化工原理

本書為清華大學一類課“化工原理”的教材，在清華大學多個系所使用多年。全書分上、下兩冊。上冊包括流體流動、流體輸送機械、流體流過顆粒和顆粒層的流動、非均相混合物的分離、傳熱和蒸發等6章，書末有26個附錄；下冊包括傳質分離過程概論、吸收、蒸餾、氣液傳質設備、液液萃取、乾燥、吸附分離、膜分離過程和其他分離過程等9章。

本書可供高等院校化工、生物化工、環境、食品、輕工、製藥和材料等專業的師生作教材使用，也可作為從事上述專業的設計、開發和運行的工程技術人員的學習參考書。

本書可與《化工原理習題解析》上、下冊配套使用。

0緒論

0.1化學工程與單元操作

0.1.1化學工程學科的形成階段——“單元操作”的提出

0.1.2過程單元、單元過程和單元操作

0.2《化工原理》的內容、特點和研究方法

0.2.1《化工原理》的內容和特點

0.2.2《化工原理》的研究方法

0.3《化工原理》中的基本概念

0.3.1平衡關係

0.3.2過程速率

0.3.33種衡算

0.4單位制與單位換算

習題

參考文獻

1流體流動

1.1流體流動中的作用力

1.1.1體積力和密度

1.1.2壓力

1.1.3剪力、剪應力和粘度

1.2流體靜力學基本方程

1.2.1流體靜力學基本方程

1.2.2流體靜力學基本方程的應用

1.2.3流體在離心力場內的靜力學平衡

1.3流體流動的基本方程

1.3.1概述

1.3.2連續性方程式

1.3.3伯努利方程式

1.3.4伯努利方程式的另一種推導方法

1.3.5伯努利方程式的應用

1.4流體流動現象

1.4.1兩種流動型態和雷諾數

1.4.2管內層流與湍流的比較

1.4.3邊界層概念

1.5管內流動的阻力損失

1.5.1阻力損失及計算通式

1.5.2圓形直管內層流流動的阻力損失

1.5.3量綱分析法

1.5.4圓形直管內湍流流動的阻力損失

1.5.5流體在非圓形管道內流動的阻力損失

1.5.6局部阻力損失

1.5.7伴有傳熱過程的流動阻力損失計算

1.5.8可壓縮流體流動的阻力損失計算

1.6管路計算

1.6.1管路計算的類型和基該方法

1.6.2簡單管路的計算

1.6.3複雜管路的計算

1.6.4阻力對管內流動的影響

1.7流速和流量的測量

1.7.1測速管

1.7.2孔板流量計和文丘里流量計

1.7.3轉子流量計

1.8非牛頓型流體的流動

1.8.1乘方規律流體

1.8.2乘方規律流體管內流動的阻力損失

習題

思考題

討論題及題解

符號說明

參考文獻

2流體輸送機械

2.1離心泵

2.1.1離心泵的工作原理及主要構件

2.1.2離心泵的基本方程式

2.1.3離心泵的主要性能參數

2.1.4離心泵的特性曲線

2.1.5離心泵的安裝高度

2.1.6離心泵的工作點和流量調節

2.1.7離心泵的組合操作

2.1.8離心泵的類型和選用

2.2往複泵

2.2.1往複泵的工作原理

2.2.2往複泵的輸液量和流量調節

2.3其他類型的化工用泵

2.4氣體輸送機械

2.4.1離心式通風機

2.4.2離心鼓風機和壓縮機

2.4.3旋轉鼓風機和壓縮機

2.4.4往複壓縮機

2.4.5真空泵

習題

思考題

討論題及題解

符號說明

參考文獻

3流體流過顆粒和顆粒層的流動

3.1流體流過顆粒的流動

3.1.1單顆粒的幾何特性參數

3.1.2曳力與曳力係數

3.1.3流體流過球形顆粒

3.1.4流體流過其他形狀規則的顆粒（圓柱與圓片）

3.1.5流體流過形狀不規則的顆粒

3.2顆粒在流體中的流動

3.2.1重力沉降

3.2.2離心沉降

3.3流體流過顆粒床層的流動

3.3.1混合顆粒的幾何特性

3.3.2顆粒床層的幾何特性

3.3.3流體通過顆粒固定床的壓降

3.4固體流態化

3.4.1流態化過程

3.4.2流化床的流化類型與不正常現象

3.4.3流化床的主要特性

3.4.4流化床的操作範圍

3.4.5流化床的直徑與高度

