转化为三氧化硫的反应，合成气在铜基催化剂表面上进行合成甲醇的反应等等，都属于气固相催化反应。这一类型的催化反应在化工生产中所占的份额相当大，因此气固相催

“化工传递过程”复习大纲

一 课程基本内容

(1)动量传递建立动量传递方程组，介绍方程组礁层流、湍流中的应用。其应用是指在特定的条件下求解：流体的速度分布、应力分布及流量计算。介绍边界层概念和方程，湍流概念和方程。这部分内容是学习传递过程的基础，务必一开始就扎扎实实地加以掌握。

(2)热量传递在这部分内容中首先建立了热量传递方程组，接着在稳态、非稳态热传导和稳态层流、湍流传热领域展开讨论。主要解决在定解条件下固体、流体内的温度分布、局部热量通量和总热流率。稳态导热中要掌握一维导热例子(直角坐标和柱坐标)。在非稳态导热中注意对毕渥特数(Bi)的判别，掌握集总热容法(Bi<0.1)，和无限大物体导热的高斯误差函数法，其它情况可采用图解法计算。对沿板的精确解、近似解所导出的公式会正确使用，如利用公式求解温度分布、边界层层厚及热流通量。类比解主要是用在湍流传递中，其思想是利用较易得到的摩擦阻力系数类推得出湍流传热系数和湍流传质系数或是用对流传热系数类推出对流传质系数，类比解注意对J因数类似法的掌握运用。

(3)质量传递在上述部分基础上，进一步讨论了与化工生产最为密切的质量传递，它是传递与分离过程间的桥梁。在这部分中建立了组元的质量传递方程，用于解决浓度分布问题，介绍了传质方式和原理，介绍了对流传质系数的定义和在层流、湍流下传质系数的求解公式。这部分内容在方程的建立，求解思路和所用的数学解法与(1)(2)部分雷同，学习时可注意借鉴上述知识。学完这部分内容后，注意全篇的融会贯通、归纳整理。如每一部分开始都是建立各自的微分方程。三传的层流解、湍流解、类比解、图解等都可加以归纳。进行对

“化工传递过程”复习大纲

一 课程基本内容

(1)动量传递建立动量传递方程组，介绍方程组礁层流、湍流中的应用。其应用是指在特定的条件下求解：流体的速度分布、应力分布及流量计算。介绍边界层概念和方程，湍流概念和方程。这部分内容是学习传递过程的基础，务必一开始就扎扎实实地加以掌握。

(2)热量传递在这部分内容中首先建立了热量传递方程组，接着在稳态、非稳态热传导和稳态层流、湍流传热领域展开讨论。主要解决在定解条件下固体、流体内的温度分布、局部热量通量和总热流率。稳态导热中要掌握一维导热例子(直角坐标和柱坐标)。在非稳态导热中注意对毕渥特数(Bi)的判别，掌握集总热容法(Bi<0.1)，和无限大物体导热的高斯误差函数法，其它情况可采用图解法计算。对沿板的精确解、近似解所导出的公式会正确使用，如利用公式求解温度分布、边界层层厚及热流通量。类比解主要是用在湍流传递中，其思想是利用较易得到的摩擦阻力系数类推得出湍流传热系数和湍流传质系数或是用对流传热系数类推出对流传质系数，类比解注意对J因数类似法的掌握运用。

(3)质量传递在上述部分基础上，进一步讨论了与化工生产最为密切的质量传递，它是传递与分离过程间的桥梁。在这部分中建立了组元的质量传递方程，用于解决浓度分布问题，介绍了传质方式和原理，介绍了对流传质系数的定义和在层流、湍流下传质系数的求解公式。这部分内容在方程的建立，求解思路和所用的数学解法与(1)(2)部分雷同，学习时可注意借鉴上述知识。学完这部分内容后，注意全篇的融会贯通、归纳整理。如每一部分开始都是建立各自的微分方程。三传的层流解、湍流解、类比解、图解等都可加以归纳。进行对

“化工传递过程”复习大纲

一 课程基本内容

(1)动量传递建立动量传递方程组，介绍方程组礁层流、湍流中的应用。其应用是指在特定的条件下求解：流体的速度分布、应力分布及流量计算。介绍边界层概念和方程，湍流概念和方程。这部分内容是学习传递过程的基础，务必一开始就扎扎实实地加以掌握。

