化工原理

化學工程學及其進展化學工程學，以化學、物理和數學原理為基礎，研究物料在工業規模條件下，它所發生物理或化學狀態變化的工業過程及這類工業過程所用裝置的設計和操作的一門技術學科。化學工程學的進展：三階段：單元操作：20世紀初期，單元操作的物理化學原理及定量計算方法，奠定了化學工程做為一門獨立工程學科的基礎。 “三傳一反”概念：20世紀60年代多分支：20世紀60年代末。形成了單元操作、傳遞過程、反應工程、化工熱力學、化工系統工程、過程動態學及控制等完整體系。

內容包括流體流動原理及應用（流體流動及輸送機械）、傳熱原理及應用（傳熱理論及設備）、傳質原理及應用（蒸餾、吸收、萃取及相應設備）、固體顆粒流體力學基礎與機械分離、固體乾燥、其他單元（蒸發、結晶、吸附、混合、膜分離），每章均配有工程案例分析及習題、思考題。

本書在關注學科最新發展動態、結合科研的基礎上，對單元操作基本概念及原理進行深入淺出的論述，同時著力突出培養學生的工程能力。可作為大專院校化工及相關專業的教材使用，也可供有關部門從事科研、設計和生產的技術人員參考。

緒論

0.1　化工原理課程基本內容及特點

0.2　化工原理的研究基礎與方法

0.3　單位制與單位換算

第1章　流體流動原理及應用

1.1　流體基本概念

1.1.1　流體特徵

1.1.2　流體力學基本概念

1.1.3　流體密度

1.2　流體靜力學

1.2.1　壓強

1.2.2　流體靜力學基本方程

1.2.3　流體靜力學基本方程應用

1.3　流體流動的基本概念

1.3.1　流量與流速

1.3.2　穩態流動及非穩態流動

1.3.3　牛頓黏性定律

1.3.4　流動型態

1.4　流體流動的質量與能量衡算

1.4.1　質量衡算——連續性方程

1.4.2　總能量衡算

1.4.3　流體流動的機械能衡算式——柏努利方程式

1.5　流體流動阻力計算

1.5.1　直管阻力計算

1.5.2　摩擦係數λ的確定

1.5.3　局部阻力計算

1.6　管路計算

1.6.1　管路組成

1.6.2　簡單管路計算

1.6.3　複雜管路計算

1.7　流體輸送機械

1.7.1　離心式輸送機械

1.7.2　往複式輸送機械

1.7.3　其他類型輸送機械

1.8　流速與流量測量

工程案例分析

習題

思考題

符號說明

第2章　傳熱及傳熱設備

2.1　傳熱基本概念

2.1.1　傳熱基本方式

2.1.2　傳熱速率

2.2　熱傳導

2.2.1　熱傳導基本概念

2.2.2　傅里葉定律

2.2.3　固體平壁穩態熱傳導

2.2.4　固體圓筒壁穩態熱傳導

2.3　對流傳熱

2.3.1　牛頓冷卻定律

2.3.2　無相變對流傳熱係數計算

2.3.3　有相變對流傳熱係數計算

2.4　熱輻射

2.4.1　輻射傳熱基本概念

2.4.2　物體的輻射能力

2.4.3　物體間的輻射傳熱

2.4.4　對流與輻射聯合傳熱

2.5　間壁式換熱器傳熱計算

2.5.1　間壁式換熱簡介

2.5.2　熱量衡算

2.5.3　總傳熱速率方程

2.5.4　總傳熱係數的確定

2.5.5　平均傳熱溫度差的計算

2.5.6　換熱器的傳熱計算

2.6　換熱設備

2.6.1　換熱器類型

2.6.2　強化傳熱途徑

2.6.3　管殼式換熱器設計

工程案例分析

習題

思考題

符號說明

第3章傳質原理及應用128

31傳質基本概念128

311分子擴散128

312對流傳質132

32蒸餾134

321氣液相平衡原理135

322蒸餾方式138

323精餾原理139

324物料衡算與操作線方程140

325熱量衡算145

326精餾設計計算147

327迴流比的選擇及影響152

328特殊精餾155

329間歇精餾157

33吸收158

331吸收基本原理158

332氣液相平衡關係159

333吸收速率163

334填料塔簡介165

335吸收劑用量計算166

336吸收設計計算169

337其他174

34萃取175

341萃取原理175

342液液相平衡177

343萃取過程計算181

344新型萃取過程簡介186

35傳質設備187

351板式塔187

352填料塔194

353萃取設備202

工程案例分析207

習題208

思考題211

符號說明211

第4章固體顆粒流體力學基礎與機械分離214

41固體顆粒特性214

411單一顆粒特性214

412顆粒群的特性215

413粒徑測量216

42固體顆粒在流體中運動時的阻力217

43沉降分離218

431重力沉降218

432離心沉降222

44過濾228

441過濾原理228

442過濾基本方程式230

443過濾設備232

444過濾操作的改進235

45固體流態化236

451固體流態化現象236

452固體流態化流體力學特性237

453分佈板對流化質量的影響239

454固體流態化技術的應用240

46其他機械分離技術242

461靜電除塵242

462濕法捕集243

工程案例分析245

習題246

思考題247

符號說明248

第5章固體乾燥249

51乾燥基本概念249

511乾燥的傳質傳熱基本原理249

512濕空氣性質250

52乾燥工藝計算255

521物料衡算257

522熱量衡算257

53乾燥動力學258

531物料中水分分類258

532恆定乾燥條件下的乾燥速率260

54乾燥設備264

541乾燥器的類型264

542乾燥器的選型266

543乾燥器的設計267

工程案例分析270

習題271

思考題273

符號說明273

第6章其他單元274

61蒸發274

611蒸發器的結構274

612單效蒸發的工藝計算278

613多效蒸發280

614蒸發過程常用的節能措施285

62結晶286

621結晶過程分類286

622晶體的幾何形態287

623結晶中的平衡溶解度287

624溶液結晶過程的計算289

625溶液結晶設備290

626熔融結晶過程及設備293

627結晶過程的強化與展望294

63吸附294

631概述294

632吸附劑295

633吸附原理296

634吸附速率298

635吸附操作與設備299

64混合301

641混合機理301

642影響混合作用的各種物理性質302

643攪拌裝置的結構303

644打旋現象305

645攪拌功率306

646葉輪類型308

647攪拌槽的放大311

65膜分離312

651概述312

652膜分離過程分類312

653膜裝置314

654新型膜過程317

工程案例分析319

思考題321

符號說明322

附錄323

1常用法定計量單位323

2單位換算表323

3某些氣體的重要物理性質326

4某些液體的重要物理性質327

5常用固體材料的密度和比熱容328

6固體材料的熱導率328

7某些固體材料的黑度329

8某些液體的熱導率329

9干空氣的重要物理性質330

10水的重要物理性質330

11水在不同溫度下的黏度331

12飽和水蒸氣性質表(一)331

13飽和水蒸氣性質表(二)332

14液體黏度共線圖334

15氣體黏度共線圖336

16液體比熱容共線圖337

17氣體比熱容共線圖339

18液體汽化潛熱共線圖340

19無機物水溶液在大氣壓下的沸點341

20某些氣體溶於水的亨利係數342

21某些二元物系的氣液平衡組成342

22管子規格343

23 IS型離心泵性能表344

24 Y型離心油泵(摘錄)349

25 F型耐腐蝕泵350

26 47211型離心泵通風規格(摘錄)350

27管殼式熱交換器系列標準(摘錄)351

參考文獻352