3.4.6流化質量及改善流化質量的措施

3.4.7氣流輸送

習題

思考題

符號說明

參考文獻

4非均相混合物的分離

4.1沉降

4.1.1沉降分離的一般原理

4.1.2重力沉降分離

4.1.3離心沉降分離

4.1.4電沉降——電除塵器

4.2過濾

4.2.1概述

4.2.2過濾設備

4.2.3過濾過程計算的理論基礎

4.2.4過濾機生產能力的計算

4.3其他分離方法

4.3.1慣性分離器

4.3.2濕法除塵器

4.4非均相混合物分離方法的選擇及過程強化

4.4.1分離方法的選擇

4.4.2非均相混合物分離過程的強化

習題

思考題

討論題及題解

符號說明

參考文獻

5傳熱

5.1熱傳導

5.1.1有關熱傳導的基本概念

5.1.2熱傳導速率——傅里葉定律

5.1.3導熱係數

5.1.4通過平壁的穩定熱傳導

5.1.5通過圓筒壁的穩定熱傳導

5.1.6導熱微分方程式

5.2對流傳熱概說

5.2.1對流傳熱速率和對流傳熱係數

5.2.2對流傳熱機理

5.3傳熱過程計算

5.3.1總傳熱速率方程

5.3.2熱量衡算

5.3.3總傳熱係數

5.3.4傳熱的平均溫差

5.3.5傳熱面積的計算

5.3.6傳熱單元數法

5.3.7保溫層的臨界直徑

5.3.8不穩定傳熱

5.4無相變的對流傳熱

5.4.1影響對流傳熱的因素

5.4.2對流傳熱係數經驗公式的建立方法

5.4.3管內強制對流傳熱

5.4.4管外強制對流傳熱

5.4.5大空間自然對流傳熱

5.4.6非牛頓型流體的傳熱

5.5有相變的對流傳熱

5.5.1冷凝傳熱過程簡介

5.5.2純蒸氣膜狀冷凝的對流傳熱係數

5.5.3影響冷凝傳熱的因素和冷凝過程的強化

5.5.4沸騰傳熱過程簡介

5.5.5沸騰傳熱機理

5.5.6影響沸騰傳熱的因素及強化沸騰傳熱的途徑

5.5.7沸騰傳熱係數的計算

5.6輻射傳熱

5.6.1熱輻射的基本概念

5.6.2物體的輻射能力

5.6.3物體間的輻射傳熱

5.6.4氣體的熱輻射

5.6.5對流和輻射的聯合傳熱

5.7換熱器

5.7.1間壁式換熱器的類型及選用

5.7.2換熱器傳熱過程的強化

5.7.3列管式換熱器的設計和選用

習題

思考題

討論題及題解

符號說明

參考文獻

6蒸發

6.1蒸發設備

6.1.1循環型蒸發器

6.1.2非循環型（單程型）蒸發器

6.1.3各類蒸發器的性能比較

6.1.4蒸發的輔助設備

6.2單效蒸發的計算

6.2.1物料衡算

6.2.2熱量衡算

6.2.3傳熱面計算

6.2.4單效蒸發計算小結

6.3多效蒸發器及其計算

6.3.1多效蒸發流程

6.3.2多效蒸發的溫度差損失和有效溫度差

6.3.3多效蒸發最佳效數的確定

6.3.4多效蒸發的計算

6.4蒸發過程的設計

習題

思考題

符號說明

參考文獻

附錄A化工常用法定計量單位

附錄B常用單位的換算

附錄C一些氣體的重要物理性質

附錄D一些液體的重要物理性質

附錄E干空氣的物理性質（101.33kPa)

附錄F水的物理性質

附錄G飽和水蒸氣表（按溫度排列）

附錄H飽和水蒸氣表（按壓力排列）

附錄I一些有機液體的相對密度（液體密度與4℃水的密度之比）共線圖

附錄J液體的粘度共線圖

附錄K氣體及蒸氣的粘度共線圖

附錄L液體的質量定壓熱容共線圖（常壓下）

附錄M氣體及蒸氣的質量定壓熱容共線圖（常壓下）

附錄N常用固體材料的密度和質量定壓熱容

附錄O一些固體材料的導熱係數

附錄P一些液體的導熱係數

附錄Q氣體的導熱係數共線圖（常壓下）

附錄R蒸發潛熱（汽化熱）共線圖

附錄S液體的表面張力共線圖

附錄T壁面污垢的熱阻

附錄U無機鹽溶液在101.33kPa下的沸點

附錄V101.33kPa下溶液的沸點升高與濃度的關係圖

附錄W管子規格（摘錄）

附錄X泵規格（摘錄）

附錄Y4?72型離心通風機規格（摘錄）

附錄Z換熱器規格（摘錄)