化工原理

前言

　　《化工類專業(yè)人才培養(yǎng)方案及教學(xué)內(nèi)容體系改革的研究與實(shí)踐》為教育部（原國家教委）“高等教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃”的03-31項(xiàng)目，于1996年6月立項(xiàng)進(jìn)行。本項(xiàng)目牽頭單位為天津大學(xué)，主持單位為華東理工大學(xué)、浙江大學(xué)、北京化工大學(xué)，參加單位為大連理工大學(xué)、四川大學(xué)、華南理工大學(xué)等?！　№?xiàng)目組以鄧小平同志提出的“教育要面向現(xiàn)代化，面向世界，面向未來”為指針，認(rèn)真學(xué)習(xí)國家關(guān)于教育工作的各項(xiàng)方針、政策，在廣泛調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，分析了國內(nèi)外化工高等教育的現(xiàn)狀、存在問題和未來發(fā)展。四年多來項(xiàng)目組共召開了由7校化工學(xué)院、系領(lǐng)導(dǎo)親自參加的10次全體會議進(jìn)行交流，形成了一個化工專業(yè)教育改革的總體方案，主要包括：　　——制定《高等教育面向21世紀(jì)“化學(xué)工程與工藝”專業(yè)人才培養(yǎng)方案》；　　——組織編寫高等教育面向21世紀(jì)化工專業(yè)課與選修課系列教材；　　——建設(shè)化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)樣板基地；　　——開發(fā)與使用現(xiàn)代化教學(xué)手段?！　　陡叩冉逃嫦?1世紀(jì)“化學(xué)工程與工藝”專業(yè)人才培養(yǎng)方案》從轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教育思想出發(fā)，拓寬專業(yè)范圍，包括了過去的各類化工專業(yè)，以培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)、拓寬知識與提高能力為目標(biāo)，重組課程體系。在加強(qiáng)基礎(chǔ)理論與實(shí)踐環(huán)節(jié)的同時，增加人文社科課和選修課的比例，適當(dāng)削減專業(yè)課分量，并強(qiáng)調(diào)采取啟發(fā)性教學(xué)與使用現(xiàn)代化教學(xué)手段，從而可以較大幅度地減少授課時數(shù)，以增加學(xué)生自學(xué)與自由探討的時間，這就有利于逐步樹立學(xué)生勇于思考與走向創(chuàng)新的精神。項(xiàng)目組所在各校對培養(yǎng)方案進(jìn)行了初步試行與教學(xué)試點(diǎn)，結(jié)果表明是可行的，并收到了良好效果?！　』瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)教育改革總體方案的另一主要內(nèi)容是組織編寫高等教育面向21世紀(jì)課程教材。高質(zhì)量的教材是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重要基礎(chǔ)。項(xiàng)目組要求教材作者以教改精神為指導(dǎo)，力求新教材從認(rèn)識規(guī)律出發(fā)，闡述本門課程的基本理論與應(yīng)用及其現(xiàn)代進(jìn)展，并采用現(xiàn)代化教學(xué)手段，做到新體系、厚基礎(chǔ)、重實(shí)踐、易自學(xué)、引思考。每門教材采取自由申請及擇優(yōu)選定的原則。項(xiàng)目組擬定了比較嚴(yán)格的項(xiàng)目申請書，包括對本門課程目前國內(nèi)外教材的評述、擬編寫教材的特點(diǎn)、配合的現(xiàn)代教學(xué)手段（例如提供教師在課堂上使用的多媒體教學(xué)軟件，附于教材的輔助學(xué)生自學(xué)用的光盤等）、教材編寫大綱以及交稿日期。

內(nèi)容概要

本書是教育部“高等教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃”的研究成果，是面向21世紀(jì)課程教材。    本書以單元操作為主線，以工程應(yīng)用為背景，重點(diǎn)討論主要化工單元操作的基本原理、過程、計(jì)算方法，還介紹了典型設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和操作性能，使過程的原理與所用的設(shè)備有機(jī)結(jié)合。為了擴(kuò)大學(xué)生的知識面，還適當(dāng)?shù)亟榻B了本學(xué)科領(lǐng)域中新的單元操作基本知識。全書共八章，內(nèi)容包括：流行流動與應(yīng)用，流體輸送機(jī)械，非均相機(jī)械分離，傳熱及傳熱設(shè)備，蒸餾，、吸收，干燥，新型分離技術(shù)等。    為了便于學(xué)生理解和掌握單元操作基本原理和計(jì)算方法，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力，還列舉了較多的典型例題、習(xí)題、思考題，同時還列出適應(yīng)的討論題，作為安排專題討論課時作參考。    本書注重基本概念和基本原理的闡述，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際。用工程觀點(diǎn)去分析問題，突出重點(diǎn)，便于自學(xué)。    本書可作為高等工科院校有關(guān)專業(yè)及理科化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)“化工原理”或“化工基礎(chǔ)”課程的教材；也可作為石油、化工、制藥、食品、環(huán)境、材料等部門的科研、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)單位的工程技術(shù)人員的參考用書。

