化工原理

前言

由清華大學出版社出版的《化工原理》（1992）及《化工原理》第2版（2002）已由清華大學多個院系及十余所兄弟院校使用多年，反映良好。1997年《化工原理》教材評為全國優(yōu)秀教材二等獎（化工類）。2005年《化工原理》第2版評為北京市精品教材。根據(jù)化學工程與工藝的學科發(fā)展需要及《化工原理》課程講授的要求，第3版對部分內(nèi)容做了進一步修訂?！痘ぴ怼肥腔ゎ惣跋嚓P(guān)專業(yè)的重要技術(shù)基礎課程教材，其主要內(nèi)容是講授化工單元操作的基本原理、典型設備的結(jié)構(gòu)、操作性能和設計計算?！痘ぴ怼方滩淖裱罢莆栈驹怼⑼怀鲞^程強化、激發(fā)交叉興趣、增強創(chuàng)新能力”的講授邏輯，內(nèi)容體現(xiàn)掌握基本理論與激發(fā)創(chuàng)新意識并重，既突出基本理論，又重視聯(lián)系實際、豐富工程性內(nèi)容，以啟發(fā)學生的創(chuàng)新思維和意識，引導學生從掌握基本原理出發(fā)，注重培養(yǎng)創(chuàng)新能力?！痘ぴ怼穼⒒卧僮靼凑者^程共性歸類。以動量傳遞為基礎，闡述流體流動、流體輸送機械、流體流過顆粒和顆粒層的流動、非均相混合物的分離；以熱量傳遞為基礎，闡述傳熱及蒸發(fā)操作；以質(zhì)量傳遞為基礎，闡述吸收、精餾、萃取、干燥、吸附、膜分離和其他分離過程等單元操作?！痘ぴ怼烦藦娬{(diào)流動、傳熱、傳質(zhì)等概論方面的描述外，還注意引入過程強化和新型分離技術(shù)的研究現(xiàn)狀等內(nèi)容，并通過思考題或討論題，培養(yǎng)學生綜合能力和分析解決問題能力。教材可讀性強、易于自學?！痘ぴ怼贩稚?、下兩冊。上冊包括流體流動、流體輸送機械、流體流過顆粒和顆粒層的流動、非均相混合物的分離、傳熱和蒸發(fā)等6章，書末有26個附錄；下冊包括傳質(zhì)分離過程概論、吸收、蒸餾、氣液傳質(zhì)設備、液液萃取、干燥、吸附分離、膜分離過程和其他分離過程等9章。本書可作為高等院校化工類及相關(guān)專業(yè)學生的“化工原理”、“化學工程基礎”等課程的教材，也可作為從事化工、生物化工、環(huán)境、食品加工、輕工、制藥和材料等行業(yè)的工程技術(shù)人員的學習參考書?！痘ぴ怼返?版各章分別由蔣維鈞（緒論，第三、四、六、七、九章）、戴猷元（第一、二章）、顧惠君（第五章）、雷良恒（第十、十一章）和劉茂林（第八、十二、十三章）編寫，最后由蔣維鈞修改，統(tǒng)一定稿。

內(nèi)容概要

　　《清華大學化學工程系列教材：化工原理（第3版）（上冊）》為清華大學一類課“化工原理”的教材，在清華大學多個系所使用多年。全書分上、下兩冊。上冊包括流體流動、流體輸送機械、流體流過顆粒和顆粒層的流動、非均相混合物的分離、傳熱和蒸發(fā)等6章，書末有26個附錄；下冊包括傳質(zhì)分離過程概論、吸收、蒸餾、氣液傳質(zhì)設備、液液萃取、干燥、吸附分離、膜分離過程和其他分離過程等9章。
　　《清華大學化學工程系列教材：化工原理（第3版）（上冊）》可供高等院校化工、生物化工、環(huán)境、食品、輕工、制藥和材料等專業(yè)的師生作教材使用，也可作為從事上述專業(yè)的設計、開發(fā)和運行的工程技術(shù)人員的學習參考書。

