化學(xué)工程基礎(chǔ)

前言

本書第1版1999年由清華大學(xué)出版社出版，已由清華大學(xué)多個(gè)院系及不少兄弟院校使用多年，作者感謝讀者、同行及專家對本教材的厚愛，承蒙高度評價(jià)：“該教材概念清楚，內(nèi)容全面，重點(diǎn)突出，闡述嚴(yán)謹(jǐn)。在保證化學(xué)工程學(xué)科特征的前提下，在內(nèi)容的深度和廣度上能夠力求符合培養(yǎng)目標(biāo)的需要。”由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和教學(xué)的需要，第2版更新和增加了部分內(nèi)容，適當(dāng)介紹一些新近發(fā)展的技術(shù)，拓寬了課程覆蓋面，以為學(xué)生發(fā)展提供了空間，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。第2版繼續(xù)保持各章自成體系，適應(yīng)不同領(lǐng)域、不同層次、不同教學(xué)時(shí)數(shù)教學(xué)的特點(diǎn)，賦予使用者較大的機(jī)動性，使用者可根據(jù)教學(xué)要求進(jìn)行選用。第2版對第1版內(nèi)容進(jìn)行了修訂，并新增了第7章膜分離過程，更新了部分附錄。第2章傳熱過程和傳熱設(shè)備、第3章精餾及部分附錄的更新整理由陰金香負(fù)責(zé)完成，其余工作由林愛光負(fù)責(zé)完成。在再版過程中，作者參考了國內(nèi)外有關(guān)書籍及教材，并引用了其中的一些材料和數(shù)據(jù)，在此向各書的作者和出版社表示深深的謝意。本書第1版問世以來，承蒙許多讀者和同行的支持和鼓勵，并提出不少有益的意見和建議，在此表示衷心的感謝。編者感謝清華大學(xué)化工原理教研室的同事在修訂過程中給予的大力支持和幫助；出版過程中得到清華大學(xué)出版社有關(guān)負(fù)責(zé)人、審稿人和編輯的關(guān)心和支持，對此表示感謝。本書有配套教材《化學(xué)工程基礎(chǔ)學(xué)習(xí)指引和習(xí)題解答》（清華大學(xué)出版社，林愛光，2003），還有配套教學(xué)軟件《化學(xué)工程基礎(chǔ)多媒體課件》（清華大學(xué)出版社，林愛光等，2006）。這些將有益于對本書內(nèi)容的深入理解與掌握。由于編者水平有限，書中不妥之處在所難免，敬請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　　《化學(xué)工程基礎(chǔ)》為清華大學(xué)“化工原理”課程所用教材，在清華大學(xué)多個(gè)院系使用多年。　　《化學(xué)工程基礎(chǔ)》分7章，包括流體的流動與輸送、傳熱過程和傳熱設(shè)備、精餾、吸收、氣液傳質(zhì)設(shè)備、化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)和膜分離過程。為便于學(xué)生理解和掌握課程內(nèi)容，《化學(xué)工程基礎(chǔ)》中提供了典型的例題和習(xí)題。書末附有做化工習(xí)題常用的物性參數(shù)圖表及管子、泵、通風(fēng)機(jī)的部分規(guī)格?！　　痘瘜W(xué)工程基礎(chǔ)》可用作高等院校工科有關(guān)專業(yè)及理科化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)“化工基礎(chǔ)”課程的教材，也可供上述專業(yè)從事設(shè)計(jì)、開發(fā)和運(yùn)行的科技人員參考。

