過程工程原理

前言

化學(xué)工業(yè)一直與保障人類生活需要、發(fā)展生產(chǎn)力密不可分，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。產(chǎn)業(yè)革命后，化工產(chǎn)品日益增多，生產(chǎn)工藝和設(shè)備也隨之層出不窮。這些生產(chǎn)過程可以分成兩大類。一類是在各種反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)過程，從本質(zhì)上改變物質(zhì)，是化工生產(chǎn)的核心；另一類以物理過程為主，同樣為生產(chǎn)過程所必需。如為反應(yīng)提供所需的壓力、溫度和物料組成等，為此原料必需經(jīng)過系列的前處理，以達(dá)到其純度、狀態(tài)等要求；對于反應(yīng)產(chǎn)物也需要經(jīng)過后處理，以使產(chǎn)品(或中間產(chǎn)物)符合規(guī)格，未反應(yīng)的原料及副產(chǎn)物能充分利用；同時(shí)，對各過程排出的“三廢”應(yīng)進(jìn)行處理，以消除或減輕其對環(huán)境的危害，并盡可能地將污染物資源化。這類過程通常占有工廠投資和運(yùn)行費(fèi)用的主要部分，而對整個(gè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益具有決定意義。 20世紀(jì)初，從事化工生產(chǎn)和教學(xué)的工程師、教授們通過分析，從這些多種多樣的物理過程找出其間的共性，歸納成為數(shù)不多(常見的為十多種)的“單元操作”；所形成的這一學(xué)科，促成了化學(xué)工程學(xué)的誕生；作為一門課程，我國稱之為“化工原理”，已開設(shè)了近７０年，對培養(yǎng)我國的化工類技術(shù)人才起了重要作用。到２０世紀(jì)中葉，學(xué)者們進(jìn)一步將這些單元操作歸納為三種傳遞過程： （１）動量傳遞過程(流體流動)，包括流體輸送、沉降、過濾等； （２）熱量傳遞過程(傳熱)，包括加熱、冷卻、蒸發(fā)等； （３）質(zhì)量傳遞過程(傳質(zhì))，包括吸收、蒸餾、萃取、干燥等。 以上形成了“傳遞過程”這門化學(xué)工程的學(xué)科分支，加強(qiáng)了理論基礎(chǔ)。但作為高等學(xué)校的一門課程，化工原理更注重于實(shí)際應(yīng)用。 化學(xué)工程學(xué)科的不斷發(fā)展及其與其他學(xué)科的交叉，其應(yīng)用對象已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了化學(xué)工程原來涉及的化學(xué)產(chǎn)品，幾乎覆蓋了所有物理和化學(xué)的物質(zhì)加工過程，如環(huán)保、生物、材料、石化、能源、輕化工、醫(yī)藥和食品等工業(yè)過程。因此許多學(xué)者認(rèn)為將狹義的“化學(xué)工程”提升為覆蓋面更寬闊的“過程工程”似更為確切合理。為此，本書嘗試由“化工原理”更名為“過程工程原理”。 本書立足學(xué)以致用，力求打好基礎(chǔ)，即注重過程工程的基本概念、基本原理和典型設(shè)備的工藝計(jì)算；例題和習(xí)題的設(shè)計(jì)盡量來自相關(guān)專業(yè)的實(shí)際應(yīng)用，以便用工程觀點(diǎn)分析解決實(shí)際問題。此外，也適當(dāng)介紹一些新近發(fā)展的技術(shù)，以擴(kuò)大知識面，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。 本書編寫人員：第一章至第四章由李偉執(zhí)筆，第五章(部分)、第八章由吳祖成執(zhí)筆，第六、七章由周明華和施耀執(zhí)筆；第八章中的膜分離由陳歡林編寫；譚天恩參加了各章的編寫，并為全書統(tǒng)稿。在本書的編寫過程中，聶勇、張英、康穎、李明波參加了資料整理工作。 限于編者學(xué)術(shù)水平和時(shí)間，書中不妥之處在所難免，敬請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　　本書論述過程工程中的常見單元操作，包括流體流動、流體輸送、非均相物系的分離、傳熱、吸收、蒸餾、干燥及其他分離過程，共八章。　　書中注重基本原理、工程觀點(diǎn)與實(shí)際應(yīng)用，探求從新角度處理某些重要概念，適當(dāng)介紹一些新近發(fā)展的過程。