書籍目錄

0 緒論
0.1 化學工程與單元操作
0.1.1 化學工程學科的形成階段——“單元操作”的提出
0.1.2 過程單元、單元過程和單元操作
0.2 《化工原理》的內(nèi)容、特點和研究方法
0.2.1 《化工原理》的內(nèi)容和特點
0.2.2 《化工原理》的研究方法
0.3 《化工原理》中的基本概念
0.3.1 平衡關(guān)系
0.3.2 過程速率
0.3.3 3種衡算
0.4 單位制與單位換算
習題
參考文獻
1 流體流動
1.1 流體流動中的作用力
1.1.1 體積力和密度
1.1.2 壓力
1.1.3 剪力、剪應力和粘度
1.2 流體靜力學基本方程
1.2.1 流體靜力學基本方程
1.2.2 流體靜力學基本方程的應用
1.2.3 流體在離心力場內(nèi)的靜力學平衡
1.3 流體流動的基本方程
1.3.1 概述
1.3.2 連續(xù)性方程式
1.3.3 伯努利方程式
1.3.4 伯努利方程式的另一種推導方法
1.3.5 伯努利方程式的應用
1.4 流體流動現(xiàn)象
1.4.1 兩種流動型態(tài)和雷諾數(shù)
1.4.2 管內(nèi)層流與湍流的比較
1.4.3 邊界層概念
1.5 管內(nèi)流動的阻力損失
1.5.1 阻力損失及計算通式
1.5.2 圓形直管內(nèi)層流流動的阻力損失
1.5.3 量綱分析法
1.5.4 圓形直管內(nèi)湍流流動的阻力損失
1.5.5 流體在非圓形管道內(nèi)流動的阻力損失
1.5.6 局部阻力損失
1.5.7 伴有傳熱過程的流動阻力損失計算
1.5.8 可壓縮流體流動的阻力損失計算
1.6 管路計算
1.6.1 管路計算的類型和基本方法
1.6.2 簡單管路的計算
1.6.3 復雜管路的計算
1.6.4 阻力對管內(nèi)流動的影響
1.7 流速和流量的測量
1.7.1 測速管
1.7.2 孔板流量計和文丘里流量計
1.7.3 轉(zhuǎn)子流量計
1.8 非牛頓型流體的流動
1.8.1 乘方規(guī)律流體
1.8.2 乘方規(guī)律流體管內(nèi)流動的阻力損失
習題
思考題
討論題及題解
符號說明
參考文獻
2 流體輸送機械
2.1 離心泵
2.1.1 離心泵的工作原理及主要構(gòu)件
2.1.2 離心泵的基本方程式
2.1.3 離心泵的主要性能參數(shù)
2.1.4 離心泵的特性曲線
2.1.5 離心泵的安裝高度
2.1.6 離心泵的工作點和流量調(diào)節(jié)
2.1.7 離心泵的組合操作
2.1.8 離心泵的類型和選用
2.2 往復泵
2.2.1 往復泵的工作原理
2.2.2 往復泵的輸液量和流量調(diào)節(jié)
2.3 其他類型的化工用泵
2.4 氣體輸送機械
2.4.1 離心式通風機
2.4.2 離心鼓風機和壓縮機
2.4.3 旋轉(zhuǎn)鼓風機和壓縮機
2.4.4 往復壓縮機
2.4.5 真空泵
習題
思考題
討論題及題解
符號說明
參考文獻
3 流體流過顆粒和顆粒層的流動
3.1 流體流過顆粒的流動
3.1.1 單顆粒的幾何特性參數(shù)
3.1.2 曳力與曳力系數(shù)
3.1.3 流體流過球形顆粒
3.1.4 流體流過其他形狀規(guī)則的顆粒（圓柱與圓片）
3.1.5 流體流過形狀不規(guī)則的顆粒
3.2 顆粒在流體中的流動
3.2.1 重力沉降
3.2.2 離心沉降
3.3 流體流過顆粒床層的流動
3.3.1 混合顆粒的幾何特性
3.3.2 顆粒床層的幾何特性
3.3.3 流體通過顆粒固定床的壓降
3.4 固體流態(tài)化
3.4.1 流態(tài)化過程
3.4.2 流化床的流化類型與不正?，F(xiàn)象
3.4.3 流化床的主要特性
3.4.4 流化床的操作范圍
3.4.5 流化床的直徑與高度
3.4.6 流化質(zhì)量及改善流化質(zhì)量的措施
3.4.7 氣流輸送
習題
思考題
符號說明
參考文獻
4 非均相混合物的分離
4.1 沉降
4.1.1 沉降分離的一般原理
4.1.2 重力沉降分離
4.1.3 離心沉降分離
4.1.4 電沉降——電除塵器
4.2 過濾
4.2.1 概述
4.2.2 過濾設備
