化工單元操作技術(shù)

前言

　　化工單元操作技術(shù)課程是化工類專業(yè)研究化工生產(chǎn)過程和共同性操作規(guī)律的一門重要的核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程所涵蓋的內(nèi)容是化工從業(yè)人員必備的工程基礎(chǔ)知識和技能?！　”緯榻B了流體輸送、機(jī)械分離、傳熱、蒸發(fā)、氣體吸收、蒸餾、干燥等單元操作的基本原理、計(jì)算方法、典型設(shè)備及其基本操作。在編寫過程中注重了以下幾點(diǎn)?！　?.依據(jù)項(xiàng)目化教學(xué)原理和規(guī)律，在體系上以精選的化工單元操作和過程為基礎(chǔ)安排教學(xué)內(nèi)容和程序，重點(diǎn)介紹各單元操作的物理概念、簡單原理、使用設(shè)備，配以能力目標(biāo)要求等，使項(xiàng)目化教學(xué)具有可操作性?！　?.強(qiáng)化實(shí)際應(yīng)用能力培養(yǎng)，在每個(gè)單元操作中增加了“設(shè)備的操作與維護(hù)”內(nèi)容。傳統(tǒng)教材對各個(gè)單元操作所用設(shè)備只是進(jìn)行簡單結(jié)構(gòu)和工作原理的介紹，對企業(yè)所需的設(shè)備的管理與操作涉及很少。本教材增加了企業(yè)需要的設(shè)備操作，如開停車、正常運(yùn)行維護(hù)、實(shí)際生產(chǎn)中不正常情況判斷與處理等內(nèi)容，增強(qiáng)對學(xué)生實(shí)際操作技能培養(yǎng)，使得理論與實(shí)踐結(jié)合得更為緊密?！　?.內(nèi)容的實(shí)效性。對傳統(tǒng)內(nèi)容進(jìn)行了梳理，一是增加了現(xiàn)代化工新技術(shù)、新工藝，以適應(yīng)日新月異的化工科技發(fā)展；二是貫徹少而精的原則，在加強(qiáng)基本概念、理論、計(jì)算等內(nèi)容基礎(chǔ)上，刪繁就簡，深度適宜，以適應(yīng)高職高專學(xué)生的認(rèn)識能力和理解能力。

內(nèi)容概要

本書主要內(nèi)容包括流體流動(dòng)與輸送、機(jī)械分離、傳熱、蒸發(fā)、氣體吸收、蒸餾、干燥等單元操作過程。尤其注重強(qiáng)化學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)，在每個(gè)單元操作中增設(shè)“設(shè)備的操作與維護(hù)”內(nèi)容，使得理論與實(shí)踐結(jié)合更為緊密。教材的編排便于組織實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué)。    本教材可作為高職高?；ゎ惣跋嚓P(guān)專業(yè)（生物工程、石油化工、化工機(jī)械、化工儀表自動(dòng)化、制藥、材料、環(huán)保、食品等專業(yè)）的選用教材，亦可作為成人高校及相關(guān)企業(yè)職工培訓(xùn)教材。