書籍目錄

緒論1 流體的流動與輸送1.1 概述1.2 流體靜力學(xué)方程1.2.1 流體的性質(zhì)1.2.2 流體的壓強(qiáng)1.2.3 流體靜力學(xué)基本方程1.2.4 流體靜力學(xué)方程的應(yīng)用1.3 流體流動的基本方程1.3.1 流量與流速1.3.2 粘度1.3.3 流體流動的類型及其判斷1.3.4 流動邊界層1.3.5 流體穩(wěn)定流動時(shí)的連續(xù)性方程1.3.6 流體流動過程的能量守恒和轉(zhuǎn)化(伯努利方程式)1.4 流速與流量的測量1.4.1 測速管1.4.2 孔板流量計(jì)1.4.3 轉(zhuǎn)子流量計(jì)1.5 流體流動時(shí)的阻力1.5.1 管路的沿程阻力1.5.2 非圓形管內(nèi)的流體阻力1.5.3 局部阻力1.5.4 烏氏粘度計(jì)測粘度的原理1.6 管路計(jì)算1.6.1 管路計(jì)算的類型和基本方法1.6.2 簡單管路的計(jì)算1.6.3 復(fù)雜管路的計(jì)算1.7 兩相流動1.7.1 球形顆粒在流體中運(yùn)動時(shí)的阻力1.7.2 曳力系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系1.7.3 重力沉降1.7.4 固體流態(tài)化1.8 流體輸送設(shè)備1.8.1 離心泵1.8.2 離心壓縮機(jī)1.8.3 往復(fù)壓縮機(jī)和往復(fù)泵1.8.4 其他常用流體輸送設(shè)備習(xí)題討論題本章符號說明2 傳熱過程和傳熱設(shè)備2.1 概述2.1.1 化工生產(chǎn)中的傳熱2.1.2 熱傳遞的基本方式2.1.3 熱量衡算2.1.4 穩(wěn)定與不穩(wěn)定傳熱2.2 熱傳導(dǎo)2.2.1 基本概念與傅里葉定律2.2.2 熱導(dǎo)率2.2.3 通過平壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)2.2.4 通過圓筒壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)2.3 對流傳熱2.3.1 基本概念與牛頓冷卻定律2.3.2 用量綱分析法求無相變時(shí)流體的給熱系數(shù)α2.3.3 管內(nèi)強(qiáng)制對流時(shí)的給熱系數(shù)2.3.4 大空間自然對流傳熱2.3.5 保溫層的臨界直徑2.4 輻射傳熱2.4.1 基本概念與定律2.4.2 物體間的輻射傳熱2.4.3 對流和輻射的聯(lián)合傳熱2.5 熱交換過程的傳熱計(jì)算2.5.1 熱交換器的傳熱機(jī)理和傳熱基本方程式2.5.2 總傳熱系數(shù)2.5.3 傳熱的平均溫度差2.5.4 傳熱面積的計(jì)算2.5.5 熱交換設(shè)備2.5.6 熱交換過程的強(qiáng)化途徑習(xí)題討論題本章符號說明3 精餾3.1 傳質(zhì)分離過程3.1.1 混合物的類型.分離方法和分離目的3.1.2 混合物組成的表示方法3.1.3 精餾概述3.2 雙組分溶液的氣液相平衡3.2.1 氣液平衡時(shí)的自由度3.2.2 氣相為理想氣體.液相為理想溶液時(shí)的氣液平衡3.2.3 液相為非理想溶液的氣液平衡簡介3.3 平衡蒸餾和簡單蒸餾3.3.1 平衡蒸餾(閃蒸)3.3.2 簡單蒸餾3.4 雙組分連續(xù)精餾的分析和計(jì)算3.4.1 精餾原理3.4.2 精餾過程的物料衡算3.4.3 精餾段操作線方程3.4.4 理論塔板和理論塔板數(shù)3.4.5 回流比的影響和選擇3.4.6 理論塔板數(shù)的簡捷算法3.4.7 實(shí)際塔板數(shù)與塔板效率3.4.8 連續(xù)精餾裝置的熱量衡算3.4.9 兩組分精餾過程的幾種特殊情況3.5 間歇精餾3.5.1 回流比恒定的間歇精餾3.5.2 餾出液組成恒定的間歇精餾3.6 兩組分精餾的操作型計(jì)算與操作3.6.1 兩組分精餾的操作型計(jì)算3.6.2 連續(xù)精餾操作條件的優(yōu)化3.7 特殊精餾3.7.1 恒沸精餾3.7.2 萃取精餾3.7.3 加鹽精餾和加鹽萃取精餾3.7.4 水蒸氣蒸餾習(xí)題討論題本章符號說明4 吸收4.1 概述4.2 氣液相平衡4.2.1 氣液平衡關(guān)系(溶解度曲線)4.2.2 亨利定律4.2.3相平衡與吸收過程的關(guān)系4.3 傳質(zhì)機(jī)理和傳質(zhì)速率4.3.1 分子擴(kuò)散4.3.2 對流擴(kuò)散4.4 兩相間的傳質(zhì)4.4.1 雙膜理論4.4.2 吸收傳質(zhì)速率方程4.4.3 其他傳質(zhì)理論簡介4.5 吸收塔的設(shè)計(jì)及計(jì)算4.5.1 吸收塔的物料衡算及操作線方程4.5.2 吸收劑的選擇和用量4.5.3 