化工原理

化工原理

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作者：馬曉迅、夏素蘭、曾慶榮 主編

出版日期：2010年8月 書號：978-7-122-07684-7

開本：16 裝幀：平 版次：1版1次 頁數：456頁

本書內容包括流體流動，流體輸送機械與攪拌，過濾、沉降與流態化，傳熱，蒸發，結晶，吸收，蒸餾，氣液傳質設備，萃取，乾燥，其他分離技術共十二章以及緒論和附錄。

本書適用於化學工程與工藝、應用化學、生物工程、高分子材料與工程、製藥工程、過程裝備與控制工程、食品工程、環境工程、輕化工程、冶金工程等專業的本科學生，亦可作為自考、成人教育、高職高專的教材以及設計及生產單位技術人員的參考書。

緒論1

01化工原理的研究對象1

02化工原理課程的內容、性質與任務2

03基本概念與研究方法3

031物料衡算3

032熱量衡算3

033平衡關係4

034過程速率4

035研究方法4

04單位及單位換算4

041國際單位制單位5

042法定計量單位6

043其他計量單位制的單位6

044單位換算6

思考題8

習題8

參考文獻8

第1章流體流動9

11概述9

12流體基本性質9

121連續介質的假定9

122流體的壓縮性9

123作用在流體上的力9

124體積力和密度10

125壓力和靜壓力10

126剪力和黏度11

13流體靜力學基本方程13

131流體靜力學基本方程13

132流體靜力學基本方程的應用14

14流體流動的基本方程17

141流量與流速17

142定態流動與非定態流動19

143連續性方程19

144伯努利方程式20

145實際流體機械能衡算式21

146伯努利方程式的應用22

15管內流體流動現象23

151流體流動類型與雷諾數24

152流體在圓管內的速度分佈25

153邊界層的概念27

16流體在管內的流動阻力30

161圓形直管中的流動阻力30

162局部阻力36

163管內流體流動的總摩擦阻力損失計算38

17管路計算39

171簡單管路39

172複雜管路43

18流速與流量測量44

181測速管44

182孔板流量計和文丘里流量計46

183轉子流量計50

本章主要符號說明52

思考題52

習題53

參考文獻57

第2章流體輸送機械與攪拌58

21概述58

211流體輸送機械的概念58

212流體輸送機械的分類58

213流體輸送機械的應用58

22離心泵58

221離心泵的工作原理與主要構件58

222離心泵的基本方程60

223離心泵的主要性能參數和特性曲線61

224離心泵的可靠運行63

225離心泵的工作點與流量調節65

226離心泵的類型與選用68

23其他類型化工用泵69

231往複泵69

232迴轉泵71

233漩渦泵72

24氣體輸送機械72

241離心式通風機、鼓風機、壓縮機73

242迴轉式鼓風機、壓縮機75

243往複壓縮機76

244真空泵79

25攪拌80

251攪拌機結構80

252混合機理82

253攪拌功率83

254攪拌器的放大85

本章主要符號說明86

思考題86

習題87

參考文獻88

第3章過濾、沉降與流態化89

31概述89

32顆粒及顆粒床層的特性89

321顆粒的特性89

322流體流過顆粒床層的壓降90

33過濾92

331過濾設備93

332過濾基本方程95

333恆壓過濾95

334恆速過濾與先恆速后恆壓過濾96

335過濾常數的測定97

336濾餅的洗滌97

337過濾機的生產能力98

338動態過濾99

34沉降分離99

341重力沉降及設備99

342離心沉降及設備102

35離心機104

351沉降離心機104

352過濾離心機105

36流態化105

361流態化的基本概念105

362流化床的主要特徵106

363流化床的操作範圍108

364提高流化質量的措施109

本章符號說明109

思考題110

習題110

參考文獻111

第4章傳熱112

41概述112

411傳熱在化工生產中的應用112

412熱量傳遞的基本方式112

413冷熱流體熱交換的方式113

414間壁式換熱器的傳熱過程114

415傳熱速率與熱通量114

416定態與非定態傳熱過程114

42熱傳導114

421傅里葉定律115

422熱導率115

