化工原理

前言

本書為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，第一版為普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材。本書第一版自問世以來，受到同行的熱情支持、鼓勵(lì)和認(rèn)可，總體反映良好。根據(jù)幾年來教學(xué)實(shí)踐的檢驗(yàn)，并考慮到學(xué)科的最新進(jìn)展，此次修訂中，在保持原總體結(jié)構(gòu)和特色風(fēng)格前提下，對部分內(nèi)容進(jìn)行刪減、調(diào)整、更新和充實(shí)。第二版教材主要修訂內(nèi)容如下：（1）對有關(guān)單元過程進(jìn)一步加強(qiáng)了研究重點(diǎn)、發(fā)展前沿、強(qiáng)化途徑、節(jié)能措施等內(nèi)容的介紹，以啟迪讀者的創(chuàng)新思維；（2）在相關(guān)單元過程中補(bǔ)充了具有工程背景、體現(xiàn)工程應(yīng)用、有利于加深對基礎(chǔ)理論理解的例題，以期讀者在獲取知識的同時(shí)提高工程能力；（3）增加了部分內(nèi)容，某些章節(jié)的內(nèi)容順序做了局部調(diào)整，同時(shí)對工程上已少用的內(nèi)容做了刪除或精簡；（4）附錄中增加和更新了部分內(nèi)容。本次修訂工作由各章的原執(zhí)筆者承擔(dān)，他們是柴誠敬（緒論、流體輸送機(jī)械、液體攪拌、蒸發(fā)、蒸餾、下冊附錄）、張國亮（流體流動(dòng)、其他分離過程）、夏清（非均相混合物分離及固體流態(tài)化、固體物料的干燥）、張鳳寶（傳熱、萃?。?、劉明言（傳熱）、賈紹義（上冊附錄、傳質(zhì)與分離過程概論、氣體吸收）。感謝天津大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院的同事在本書修訂工作中給予的熱情支持和幫助。

內(nèi)容概要

　　全書以傳遞過程的理論和處理工程問題的方法論為兩條主線，重點(diǎn)介紹化工單元操作的基本原理、過程計(jì)算、典型設(shè)備及其強(qiáng)化。全書共十二章，分上、下兩冊出版。上冊除緒論和附錄外，包括流體流動(dòng)、流體輸送機(jī)械、非均相混合物分離及固體流態(tài)化、液體攪拌、傳熱及蒸發(fā)；下冊包括傳質(zhì)與分離過程概論、氣體吸收、蒸餾、萃?。ㄒ阂灰狠腿〖敖。?、干燥（含增減濕）及其他分離過程（結(jié)晶、膜分離及吸附等）。每章均有學(xué)習(xí)指導(dǎo)、例題、習(xí)題與思考題。　　《化工原理（上冊）（第2版）》專業(yè)適用面寬，可供高等院校化工、石油、生物、制藥、食品、環(huán)境、材料等有關(guān)專業(yè)使用，也可供有關(guān)部門從事科研、設(shè)計(jì)、管理及生產(chǎn)等工作的科技人員參考。

