化工原理

0绪论

0.1概述

0.2单位制和单位的换算

0.2.1单位制

0.2.2单位换算

0.3单元操作的几个基本定律及关系

0.3.1质量衡算

0.3.2能量衡算

0.3.3过程的平衡与速率

0.4课程特点、内容及任务

第1章流体流动

1.1流体的基本特性

1.1.1流体的连续性

1.1.2流体的压缩性

1.1.3流体的黏性

1.2流体的静力平衡及其应用

1.2.1流体的密度

1.2.2流体的静压强

1.2.3流体的静力平衡规律

1.2.4流体的静力平衡规律在工程上的应用

1.3流体动力学基础

1.3.1流体流动的基本概念

1.3.2流动型态(层流、湍流)与雷诺数

1.3.3流动区域的划分——边界层

1.3.4管内流动的速度分布

1.4流体流动的守恒原理

1.4.1质量守恒的连续性方程

1.4.2动量守恒的奈维-斯托克斯(Navier-Stokes)方程

1.4.3机械能守恒的伯努利(Bernoulli)方程

1.5流体流动的阻力损失

1.5.1直管阻力损失

1.5.2局部阻力损失

1.5.3总阻力损失的计算

1.6流体流动的管路计算

1.6.1简单串联管路的计算

1.6.2并联管路的计算

1.6.3分支管路的计算

1.6.4管网的计算

1.7流体动力学在工程上的应用

1.7.1流速的测量

1.7.2流量的测量

习题

思考题

第2章流体输送机械

2.1概述

2.2离心泵

2.2.1离心泵的主要部件和工作原理

2.2.2离心泵的基本方程式

2.2.3离心泵的主要性能参数与特性曲线

2.2.4离心泵的安装高度

2.2.5离心泵的工作点和流量调节

2.2.6离心泵的组合操作

2.2.7离心泵的类型与选用

2.3其他类型泵

2.3.1往复泵

2.3.2计量泵

2.3.3隔膜泵

2.3.4齿轮泵

2.3.5螺杆泵

2.3.6旋涡泵

2.4气体输送机械

2.4.1概述

2.4.2离心式通风机

2.4.3离心式鼓风机和压缩机

2.4.4罗茨鼓风机

2.4.5往复式压缩机

2.4.6真空泵

习题

思考题

第3章非均相物系分离

3.1概述

3.2颗粒与颗粒床的特性

3.2.1颗粒的特性

3.2.2颗粒床的特性

3.3颗粒的沉降

3.3.1重力沉降与设备

3.3.2离心沉降与设备

3.3.3电沉降——电除尘器

3.4过滤

3.4.1过滤过程的基本概念

3.4.2过滤过程的基本理论及过滤方程

3.4.3过滤过程计算

3.4.4过滤常数的测定

3.4.5过滤设备

3.4.6滤饼洗涤

3.4.7过滤生产能力

习题

思考题

第4章传热与换热设备

4.1概述

4.1.1传热的基本方式及其机理

4.1.2冷、热流体热量传递方式及换热设备

4.2能量方程

4.2.1能量方程的推导

4.2.2能量方程的特定形式

4.3热传导

4.3.1热传导基本概念

4.3.2傅里叶(Fourier)定律

4.3.3热导率

4.3.4F壁的稳态热传导

4.3.5圆筒壁一维稳态热传导

4.3.6有内热源的一维稳态热传导

4.4对流传热

4.4.1对流传热及其类型

4.4.2对流传热速率与对流传热系数

4.4.3对流传热系数的影响因素

4.4.4与传热有关的特征数及特征数关联式的确定方法

4.5流体无相变时的对流传热系数

4.5.1流体在管内强制对流传热

4.5.2流体在管外强制对流传热

4.6有相变流体的对流传热

4.6.1蒸气冷凝传热

4.6.2沸腾传热

4.7辐射传热

4.7.1基本概念和定律

4.7.2两固体间的辐射传热

4.7.3对流和辐射的联合传热

4.7.4管外的热损失

4.8总传热速率和传热过程计算

4.8.1总传热速率方程

4.8.2热量衡算

4.8.3总传热系数

4.8.4换热器的平均温度差

4.8.5传热效率法

4.9换热器

4.9.1换热器的类型

4.9.2强化传热技术及新型的传热设备

4.9.3列管式换热器设计时应考虑的问题

4.9.4列管式换热器的选用和设计步骤

习题

思考题

第5章蒸发

5.1蒸发设备

5.1.1短管式蒸发器

5.1.2外加热式和强制循环式蒸发器

5.1.3膜式蒸发器

5.2蒸发过程的影响因素和沸点校正

5.2.1溶质引起的沸点改变

5.2.2液柱静压头引起的沸点变化

5.2.3摩擦阻力引起的温度变化

5.3单效蒸发

5.3.1物料衡算

5.3.2热量衡算

5.3.3蒸发器传热面积

5.3.4过程的变量对蒸发操作的影响

5.4多效蒸发

5.4.1多效蒸发的流程

5.4.2多效蒸发的计算

5.5冷凝器

5.5.1表面冷凝器

5.5.2直接接触式冷凝器

5.6多效蒸发的综合分析

5.6.1抽取额外蒸汽

5.6.2冷凝水的利用

5.6.3二次蒸汽的压缩

5.7多效蒸发中的最佳效数

5.7.1多效蒸发的生产能力和强度

习题

思考题

附录

附录一常用物理量的单位与量纲(国际单位制)

附录二常用单位的倍数词头

附录三常用单位的换算及常用物理常数

附录四某些气体的重要物理性质

附录五某些液体的重要物理性质

附录六干空气的物理性质(101.33kPa)

附录七水的物理性质

附录八水在不同温度下的黏度

附录九水蒸气压(-20～100℃)

附录十饱和水蒸气压(按温度顺序排列)

附录十一饱和水蒸气压(按压力顺序排列)

附录十二黏度

附录十三热导率

附录十四比热容

附录十五液体汽化热

附录十六有机液体相对密度

附录十七表面张力

附录十八无机溶液在101.3kPa下的沸点

附录十九固体性质

附录二十管子规格

附录二十一离心泵

附录二十二离心风机

附录二十三热交换器

参考文献

本书是根据教育部化学工程与工艺专业及大化工类《化工原理》教学大纲的要求而编写。本书以单元操作为主线，以工程应用为背景，借鉴美国的《Unit 0perations of Chemical Engineering》教科书以及我国的面向2l世纪《化工原理》教材并结合中国国情，强调理论联系实际及工程观，注重知识综合运用，如每章中的例题和习题部分选自近年来国内研究生入学考试试题。本书重点介绍和讨论化工及相近工业中最常用的单元操作基本原理、“三传”过程、计算方法及典型单元设备，使过程的原理与应用设备有机结合。其次对一些特殊的和近年来发展起来的新分离技术基本原理及工业应用也作了简单介绍。
　　全书分为上、下两册。
　　上册包括绪论，流体流动、流体输送机械、非均相物系分离、传热与换热设备、蒸发 和附录。
　　本书既可作为高等理工科院校化学工程与工艺及木化工相；关专业的化工原理课程的本科生教材，也可作为化工及相关领域科技人员的参考书。