(2)热量传递在这部分内容中首先建立了热量传递方程组，接着在稳态、非稳态热传导和稳态层流、湍流传热领域展开讨论。主要解决在定解条件下固体、流体内的温度分布、局部热量通量和总热流率。稳态导热中要掌握一维导热例子(直角坐标和柱坐标)。在非稳态导热中注意对毕渥特数(Bi)的判别，掌握集总热容法(Bi<0.1)，和无限大物体导热的高斯误差函数法，其它情况可采用图解法计算。对沿板的精确解、近似解所导出的公式会正确使用，如利用公式求解温度分布、边界层层厚及热流通量。类比解主要是用在湍流传递中，其思想是利用较易得到的摩擦阻力系数类推得出湍流传热系数和湍流传质系数或是用对流传热系数类推出对流传质系数，类比解注意对J因数类似法的掌握运用。

(3)质量传递在上述部分基础上，进一步讨论了与化工生产最为密切的质量传递，它是传递与分离过程间的桥梁。在这部分中建立了组元的质量传递方程，用于解决浓度分布问题，介绍了传质方式和原理，介绍了对流传质系数的定义和在层流、湍流下传质系数的求解公式。这部分内容在方程的建立，求解思路和所用的数学解法与(1)(2)部分雷同，学习时可注意借鉴上述知识。学完这部分内容后，注意全篇的融会贯通、归纳整理。如每一部分开始都是建立各自的微分方程。三传的层流解、湍流解、类比解、图解等都可加以归纳。进行对

《传递过程导论》教学提要及讲稿2013.9

课程名称：传递过程导论 课程性质：专业必修课 学时/学分：24/1.5 一．课程概况

“传递现象”作为化学工程学发展的标志，在上世纪50年代末、60年代初出现以来，一直是化学工程专业的重点课程，它体现化学工程专业的培养目标、特点、潜能。传递现象是“充分发展的、有突出应用的物理学分支，跨越应用科学的诸多领域”。其目的在于：理解工程学、农学、气象学、生物学、分析化学、材料科学、药学等方面的诸多过程。上世纪80年代后，传递过程与热力学、电磁学、力学一样逐渐成为工科专业的公共课程和技术基础课程。传递现象研究的对象是实际工程问题，而其解决问题的方法又有着不同于专业应用技术，其特点是，比基础课程（高等数学、大学物理等）更接近实际应用，比专业应用技术课程（化工原理等）更深刻理解现象本质。

二．教学目标

1．以自然现象和工程问题中的传递现象为研究对象，以“一维”传递现象为基础，通过物理分析，进行衡算，建立方程，解析计算，并运用解析结论来解释现象和解决工程问题。通过多次重复“简化过程，建立方程”，引导学生实践“从物理到数学”，培养学生分析、处理和解决工程问题的思

第一章

分子传递现象

1.1 你了解“流体”吗？1.1.1 基本假定—连续介质模型 流体内有空隙吗？ 微团尺度对密度的影响

连续介质模型 流体微团相对于分子尺度足够大，相对于设备 尺度充分小，且连续一片。

1.1.2 流体受力

p 压力

τ剪切应力

静止流体内部 p = p 0 +ρ g h 流体静力学平衡定律

剪切变形

S H

d dux 剪切变形速率 dt dy速度梯度 随体导数

加速度

Dux ux ux ux ux ax ux uy uz Dt t x y z

例1-1 吊盐水 现象问题 吊盐水中恒定滴速

物理模型

控制面 C、B、D、E

数学模型 原理： 流体静力学平衡定律 p = p 0 +ρ g h B-C: pC +ρg H1 = pB = p0 C-D: pD = pC +ρg H2 解析结果 规律结论 ∴ pD = p0 +ρg(H2- H1)

水位降至 B 面之前(H2- H1) 不变， pD 恒定，滴速不变。

问题探讨 p D +ρ g h = p E > p M

工程联系 高位槽流量控制

课后思考1.农家的烟囱为什么能自动排烟？ 2.工厂的烟囱为什么造得那么高？

1.1.3 流体流动

截面平

第一章习题解

1-1.水流进高为h=0.2m的两块宽平板之间的通道，如图1-52所示。已知：通道截面具有速度分布ux?0.075?7.5y2。求：通道截面平均速度U。 解：由式（1-3）得通道截面平均速度

udA?U=AxA?2?0.10?0.075?7.5y?dy?1

20.2?1

图1-52

?0.05m/s1-2.如图1-53所示，在一密闭容器内装有水及油，密度分别为ρ水＝998.1kg/m3,，ρ油＝850kg/m3，油层高度h1=350mm，容器底部装有水银(ρ水银＝13600 kg/m3)液柱压力计，读数为R=700mm，水银面的高度差h2=150mm，求容器上方空间的压力p。

