緒論 1
0.1 化工原理課程內(nèi)容與進(jìn)展 1
0.2 化工原理課程的研究方法 2
0.3 物理量的單位換算 4
習(xí)題 5
自測(cè)題 6

第1章 流體流動(dòng) 7
1.1 概述 7
1.1.1 流體及其特征 7
1.1.2 連續(xù)介質(zhì)模型 7
1.1.3 流體力學(xué)與流體流動(dòng) 8
1.2 流體靜力學(xué) 8
1.2.1 流體靜壓強(qiáng) 8
1.2.2 流體密度 10
1.2.3 流體靜力學(xué)基本方程 10
1.2.4 U形壓差計(jì) 12
1.3 流體流動(dòng)的基本概念 13
1.3.1 流體在流道中的流量與流速 13
1.3.2 流體流動(dòng)的考察方法 14
1.3.3 流體黏度 15
1.3.4 流動(dòng)型態(tài) 17
1.3.5 流體在圓直管內(nèi)流動(dòng)的流速側(cè)形與流動(dòng)阻力 19
1.4 流體流動(dòng)過程的物料衡算與機(jī)械能衡算 20
1.4.1 物料衡算式連續(xù)性方程 20
1.4.2 理想流體流動(dòng)的機(jī)械能守恒 20
1.4.3 真實(shí)流體流動(dòng)的機(jī)械能守恒 25
1.5 圓直管內(nèi)流體層流時(shí)的流速分布與阻力計(jì)算 28
1.6 圓直管內(nèi)流體湍流時(shí)的流速分布與阻力計(jì)算 30
1.6.1 渦流黏度與圓直管內(nèi)湍流的流速分布 30
1.6.2 流體沿壁面流動(dòng)的速度邊界層 31
1.6.3 量綱分析方法 32
1.6.4 摩擦系數(shù)圖 35
1.6.5 流體沿程阻力計(jì)算 37
1.6.6 局部阻力計(jì)算 38
1.6.7 流體流過非圓形截面管道的阻力計(jì)算 40
1.7 管路計(jì)算 41
1.7.1 管路的分類和管路計(jì)算圖表 41
1.7.2 簡(jiǎn)單管路計(jì)算 44
1.7.3 并聯(lián)管路計(jì)算 47
1.7.4 分支管路計(jì)算 48
1.8 流速與流量測(cè)定 49
1.8.1 畢托管 49
1.8.2 文丘里流量計(jì) 50
1.8.3 孔板流量計(jì) 51
1.8.4 轉(zhuǎn)子流量計(jì) 53
主要符號(hào)說明 55
習(xí)題 55
自測(cè)題 60

第2章 流體輸送機(jī)械 63
2.1 概述 63
2.1.1 流體輸送機(jī)械的作用與分類 63
2.1.2 離心泵的結(jié)構(gòu)與工作原理 64
2.2 離心泵操作性能的基本方程 65
2.2.1 流體質(zhì)點(diǎn)在葉輪內(nèi)的運(yùn)動(dòng) 65
2.2.2 歐拉方程 66
2.3 離心泵的性能參數(shù)與特性曲線 67
2.3.1 離心泵的性能參數(shù) 67
2.3.2 離心泵的能量損失與效率 67
2.3.3 葉片類型對(duì)離心泵性能的影響 69
2.3.4 實(shí)測(cè)的離心泵特性曲線 70
2.3.5 轉(zhuǎn)速改變與葉輪切削對(duì)離心泵性能的影響 71
2.3.6 液體物性對(duì)離心泵性能的影響 73
2.4 離心泵的流量調(diào)節(jié)與操作 73
2.4.1 灌泵及對(duì)汲入管路的要求 73
2.4.2 離心泵的工作點(diǎn) 73
2.4.3 離心泵的流量調(diào)節(jié) 74
2.4.4 離心泵的串聯(lián)操作 76
2.4.5 離心泵的并聯(lián)操作 76
2.5 離心泵的安裝高度 77
2.5.1 離心泵的安裝高度問題 78
2.5.2 離心泵的汽蝕現(xiàn)象 78
2.5.3 離心泵的抗汽蝕性能 79
2.5.4 離心泵的允許安裝高度 79
2.5.5 離心泵的允許汲上真空高度 80
2.6 離心泵的類型與選型 81
2.6.1 離心泵的類型 81
2.6.2 離心泵的選型 84
2.6.3 離心泵的安裝與操作方法 84
2.7 離心式風(fēng)機(jī) 85
2.7.1 離心式風(fēng)機(jī)的作用與分類 85
2.7.2 離心式風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)與特性曲線 85
2.7.3 離心式風(fēng)機(jī)選型計(jì)算 87
2.8 其他類型的泵與風(fēng)機(jī) 88
2.8.1 動(dòng)力式泵 88
2.8.2 容積式泵 90
2.8.3 旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī) 92
2.8.4 真空泵 92
2.8.5 化工用泵的比較與選擇 93
主要符號(hào)說明 94
習(xí)題 95
自測(cè)題 97