書籍目錄

緒論0．1化工原理課程的內(nèi)容和特點(diǎn)0．2單位制度及單位換算習(xí)題思考題第一章 流體流動(dòng)1．1流體的重要性質(zhì)1．1．1連續(xù)介質(zhì)假定1．1．2流體的密度1．1．3流體的可壓縮性1．1．4流體的黏性1．2流體靜力學(xué)1．2．1流體的受力1．2．2靜止流體的壓力特性1．2．3流體靜力學(xué)方程1．2．4流體靜力學(xué)方程的應(yīng)用1．3流體流動(dòng)概述1．3．1流動(dòng)體系的分類1．3．2流量與平均流速1．3．3流動(dòng)型態(tài)與雷諾數(shù)1．4流體流動(dòng)的基本方程l_4．1總質(zhì)量衡算——連續(xù)性方程1．4．2總能量衡算方程1．4．3機(jī)械能衡算方程的應(yīng)用1．5動(dòng)量傳遞現(xiàn)象1．5．1層流——分子動(dòng)量傳遞1．5．2湍流特性與渦流傳遞1．5．3邊界層與邊界層分離現(xiàn)象1．5．4動(dòng)量傳遞小結(jié)1．6流體在管內(nèi)流動(dòng)的阻力1．6．1管流阻力的分類及計(jì)算摩擦阻力的通式1．6．2管內(nèi)層流的摩擦阻力1．6．3管內(nèi)湍流的摩擦阻力1．6．4非圓形管的摩擦阻力1．6．5管路上的局部阻力1．6．6管流阻力計(jì)算小結(jié)1．7流體輸送管路的計(jì)算1．7．1簡單管路1．7．2復(fù)雜管路1．7．3可壓縮流體管路的計(jì)算1．8流量的測量1．8．1測速管1．8．2孔板流量計(jì)1．8．3文丘里流量計(jì)1．8．4轉(zhuǎn)子流量計(jì)1．9非牛頓流體的流動(dòng)1．9．1非牛頓流體的流動(dòng)特性1．9．2冪律流體在管內(nèi)流動(dòng)的阻力習(xí)題思考題本章主要符號說明第二章 流體輸送機(jī)械2．1概述2．1．1流體輸送機(jī)械的作用2．1．2流體輸送機(jī)械的分類2．2離心泵2．2．1離心泵的工作原理和基本結(jié)構(gòu)2．2．2離心泵的基本方程——能量方程2．2．3離心泵的性能參數(shù)與特性曲線2．2．4離心泵在管路中的運(yùn)行2．2．5離心泵的類型與選擇2．3其他類型化工用泵2．3．1往復(fù)泵2．3．2回轉(zhuǎn)式泵2．3．3旋渦泵2．3．4常用液體輸送機(jī)械性能比較2．3．5液體輸送機(jī)械的發(fā)展趨勢2．4氣體輸送和壓縮機(jī)械2．4．1氣體輸送機(jī)械的分類2．4．2離心通風(fēng)機(jī)、離心鼓風(fēng)機(jī)和離心壓縮機(jī)2．4．3往復(fù)壓縮機(jī)2．4．4回轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)2．4．5真空泵2．4．6常用氣體壓送機(jī)械的性能比較習(xí)題思考題本章主要符號說明第三章 非均相混合物分離及固體流態(tài)化3．1沉降分離原理及設(shè)備3．1．1顆粒相對于流體的運(yùn)動(dòng)3．1．2重力沉降3．1．3離心沉降3．2過濾分離原理及設(shè)備3．2．1流體通過固體顆粒床層的流動(dòng)3．2．2過濾操作的原理3．2．3過濾基本方程3．2．4恒壓過濾3．2．5恒速過濾與先恒速后恒壓的過濾3．2．6過濾常數(shù)的測定3．2．7過濾設(shè)備3．2．8濾餅的洗滌3．2．9過濾機(jī)的生產(chǎn)能力3．3離·心機(jī)3．3．1一般概念3．3．2離心機(jī)的結(jié)構(gòu)與操作簡介3．4固體流態(tài)化3．4．1流態(tài)化的基本概念3．4．2流化床的流體力學(xué)特性3．4．3流化床的濃相區(qū)高度與分離高度3．4．4流化質(zhì)量及提高流化質(zhì)量的措施3．4．