化工原理

化工原理（上冊）

《化工原理》介紹化工過程中主要單元操作的基本原理、過程計算、過程強化及典型設備，全書共10章，分為上、下兩冊。本書為上冊，詳細介紹與流體流動和傳熱有關的單元操作，包括緒論、流體流動與輸送設備、機械分離與流態化、傳熱過程與換熱器、蒸發。

本書強調基本理論與工程實踐相結合，突出工程觀點和過程強化方法，可作為高等學校化工、石油、材料、生物、製藥、輕工、食品、環境等專業本科生教材或參考書，也可供化工及相關專業工程技術人員參考。

目錄

第1章緒論 / 1

1.1化學工程與單元操作1

1.2化工原理課程的內容與地位3

1.3化工原理的研究方法3

1.4化工原理中常用的四個基本關係3

1.5單位制及單位換算4

第2章流體流動與輸送設備 / 7

2.1作用在流體上的力及流體的黏度7

2.1.1作用在流體上的力7

2.1.2壓力和剪應力8

2.1.3牛頓黏性定律及流體的黏度9

2.1.4理想流體與實際流體10

2.1.5牛頓型流體與非牛頓型流體10

2.2流體流動計算基礎11

2.2.1流體的特徵11

2.2.2流場的描述11

2.2.3控制體12

2.2.4流體計算的兩個假設12

2.2.5穩態流動與非穩態流動13

2.2.6流體的流量與流速13

2.3流體衡算方程15

2.3.1連續性方程15

2.3.2靜力學方程16

2.3.3理想流體的伯努利方程22

2.3.4實際流體的機械能衡算25

2.4流體流動阻力及其計算28

2.4.1流體的流動類型28

2.4.2流體在圓管內的流動分析31

2.4.3量綱分析法35

2.4.4流體流動阻力的計算37

2.5流動邊界層的概念47

2.5.1邊界層的形成47

2.5.2邊界層的發展48

2.5.3邊界層的分離49

2.6管路計算50

2.6.1簡單管路計算51

2.6.2複雜管路計算53

2.7流速和流量的測量56

2.7.1測速管56

2.7.2孔板流量計58

2.7.3文氏管流量計61

2.7.4轉子流量計62

2.8流體輸送設備64

2.8.1離心泵65

2.8.2容積式泵85

2.8.3旋渦泵89

2.8.4氣體輸送設備90

2.9流體輸送過程的節能措施100

習題101

本章符號說明108

第3章機械分離及流態化 / 110

3.1概述110

3.2顆粒及顆粒床層的幾何特性111

3.2.1顆粒的幾何特性111

3.2.2混合顆粒群的幾何特性112

3.2.3顆粒床層的幾何特性113

3.3沉降114

3.3.1流體繞過顆粒的流動115

3.3.2顆粒在流體中的運動117

3.3.3重力沉降118

3.3.4重力沉降設備122

3.3.5離心沉降125

3.3.6離心沉降設備126

3.4過濾131

3.4.1過濾操作的基本概念132

3.4.2過濾過程的物料衡算133

3.4.3過濾基本方程式134

3.4.4過濾過程的計算135

3.4.5濾餅的洗滌138

3.4.6過濾設備139

3.4.7離心過濾146

3.4.8過濾過程的節能與強化149

3.5流體通過固定床的流動及流態化150

3.5.1流體通過固定床的流動150

3.5.2固體流態化152

習題162

本章符號說明164

第4章傳熱過程與換熱器 / 166

4.1傳熱過程概述166

4.1.1熱量傳遞的基本方式166

4.1.2間壁式傳熱過程的傳熱速率方程167

4.1.3熱量衡算方程169

4.2導熱169

4.2.1導熱的基本概念170

4.2.2傅里葉定律和熱導率171

4.2.3導熱微分方程式174

4.2.4無內熱源的一維穩態導熱177

4.2.5具有內熱源的一維穩態導熱*186

4.2.6多維穩態導熱和非穩態導熱簡介*187

4.3對流傳熱188

4.3.1熱邊界層188

4.3.2對流傳熱的傳熱速率189

4.3.3對流傳熱的研究方法191

4.3.4對流傳熱過程的量綱分析191

4.3.5無相變化的對流表面傳熱係數196

4.3.6有相變化的對流表面傳熱係數213

4.4輻射傳熱226

4.4.1輻射傳熱的基本概念226

4.4.2黑體輻射基本定律228

4.4.3實際固體和液體的輻射特性231

4.4.4兩固體間的輻射傳熱235

4.4.5氣體的輻射傳熱237

4.4.6複合傳熱和設備的熱損失240

4.5換熱器及其傳熱速率244

4.5.1間壁式換熱器的結構形式244

4.5.2換熱器的傳熱速率253

4.5.3傳熱效率和傳熱單元數*262

4.5.4換熱器傳熱過程的強化267

4.5.5列管式換熱器的設計和選型274

習題285

本章符號說明288

第5章蒸發 / 290

5.1概述290

5.1.1蒸發及其分類290

5.1.2蒸發操作的特點291

5.2單效蒸發291

5.2.1單效蒸發流程291

5.2.2單效蒸發的計算292

5.3多效蒸發298

5.3.1多效蒸發原理298

5.3.2多效蒸發流程299

5.3.3多效蒸發的計算300

5.3.4多效蒸發與單效蒸發的對比分析306

5.4蒸發設備308

5.4.1循環型蒸發器308

5.4.2單程型蒸發器310

5.4.3直接接觸傳熱蒸發器313

5.4.4蒸發設備的附屬裝置314

5.4.5蒸發器的性能比較與選型315

5.5蒸發過程的節能措施316

5.5.1額外蒸汽的引出316

5.5.2熱泵蒸發316

5.5.3冷凝水的閃蒸316

5.5.4多級多效閃蒸317

5.6蒸發過程的設計318

5.7蒸發過程和設備的強化與展望318

習題319

本章符號說明320

附錄 / 321

習題參考答案 / 356

參考文獻 / 359