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、鼓勵和認可，總體反映良好。根據(jù)幾年來教學實踐的檢驗，并考慮到學科的最新進展，此次修訂中，在保持原總體結構和特色風格前提下，對部分內(nèi)容進行刪減、調(diào)整、更新和充實。第二版教材主要修訂內(nèi)容如下：（1）對有關單元過程進一步加強了研究重點、發(fā)展前沿、強化途徑、節(jié)能措施等內(nèi)容的介紹，以啟迪讀者的創(chuàng)新思維；（2）在相關單元過程中補充了具有工程背景、體現(xiàn)工程應用、有利于加深對基礎理論理解的例題，以期讀者在獲取知識的同時提高工程能力；（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，他們是柴誠敬（緒論、流體輸送機械、液體攪拌、蒸發(fā)、蒸餾、下冊附錄）、張國亮（流體流動、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）。感謝天津大學化學工程學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，重點介紹化工單元操作的基本原理、過程計算、典型設備及其強化。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、流體輸送機械、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（結晶、膜分離及吸附等）。每章均有學習指導、例題、習題與思考題?！　　痘ぴ恚ㄉ蟽裕ǖ?版）》專業(yè)適用面寬，可供高等院?；?、石油、生物、制藥、食品、環(huán)境、材料等有關專業(yè)使用，也可供有關部門從事科研、設計、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0．2單位制度及單位換算習題思考題第一章 流體流動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流體靜力學方程1．2．4流體靜力學方程的應用1．3流體流動概述1．3．1流動體系的分類1．3．2流量與平均流速1．3．3流動型態(tài)與雷諾數(shù)1．4流體流動的基本方程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機械能衡算方程的應用1．5動量傳遞現(xiàn)象1．5．1層流——分子動量傳遞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動量傳遞小結1．6流體在管內(nèi)流動的阻力1．6．1管流阻力的分類及計算摩擦阻力的通式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管流阻力計算小結1．7流體輸送管路的計算1．7．1簡單管路1．7．2復雜管路1．7．3可壓縮流體管路的計算1．8流量的測量1．8．1測速管1．8．2孔板流量計1．8．3文丘里流量計1．8．4轉子流量計1．9非牛頓流體的流動1．9．1非牛頓流體的流動特性1．9．2冪律流體在管內(nèi)流動的阻力習題思考題本章主要符號說明第二章 流體輸送機械2．1概述2．1．1流體輸送機械的作用2．1．2流體輸送機械的分類2．2離心泵2．2．1離心泵的工作原理和基本結構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往復泵2．3．2回轉式泵2．3．3旋渦泵2．3．4常用液體輸送機械性能比較2．3．5液體輸送機械的發(fā)展趨勢2．4氣體輸送和壓縮機械2．4．1氣體輸送機械的分類2．4．2離心通風機、離心鼓風機和離心壓縮機2．4．3往復壓縮機2．4．4回轉鼓風機、壓縮機2．4．5真空泵2．4．6常用氣體壓送機械的性能比較習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沉降分離原理及設備3．1．1顆粒相對于流體的運動3．1．2重力沉降3．1．3離心沉降3．2過濾分離原理及設備3．2．1流體通過固體顆粒床層的流動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過濾設備3．2．8濾餅的洗滌3．2．9過濾機的生產(chǎn)能力3．3離·心機3．3．1一般概念3．3．2離心機的結構與操作簡介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理4．1．1攪拌設備4．1．2攪拌作用下流體的流動4．1．3混合機理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)群關聯(lián)式4．2．2均相系統(tǒng)攪拌功率的計算4．2．3非均相物系攪拌功率的計算4．2．4非牛頓流體的攪拌功率4．3攪拌設備的放大習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熱傳導及導熱系數(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5．2．1平壁一維定態(tài)熱傳導5．2．2圓筒壁的一維定態(tài)熱傳導5．3換熱器的傳熱計算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傳熱計算方法5．4對流傳熱5．4．1對流傳熱機理和對流傳熱系數(shù)5．4．2對流傳熱的量綱分析5．4．3流體無相變時的對流傳熱系數(shù)5．4．4：流體有相變時的對流傳熱系數(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間壁式換熱器的結構型式5．6．2換熱器傳熱過程的強化5．6．3傳熱過程強化效果的評價5．6．4管殼式換熱器的設計和選型習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)設備和蒸發(fā)技術的進展6．2．4蒸發(fā)器的選型6．2．5蒸發(fā)器的輔助設備6．3單效蒸發(fā)的計算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)強度6．3．4加熱蒸汽的經(jīng)濟性和蒸發(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，單位kPa)九、某些液體的導熱系數(shù)十、某些氣體和蒸氣的導熱系數(shù)十一、某些固體材料的導熱系數(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、無機鹽水溶液的沸點(101．3kPa)十五、離心泵規(guī)格(摘錄)十六、4-72型離心通風機規(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準(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踐性很強的工程學科，在長期的發(fā)展過程中，形成了兩種基本的研究方法。1.試驗研究方法（經(jīng)驗法）該方法一般用量綱分析和相似論為指導，依靠試驗來確定過程變量之間的關系，通過量綱為一數(shù)群（或稱準數(shù)）構成的關系式來表達。它是一種工程上通用的基本方法。2.數(shù)學模型法（半經(jīng)驗半理論方法）該方法是在對實際過程的機理進行深入分析的基礎上，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，進行數(shù)學描述，得出數(shù)學模型，并通過實驗確定模型參數(shù)。如果一個物理過程的影響因素較少，各參數(shù)之間的關系比較簡單，能夠建立數(shù)學方程并能直接求解，則稱為解析法。需要強調(diào)指出，在計算機數(shù)學模擬技術快速發(fā)展的今天，試驗研究方法仍不失其重要性，因為即使采用數(shù)學模型方法，模型參數(shù)的確定還需通過實驗來完成。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、化工過程計算的理論基礎化工過程計算可分為設計型計算和操作型計算兩類。不同類型計算的處理方法各有特點，但是不管何種計算都是以質(zhì)量守恒、能量守恒、平衡關系和速率關系為基礎的。上述四種基本關系將在有關章節(jié)陸續(xù)介紹。五、本課程的學習要求該課程在化工類及相關專業(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。在教學的全過程中，本課程強調(diào)對學生工程觀點、定量運算、實驗技能及設計能力的培養(yǎng)，強調(diào)理論聯(lián)系實際，增強創(chuàng)新意識。具體地說，學生在學習本課程時，應注意以下幾個方面能力的培養(yǎng)：（1）單元操作和設備選擇的能力根據(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的設備。（2）工程設計的能力學習工藝過程計算和設備設計。當缺乏現(xiàn)成數(shù)據(jù)時，能夠從網(wǎng)絡或資料中查取，實驗測取或到生產(chǎn)現(xiàn)場查定。（3）操作和調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程的能力學習如何操作和調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程，使之達到整體優(yōu)化。（4）過程開發(fā)或科學研究的能力學習運用物理或物理化學原理去選擇或開發(fā)單元操作，進而組織一個生產(chǎn)工藝過程。（5）實驗能力學習試驗設計、單元操作實驗、數(shù)據(jù)處理、誤差分析方法，提高動手能力和實驗技能。

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《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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