绪论
一：概述
在化学工业中，对原料进行大规模的加工处理，使其不仅在状态与物理性质上发生变化，而且在化学性质上也发生变化，成为合乎要求的产品。此过程即为化工生产过程。化工生产以化学变化或化学处理为主要特征的工业生产过程，但是，在种类繁多的各种加工过程中，除化学反应外，其余步骤皆可归纳为若干种基本的物理过程，如流体的输送与压缩、沉降、传热、蒸发、过滤、结晶、干燥、蒸馏、吸收、萃取、冷冻等等。这些基本的物理过程称为单元操作。若干单元操作串联组合构成了一个工艺制造过程。在化工过程中化学反应过程固然非常重要，但进行物理过程的设备在数量上远远超过反应设备，因此，单元操作在化工中占据很重要的地位。
《化工原理》是化学工程与工艺专业的主干课程。其任务是研究化工单元操作的基本原理，典型设备的构造及工艺尺寸的计算(或选型)，为学生从事炼油、石油化工生产、设计和科学研究奠定理论基础。为了帮助学生学习《化工原理》课程，特编制了《化工原理》网络版CAI课件。课件合理利用计算机网络及多媒体技术等多项先进技术，突出了《化工原理》教学中的重点和难点问题，适用于《化工原理》多媒体网络教学及网络辅助教学。
二.：单位制与单位换算
1．单位与单位制
任何物理量的大小都是用数字与单位联合表达的。通常先任意选定几个独立的物理量(如长度、时间等)，称为基本量，并根据使用方便的原则制定出这些量的单位，称为基本单位。然后，其它诸量(如速度、加速度等)的单位便可根据它们与基本量之间的关系来确定，这些物理量称为导出量，其单位称为导出单位。
（0-1）
式中 
--作用于物体上的力；
---物体的质量；
---物体在作用力方向上的加速度。
基本单位与导出单位的总和称为单位制。由于历史和地区等原因，出现了对基本量及其单位的不同选择，因而产生了不同的单位制。常见几种单位制所用的基本量与基本单位见教材表0-1中。
绝对单位制以长度、时间、质量为基本量，重力单位制以长度、时间、力为基本量。1kgf等于质量为1kg的物体在重力加速度为9.807 的海平面上所受到的重力。长期以来，整个科学技术领域存在着多种单位制并用的局面，同一个物理量在不同的单位制中具有不同的单位与数值，这就给计算和交流带来了麻烦，并且容易引起错误。鉴于此，1960年10月第十一届国际计量大会通过了一种新的单位制，称为国际单位制，其国际符号为SI。SI是在MKS制基础上建立起来的，共规定了七个基本单位，除MKS制中原有的长度单位m(米)、时间单位s(秒)和质量单位kg(千克)外，还加上热力学温度单位K(开尔文)、电流单位A(安培)、光强度单位cd(坎德拉)和物质量单位mol(摩尔)。这些基本单位都有严格的科学定义。国际单位制有两大优点:一是它的通用性。在自然科学、工程技术乃至国民经济各部门中，所有物理量的单位都可由上述七个基本单位导出，也就是说，SI是所有科学、技术、经济部门都可采用的一套相当完整的单位制。二是它的一贯性。任何一个导出单位在由上述七个基本单位相乘或相除而导出时，都不需引入比例系数。SI中每种物理量只有一个单位。譬如，热和功是本质相同的物理量(能量)，但在重力单位制中，热的单位是kcal，功的单位是kgf.m，在运算中必须通过所谓“热功当量”(1kcal=427kgf.m)这样一个比例系数来换算。而在SI中，热、功、能三者的单位都采用Ｊ(焦耳)，转换时无需换算因数。本教材主要采用国际单位制。
2．单位换算
要使SI为人们所熟悉并取代其它单位制，毕竟尚需很长时间。因此还有必要了解其它常用的单位制，学会正确地运用单位，并掌握单位间的换算方法。化工计算中所用到的公式可分两类。一类是根据物理规律建立的 理论公式；另一类是单纯根据实验数据整理得来的经验公式。
(1) 物理量的单位换算 物理量由一种单位换成另一种单位时，量本身并无变化，但数值要改变。换算时要乘以两单位间的换算因数。所谓换算因数，就是彼此相等而各有不同单位的两个物理量之比。譬如，1atm的压强和760mmHg的压强是两个相等的物理量，但其所用单位不同，即:
1atm=760mmHg
那么，atm和mmHg两种单位间的换算因数便是： 760mmHg／1atm=760
mmHg/atm
因为任何换算因数都是两个相等的量之比，所以任何换算因数(包括其单位部分在内)在本质上都是纯数1。
化工中常用单位间的换算因数可由本教材附录二查得。
(2) 经验公式的单位变换 经验公式中各符号都要用规定单位的数字代入，不容随意变更。当已知数据的单位与公式所规定的单位不同而这公式又要经常使用时，可把整个公式加以变换，使其中各符号都采用算者所希望的单位。这就是经验公式的单位变换。
前已指明，经验公式中各符号只代表物理量中的数字部分，并非完整的物理量。根据物理量与其单位及数字三者间的关系，即: 物理量＝数字×单位
可写出
〖ＪＺ〗数字＝〖ＳＸ（〗物理量〖〗单位〖ＳＸ）〗
若把经验公式中每个符号都写成物理量与规定单位之比的形式，便可利用单位间的换算因数，把原来规定的单位换成计算者所希望的单位。
三 、物料衡算及能量衡算
1．物料衡算
根据质量守恒定律，向设备输入的物料质量减去从设备输出的物料质量必等于积累在设备里的物料质量，即:
（0-2）
式中 
---输入物料量的总和；
---输出物料量的总和；
---积累物料量。
式0-2是物料衡算的通式。当没有化学变化时，混合物的任一组分都符合这个通式；有化学变化时，其中各元素仍然符合这个通式。
如果过程中，设备内没有任何物料积累，此过程叫稳定过程。如果过程中，设备内有物料积累，此过程叫非稳定过程。连续稳定操作中设备内不应有任何物料积累，即 ＝0，式0－2可简化为:
（0-3）
进行物料衡算的步骤：
（1） 画出流程示意图，物料的流向用箭头表示；
（2） 圈出衡算的范围(或称系统)；
（3） 确定衡算对象及衡算基准；
（4） 写出物料衡算方程进行求解。
2．能量衡算 各种形式的能量与热之间虽可互相转变，但是，在许多化工设备中，往往没有或且不需考虑这种能量转变，唯一需要考虑的能量形式就是热。因此，本课程中的能量衡算常简化为热量衡算，而热量衡算的依据就是能量守恒定律。于是，可写出连续稳定过程热量衡算的基本关系式，即:
(0-4)
式中 
---单位时间内随物料进入系统的总热量，kJ或kW；
---单位时间内随物料离开系统的总热量，kJ或kW； 
--单位时间内向环境散失的总热量，kJ或kW。
作热量衡算时也和物料衡算范围一样，要规定出衡算基准和范围。此外，由于焓是相对值，所以进行热量衡算时还要指明基准温度。习惯上选0℃为基准，并规定0℃时液态的焓为零，当以其他温度作基准时，应加以说明。
四、小结
1．了解本课研究的内容和单元操作在化工生产中的重要地位。
2．了解不同的单位制所规定的基本量，学习单位换算的基本方法。
3．熟练掌握物料衡算的基本步骤具体方法。
4．熟练掌握能量衡算的基本步骤具体方法。
5．需掌握的基本概念∶化工生产、单元操作、连续过程、间歇过程、稳定过程、非稳定过程。