書籍目錄

第1章 流體流動 　1.1 流體靜力學(xué)及其應(yīng)用 　1.2 流體流動的基本方程 　1.3 流體流動現(xiàn)象　1.4 管路內(nèi)流動的阻力損失 　1.5 管路計(jì)算　1.6 流速、流量的測量 　本章符號說明　習(xí)題第2章 流體輸送機(jī)械　2.1 離心泵　2.2 容積式泵　2.3 各類泵在生產(chǎn)中的應(yīng)用 　2.4 氣體輸送機(jī)械 　本章符號說明 　習(xí)題第3章 非均相物系的分離　2.1 顆粒的特性　2.2 沉降 　2.3 過濾　2.4 氣體的其他凈化方法　本章符號說明　習(xí)題第4章 傳熱 　4.1 概述　4.2 熱傳導(dǎo)　4.3 對流給熱　4.4 輻射傳熱　4.5 兩流體通過間壁的熱量傳遞　4.6 傳熱設(shè)備　本章符號說明　習(xí)題第5章 吸收　5.1 概述　5.2 吸收設(shè)備 　5.3 氣液相平衡　5.4 傳質(zhì)機(jī)理與傳質(zhì)速率　5.5 低濃度氣體的吸收　5.6 傳質(zhì)單元 　5.7 吸收動力學(xué)數(shù)據(jù) 　5.8 吸收塔的計(jì)算　5.9 化學(xué)吸收 　本章符號說明　習(xí)題第6章 蒸餾　6.1 二元物系的汽液相平衡　6.2 蒸餾方式　6.3 二元連續(xù)精餾的分析和計(jì)算　6.4 精餾裝置的熱量衡算 　6.5 多元精餾的概念 　6.6 特殊蒸餾　6.7 蒸餾設(shè)備　本章符號說明　習(xí)題第7章 干燥　7.1 濕空氣的性質(zhì)及濕度圖　7.2 干燥器的物料衡算及熱量衡算 　7.3 干燥速度和干燥時(shí)間　7.4 干燥設(shè)備　本章符號說明　習(xí)題第8章 其他分離過程 　8.1 萃取分離 　8.2 吸附分離　8.3 膜分離　本章符號說明 　習(xí)題主要參考文獻(xiàn) 附錄　附錄1 單位換算　附錄2 某些氣體的重要物理性質(zhì)　附錄3 某些液體的重要物理性質(zhì)　附錄4 某些固體材料的重要物理性質(zhì) 　附錄5 水的重要物理性質(zhì)　附錄6 干空氣的物理性質(zhì)（101.33 kPa下） 　附錄7 水的飽和蒸氣壓（－20～100　℃） 　附錄8 飽和水蒸氣表（按溫度排列）　附錄9 飽和水蒸氣表（按壓力排列）　附錄10 水的黏度（0～100　℃）　附錄11 液體黏度共線圖　附錄12 氣體黏度共線圖（常壓下用） 　附錄13 液體比熱容共線圖 　附錄14 氣體比熱容共線圖（常壓下用）　附錄15 液體汽化潛熱共線圖 　附錄16 管子規(guī)格　附錄17 IS型單級單吸離心泵性能（摘錄） 　附錄18 8-18-9-27離心通風(fēng)機(jī)綜合特性曲線圖 　附錄19 換熱器　附錄20 常用篩子的規(guī)格　附錄21 若干氣體在水中的亨利系數(shù)　附錄22 氨在水中的溶解度習(xí)題參考答案

章節(jié)摘錄

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