化工原理

前言

化工原理課程是過程工業(yè)中多個(gè)專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程，是從基礎(chǔ)課程過渡到專業(yè)課程的一個(gè)橋梁，它的教學(xué)目的是初步建立起學(xué)生的工程觀念。1999年，青島科技大學(xué)化工原理課程被確定為山東省首批教學(xué)改革試點(diǎn)課程，經(jīng)過積極的建設(shè)，2004年又被確定為山東省精品課程，本書就是精品課程建設(shè)的配套教材。在多所院校教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)不斷減少的教改背景下，如何利用有限的40～60學(xué)時(shí)來讓學(xué)生初步掌握典型單元操作的基本知識(shí)和基本技能，并突出我校的教學(xué)特色，是我們編寫本書的焦點(diǎn)所在。我們依據(jù)厚基礎(chǔ)、重實(shí)踐、勤思考的基本思路，在刪改了許多陳舊的教學(xué)內(nèi)容及簡化了一些過于繁雜的計(jì)算方法后，注意吸收過程工業(yè)領(lǐng)域不斷更新的新理論、新技術(shù)、新設(shè)備等最新成果，介紹學(xué)科的發(fā)展動(dòng)態(tài)，并結(jié)合我校取得的最新科研成果，以期讓讀者了解如何利用傳統(tǒng)基本理論推動(dòng)日新月異的工業(yè)發(fā)展。本教材以三種傳遞理論為基本脈絡(luò)，以流體流動(dòng)原理及應(yīng)用（流體流動(dòng)及輸送機(jī)械）、傳熱原理及應(yīng)用（傳熱理論及設(shè)備）、傳質(zhì)原理及應(yīng)用（蒸餾、吸收、萃取及相應(yīng)設(shè)備）為講述重點(diǎn)，深入淺出地討論了過程工業(yè)常用單元的基本原理及應(yīng)用，研究了固體顆粒流體力學(xué)的基礎(chǔ)理論與機(jī)械分離方法，并對干燥、蒸發(fā)、結(jié)晶、吸附、混合、膜分離等單元過程作了簡要介紹。同時(shí)，重點(diǎn)章末均配有典型工程案例分析，通過日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中一些與所學(xué)知識(shí)有關(guān)的問題，介紹求解思路，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，讓讀者深切體會(huì)到“學(xué)有所用”的認(rèn)同感。參加本書編寫工作的有王曉紅（緒論、第1～3章）、田文德（第4～6章、附錄），王英龍編輯校核了習(xí)題，另外，化工原理教研室的多位教師參與了本書編寫方案擬訂工作，對此，一并致以誠摯的謝意。由于水平有限，書中欠妥之處在所難免，懇請讀者提出寶貴意見。

內(nèi)容概要

本書以流體流動(dòng)、傳熱及傳質(zhì)分離為重點(diǎn)，論述了化工、石油、輕工、食品、冶金工業(yè)等的典型過程原理及應(yīng)用。內(nèi)容包括流體流動(dòng)原理及應(yīng)用(流體流動(dòng)及輸送機(jī)械)、傳熱原理及應(yīng)用(傳熱理論及設(shè)備)、傳質(zhì)原理及應(yīng)用(蒸餾、吸收、萃取及相應(yīng)設(shè)備)、固體顆粒流體力學(xué)基礎(chǔ)與機(jī)械分離、固體干燥、其他單元（蒸發(fā)、結(jié)晶、吸附、混合、膜分離）,每章均配有工程案例分析及習(xí)題、思考題。     本書在關(guān)注學(xué)科最新發(fā)展動(dòng)態(tài)、結(jié)合科研的基礎(chǔ)上，對單元操作基本概念及原理進(jìn)行深入淺出的論述，同時(shí)著力突出培養(yǎng)學(xué)生的工程能力。可作為大專院?；ぜ跋嚓P(guān)專業(yè)的教材使用，也可供有關(guān)部門從事科研、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的技術(shù)人員參考。

