化工原理

內(nèi)容概要

　　《高等院校系列教材·“十二五”化學(xué)類專業(yè)本科規(guī)劃教材：化工原理》課程作為化工類及相關(guān)專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，是理論與實(shí)踐連接的紐帶課程，在培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、創(chuàng)新能力和實(shí)踐技能中具有重要的作用。伴隨著我國(guó)高等學(xué)校的擴(kuò)招和本科教學(xué)內(nèi)容與課程體系的改革，對(duì)化學(xué)類專業(yè)及普通高校非化工類專業(yè)《化工原理》課程的教學(xué)內(nèi)容提出了新的要求。結(jié)合多年一線教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)，本教材在內(nèi)容編排中，以基本化工單元操作為主線，注重基礎(chǔ)理論的闡述，重點(diǎn)介紹化工單元操作的基本原理、典型設(shè)備結(jié)構(gòu)特性及工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，考慮到內(nèi)容的相關(guān)性和適用范圍，將流體輸送機(jī)械的內(nèi)容并人流體流動(dòng)單元，作為流體流動(dòng)對(duì)應(yīng)設(shè)備專設(shè)一節(jié)介紹，刪除了一般《化工原理》教材中的蒸發(fā)、萃取、攪拌、流態(tài)化等內(nèi)容，同時(shí)注重化學(xué)工程學(xué)科與化學(xué)、材料、食品、環(huán)境和生物等領(lǐng)域的交叉融合，強(qiáng)化該課程的工程基礎(chǔ)學(xué)科的作用?！　”窘滩目晒┐髮W(xué)本科60~90學(xué)時(shí)化工原理課程的教學(xué)選用，如化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、環(huán)境科學(xué)與工程、食品科學(xué)與工程、材料科學(xué)與工程、生物工程等相關(guān)專業(yè)。本教材內(nèi)容包括流體流動(dòng)、非均相物系分離、傳熱、精餾、吸收、干燥等單元操作。