第3章 顆粒流體力學(xué)基礎(chǔ)與機(jī)械分離 99
3.1 概述 99
3.1.1 混合物分離及應(yīng)用 99
3.1.2 機(jī)械分離原理 100
3.2 固體顆粒的幾何特性與篩分分析 100
3.2.1 單顆粒的幾何特性 100
3.2.2 顆粒群與固定床層的特性 101
3.3 流體通過固定床層的流動(dòng) 104
3.3.1 固定床層的簡(jiǎn)化物理模型 105
3.3.2 模型檢驗(yàn)與參數(shù)測(cè)定 105
3.4 過濾 107
3.4.1 濾餅過濾的操作特點(diǎn) 107
3.4.2 物料衡算 108
3.4.3 過濾基本速率方程 108
3.4.4 間歇式過濾設(shè)備 110
3.4.5 葉濾機(jī)的過濾、洗滌過程計(jì)算和最大產(chǎn)率問題 112
3.4.6 板框式壓濾機(jī)的過濾、洗滌過程計(jì)算和最大產(chǎn)率問題 115
3.4.7 過濾常量的測(cè)定 115
3.4.8 先恒速后恒壓過濾過程計(jì)算 118
3.4.9 連續(xù)式過濾設(shè)備 119
3.4.10 過濾過程的強(qiáng)化 120
3.5 顆粒沉降與沉降分離設(shè)備 122
3.5.1 重力沉降速度 122
3.5.2 重力沉降室 126
3.5.3 離心沉降速度 128
3.5.4 旋風(fēng)分離器 128
3.6 固體流態(tài)化 134
3.6.1 固體流態(tài)化現(xiàn)象 134
3.6.2 流化床的流體力學(xué)特性 136
主要符號(hào)說明 139
習(xí)題 140
自測(cè)題 142

第4章 傳熱及換熱器 145
4.1 概述 145
4.1.1 傳熱過程及應(yīng)用 145
4.1.2 加熱介質(zhì)與冷卻介質(zhì) 145
4.1.3 傳熱的基本方式 146
4.1.4 冷、熱流體熱交換形式 147
4.1.5 傳熱速率與熱通量 148
4.1.6 定態(tài)傳熱與非定態(tài)傳熱 148
4.2 熱傳導(dǎo) 148
4.2.1 溫度場(chǎng)與溫度梯度 148
4.2.2 傅里葉定律 149
4.2.3 熱導(dǎo)率 149
4.2.4 平壁的熱傳導(dǎo) 151
4.2.5 圓筒壁的熱傳導(dǎo) 153
4.3 對(duì)流傳熱概述 154
4.3.1 給熱過程及類型 154
4.3.2 給熱速率與給熱系數(shù) 156
4.4 流體無相變時(shí)的對(duì)流給熱 156
4.4.1 影響因素分析 156
4.4.2 溫度邊界層 157
4.4.3 對(duì)流給熱過程的特征數(shù)關(guān)聯(lián)式 158
4.4.4 流體在管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流給熱 160
4.4.5 流體在管外強(qiáng)制對(duì)流給熱 163
4.4.6 大空間自然對(duì)流給熱 166
4.5 流體有相變時(shí)的對(duì)流給熱 167
4.5.1 蒸汽冷凝給熱 167
4.5.2 液體沸騰給熱 171
4.6 輻射傳熱 174
4.6.1 輻射傳熱的基本概念與定律 174
4.6.2 固體壁面間的輻射傳熱 177
4.6.3 對(duì)流與輻射并聯(lián)傳熱 180
4.7 串聯(lián)傳熱過程計(jì)算 180
4.7.1 熱量衡算 181
4.7.2 總傳熱速率方程 181
4.7.3 總傳熱系數(shù) 182
4.7.4 傳熱溫差 184
4.7.5 傳熱效率法 189
4.8 換熱器 194
4.8.1 間壁式換熱器 194
4.8.2 傳熱過程的強(qiáng)化 200
4.8.3 列管式換熱器設(shè)計(jì)與選型 201
主要符號(hào)說明 208
習(xí)題 209
自測(cè)題 212

