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09 第九章 气体吸收.doc

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本课件讲授气体吸收单元操作,先介绍工业吸收流程、吸收分类与气液两相接触方式,推导亨利定律及相平衡关系的表达形式,再用双膜理论说明传质方向、推动力与限度,最后由物料衡算建立吸收操作线方程,讨论吸收剂用量与低浓度气体吸收的填料层高度计算。

气体吸收教案首页,介绍工业吸收流程、气液两相接触方式及亨利定律与相平衡表达形式
吸收相平衡重点难点页,布置教材下册第54页相平衡关系习题并说明录像与动画教学手段
吸收传质理论教案页,用双膜理论说明传质方向、推动力与限度并列出相内相际速率方程
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第1页:吸收概论与气液相平衡

周次
第1周,第1次课
授课日期
2005年8月30日
章节名称
第九章 气体吸收
教学时数
2 学时
授课方式
理论课

教学目的及要求

让学生了解工业吸收过程、吸收的目的及原理、吸收操作中的基本概念与吸收操作的经济性,掌握吸收过程的气液相平衡知识。

教学内容提要

气体吸收教学内容与时间分配
时间分配教学内容提要
45 分钟概论
  1. 工业吸收过程
  2. 吸收基本原理、气液两相接触方式
  3. 吸收在工业中的应用
  4. 吸收的分类
  5. 吸收操作经济性
45 分钟吸收过程的气液相平衡
  1. 浓度常用的表示方法及其换算
  2. 气体在液体中的溶解度及影响因素
  3. 亨利定律、相平衡关系的四种表达形式

第2页:气液相平衡重点与作业

教学重点
工业吸收过程;吸收基本原理及目的;气液两相接触方式;浓度常用的表示方法及其换算;吸收过程的气液相平衡
教学难点
吸收过程的气液相平衡
作业
《化工原理》下,p54:1、2、3 — 相平衡关系
教学手段
多媒体教学:通过录像资料介绍吸收目的与工厂中的吸收装置;采用动画形象地介绍气液两种流体在设备内的流动状况及塔设备大致的内部结构

参考资料

  1. 《化学工程手册》编辑委员会著,化学工程手册第13篇 气液传质设备,北京:化学工业出版社,1989
  2. B.M. 拉姆著,刘凤志、于学舜译,气体吸收,北京:化学工业出版社,1985

第3页:传质推动力与双膜理论

周次
第1周,第2次课
授课日期
2005年9月2日
章节名称
第九章 气体吸收 9.2.3 气液相平衡关系的应用;9.3 吸收传质理论及传质速率方程
教学时数
2 学时
授课方式
理论课

教学目的及要求

让学生利用气液相平衡关系,正确表达传质推动力、判断传质方向及传质极限;了解相际传质步骤及传质理论(双膜理论);掌握相内及相际的传质速率方程式的表达与传质系数的意义。

教学内容提要

吸收传质理论教学内容与时间分配
时间分配教学内容提要
约 10 分钟复习
约 15 分钟吸收过程的气液相平衡:相平衡关系在传质中的应用——传质的方向、推动力及限度
约 65 分钟吸收传质理论及传质速率方程
  1. 相际传质步骤及传质理论
  2. 相内和相际的传质速率方程式
  3. 相际(相内)传质系数间的换算,相际传质系数和相内传质系数的关系
  4. 气相扩散控制和液相扩散控制

第4页:相际传质与传热对比讨论

教学重点
  1. 相平衡关系在传质中的应用——传质的方向、推动力及限度
  2. 相内和相际的传质速率方程式
  3. 气相扩散控制和液相扩散控制
教学难点
  1. 相际传质推动力基准一致的问题
  2. 浓度表达的多样性导致速率表达纷杂,需要透过现象看本质、掌握规律
课堂讨论
相际吸收过程与间壁传热过程的异同
课后准备讨论题
  1. 难溶气体的界面浓度 xi、yi 接近于哪种浓度?
  2. 如何表达液相推动力、液相阻力与气相推动力、气相阻力及总推动力?
作业
《化工原理》下,p54:5 — 相平衡关系

教学说明:通过复习讨论,比较相际吸收过程与间壁传热过程的异同,帮助理解传质过程的特点。

源文件在讨论题处推动力与阻力的比值算式符号缺失,此处按文字表述整理为题面,未补入具体算式。

第5页:吸收塔操作线方程

周次
第2周,第1次课
授课日期
2005年9月6日
章节名称
第九章 气体吸收 9.4 吸收塔的计算
教学时数
2 学时
授课方式
理论课

教学目的及要求

要求学生掌握利用物料衡算得到吸收操作线方程的方法,正确理解吸收操作线方程的物理意义及其应用;掌握吸收剂用量的计算及其经济性讨论;了解填料层高度的基本计算式。

教学内容提要

吸收塔计算教学内容与时间分配
时间分配教学内容提要
约 20 分钟复习讨论
约 25 分钟吸收塔的计算:物料衡算和吸收操作线方程
约 30 分钟
  1. 吸收剂用量的确定
  2. 填料层高度的基本计算式

第6页:吸收剂用量与计算基准

教学重点
物料衡算和吸收操作线方程;吸收剂用量的确定;计算基准的一致性
教学难点
计算基准的一致性
作业
《化工原理》下,p55:7、10、13 — 物料衡算和吸收操作线方程、相平衡关系

第7页:填料层高度计算方法

周次
第2周,第2次课
授课日期
2005年9月9日
章节名称
第九章 气体吸收 9.4 吸收塔的计算
教学时数
2 学时
授课方式
理论课

教学目的及要求

要求学生掌握低浓度气体吸收填料层高度的计算方法,掌握传质单元高度和传质单元数的概念及其意义,掌握平衡线为直线时传质单元数的计算。

教学内容提要

填料层高度教学内容与时间分配
时间分配教学内容提要
约 10 分钟复习
约 30 分钟9.4.4 低浓度气体吸收填料层高度的计算:传质单元高度和传质单元数的定义及其意义;不同基准下传质单元高度的换算
约 10 分钟传质单元数的计算

第8页:传质单元数计算重点

教学重点
传质单元高度和传质单元数的定义及其意义;平衡线为直线时传质单元数的计算
教学难点
对平衡线为直线时三种计算传质单元数方法的正确选取及其推导思路
作业
《化工原理》下,p55:14、16、21 — 填料层高度计算
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