4.2.3 過濾過程計算的理論基礎
4.2.4 過濾機生產(chǎn)能力的計算
4.3 其他分離方法
4.3.1 慣性分離器
4.3.2 濕法除塵器
4.4 非均相混合物分離方法的選擇及過程強化
4.4.1 分離方法的選擇
4.4.2 非均相混合物分離過程的強化
習題
思考題
討論題及題解
符號說明
參考文獻
5 傳熱
5.1 熱傳導
5.1.1 有關(guān)熱傳導的基本概念
5.1.2 熱傳導速率——傅里葉定律
5.1.3 導熱系數(shù)
5.1.4 通過平壁的穩(wěn)定熱傳導
5.1.5 通過圓筒壁的穩(wěn)定熱傳導
5.1.6 導熱微分方程式
5.2 對流傳熱概說
5.2.1 對流傳熱速率和對流傳熱系數(shù)
5.2.2 對流傳熱機理
5.3 傳熱過程計算
5.3.1 總傳熱速率方程
5.3.2 熱量衡算
5.3.3 總傳熱系數(shù)
5.3.4 傳熱的平均溫差
5.3.5 傳熱面積的計算
5.3.6 傳熱單元數(shù)法
5.3.7 保溫層的臨界直徑
5.3.8 不穩(wěn)定傳熱
5.4 無相變的對流傳熱
5.4.1 影響對流傳熱的因素
5.4.2 對流傳熱系數(shù)經(jīng)驗公式的建立方法
5.4.3 管內(nèi)強制對流傳熱
5.4.4 管外強制對流傳熱
5.4.5 大空間自然對流傳熱
5.4.6 非牛頓型流體的傳熱
5.5 有相變的對流傳熱
5.5.1 冷凝傳熱過程簡介
5.5.2 純蒸氣膜狀冷凝的對流傳熱系數(shù)
5.5.3 影響冷凝傳熱的因素和冷凝過程的強化
5.5.4 沸騰傳熱過程簡介
5.5.5 沸騰傳熱機理
5.5.6 影響沸騰傳熱的因素及強化沸騰傳熱的途徑
5.5.7 沸騰傳熱系數(shù)的計算
5.6 輻射傳熱
5.6.1 熱輻射的基本概念
5.6.2 物體的輻射能力
5.6.3 物體間的輻射傳熱
5.6.4 氣體的熱輻射
5.6.5 對流和輻射的聯(lián)合傳熱
5.7 換熱器
5.7.1 間壁式換熱器的類型及選用
5.7.2 換熱器傳熱過程的強化
5.7.3 列管式換熱器的設計和選用
習題
思考題
討論題及題解
符號說明
參考文獻
6 蒸發(fā)
6.1 蒸發(fā)設備
6.1.1 循環(huán)型蒸發(fā)器
6.1.2 非循環(huán)型（單程型）蒸發(fā)器
6.1.3 各類蒸發(fā)器的性能比較
6.1.4 蒸發(fā)的輔助設備
6.2 單效蒸發(fā)的計算
6.2.1 物料衡算
6.2.2 熱量衡算
6.2.3 傳熱面計算
6.2.4 單效蒸發(fā)計算小結(jié)
6.3 多效蒸發(fā)器及其計算
6.3.1 多效蒸發(fā)流程
6.3.2 多效蒸發(fā)的溫度差損失和有效溫度差
6.3.3 多效蒸發(fā)最佳效數(shù)的確定
6.3.4 多效蒸發(fā)的計算
6.4 蒸發(fā)過程的設計
習題
思考題
符號說明
參考文獻
附錄A 化工常用法定計量單位
附錄B 常用單位的換算
附錄C 一些氣體的重要物理性質(zhì)
附錄D 一些液體的重要物理性質(zhì)
附錄E 干空氣的物理性質(zhì)（101.3 3kPa）
附錄F 水的物理性質(zhì)
附錄G 飽和水蒸氣表（按溫度排列）
附錄H 飽和水蒸氣表（按壓力排列）
附錄I 一些有機液體的相對密度（液體密度與4℃水的密度之比）共線圖
附錄J 液體的粘度共線圖
附錄K 氣體及蒸氣的粘度共線圖
附錄L 液體的質(zhì)量定壓熱容共線圖（常壓下）
附錄M 氣體及蒸氣的質(zhì)量定壓熱容共線圖（常壓下）
附錄N 常用固體材料的密度和質(zhì)量定壓熱容
附錄O 一些固體材料的導熱系數(shù)
附錄P 一些液體的導熱系數(shù)
附錄Q 氣體的導熱系數(shù)共線圖（常壓下）
附錄R 蒸發(fā)潛熱（汽化熱）共線圖
附錄S 液體的表面張力共線圖
附錄T 壁面污垢的熱阻
附錄U 無機鹽溶液在101.3 3kPa下的沸點
附錄V 101.3 3kPa下溶液的沸點升高與濃度的關(guān)系圖
附錄W 管子規(guī)格（摘錄）
附錄X 泵規(guī)格（摘錄）
附錄Y 4 72型離心通風機規(guī)格（摘錄）
附錄Z 換熱器規(guī)格（摘錄）