書籍目錄

1 緒論1.1 化工過(guò)程與單元操作1.2 化工原理課程的內(nèi)容、研究方法和任務(wù)1.2.1 化工原理課程的性質(zhì)和基本內(nèi)容1.2.2 化工原理課程的研究方法1.2.3 化工原理課程的任務(wù)1.3 單位制與單位換算1.3.1 單位和單位制1.3.2 單位換算1.4 物料衡算與能量衡算1.4.1 物料衡算1.4.2 能量衡算2 流體流動(dòng)2.1 概述2.2 流體物理性質(zhì)2.2.1 連續(xù)介質(zhì)模型2.2.2 流體的密度與可壓縮性2.2.3 流體的黏度2.3 流體靜力學(xué)2.3.1 靜止流體的壓強(qiáng)2.3.2 流體靜力學(xué)基本方程2.3.3 流體靜力學(xué)基本方程的應(yīng)用2.4 流體流動(dòng)的基本方程2.4.1 流速與流量2.4.2 穩(wěn)態(tài)流動(dòng)與非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)2.4.3 連續(xù)性方程2.4.4 伯努利方程2.5 流體的流動(dòng)現(xiàn)象2.5.1 流體的流動(dòng)類型與雷諾數(shù)2.5.2 湍流的基本特征2.5.3 流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的速度分布2.5.4 邊界層及邊界層分離2.6 流體在管內(nèi)流動(dòng)的阻力損失2.6.1 直管阻力損失的計(jì)算2.6.2 屙部阻力損失的計(jì)算2.7 管路計(jì)算2. 7.1 簡(jiǎn)單管路2.7.2 復(fù)雜管路2.8 流量測(cè)量2. 8.1 測(cè)速管2.8.2 節(jié)流式流量計(jì)2.8.3 變截面流量計(jì)2.9 流體輸送機(jī)械2. 9.1 離心泵2.9.2 離心式通風(fēng)機(jī)2.9.3 其他類型的流體輸送機(jī)械3 非均相混合物的分離3.1 概述3.2 重力沉降分離原理及設(shè)備3. 2.1 曳力和曳力系數(shù)3.2.2 重力沉降過(guò)程3.2.3 重力沉降設(shè)備3.3 離心沉降分離原理及設(shè)備3.3.1 離心沉降過(guò)程3.3.2 離心沉降分離設(shè)備3.4 過(guò)濾3.4.1 過(guò)濾的基本概念3.4.2 過(guò)濾操作的基本原理3.4.3 恒壓過(guò)濾3.4.4 恒速過(guò)濾3.4.5 過(guò)濾設(shè)備及其生產(chǎn)能力4 傳熱4.1 概述4.1.1 傳熱過(guò)程的應(yīng)用4.1.2 熱量傳遞的基本方式4.1.3 熱量傳遞的基本概念4.2 熱傳導(dǎo)4. 2.1 傅里葉定律和熱導(dǎo)率4.2.2 平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)4.2.3 圓筒壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)4.3 對(duì)流傳熱4. 3.1 對(duì)流傳熱分析4.3.2 對(duì)流傳熱速率方程和對(duì)流傳熱系數(shù)4.3.3 無(wú)相變時(shí)流體的對(duì)流傳熱關(guān)聯(lián)式4.3.4 流體有相變時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)4.4 熱輻射4. 4.1 熱輻射的基本概念4.4.2 物體的輻射能力與斯蒂芬-玻耳茲曼定律4.4.3 克?；舴蚨?.5 兩流體間傳熱過(guò)程的計(jì)算4. 5.1 熱量衡算4.5.2 總傳熱速率微分方程和總傳熱系數(shù)4.5.3 總傳熱速率方程和傳熱平均溫度差4.5.4 壁溫估算4.5.5 傳熱計(jì)算示例4.6 換熱器4. 6.1 換熱器的分類4.6.2 間壁式換熱器的類型4.6.3 傳熱過(guò)程的強(qiáng)化4.6.4 列管式換熱器的設(shè)計(jì)和選用5 蒸餾5.1 雙組分溶液的汽液相平衡5.1.1 理想溶液汽液相平衡……6 吸收7 干燥附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　?。?）織物介質(zhì)（又稱濾布），是由棉、毛、絲、麻等天然纖維及合成纖維制成的織物，以及由玻璃絲、金屬絲等織成的網(wǎng)。這類介質(zhì)能截留顆粒的最小直徑為5-65μm?？椢锝橘|(zhì)在工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛?！　。?）堆積介質(zhì)，由各種固體顆粒（沙、木炭、石棉、硅藻土）或非編織纖維等堆積而成，多用于深床過(guò)濾中?！　。?）多孔固體介質(zhì)，具有很多微細(xì)孔道的固體材料，如多孔陶瓷、多孔塑料及多孔金屬制成的管或板?！　。?）多孔膜，用于膜過(guò)濾的各種有機(jī)高分子膜和無(wú)機(jī)材料膜。廣泛應(yīng)用的有聚醋酸纖維素和芳香聚酰胺系兩大類有機(jī)高分子膜。　　3.助濾劑　　如果顆粒是不易變形的堅(jiān)硬固體（如硅藻土、碳酸鈣等），則當(dāng)濾餅兩側(cè)的壓強(qiáng)差增大時(shí)，顆粒的形狀和顆粒間的空隙不會(huì)發(fā)生明顯變化，這類濾餅稱為不可壓縮濾餅。相反，如果濾餅中的固體顆粒（如膠體物質(zhì)）受壓會(huì)發(fā)生變形，使濾餅中流動(dòng)通道變小，阻力增大，這類濾餅為可壓縮濾餅。另外，懸浮液含有很細(xì)的顆粒，它們可能進(jìn)入過(guò)濾介質(zhì)的孔隙，使介質(zhì)的空隙減小，阻力增加。對(duì)于這兩種情況，為了降低可壓縮濾餅的過(guò)濾阻力，可加入助濾劑（filteraid）以改變?yōu)V餅結(jié)構(gòu)?！　≈鸀V劑是某種質(zhì)地堅(jiān)硬、能形成疏松餅層的固體顆?；蚶w維狀物質(zhì)，將其混入懸浮液或預(yù)涂在過(guò)濾介質(zhì)上，可以改善餅層的性能，使濾液暢流。一般只有在以獲得清凈濾液為目的時(shí)，才使用助濾劑。常用的助濾劑有粒狀（硅藻土、珍珠巖粉、炭粉或石棉粉等）和纖維狀（纖維素、石棉等）兩大類。對(duì)助濾劑的基本要求如下：　?。?）應(yīng)是能形成多孔餅層的剛性顆粒，使濾餅有良好的滲透性及較低的流動(dòng)阻力?！　。?）應(yīng)具有化學(xué)穩(wěn)定性，不與懸浮液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也不溶于液相中。　?。?）在過(guò)濾操作的壓強(qiáng)差范圍內(nèi)，應(yīng)具有不可壓縮性，以保持濾餅有較高的空隙率。3.4.2過(guò)濾操作的基本原理過(guò)濾實(shí)際上是濾液通過(guò)濾餅和過(guò)濾介質(zhì)的流動(dòng)過(guò)程，所以對(duì)過(guò)濾原理的研究仍以流體力學(xué)理論為基礎(chǔ)。由于流體通過(guò)由大量固體顆粒裝填而成的顆粒床層進(jìn)行流動(dòng)，顆粒的形狀、堆積的疏密程度等因素都會(huì)影響流動(dòng)，因此有必要先學(xué)習(xí)顆粒床層的特性。1.顆粒床層的特性大量固體顆粒堆積在一起便形成顆粒床層，流體流經(jīng)顆粒床層時(shí)，顆粒靜止不動(dòng)，此時(shí)的床層稱為固定床；若流體自下而上流過(guò)顆粒床層，流速增大后，流體對(duì)顆粒的曳力將把顆粒托起，能在一定的流速范圍內(nèi)使顆粒懸浮于流體中，呈流化狀態(tài)，這樣的床層稱為流化床?！　　?/pre>








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