第5章 蒸發(fā) 216
5.1 概述 216
5.2 單效蒸發(fā) 217
5.2.1 溶液沸點(diǎn)升高與溫度差損失 217
5.2.2 單效蒸發(fā)的計(jì)算 219
5.3 多效蒸發(fā) 222
5.3.1 多效蒸發(fā)操作流程 223
5.3.2 多效蒸發(fā)效數(shù)的限制 224
5.4 蒸發(fā)器生產(chǎn)能力和生產(chǎn)強(qiáng)度 224
5.4.1 生產(chǎn)能力 224
5.4.2 生產(chǎn)強(qiáng)度 225
5.4.3 提高生產(chǎn)強(qiáng)度的途徑 225
5.5 蒸發(fā)過程的強(qiáng)化 226
5.5.1 額外蒸汽引出 226
5.5.2 二次蒸汽的再壓縮 227
5.5.3 冷凝水熱量的利用 227
5.6 蒸發(fā)設(shè)備 227
5.6.1 蒸發(fā)器 227
5.6.2 蒸發(fā)輔助設(shè)備 231
主要符號(hào)說明 232
習(xí)題 233
自測(cè)題 233

第6章 氣體吸收 234
6.1 概述 234
6.1.1 質(zhì)量傳遞與氣體吸收過程 234
6.1.2 吸收與解吸聯(lián)合操作 235
6.1.3 吸收劑的選擇 236
6.2 氣液相平衡 236
6.2.1 平衡溶解度與相平衡方程 236
6.2.2 氣液相平衡在吸收中的應(yīng)用 239
6.3 分子擴(kuò)散 240
6.3.1 分子擴(kuò)散的基本定律費(fèi)克定律 240
6.3.2 氣相中的定態(tài)分子擴(kuò)散 241
6.3.3 組分在氣相中的擴(kuò)散系數(shù) 244
6.3.4 組分在液相中的擴(kuò)散系數(shù) 246
6.4 對(duì)流傳質(zhì) 246
6.4.1 相際間的對(duì)流傳質(zhì)過程 246
6.4.2 吸收過程的對(duì)流傳質(zhì)模型 247
6.4.3 對(duì)流傳質(zhì)速率方程 249
6.4.4 總吸收速率方程 249
6.5 填料塔中低濃度氣體吸收過程的計(jì)算 252
6.5.1 填料塔簡(jiǎn)介 252
6.5.2 低濃度氣體吸收的特點(diǎn) 252
6.5.3 物料衡算操作線方程 252
6.5.4 填料層高度的計(jì)算式 253
6.5.5 傳質(zhì)單元高度的計(jì)算 254
6.5.6 傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算 255
6.5.7 填料吸收塔的設(shè)計(jì)型計(jì)算 258
6.5.8 填料吸收塔的操作型計(jì)算 262
6.5.9 吸收過程的調(diào)節(jié)和操作 264
6.5.10 其他吸收操作流程 264
6.6 氣體解吸 266
6.6.1 常用的解吸方法 266
6.6.2 逆流氣體解吸塔的計(jì)算 267
6.7 高濃度氣體吸收 267
6.7.1 高濃度氣體吸收的特點(diǎn) 267
6.7.2 高濃度氣體吸收過程計(jì)算 268
主要符號(hào)說明 270
習(xí)題 271
自測(cè)題 273

第7章 液體蒸餾 276
7.1 概述 276
7.1.1 液體蒸餾過程與應(yīng)用 276
7.1.2 閃蒸 278
7.2 雙組分物系的汽液平衡 278
7.2.1 理想物系的汽液平衡 278
7.2.2 非理想物系的汽液平衡 282
7.3 雙組分簡(jiǎn)單蒸餾 285
7.4 雙組分物系連續(xù)精餾 286
7.4.1 精餾原理與過程分析 286
7.4.2 基本型連續(xù)精餾的設(shè)計(jì)型計(jì)算 294
7.4.3 基本型連續(xù)精餾的調(diào)節(jié)與操作型計(jì)算 301
7.4.4 其他類型的連續(xù)精餾 304
7.4.5 精餾過程強(qiáng)化 309
7.5 雙組分間歇精餾 310
7.5.1 間歇精餾過程特點(diǎn) 310
7.5.2 xD 恒定的間歇精餾 310
7.5.3 R 恒定的間歇精餾 311
7.6 特殊精餾 311
7.6.1 萃取精餾 311
7.6.2 共沸精餾 315
7.6.3 反應(yīng)精餾 319
7.6.4 熱泵精餾 320
主要符號(hào)說明 321
習(xí)題 322
自測(cè)題 324

第8章 塔設(shè)備 327
8.1 概述 327
8.2 填料塔 327
8.2.1 填料塔簡(jiǎn)介 327
8.2.2 填料的種類與特性 329
8.2.3 填料塔的流體力學(xué)性能與操作特性 335
8.2.4 填料塔的氣液傳質(zhì)特性 338
8.2.5 填料塔的附屬設(shè)備 342
8.3 板式塔概述 344
8.3.1 板式塔內(nèi)的氣液流動(dòng) 344
8.3.2 板式塔的主要類型 345
8.4 篩板塔 347
8.4.1 篩板塔的結(jié)構(gòu) 347
8.4.2 篩板塔的流體力學(xué)性能與操作特性 349
8.4.3 篩板塔的設(shè)計(jì) 356
8.5 塔板效率 359
8.5.1 塔板效率的表示方法 359
8.5.2 提高塔板效率的措施 360
8.5.3 全塔效率的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)圖 361
8.6 板式塔和填料塔的性能比較 362
主要符號(hào)說明 363
習(xí)題 363
自測(cè)題 364

