化工原理

绪论

0.1化工原理课程基本内容及特点

0.2化工原理的研究基础与方法

0.3单位制与单位换算

第1章流体流动原理及应用

1.1流体基本概念

1.1.1流体特征

1.1.2流体力学基本概念

1.1.3流体密度

1.2流体静力学

1.2.1压强

1.2.2流体静力学基本方程

1.2.3流体静力学基本方程应用

1.3流体流动的基本概念

1.3.1流量与流速

1.3.2稳态流动及非稳态流动

1.3.3牛顿黏性定律

1.3.4流动型态

1.4流体流动的质量与能量衡算

1.4.1质量衡算连续性方程

1.4.2总能量衡算

1.4.3流体流动的机械能衡算式柏努利方程式

1.5流体流动阻力计算

1.5.1直管阻力计算

1.5.2摩擦系数λ的确定

1.5.3局部阻力计算

1.6管路计算

1.6.1管路组成

1.6.2简单管路计算

1.6.3复杂管路计算

1.7流体输送机械

1.7.1离心式输送机械

1.7.2往复式输送机械

1.7.3其他类型输送机械

1.8流速与流量测量

工程案例分析

习题

思考题

符号说明

第2章传热及传热设备

2.1传热基本概念

2.1.1传热基本方式

2.1.2传热速率

2.2热传导

2.2.1热传导基本概念

2.2.2傅里叶定律

2.2.3固体平壁稳态热传导

2.2.4固体圆筒壁稳态热传导

2.3对流传热

2.3.1牛顿冷却定律

2.3.2无相变对流传热系数计算

2.3.3有相变对流传热系数计算

2.4热辐射

2.4.1辐射传热基本概念

2.4.2物体的辐射能力

2.4.3物体间的辐射传热

2.4.4对流与辐射联合传热

2.5间壁式换热器传热计算

2.5.1间壁式换热简介

2.5.2热量衡算

2.5.3总传热速率方程

2.5.4总传热系数的确定

2.5.5平均传热温度差的计算

2.5.6换热器的传热计算

2.6换热设备

2.6.1换热器类型

2.6.2强化传热途径

2.6.3管壳式换热器设计

工程案例分析

习题

思考题

符号说明

第3章传质原理及应用

3.1传质基本概念

3.1.1分子扩散

3.1.2对流传质

3.2蒸馏

3.2.1气液相平衡原理

3.2.2蒸馏方式

3.2.3精馏原理

3.2.4物料衡算与操作线方程

3.2.5热量衡算

3.2.6精馏设计计算

3.2.7回流比的选择及影响

3.2.8特殊精馏

3.2.9间歇精馏

3.3吸收

3.3.1吸收基本原理

3.3.2气液相平衡关系

3.3.3吸收速率

3.3.4填料塔简介

3.3.5吸收剂用量计算

3.3.6吸收设计计算

3.3.7其他

3.4萃取

3.4.1萃取原理

3.4.2液液相平衡

3.4.3萃取过程计算

3.4.4新型萃取过程简介

3.5传质设备

3.5.1板式塔

3.5.2填料塔

3.5.3萃取设备

工程案例分析

习题

思考题

符号说明

第4章固体颗粒流体力学基础与机械分离

4.1固体颗粒特性

4.1.1单一颗粒特性

4.1.2颗粒群的特性

4.1.3粒径测量

4.2固体颗粒在流体中运动时的阻力

4.3沉降分离

4.3.1重力沉降

4.3.2离心沉降

4.4过滤

4.4.1过滤原理

4.4.2过滤基本方程式

4.4.3过滤设备

4.4.4过滤操作的改进

4.5固体流态化

4.5.1固体流态化现象

4.5.2固体流态化流体力学特性

4.5.3分布板对流化质量的影响

4.5.4固体流态化技术的应用

4.6其他机械分离技术

4.6.1静电除尘