423通過平壁的定態熱傳導117

424通過圓筒壁的定態熱傳導119

43對流傳熱120

431對流傳熱過程分析120

432對流傳熱速率方程121

433影響對流傳熱係數的因素122

434對流傳熱過程的量綱分析122

435流體無相變時的對流傳熱係數124

436流體有相變時的對流傳熱係數127

44傳熱過程的計算133

441熱量衡算133

442總傳熱速率方程134

443總傳熱係數135

444平均溫差的計算136

445傳熱面積的計算138

446壁溫的計算138

447傳熱單元數法139

45熱輻射142

451熱輻射的基本概念142

452物體的輻射能力142

453物體間的輻射能力144

454輻射和對流聯合傳熱147

46換熱器148

461間壁式換熱器的類型148

462管殼式換熱器的設計和選型151

463換熱器傳熱過程的強化160

本章符號說明162

思考題162

習題163

參考文獻165

第5章蒸發166

51概述166

511蒸發過程的特點166

512蒸發過程的分類167

52單效蒸發167

521單效蒸發流程167

522單效蒸發的計算167

53溫度差損失與總傳熱係數169

531蒸發過程的溫度差損失169

532蒸發器的總傳熱係數171

54多效蒸發172

541多效蒸發原理172

542多效蒸發流程172

543多效蒸發的計算173

55蒸發器的生產能力、生產強度和效數的限制179

551蒸發器的生產能力和生產強度179

552多效蒸發效數的限制180

56蒸發過程的其他節能方法181

561額外蒸汽的引出181

562熱泵蒸發181

563冷凝水自蒸發的利用181

57蒸發設備182

571蒸發設備的結構182

572蒸發器的選型187

本章符號說明188

思考題188

習題188

參考文獻189

第6章結晶190

61概述190

62結晶的基本原理190

621溶解度190

622過飽和溶液與介穩區191

623晶核的形成193

63結晶動力學194

631生長速率194

632ΔL定律194

64結晶操作與控制195

641結晶的操作工藝195

642結晶操作特性參數195

643應用197

65結晶過程計算199

651物料衡算199

652熱量衡算201

66結晶設備201

661冷卻結晶器202

662蒸髮結晶器203

本章符號說明204

思考題205

習題205

參考文獻205

第7章吸收206

71概述206

711化工生產中的傳質過程206

712氣體吸收過程206

713氣體吸收過程的應用207

714吸收劑的選擇207

72吸收過程的氣液平衡關係208

721氣體在液體中的溶解度208

722亨利定律209

723氣液相際傳質過程的方向、限度及推動力210

73擴散與相內傳質212

731相內物質的分子擴散212

732分子擴散係數216

733單相對流傳質機理與傳質速率方程218

74相際對流傳質219

741對流傳質理論219

742總吸收速率方程220

75吸收塔的計算225

751物料衡算與吸收操作線方程225

752吸收劑用量與最小液氣比227

753填料層高度的基本計算式229

754低濃度氣體吸收填料層高度的計算230

755吸收塔的調節與操作型計算235

76傳質係數236

761傳質係數的實驗測定236

762傳質係數的經驗公式237

763傳質係數的特徵數關聯式237

77解吸及其他條件下的吸收238

771解吸238

772高濃度氣體吸收240

773非等溫氣體吸收241

774化學吸收241

本章符號說明241

思考題242

習題242

參考文獻244

第8章蒸餾245

81概述245

811蒸餾過程的分類245

812蒸餾分離的特點245

82雙組分溶液的氣液平衡關係246

821理想溶液的氣液平衡關係246

822非理想溶液的氣液平衡關係250

83簡單蒸餾與平衡蒸餾251

831簡單蒸餾251

832平衡蒸餾252

84精餾254

841精餾過程原理和條件254

842連續精餾裝置流程256

85雙組分連續精餾的計算257

851理論板的概念與恆摩爾流的假設257

852物料衡算與操作線方程258

853進料熱狀況的影響與q線方程261

854理論塔板數的計算263

