化工原理

前言

本教材是南京工業(yè)大學(xué)化工原理教研室結(jié)合國家精品課程建設(shè)，總結(jié)《化工原理》(第二版)教材使用五年來教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上修訂再版的。這次再版編者向同行及學(xué)生征詢意見，認為第二版教材滿足教學(xué)要求，故第三版教材在內(nèi)容上保留了第二版教材的特點，只對少量文字或公式表達作了修訂。為了指導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)，在大綱規(guī)定的各章內(nèi)容介紹后，添加了“復(fù)習(xí)思考題”。 在內(nèi)容已定的前提下，教材編寫過程中，一方面注重優(yōu)化學(xué)生的知識、能力和素質(zhì)，另一方面注重如何指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)好本課程。在過去很長的時間里，教師往往把重點放在提高學(xué)生的計算能力上，無論是布置作業(yè)、考試或通過習(xí)題課作解題分析，大體都是圍繞著解題方法開展，有忽視基本概念的傾向，當時有一種說法，“概念寓于計算題中”。這說法對不對呢？編者在許多年前做過一次試驗。期中考試試卷計算題占50％，是非題占25％，簡答題占25％?？荚嚱Y(jié)果令人驚訝，計算題正確率高達85％，是非題正確率只達到50％，簡答題往往未答中要點。此外，在一次研究生的面試中，教師請考生把管流的λ～ε／d～Re圖畫出定性示意圖，結(jié)果學(xué)生在黑板上亂畫一通。由此使編者想起了時鈞院士常講的一句話：“教化工原理，既要注重基本概念，又要注重計算方法”。并感到，只強調(diào)計算方法是不全面的，還應(yīng)加強對概念的理解。 當前的全國工科化工原理試題庫已經(jīng)在均衡概念與計算兩方面跨出了一步。試題庫中設(shè)置了選擇題、填空題、簡答題等非計算類型的題型，就是加強對基本概念的考核。為了指導(dǎo)學(xué)生對概念的理解與掌握，編者在第三版教材中增加了“復(fù)習(xí)思考題”。有的思考題只問一個概念，不必計算，但有的思考題須經(jīng)計算才能給出定量結(jié)果。這也可謂“寓計算于思考題中”，復(fù)習(xí)思考題與計算題是互補的。這些復(fù)習(xí)思考題并非各章知識點的羅列，也沒有全面覆蓋各章的內(nèi)容，只是點出各章的重點，提醒學(xué)生注意基本概念并重視計算與分析方法。 本書由(南京工業(yè)大學(xué))管國鋒、趙汝溥主編。各章編寫人員有趙汝溥——緒論、流體流動、流體輸送機械、顆粒流體力學(xué)基礎(chǔ)與機械分離、塔設(shè)備，管國鋒——傳熱及換熱器、固體干燥、吸附、附錄，李新（南京林業(yè)大學(xué)）——蒸發(fā)，居沈貴(南京工業(yè)大學(xué)）——氣體吸收，武文良(南京工業(yè)大學(xué))——液體蒸餾，顧正桂、林軍(南京師范大學(xué)）——液液萃取，徐南平、邢衛(wèi)紅(南京工業(yè)大學(xué)）——膜分離技術(shù)。同時感謝南京工業(yè)大學(xué)化工原理教研室的同事在本書修訂再版工作中給予的幫助。 前言之末，令人想起幾句老話：“編者智淺才疏，書中謬誤之處難免，還望讀者不吝賜教。”此言因常見，不免有客套之嫌，但卻恰恰表達了編者的心意，故沿用之，因編者認識到，讀者的寶貴意見永遠是教材建設(shè)的推動力。 本書另配有習(xí)題解，有需要者可與編者聯(lián)系。

內(nèi)容概要

本書為教育部普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，2005年江蘇省高等學(xué)校精品教材。 　　本書介紹化工及其相近工業(yè)生產(chǎn)中常見“單元操作”的原理、設(shè)備和工藝計算方法，以及必需的流體流動、傳熱和傳質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識。全書以全國高校化工原理課程教學(xué)指導(dǎo)委員會制訂的“化工原理課程教學(xué)基本要求”為依據(jù)，編有流體流動、流體輸送機械、顆粒流體力學(xué)基礎(chǔ)與機械分離、傳熱及換熱器、蒸發(fā)、氣體吸收、液體蒸餾、塔設(shè)備、液液萃取及固體干燥等章。此外，根據(jù)科技應(yīng)用情況，還編入吸附與膜分離技術(shù)兩章。本書重視物理概念，強調(diào)方法論，注重教學(xué)法，注意對學(xué)生工程觀點和分析、解決問題能力的培養(yǎng)。     本書可作為高等院?；ゎ惣跋嚓P(guān)專業(yè)的本科教材、高職教育及培訓(xùn)教材，也可供相關(guān)部門的生產(chǎn)、設(shè)計、研究人員參考。