書籍目錄

緒論 　0.1　化工原理課程基本內(nèi)容及特點(diǎn) 　0.2　化工原理的研究基礎(chǔ)與方法 　0.3　單位制與單位換算 第1章　流體流動(dòng)原理及應(yīng)用 　1.1　流體基本概念 　　1.1.1　流體特征 　　1.1.2　流體力學(xué)基本概念 　　1.1.3　流體密度 　1.2　流體靜力學(xué) 　　1.2.1　壓強(qiáng) 　　1.2.2　流體靜力學(xué)基本方程 　　1.2.3　流體靜力學(xué)基本方程應(yīng)用 　1.3　流體流動(dòng)的基本概念 　　1.3.1　流量與流速 　　1.3.2　穩(wěn)態(tài)流動(dòng)及非穩(wěn)態(tài)流動(dòng) 　　1.3.3　牛頓黏性定律 　　1.3.4　流動(dòng)型態(tài) 　1.4　流體流動(dòng)的質(zhì)量與能量衡算 　　1.4.1　質(zhì)量衡算——連續(xù)性方程 　　1.4.2　總能量衡算 　　1.4.3　流體流動(dòng)的機(jī)械能衡算式——柏努利方程式 　1.5　流體流動(dòng)阻力計(jì)算 　　1.5.1　直管阻力計(jì)算 　　1.5.2　摩擦系數(shù)λ的確定 　　1.5.3　局部阻力計(jì)算 　1.6　管路計(jì)算 　　1.6.1　管路組成 　　1.6.2　簡單管路計(jì)算 　　1.6.3　復(fù)雜管路計(jì)算 　1.7　流體輸送機(jī)械 　　1.7.1　離心式輸送機(jī)械 　　1.7.2　往復(fù)式輸送機(jī)械 　　1.7.3　其他類型輸送機(jī)械 　1.8　流速與流量測量 　工程案例分析 　習(xí)題 　思考題 　符號(hào)說明 第2章　傳熱及傳熱設(shè)備 　2.1　傳熱基本概念 　　2.1.1　傳熱基本方式 　　2.1.2　傳熱速率 　2.2　熱傳導(dǎo) 　　2.2.1　熱傳導(dǎo)基本概念 　　2.2.2　傅里葉定律 　　2.2.3　固體平壁穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo) 　　2.2.4　固體圓筒壁穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo) 　2.3　對流傳熱 　　2.3.1　牛頓冷卻定律 　　2.3.2　無相變對流傳熱系數(shù)計(jì)算 　　2.3.3　有相變對流傳熱系數(shù)計(jì)算 　2.4　熱輻射 　　2.4.1　輻射傳熱基本概念 　　2.4.2　物體的輻射能力 　　2.4.3　物體間的輻射傳熱 　　2.4.4　對流與輻射聯(lián)合傳熱 　2.5　間壁式換熱器傳熱計(jì)算 　　2.5.1　間壁式換熱簡介 　　2.5.2　熱量衡算 　　2.5.3　總傳熱速率方程 　　2.5.4　總傳熱系數(shù)的確定 　　2.5.5　平均傳熱溫度差的計(jì)算　　2.5.6　換熱器的傳熱計(jì)算 　2.6　換熱設(shè)備 　　2.6.1　換熱器類型 　　2.6.2　強(qiáng)化傳熱途徑 　　2.6.3　管殼式換熱器設(shè)計(jì) 　工程案例分析 　習(xí)題 　思考題 　符號(hào)說明 第3章　傳質(zhì)原理及應(yīng)用 第4章　固體顆粒流體力學(xué)基礎(chǔ)與機(jī)械分離 第5章　固體干燥 第6章　其他單元 附錄 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 流體流動(dòng)原理及應(yīng)用1.1 流體基本概念1.1.1 流體特征氣體和液體總稱為流體，流體具有流動(dòng)性且無固定形狀。過程工業(yè)中所處理的物料，包括原料、半成品及產(chǎn)品等，大多數(shù)是流體。流體的輸送、傳熱、傳質(zhì)或化學(xué)反應(yīng)，大多是在流體流動(dòng)的情況下進(jìn)行的，因而流體流動(dòng)狀態(tài)對這些過程有很大影響，它是過程工業(yè)的基礎(chǔ)。1.1.2 流體力學(xué)基本概念流體力學(xué)是研究流體在相對靜止和運(yùn)動(dòng)時(shí)所遵循的宏觀基本規(guī)律，同時(shí)研究流體與固體相互作用的學(xué)科，流體力學(xué)有許多分支，例如“水利學(xué)”及“空氣動(dòng)力學(xué)”等?！傲黧w流動(dòng)”是為“化工原理”課程的需要而編寫的流體力學(xué)最基礎(chǔ)的內(nèi)容，主要是研究流體的宏觀運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其介紹范圍主要局限在流體靜力學(xué)、流體在管道內(nèi)流動(dòng)的基本規(guī)律及流量測量等方面。運(yùn)用流體流動(dòng)的基本知識(shí)，可以解決管徑的選擇及管路的布置；估算輸送流體所需的能量、確定流體輸送機(jī)械的型式及其所需的功率；測量流體的流速、流量及壓強(qiáng)等；為強(qiáng)化設(shè)備操作及設(shè)計(jì)高效能設(shè)備提供最適宜的流體流動(dòng)條件。由于討論流體流動(dòng)問題時(shí)，著眼點(diǎn)不在于研究流體復(fù)雜的分子運(yùn)動(dòng)，因此本章采用連續(xù)性假設(shè)，即把流體看成是由大量質(zhì)點(diǎn)（又稱分子集團(tuán)）組成的連續(xù)介質(zhì)，因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)的大小與管道或設(shè)備的尺寸相比是微不足道的，可認(rèn)為質(zhì)點(diǎn)間是沒有間隙的，可用連續(xù)函數(shù)描述。但是，高真空下的氣體，連續(xù)性假定不能成立。

編輯推薦

《化工原理》為化學(xué)工業(yè)出版社出版發(fā)行。

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