4.6.2湿法捕集

工程案例分析

习题

思考题

符号说明

第5章固体干燥

5.1干燥基本概念

5.1.1干燥的传质传热基本原理

5.1.2湿空气性质

5.2干燥工艺计算

5.2.1物料衡算

5.2.2热量衡算

5.3干燥动力学

5.3.1物料中水分分类

5.3.2恒定干燥条件下的干燥速率

5.4干燥设备

5.4.1干燥器的类型

5.4.2干燥器的选型

5.4.3干燥器的设计

工程案例分析

习题

思考题

符号说明

第6章其他单元

6.1蒸发

6.1.1蒸发器的结构

6.1.2单效蒸发的工艺计算

6.1.3多效蒸发

6.1.4蒸发过程常用的节能措施

6.2结晶

6.2.1结晶过程分类

6.2.2晶体的几何形态

6.2.3结晶中的平衡溶解度

6.2.4溶液结晶过程的计算

6.2.5溶液结晶设备

6.2.6熔融结晶过程及设备

6.2.7结晶过程的强化与展望

6.3吸附

6.3.1概述

6.3.2吸附剂

6.3.3吸附原理

6.3.4吸附速率

6.3.5吸附操作与设备

6.4混合

6.4.1混合机理

6.4.2影响混合作用的各种物理性质

6.4.3搅拌装置的结构

6.4.4打旋现象

6.4.5搅拌功率

6.4.6叶轮类型

6.4.7搅拌槽的放大

6.5膜分离

6.5.1概述

6.5.2膜分离过程分类

6.5.3膜装置

6.5.4新型膜过程

工程案例分析

思考题

符号说明

附录

1.常用法定计量单位

2.单位换算表

3.某些气体的重要物理性质

4.某些液体的重要物理性质

5.常用固体材料的密度和比热容

6.固体材料的热导率

7.某些固体材料的黑度

8.某些液体的热导率

9.干空气的重要物理性质

10.水的重要物理性质

11.水在不同温度下的黏度

12.饱和水蒸气性质表(一)

13.饱和水蒸气性质表(二)

14.液体黏度共线图

15.气体黏度共线图

16.液体比热容共线图

17.气体比热容共线图

18.液体汽化潜热共线图

19.无机物水溶液在大气压下的沸点

20.某些气体溶于水的亨利系数

21.某些二元物系的气液平衡组成

22.管子规格

23.IS型离心泵性能表

24.Y型离心油泵(摘录)

25.F型耐腐蚀泵

26.4-72-11型离心泵通风规格(摘录)

27.管壳式热交换器系列标准(摘录)

参考文献

　　本教材以三种传递理论为基本脉络，以流体流动原理及应用（流体流动及输送机械）、传热原理及应用（传热理论及设备）、传质原理及应用（蒸馏、吸收、萃取及相应设备）为讲述重点，深入浅出地讨论了过程工业常用单元的基本原理及应用，研究了固体颗粒流体力学的基础理论与机械分离方法，并对干燥、蒸发、结晶、吸附、混合、膜分离等单元过程作了简要介绍。同时，重点章末均配有典型工程案例分析，通过日常生活和工业生产中一些与所学知识有关的问题，介绍求解思路，激发学习兴趣，让读者深切体会到“学有所用”的认同感。　　本书以流体流动、传热及传质分离为重点，论述了化工、石油、轻工、食品、冶金工业等的典型过程原理及应用。内容包括流体流动原理及应用(流体流动及输送机械)、传热原理及应用(传热理论及设备)、传质原理及应用(蒸馏、吸收、萃取及相应设备)、固体颗粒流体力学基础与机械分离、固体干燥、其他单元（蒸发、结晶、吸附、混合、膜分离）,每章均配有工程案例分析及习题、思考题。　　本书在关注学科最新发展动态、结合科研的基础上，对单元操作基本概念及原理进行深入浅出的论述，同时着力突出培养学生的工程能力。可作为大专院校化工及相关专业的教材使用，也可供有关部门从事科研、设计和生产的技术人员参考。