書籍目錄

緒論    一、化工生產(chǎn)過程和單元操作    二、本課程的任務(wù)、性質(zhì)與內(nèi)容    三、單元操作中常用的一些基本概念    四、物理量的單位第一章 流體輸送  學(xué)習(xí)目標(biāo)  第一節(jié) 流體靜力學(xué)    一、流體的主要物理量    二、流體靜力學(xué)方程    三、流體靜力學(xué)方程的應(yīng)用  第二節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)    一、流量與流速    二、定態(tài)流動(dòng)與非定態(tài)流動(dòng)    三、連續(xù)性方程式    四、柏努利方程式  第三節(jié) 流動(dòng)阻力    一、流體阻力產(chǎn)生的原因    二、流體的流動(dòng)類型與雷諾數(shù)    三、流體在圓管中的速度分布    四、流體阻力的計(jì)算  第四節(jié) 流體流量的測量    一、測速管    二、孔板流量計(jì)    三、文丘里流量計(jì)    四、轉(zhuǎn)子流量計(jì)  第五節(jié) 化工管路的布置與安裝原則    一、化工管路布置原則    二、化工管路安裝原則  思考題  習(xí)題第二章 流體輸送機(jī)械  學(xué)習(xí)目標(biāo)  第一節(jié) 離心泵    一、離心泵的工作原理    二、離心泵的結(jié)構(gòu)    三、離心泵的主要性能參數(shù)和特性曲線    四、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)    五、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度    六、離心泵的類型和選用  第二節(jié) 其他常用流體輸送設(shè)備    一、其他類型的泵    二、氣體輸送機(jī)械  第三節(jié) 化工泵的正常操作及注意事項(xiàng)    一、離心泵的操作及注意事項(xiàng)    二、往復(fù)泵的操作及注意事項(xiàng)    三、齒輪泵的操作及注意事項(xiàng)    四、隔膜泵的操作及注意事項(xiàng)    五、屏蔽泵的操作及注意事項(xiàng)    六、磁力泵的操作及注意事項(xiàng)  思考題  習(xí)題第三章 非均相物系分離  學(xué)習(xí)目標(biāo)  第一節(jié) 顆粒沉降    一、重力沉降    二、離心沉降  第二節(jié) 過濾    一、懸浮液的過濾    二、過濾速率基本方程式    三、過濾常數(shù)K、qe測定    四、過濾設(shè)備簡介  第三節(jié) 過濾設(shè)備的操作與維護(hù)    一、板框壓濾機(jī)的操作與維護(hù)    二、轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)的操作與維護(hù)    三、三足式離心機(jī)的操作與維護(hù)  思考題  習(xí)題第四章 傳熱  學(xué)習(xí)目標(biāo)  第一節(jié) 概述    一、傳熱及其在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用    二、傳熱基本方式    三、工業(yè)生產(chǎn)中的換熱方式    四、定態(tài)傳熱與非定態(tài)傳熱  第二節(jié) 熱傳導(dǎo)    一、傅里葉定律和熱導(dǎo)率    二、平壁的熱傳導(dǎo)  第三節(jié) 對流傳熱    一、對流傳熱分析    二、對流傳熱基本方程和對流傳熱系數(shù)    三、對流傳熱中量綱分析法的應(yīng)用    四、流體無相變時(shí)的對流傳熱系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式    五、流體有相變時(shí)的對流傳熱  第四節(jié) 輻射傳熱    一、熱輻射的基本概念    二、黑體、鏡體、透熱體和灰體  第五節(jié) 傳熱計(jì)算    一、熱負(fù)荷計(jì)算    二、總傳熱速率方程    三、傳熱平均溫度差    四、總傳熱系數(shù)    五、傳熱計(jì)算舉例  第六節(jié) 換熱器    一、換熱器的分類    二、間壁式換熱器    三、列管式換熱器的設(shè)計(jì)和選用  第七節(jié) 換熱器的使用與維護(hù)    一、列管換熱器的使用與維護(hù)    二、板式換熱器的使用與維護(hù)  思考題  習(xí)題第五章 蒸發(fā)  學(xué)習(xí)目標(biāo)  第一節(jié) 概述    一、蒸發(fā)操作及其在工業(yè)中的應(yīng)用    二、蒸發(fā)操作的分類    三、蒸發(fā)操作的特點(diǎn)  第二節(jié) 單效蒸發(fā)    一、蒸發(fā)器的物料衡算    二、蒸發(fā)器的熱量衡算    三、蒸發(fā)器的傳熱面積  第三節(jié) 多效蒸發(fā)    一、多效蒸發(fā)概述    二、多效蒸發(fā)流程    三、多效蒸發(fā)的效數(shù)  第四節(jié) 蒸發(fā)器    一、蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)    二、蒸發(fā)器的附屬機(jī)構(gòu)  第五節(jié) 