書籍目錄

緒論第一章 流體力學(xué)與應(yīng)用 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 流體靜力學(xué) 第三節(jié) 流體流動現(xiàn)象 第四節(jié) 質(zhì)量、能量和動量衡算 第五節(jié) 管內(nèi)流動阻力與能量損失 習(xí)題 思考題第二章 流體輸送機(jī)械 第一節(jié) 液體輸送機(jī)械 第二節(jié) 其他類型的泵 第三節(jié) 氣體輸送機(jī)械 習(xí)題 思考題第三章 非均相機(jī)械分離 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 顆粒與顆粒群的特性 第三節(jié) 顆粒的沉降 第四節(jié) 過濾 習(xí)題 思考題第四章 傳熱及傳熱設(shè)備 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 熱傳導(dǎo) 第三節(jié) 對流傳熱 第四節(jié) 流體無相變時的對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 第五節(jié) 有相變流體的對流體傳熱 第六節(jié) 輻射傳熱 第七節(jié) 總傳熱速率和傳熱過程的計(jì)算 第八節(jié) 換熱器 習(xí)題 思考題第五章 蒸餾 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 雙組分溶液的氣液相平衡 第三節(jié) 平衡蒸餾和簡單蒸餾 第四節(jié) 精溜的流程和原理……第六章 吸收第七章 干燥第八章 新型分離技術(shù)本書主要參考書刊附錄專業(yè)名詞索引本書主要符號表

章節(jié)摘錄

　　（2）熱量傳遞過程　　包括遵循熱交換基本規(guī)律的單元操作，如傳熱、蒸發(fā)等?！　。?）質(zhì)量傳遞過程　　包括遵循通過擴(kuò)散，從一相轉(zhuǎn)移到另一相的過程，如吸收、蒸餾、萃取、吸附、離子交換和膜分離等單元操作?！　卧僮魉芯康膬?nèi)容包括：單元操作過程的基本原理和實(shí)現(xiàn)該單元操作的典型設(shè)備，并根據(jù)工藝特點(diǎn)、物料性質(zhì)確定設(shè)備的結(jié)構(gòu)和尺寸?！　‰S著高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，特別是新材料、生物工程和中藥現(xiàn)代化生產(chǎn)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新產(chǎn)品、新工藝，對物理加工過程提出了特殊要求，出現(xiàn)了新的單元操作和新化工技術(shù)。如膜分離、超臨界流體技術(shù)、超重力場分離技術(shù)、電磁分離等。另外，為了提高效率、降低能耗和綠色化工生產(chǎn)，將各單元操作互相耦合，產(chǎn)生許多新技術(shù)，如反應(yīng)精餾、萃取精餾、加鹽萃取、反應(yīng)膜分離、超臨界結(jié)晶、超臨界反應(yīng)、超臨界吸附等，這些新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，將大大促進(jìn)新材料、生物工程等的發(fā)展?！　《⑺膫€基本概念　　在分析單元操作或化工過程中，經(jīng)常要用到物料衡算、能量衡算、平衡關(guān)系和過程速率這四個基本概念，這些概念是分析和進(jìn)行化工計(jì)算的出發(fā)點(diǎn)?！　?.物料衡算　　物料衡算也稱為質(zhì)量衡算，其依據(jù)是質(zhì)量守恒定律。它反映一個過程中原料、產(chǎn)物、副產(chǎn)物等之間的關(guān)系，即進(jìn)入的物料量必等于排出的物料量和過程中積累量：　　輸入物料的總量=排出物料的總量.+過程積累的總量　　在進(jìn)行物料衡算時，必須明確下列幾點(diǎn)。首先要確定衡算的系統(tǒng)，即衡算對象包括的范圍。在工藝計(jì)算時，通常以一個生產(chǎn)過程為衡算系統(tǒng)；在設(shè)備計(jì)算時，以單一個設(shè)備或其中一部分，也可以一組設(shè)備作為衡算的系統(tǒng)。其次，要確定衡算的基準(zhǔn)。一般來說，選擇過程中不起變化的量作為衡算的基準(zhǔn)。在連續(xù)操作中則以單位時間作為基準(zhǔn)。另外，還要確定衡算對象。對有化學(xué)變化的過程，衡算對象選擇為不發(fā)生變化的物質(zhì)（如具有惰性的物質(zhì)）或某一個化學(xué)元素為對象；在蒸餾操作中，可以選擇某一組分作為衡算的對象。最后，還要確定衡算對象的物理量及單位，在計(jì)算物料量時可以用質(zhì)量或物質(zhì)的量表示，但一般不宜用體積表示，特別是氣體的體積隨溫度和壓強(qiáng)的變化而變化。同時還應(yīng)注意在整個衡算過程中采用的單位應(yīng)該統(tǒng)一。

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