塔徑的確定4.5.4 吸收塔填料層高度的計(jì)算4.5.5 理論級數(shù)與塔高的計(jì)算4.5.6 吸收過程的操作型計(jì)算4.5.7 解吸4.6 多組分吸收與化學(xué)吸收4.6.1 多組分吸收4.6.2 化學(xué)吸收習(xí)題討論題本章符號說明5 氣液傳質(zhì)設(shè)備5.1 填料塔5.1.1 填料塔結(jié)構(gòu)5.1.2 填料5.1.3 填料塔的附件5.1.4 填料塔的流體力學(xué)特性5.1.5 填料塔的傳質(zhì)與塔高的計(jì)算5.2 板式塔5.2.1 板式塔結(jié)構(gòu)5.2.2 常用塔板類型5.2.3 板式塔主要工藝尺寸的計(jì)算習(xí)題本章符號說明6 化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)6.1 概述6.1.1 化學(xué)反應(yīng)器的作用6.1.2 化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)的研究對象與方法6.2 基本反應(yīng)器6.2.1 化學(xué)反應(yīng)器的類型6.2.2 幾種典型的基本反應(yīng)器6.3 物料在反應(yīng)器內(nèi)的流動模型6.3.1 全混流模型6.3.2 平推流模型6.3.3 軸向返混模型6.3.4 多釜串聯(lián)流動模型6.4 均相反應(yīng)器的計(jì)算6.4.1 間歇釜式反應(yīng)器6.4.2 連續(xù)操作的管式反應(yīng)器6.4.3 連續(xù)操作的攪拌釜6.4.4 多釜串聯(lián)反應(yīng)器6.5 理想均相反應(yīng)器的優(yōu)化選擇6.5.1 以生產(chǎn)強(qiáng)度為優(yōu)化目標(biāo)選擇反應(yīng)器6.5.2 以產(chǎn)率和選擇性為優(yōu)化目標(biāo)選擇反應(yīng)器6.6 物料停留時(shí)間分布和流動模型6.6.1 物料返混合停留時(shí)間分布6.6.2 停留時(shí)間分布的測定方法6.6.3 理想反應(yīng)器的停留時(shí)間分布6.6.4 停留時(shí)間分布在非理想流動均相反應(yīng)器中的應(yīng)用和計(jì)算6.7 非理想流動反應(yīng)器內(nèi)的流動模型——擴(kuò)散模型6.7.1 擴(kuò)散模型6.7.2 擴(kuò)散模型參數(shù)的確定6.8 氣固相催化反應(yīng)器6.8.1 固定床催化反應(yīng)器6.8.2 流化床催化反應(yīng)器習(xí)題本章符號說明7 膜分離過程7.1 膜分離概述7.1.1 膜分離概況7.1.2 膜分離機(jī)理7.1.3 膜的種類和結(jié)構(gòu)7.1.4 膜分離組件7.2 微濾7.3 超濾7.4 納濾和反滲透7.5 氣體分離7.6 滲透汽化7.7 電滲析習(xí)題本章符號說明本書配套多媒體課件簡介附錄附錄1 化工常用法定計(jì)量單位附錄2 常用單位的換算附錄3 某些氣體的重要物理性質(zhì)附錄4 某些液體的重要物理性質(zhì)附錄5 干空氣的物理性質(zhì)(101.33kPa)附錄6 水的物理性質(zhì)附錄7 飽和水蒸氣表(按溫度排列)附錄8 飽和水蒸氣表(按壓強(qiáng)排列)附錄9 一些有機(jī)物的蒸氣壓附錄10 常用固體材料的密度和比熱容附錄11 某些固體材料的熱導(dǎo)率附錄12 某些液體的熱導(dǎo)率附錄13 某些氣體和蒸氣的熱導(dǎo)率附錄14 管內(nèi)流體常用流速范圍附錄15 列管換熱器的傳熱系數(shù)的參考值附錄16 壁面污垢的熱阻附錄17 管子規(guī)格(摘錄)附錄18 泵規(guī)格（摘錄）附錄19 4-72型離心通風(fēng)機(jī)規(guī)格(摘錄)附錄20 某些工業(yè)管道的絕對粗糙度附錄21 泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩的規(guī)格附錄22 換熱器規(guī)格(摘錄)參考文獻(xiàn)

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《清華大學(xué)化學(xué)工程系列教材?化學(xué)工程基礎(chǔ)(第2版)》可用作高等院校工科有關(guān)專業(yè)及理科化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)“化工基礎(chǔ)”課程的教材，也可供上述專業(yè)從事設(shè)計(jì)、開發(fā)和運(yùn)行的科技人員參考。

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