855迴流比的影響及其選擇266

856加料熱狀態的選擇272

857雙組分精餾過程的其他類型272

858精餾裝置的熱量衡算277

859雙組分精餾的操作型計算278

86間歇精餾280

861間歇精餾的特點280

862迴流比恆定時間歇精餾的計算281

863餾出液組成恆定時間歇精餾的計算282

87恆沸精餾與萃取精餾283

871恆沸精餾283

872萃取精餾284

88多組分精餾285

881流程方案的選擇285

882多組分物系的氣液平衡及應用286

883關鍵組分與物料衡算288

884理論板數的計算289

本章符號說明290

思考題291

習題291

參考文獻293

第9章氣液傳質設備294

91塔器的類型及其發展294

911填料294

912分配器295

913傳質元件295

914發展途徑296

92填料塔297

921結構與設計內容297

922特徵參數297

923氣液兩相流動參數及特性298

924HETP與填料段高度的確定300

925液泛率與塔徑的確定302

926壓降的計算303

93板式塔303

931結構及設計程序303

932基本概念與術語304

933塔板效率305

934液泛率及其控制308

935水力學計算310

936負荷性能圖318

94塔器工藝設計319

941工藝設計319

942設計舉例320

本章符號說明324

思考題325

習題325

參考文獻325

第10章萃取327

101概述327

102液液萃取328

1021液液萃取流程328

1022部分互溶三元物系的液液萃取330

1023萃取劑的選擇332

1024萃取過程的計算333

1025液液萃取設備341

103固液萃取346

1031有效成分的提取過程及機理346

1032常用提取劑和提取輔助劑347

1033浸取工藝流程及工藝參數348

1034提取設備348

104超臨界流體萃取350

1041超臨界流體及萃取劑351

1042超臨界萃取原理352

1043超臨界萃取的特點352

1044超臨界萃取流程353

本章符號說明354

思考題354

習題355

參考文獻355

第11章乾燥356

111概述356

112濕空氣的性質與濕度圖358

1121濕空氣的性質358

1122濕含量的測定方法360

1123濕空氣的濕度圖及其應用363

113固體物料的乾燥平衡366

1131濕物料的性質366

1132乾燥平衡及乾燥平衡曲線367

114乾燥過程的物料衡算與熱量衡算369

1141物料衡算369

1142熱量衡算371

1143乾燥系統的熱效率372

1144乾燥器空氣出口狀態的確定374

115乾燥速率與乾燥時間377

1151乾燥實驗和乾燥曲線377

1152乾燥速率曲線及乾燥過程分析378

1153乾燥時間的計算381

116乾燥器385

1161乾燥器的分類與基本要求385

1162工業上常用的乾燥器386

1163乾燥器的選型393

1164乾燥器設計中操作條件的確定394

本章符號說明396

思考題397

習題397

參考文獻399

第12章其他分離技術400

121吸附分離400

1211吸附與吸附劑400

1212吸附平衡402

1213吸附速率406

1214吸附操作與設備407

122膜分離410

1221概述410

1222膜與膜組件412

1223超濾與微濾415

1224反滲透417

1225氣體分離418

本章符號說明419

思考題419

習題419

參考文獻420

附錄421

附錄1常用物理量的單位及其換算421

附錄2某些液體的物理性質424

附錄3某些氣體的物理性質425

附錄4干空氣的物理性質426

附錄5水及飽和水蒸氣的物理性質426

附錄6流體的密度與黏度431

附錄7某些液體和氣體的熱導率435

附錄8某些固體材料的熱導率437

附錄9液體的比熱容438

附錄1010133kPa壓強下氣體的比

熱容440

附錄11汽化潛熱442

附錄12無機物水溶液的沸點444

附錄13管路規格(摘錄)445

附錄14離心泵規格(摘錄)446

附錄15換熱器系列(摘錄)448

附錄16某些氣體溶於水時的亨利係數452

附錄17雙組分物質的擴散係數453

附錄18雙組分溶液的氣液平衡數據454

附錄19填料特性455