5氣力輸送簡介習(xí)題思考題本章主要符號說明第四章 液體攪拌4．1攪拌器的性能和混合機(jī)理4．1．1攪拌設(shè)備4．1．2攪拌作用下流體的流動(dòng)4．1．3混合機(jī)理4．1．4其他類型混合器4．1．5攪拌器的選型和發(fā)展趨勢4．2攪拌功率4．2．1攪拌功率的量綱為一數(shù)群關(guān)聯(lián)式4．2．2均相系統(tǒng)攪拌功率的計(jì)算4．2．3非均相物系攪拌功率的計(jì)算4．2．4非牛頓流體的攪拌功率4．3攪拌設(shè)備的放大習(xí)題思考題本章主要符號說明第五章 傳熱5．1傳熱過程概述5．1．1熱傳導(dǎo)及導(dǎo)熱系數(shù)5．1．2對流5．1．3熱輻射5．1．4冷熱流體(接觸)熱交換方式及換熱器5．1．5載熱體及其選擇5．2熱傳導(dǎo)5．2．1平壁一維定態(tài)熱傳導(dǎo)5．2．2圓筒壁的一維定態(tài)熱傳導(dǎo)5．3換熱器的傳熱計(jì)算5．3．1熱平衡方程5．3．2總傳熱速率微分方程和總傳熱系數(shù)5．3．3傳熱計(jì)算方法5．4對流傳熱5．4．1對流傳熱機(jī)理和對流傳熱系數(shù)5．4．2對流傳熱的量綱分析5．4．3流體無相變時(shí)的對流傳熱系數(shù)5．4．4：流體有相變時(shí)的對流傳熱系數(shù)5．4．5非牛頓流體的傳熱5．5輻射傳熱5．5．1基本概念和定律5．5．2兩固體間的輻射傳熱5．5．3對流和輻射聯(lián)合傳熱5．6換熱器5．6．1間壁式換熱器的結(jié)構(gòu)型式5．6．2換熱器傳熱過程的強(qiáng)化5．6．3傳熱過程強(qiáng)化效果的評價(jià)5．6．4管殼式換熱器的設(shè)計(jì)和選型習(xí)題思考題本章主要符號說明第六章 蒸發(fā)6．1概述6．2蒸發(fā)設(shè)備6．2．1循環(huán)型蒸發(fā)器6．2．2單程型蒸發(fā)器6．2．3蒸發(fā)設(shè)備和蒸發(fā)技術(shù)的進(jìn)展6．2．4蒸發(fā)器的選型6．2．5蒸發(fā)器的輔助設(shè)備6．3單效蒸發(fā)的計(jì)算6．3．1物料衡算與熱量衡算6．3．2蒸發(fā)器的傳熱面積6．3．3蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度6．3．4加熱蒸汽的經(jīng)濟(jì)性和蒸發(fā)過程的節(jié)能措施6．4多效蒸發(fā)6．4．1多效蒸發(fā)的流程6．4．2多效蒸發(fā)的計(jì)算6．4．3多效蒸發(fā)與單效蒸發(fā)的比較6．4．4多效蒸發(fā)的適宜效數(shù)6．5生物溶液的增濃6．5．1生物溶液的蒸發(fā)6．5．2冷凍濃縮習(xí)題思考題本章主要符號說明附錄一、中華人民共和國法定計(jì)量單位二、常用單位的換算三、某些氣體的重要物理性質(zhì)四、某些液體的重要物理性質(zhì)五、干空氣的物理性質(zhì)(101．3kPa)六、水的物理性質(zhì)七、水的飽和蒸氣壓(一20～100℃)八、飽和水蒸氣表(以壓力為準(zhǔn)，單位kPa)九、某些液體的導(dǎo)熱系數(shù)十、某些氣體和蒸氣的導(dǎo)熱系數(shù)十一、某些固體材料的導(dǎo)熱系數(shù)十二、常用固體材料的密度和比熱容十三、壁面污垢熱阻(污垢系數(shù))十四、無機(jī)鹽水溶液的沸點(diǎn)(101．3kPa)十五、離心泵規(guī)格(摘錄)十六、4-72型離心通風(fēng)機(jī)規(guī)格(摘錄)十七、輸送流體用無縫鋼管規(guī)格(摘自GB8163-87)十八、輸送流體用不銹鋼無縫鋼管規(guī)格(摘自GB／T14976-94)十九、管殼式換熱器系列標(biāo)準(zhǔn)(摘錄)二十、管殼式換熱器總傳熱系數(shù)K的推薦值參考書目