第9章 液液萃取 365
9.1 概述 365
9.1.1 液液萃取原理 365
9.1.2 萃取劑的選擇 365
9.1.3 工業(yè)萃取過程 366
9.1.4 萃取過程的經(jīng)濟(jì)性 366
9.2 液液相平衡 367
9.2.1 三角形相圖 367
9.2.2 單級(jí)萃取過程 370
9.3 萃取過程計(jì)算 372
9.3.1 萃取級(jí)的數(shù)學(xué)描述 372
9.3.2 多級(jí)錯(cuò)流萃取 373
9.3.3 多級(jí)逆流萃取 376
9.3.4 連續(xù)接觸逆流萃取 378
9.3.5 萃取過程研究進(jìn)展與強(qiáng)化 379
9.4 萃取設(shè)備 380
9.4.1 常用萃取設(shè)備 381
9.4.2 萃取設(shè)備的選擇 386
主要符號(hào)說明 387
習(xí)題 388
自測(cè)題 389

第10章 固體干燥 391
10.1 概述 391
10.2 濕空氣的性質(zhì)和濕度圖 392
10.2.1 濕空氣的性質(zhì) 392
10.2.2 濕空氣的I-H 圖及其應(yīng)用 396
10.3 干燥過程的物料衡算和熱量衡算 399
10.3.1 物料衡算 399
10.3.2 熱量衡算 401
10.3.3 干燥器出口空氣狀態(tài)的確定 402
10.3.4 干燥器的熱效率和干燥效率 403
10.4 干燥速率和干燥時(shí)間 406
10.4.1 物料中所含水分的性質(zhì) 406
10.4.2 干燥速率及其影響因素 407
10.4.3 恒定干燥條件下干燥時(shí)間的計(jì)算 411
10.4.4 干燥過程強(qiáng)化與節(jié)能 413
10.5 干燥器 414
10.5.1 干燥器的主要型式 414
10.5.2 干燥器設(shè)計(jì) 419
10.6 氣體的增濕與減濕 424
10.6.1 增濕與減濕過程 424
10.6.2 空氣調(diào)濕器與水冷卻塔 425
主要符號(hào)說明 426
習(xí)題 427
自測(cè)題 428

第11章 其他分離過程 431
11.1 概述 431
11.2 吸附分離 432
11.2.1 吸附分離原理及應(yīng)用 432
11.2.2 吸附劑及其特性 432
11.2.3 吸附平衡 433
11.2.4 吸附速率 435
11.2.5 吸附過程與設(shè)備 436
11.3 膜分離 437
11.3.1 膜分離原理及應(yīng)用 437
11.3.2 膜材料與膜分離性能 438
11.3.3 膜分離設(shè)備膜組件 439
11.3.4 典型膜分離過程 441
11.4 分離方法的選擇 443
主要符號(hào)說明 444
習(xí)題 444
自測(cè)題 445

附錄 446
1.單位換算 446
2.水的物理性質(zhì) 449
3.水在不同溫度下的黏度 449
4.干空氣的物理性質(zhì)(p=101.3kPa) 450
5.飽和水蒸氣的性質(zhì)(按溫度排列) 451
6.飽和水蒸氣的性質(zhì)(按壓強(qiáng)排列) 452
7.某些無機(jī)物水溶液的表面張力 453
8.某些有機(jī)液體的相對(duì)密度(液體密度與4℃水的密度之比) 454
9.有機(jī)液體的表面張力共線圖 455
10.液體黏度共線圖 457
11.液體的比熱容 459
12.蒸發(fā)潛熱(汽化熱) 461
13.氣體黏度共線圖(常壓下用) 462
14.某些氣體的比熱容(p=101.3kPa) 463
15.某些液體的熱導(dǎo)率 464
16.某些固體物質(zhì)的黑度 465
17.某些固體材料的熱導(dǎo)率 466
18.常用固體材料的密度和比熱容 467
19.某些氣體溶于水的亨利系數(shù) 467
20.某些二元物系的汽液平衡組成 468
21.管子規(guī)格 469
22.IS型離心泵性能表 470
23.換熱器標(biāo)準(zhǔn) 474
24.標(biāo)準(zhǔn)篩目 477

參考文獻(xiàn) 478