蒸發(fā)器的操作和維護(hù)    一、蒸發(fā)器的操作    二、蒸發(fā)系統(tǒng)常見操作事故與防止  思考題  習(xí)題第六章 氣體吸收  學(xué)習(xí)目標(biāo)  第一節(jié) 概述    一、工業(yè)吸收過程    二、氣體吸收過程的應(yīng)用    三、吸收過程的分類    四、吸收劑的選用  第二節(jié) 氣液相平衡關(guān)系    一、相組成表示方法    二、氣體在液體中的溶解度  第三節(jié) 吸收傳質(zhì)過程和吸收傳質(zhì)速率方程    一、吸收機(jī)理    二、單相對流傳質(zhì)速率方程    三、相際對流傳質(zhì)速率方程  第四節(jié) 吸收塔的計(jì)算    一、物料衡算和操作線方程    二、吸收劑用量與最小液氣比    三、吸收塔填料層高度的計(jì)算    四、吸收塔塔徑的計(jì)算    五、解吸及其計(jì)算  第五節(jié) 填料塔    一、填料塔與填料    二、填料塔的附件    三、填料塔的流體力學(xué)性能  第六節(jié) 吸收操作    一、吸收操作的開停車    二、解吸塔操作  思考題  習(xí)題第七章 蒸餾  學(xué)習(xí)目標(biāo)  第一節(jié) 概述    一、蒸餾及其在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用    二、蒸餾過程的分類  第二節(jié) 雙組分物系的氣液相平衡  第三節(jié) 簡單蒸餾和精餾    一、簡單蒸餾    二、精餾  第四節(jié) 雙組分連續(xù)精餾的計(jì)算    一、理論板的概念與恒摩爾流的假設(shè)    二、全塔物料衡算    三、操作線方程    四、進(jìn)料熱狀況影響及q線方程    五、理論塔板數(shù)的求法    六、回流比的影響與選擇    七、全塔效率與單板效率    八、塔高及塔徑的計(jì)算    九、精餾裝置的熱量衡算  第五節(jié) 間歇精餾和特殊精餾    一、間歇精餾    二、特殊精餾  第六節(jié) 板式塔    一、板式塔的結(jié)構(gòu)    二、板式塔的流體力學(xué)性能  第七節(jié) 精餾塔的操作    一、精餾塔的開工準(zhǔn)備    二、精餾塔的開停車  思考題  習(xí)題第八章 干燥  學(xué)習(xí)目標(biāo)  第一節(jié) 概述    一、干燥過程的分類    二、對流干燥的特點(diǎn)  第二節(jié) 濕空氣的性質(zhì)  第三節(jié) 濕空氣的濕度-焓（H-I）圖及其應(yīng)用    一、H-I圖的繪制    二、H-I圖的應(yīng)用  第四節(jié) 干燥過程的物料衡算和熱量衡算    一、濕物料中含水量的表示方法    二、干燥過程的物料衡算    三、干燥過程的熱量衡算    四、空氣通過干燥器的狀態(tài)變化    五、干燥系統(tǒng)的熱效率  第五節(jié) 干燥速率和干燥時(shí)間    一、物料中的水分    二、干燥時(shí)間的計(jì)算  第六節(jié) 干燥器    一、干燥器的主要類型    二、干燥器的選型和設(shè)計(jì)  第七節(jié) 干燥器的使用與維護(hù)    一、噴霧干燥設(shè)備的使用與維護(hù)    二、滾筒干燥器的使用與維護(hù)  思考題  習(xí)題附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　從微觀角度，流體是由大量彼此之間有一定間隙的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的單個(gè)分子組成的。在工程上，常將流體視為由無數(shù)流體質(zhì)點(diǎn)組成的彼此之間沒有間隙的連續(xù)介質(zhì)。這些假定的質(zhì)點(diǎn)，尺寸遠(yuǎn)大于分子自由程，但卻遠(yuǎn)小于設(shè)備尺寸。這種流體質(zhì)點(diǎn)假定，便于避開復(fù)雜的分子運(yùn)動(dòng)，從宏觀的角度來研究流體流動(dòng)的規(guī)律，但是對于高真空稀薄氣體不成立。　　根據(jù)流體體積隨壓力的變化關(guān)系，可以將流體分為不可壓縮性流體和可壓縮性流體。一般液體的體積隨壓力變化很小，可看作不可壓縮流體；而一般的氣體體積隨壓力變化較大，?？煽醋骺蓧嚎s流體，但如果壓力的變化率不大，則某些氣體亦可視為不可壓縮流體?！　⊙芯苛黧w平衡和運(yùn)動(dòng)的宏觀規(guī)律的科學(xué)稱為流體力學(xué)。本章著重研究流體流動(dòng)的基本規(guī)律，解決實(shí)際化工生產(chǎn)中涉及到的諸如流體輸送，壓力、流速或流量的測量，強(qiáng)化其他化工生產(chǎn)過程等過程?！　〉谝还?jié)流體靜力學(xué)　　流體靜力學(xué)主要研究流體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)各種物理量的變化規(guī)律，是流體流動(dòng)狀態(tài)的一種特殊方式。流體靜力學(xué)基本原理在化工生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，如壓力、壓力差的測量，容器液位的測定和設(shè)備液封等。

圖書封面

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