章節(jié)摘錄

插圖：三、化工原理課程的研究方法本課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的工程學(xué)科，在長期的發(fā)展過程中，形成了兩種基本的研究方法。1.試驗(yàn)研究方法（經(jīng)驗(yàn)法）該方法一般用量綱分析和相似論為指導(dǎo)，依靠試驗(yàn)來確定過程變量之間的關(guān)系，通過量綱為一數(shù)群（或稱準(zhǔn)數(shù)）構(gòu)成的關(guān)系式來表達(dá)。它是一種工程上通用的基本方法。2.數(shù)學(xué)模型法（半經(jīng)驗(yàn)半理論方法）該方法是在對實(shí)際過程的機(jī)理進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，在掌握過程本質(zhì)的前提下，作出某種合理簡化，建立物理模型，進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，得出數(shù)學(xué)模型，并通過實(shí)驗(yàn)確定模型參數(shù)。如果一個(gè)物理過程的影響因素較少，各參數(shù)之間的關(guān)系比較簡單，能夠建立數(shù)學(xué)方程并能直接求解，則稱為解析法。需要強(qiáng)調(diào)指出，在計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)模擬技術(shù)快速發(fā)展的今天，試驗(yàn)研究方法仍不失其重要性，因?yàn)榧词共捎脭?shù)學(xué)模型方法，模型參數(shù)的確定還需通過實(shí)驗(yàn)來完成。研究工程問題的方法是聯(lián)系各單元操作的另一條主線。四、化工過程計(jì)算的理論基礎(chǔ)化工過程計(jì)算可分為設(shè)計(jì)型計(jì)算和操作型計(jì)算兩類。不同類型計(jì)算的處理方法各有特點(diǎn)，但是不管何種計(jì)算都是以質(zhì)量守恒、能量守恒、平衡關(guān)系和速率關(guān)系為基礎(chǔ)的。上述四種基本關(guān)系將在有關(guān)章節(jié)陸續(xù)介紹。五、本課程的學(xué)習(xí)要求該課程在化工類及相關(guān)專業(yè)（包括化工、石油、生物、制藥、輕工食品、環(huán)境等）專門創(chuàng)新人才培養(yǎng)中具有舉足輕重的地位。在教學(xué)的全過程中，本課程強(qiáng)調(diào)對學(xué)生工程觀點(diǎn)、定量運(yùn)算、實(shí)驗(yàn)技能及設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，增強(qiáng)創(chuàng)新意識。具體地說，學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面能力的培養(yǎng)：（1）單元操作和設(shè)備選擇的能力根據(jù)生產(chǎn)工藝要求和物料特性，合理地選擇單元操作及相應(yīng)的設(shè)備。（2）工程設(shè)計(jì)的能力學(xué)習(xí)工藝過程計(jì)算和設(shè)備設(shè)計(jì)。當(dāng)缺乏現(xiàn)成數(shù)據(jù)時(shí)，能夠從網(wǎng)絡(luò)或資料中查取，實(shí)驗(yàn)測取或到生產(chǎn)現(xiàn)場查定。（3）操作和調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程的能力學(xué)習(xí)如何操作和調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程，使之達(dá)到整體優(yōu)化。（4）過程開發(fā)或科學(xué)研究的能力學(xué)習(xí)運(yùn)用物理或物理化學(xué)原理去選擇或開發(fā)單元操作，進(jìn)而組織一個(gè)生產(chǎn)工藝過程。（5）實(shí)驗(yàn)?zāi)芰W(xué)習(xí)試驗(yàn)設(shè)計(jì)、單元操作實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)處理、誤差分析方法，提高動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)技能。

編輯推薦

《化工原理(上冊)(第2版)》：普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材

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