章節(jié)摘錄

插圖：2）耐腐蝕泵輸送酸、堿等腐蝕性液體應采用耐腐蝕泵。耐腐蝕泵與液體接觸的部件是由耐腐蝕材料制造的。附錄X中給出了一些耐腐蝕泵的型號示例。3）油泵輸送石油產(chǎn)品的離心泵稱為油泵。油泵要求有良好的密封性能，以防易燃、易爆物的泄漏。輸送高溫油品的泵還需要有良好的冷卻系統(tǒng)，一般在軸承和軸封裝置上都裝有冷卻夾套。附錄X中給出了一些油泵的型號示例。4）液下泵液下泵的特點是其泵體安裝于液體貯槽內(nèi)，因此其軸封要求不高，可用于輸送化工過程中各種腐蝕性液體。5）屏蔽泵屏蔽泵又稱無密封泵，它的葉輪與電機連為一體，密封在同一泵殼內(nèi)。此類泵無需軸封裝置，可用于輸送易燃易爆、劇毒等液體，其缺點是效率較低。6）雜質(zhì)泵輸送懸浮液和稠的漿液常用雜質(zhì)泵，這類泵的葉輪流道寬，葉片數(shù)目少，常用開式或半閉式葉輪。7）磁力泵磁力泵采用永久性耦合組成聯(lián)軸器，使泵葉輪和電動機同步運轉(zhuǎn)。在聯(lián)軸器中間用隔離套隔開，隔離套與泵蓋組成完全密封的泵腔，可以杜絕泵的泄漏。泵腔內(nèi)部零件可由耐腐蝕材料制成，可以用于腐蝕性和毒性化工料液的輸送。

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《化工原理(第3版)(上冊)》可供高等院?；ぁ⑸锘?、環(huán)境、食品、輕工、制藥和材料等專業(yè)的師生作教材使用，也可作為從事上述專業(yè)的設計、開發(fā)和運行的工程技術(shù)人員的學習參考書?！痘ぴ?第3版)(上冊)》可與《化工原理習題解析》上、下冊配套使用。

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