書籍目錄

緒論習(xí)題復(fù)習(xí)思考題 第1章　流體流動　1.1概述　　1.1.1流體及其特征　　1.1.2連續(xù)介質(zhì)模型　　1.1.3流體力學(xué)與流體流動　1.2流體靜力學(xué)　　1.2.1流體靜壓強　　1.2.2流體密度　　1.2.3流體靜力學(xué)基本方程　　1.2.4U形壓差計　1.3流體流動的基本概念　　1.3.1流體在流道中的流量與流速　　1.3.2定態(tài)與非定態(tài)流動　　1.3.3流線　　1.3.4流體黏度　　1.3.5流動型態(tài)　　1.3.6流體在圓直管內(nèi)流動的流速側(cè)形與流動阻力　1.4流體流動過程的物料衡算與機械能衡算　　1.4.1連續(xù)性方程　　1.4.2理想流體流動的機械能守恒　　1.4.3真實流體流動的機械能守恒　1.5圓直管內(nèi)流體層流時的流速分布與阻力計算　1.6圓直管內(nèi)湍流的流速分布與阻力計算　　1.6.1渦流黏度與圓直管內(nèi)湍流的流速分布　　1.6.2流體沿壁流動的速度邊界層　　1.6.3量綱分析方法　　1.6.4摩擦系數(shù)圖　　1.6.5流體沿程阻力計算　　1.6.6局部阻力計算　　1.6.7流體流過非圓形截面管道的阻力計算　1.7管路計算　　1.7.1管路的分類和管路計算圖表　　1.7.2簡單管路計算　　1.7.3并聯(lián)管路計算　　1.7.4分支管路計算　　1.7.5變密度流體的簡單管路計算　1.8流速與流量測定　　1.8.1畢托管　　1.8.2文丘里流量計　　1.8.3孔板流量計　　1.8.4轉(zhuǎn)子流量計　本章　主要符號　習(xí)題　復(fù)習(xí)思考題第2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離心泵與離心式風(fēng)機簡介　　2.1.3離心力場中流體修正壓強的分布規(guī)律　2.2離心泵操作性能的基本方程　　2.2.1速度三角形　　2.2.2歐拉方程　2.3實際離心泵的性能曲線　　2.3.1離心泵操作性能參量　　2.3.2離心泵的各項效率分析　　2.3.3各種葉片類型離心泵的操作性能比較　　2.3.4實測的離心泵性能曲線　　2.3.5轉(zhuǎn)速改變或葉輪切削對離心泵性能曲線的影響　　2.3.6液體性質(zhì)對離心泵特性的影響　2.4離心泵的操作　　2.4.1灌泵及對汲入管路的要求　　2.4.2離心泵的工作點　　2.4.3離心泵的串聯(lián)操作　　2.4.4離心泵的并聯(lián)操作　　……第3章　顆粒流體力學(xué)基礎(chǔ)與機械分離第4章　傳熱及換熱器第5章　蒸發(fā)第6章　氣體吸收第7章　液體蒸餾第8章　塔設(shè)備第9章　液液萃取第10章　固體干燥第11章　吸附第12章　膜分離技術(shù)附錄參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第1章　流體流動1.1 概述1.1.1　流體及其特征固態(tài)物質(zhì)的分子或離子是有固定晶格位置的，當固體（剛體）運動時，其內(nèi)部分子或離子間的相對位置不變。然而，氣體與液體卻不同，運動時內(nèi)部分子間會發(fā)生相對運動。人們把運動時物質(zhì)內(nèi)部各部分會發(fā)生相對運動的特性稱為流動性，并把氣體與液體統(tǒng)稱為流體。流體有一個不同于固體的明顯的特征，即靜止流體不能承受剪應(yīng)力。由固體力學(xué)可知，固體在剪切力作用下會發(fā)生形變。若形變在彈性形變范圍內(nèi)，由彈性形變產(chǎn)生的彈性恢復(fù)力與外加的剪力相抗衡，而且，一旦外力消失，物體可恢復(fù)原狀。這就是說，靜止固體可承受剪應(yīng)力。然而，流體卻不同，只要有剪應(yīng)力存在，流體就會形變，并且無恢復(fù)原狀的能力。流體連續(xù)不斷的形變就形成流動，可見，靜止流體沒有承受剪應(yīng)力的能力。此外，靜止流體亦不能承受張力，只能承受壓力。流體流動問題在化工過程中占有極重要的地位，這不僅因為所處理的物料大多數(shù)是流體，而且由于流體有便于輸送、處理、控制及連續(xù)操作的優(yōu)點，所以，即使所處理的物料是固體，亦往往把固體物料制成溶液，或把固體破碎成小顆粒懸浮在流體中呈“流化”態(tài)進行操作，或?qū)⒐腆w物料轉(zhuǎn)化成另一流體物質(zhì)參與反應(yīng)。由塊煤制成煤氣供燃燒用比直接燒塊煤所體現(xiàn)的優(yōu)越性足以說明這問題。正由于流體流動現(xiàn)象的普遍性，對流體流動規(guī)律的研究便成為對各單元操作探討的基礎(chǔ)。1.1.2　連續(xù)介質(zhì)模型流體由分子組成，分子的體積很小，即使是少量物質(zhì)往往包含的分子數(shù)仍相當多。例如19水包含的水分子數(shù)高達3.35×1022個，而且，每個分子都在作永不休止、無規(guī)則的熱運動。如果把流體受力及其宏觀運動規(guī)律的研究建立在對個別流體分子行為研究的基礎(chǔ)上，將會遇到無法逾越的困難。但是，人們早已發(fā)現(xiàn)，流體有許多能被儀器測出甚至能被人們感覺到的性質(zhì)，如流體的溫度、流速、壓強等。這些物理量是大量分子微觀運動的統(tǒng)計平均的宏觀性質(zhì)，而且，恰恰是這些宏觀性質(zhì)才是生產(chǎn)、科研所需要的。

編輯推薦

《普通高等教育"十一五"國家級規(guī)劃教材?化工原理(第3版)》是由化學(xué)工業(yè)出版社出版。

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