解：在图1-53中，U型管上取控制面Ⅰ，两侧压力相等。

由式（1-20）流体静力学的平衡定律得

p+ρ油gh1+ρ水g?R+h2-h1?=p0+ρ水银gR

将大气压p0?1.0133?105Pa和其它已知数据代入上式， 可得容器上方空间的压力

p?1.87?105Pa

图1-53

1-3.如图1-54所示，已知容器 A中水面上的压力为pA=1.25大气压，压力计中

33

水银面的差值 h1=0.2m,h2=0.25m,h=0.5m, ρH2O=10

oracle 创建,删除存储过程,参数传递,创建,删除存储函数,存储过程和函数的查看,包,系统包

网址：http://heisetoufa.javaeye.com/blog/366957

关键字: oracle 存储过程 函数 创建 删除 参数 传递 函数 查看 包 系统包 认识存储过程和函数

存储过程和函数也是一种PL/SQL块，是存入数据库的PL/SQL块。但存储过程和函数不同于已经介绍过的PL/SQL程序，我们通常把PL/SQL程序称为无名块，而存储过程和函数是以命名的方式存储于数据库中的。和PL/SQL程序相比，存储过程有很多优点，具体归纳如下：

* 存储过程和函数以命名的数据库对象形式存储于数据库当中。存储在数据库中的优点是很明显的，因为代码不保存在本地，用户可以在任何客户机上登录到数据库，并调用或修改代码。

* 存储过程和函数可由数据库提供安全保证，要想使用存储过程和函数，需要有存储过程和函数的所有者的授权，只有被授权的用户或创建者本身才能执行存储过程或调用函数。

* 存储过程和函数的信息是写入数据字典的，所以存储过程可以看作是一个公用模块，用户编写的PL/SQL程序或其他存储过程都可以调用它(但存储过程和函数不能调用P

传递原理练习及作业题

湘潭大学化学工程系 杨运泉编

一、动量传递部分

一、如图，一根水平放置于地面的90°弯管，流体以一定的流速u流过其中，

流体密度为ρ，管道截面积为A，管道出口末端为大气压Pa，若忽略流体流过弯管时的阻力损失，试求弯管所受到的合外力∑F。

二、如上图，某黏度为μ，密度为ρ的牛顿型流体沿宽度为B，高为H的倾斜

放置平板（倾斜角为θ）向下作层流流动，稳定流动时的流体膜厚度为b，试推导流体在膜中的速度沿膜厚的分布关系，并求单位平板宽度上的流体质量流量W。

三、对于作一维稳定流动的流体，已知其在流场中的速度向量形式为：

U(x,y)= 5x3y i + 4xy4 j

(1) 试求过点（1，0）的流线方程；

(2) 试求过点（1，0）的流体运动加速度； (3) 判别该流体运动是否有势（无旋）； (4) 判别该流体是否不可压缩。

四、设在二维流场中，已知流体的速度向量为：

U(x,y)= （A＋Bt） i + C j

式中A、B、C为常数，t表示时间。试证明流体在该流场中的流线为直线，

1

其轨（迹）线为抛物线。

五、若普兰德（Prandtl）混合长l’在圆管中的分布为l’/R=K[1-(r/R)3]/3，式中R

为圆管的内半径

模拟考试试题 （1）卷

一、填空(每空2分,共20分)

1、气液传质分离过程的热力学基础是( )。如果所有相中的温度压力相等、每一组分的逸度也相等，则此时达到了 。

2. 一烃类混合物送入精馏装置进行分离，进料组成和相对挥发度a值如下，现有A、B 两种方案可供选择（见下图），你认为哪种方案合理？为什么？

异丁烷 正丁烷 戊烷 异丁烷 正丁烷 戊烷

摩尔% 25 30 45 相对挥发度：1.24 1.00 0.34 2、精馏塔计算中每块板温度变化是由于 改变，每块板上的温度利

用 确定。

3、多组分精馏根据指定设计变量不同可分为 型计算和 型计算。

4、只在塔顶或塔釜出现的组分为 。

5、 超滤是以 为推动力，按( )选择分离溶液中所含的微粒和大分子的膜分离操作。 6、吸收操作在传质过程上的主要特征是 二、推导分析(20分)

1. 由物料衡算，相平衡关系式推导图1单级分离基本关系式。

?czi(Ki?1)?0i?1(Ki?1?)?1 式中： Ki——相平衡常数；?——气相分率