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绪论1

第一章 流体力学基础6

1.1 概述6

1.2 流体静力学及其应用8

1.2.1 静止流体所受的力8

1.2.2 流体静力学基本方程9

1.2.3 静力学原理在压力和压力差测量上的应用11

1.3.1 基本概念14

1.3 流体流动的基本方程14

1.3.2 质量衡算方程——连续性方程20

1.3.3 运动方程24

1.3.4 总能量衡算和机械能衡算方程34

1.4 管路计算53

1.4.1 简单管路53

1.4.2 复杂管路58

1.4.3 管网简介64

1.4.4 可压缩流体的管路计算64

1.5.1 普兰特边界层理论68

1.5 边界层及边界层方程68

1.5.2 普兰特边界层方程70

1.5.3 边界层积分动量方程及其应用72

1.5.4 边界层分离77

1.6 湍流78

1.6.1 湍流特点及其研究方法78

1.6.2 湍流应力80

1.7 流速、流量测量82

1.7.1 变压头流量计82

1.7.2 变截面流量计86

本章主要符号说明89

参考文献90

习题90

第二章 流体输送机械98

2.1 概述98

2.2 速度式流体输送机械98

2.2.1 离心式流体输送机械的基本方程98

2.2.2 离心泵与离心通风机的结构、工作原理与分类100

2.2.3 离心泵与离心通风机的性能102

2.2.4 离心泵与离心通风机的特性曲线104

2.2.5 离心泵与离心通风机的工作点和流量调节106

2.2.6 离心泵与离心通风机的安装和选用109

2.2.7 离心鼓风机与离心压缩机114

2.2.8 轴流泵和轴流通风机114

2.2.9 旋涡泵115

2.3 容积式流体输送机械115

2.3.1 往复式流体输送机械工作原理115

2.3.2 往复泵117

2.3.3 往复压缩机119

2.3.4 回转式流体输送机械123

2.4 真空泵125

2.4.1 真空泵的典型结构和分类126

2.4.2 真空泵性能及选用127

2.5 流体输送机械的特点127

参考文献129

本章主要符号说明129

习题130

第三章 机械分离与固体流态化132

3.1 过滤132

3.1.1 概述132

3.1.2 过滤基本方程133

3.1.3 过滤常数的测定136

3.1.4 滤饼洗涤137

3.1.5 过滤设备及过滤计算138

3.2.1 沉降速度147

3.2 沉降147

3.2.2 重力沉降设备150

3.2.3 离心沉降设备153

3.2.4 离心机156

3.3 固体流态化159

本章主要符号说明163

参考文献164

习题164

4.1.1 基本概念166

4.1 概述166

第四章 热量传递基础166

4.1.2 热量传递的三种基本方式167

4.2 热传导169

4.2.1 热传导的基本定律——傅里叶定律169

4.2.2 导热系数169

4.2.3 热传导微分方程及其定解条件171

4.2.4 稳态热传导174

4.2.5 非稳态热传导180

4.2.6 热传导问题的数值解法185

4.3 对流传热190

4.3.1 概述190

4.3.2 层流流动对流传热的近似分析解法193

4.3.3 因次分析法在对流传热中的应用198

4.3.4 管内强制对流传热200

4.3.5 管外强制对流传热206

4.3.6 自然对流传热210

4.4.1 冷凝传热212

4.4 冷凝与沸腾传热212

4.4.2 影响冷凝传热的因素和冷凝传热的强化216

4.4.3 沸腾传热过程218

4.4.4 影响沸腾传热的因素及强化途径222

4.5 辐射传热223

4.5.1 热辐射的基本概念223

4.5.2 辐射基本定律225

4.5.3 固体间的辐射传热227

4.5.4 气体的热辐射236

4.5.5 对流与辐射的复合传热239

本章主要符号说明241

参考文献242

习题242

第五章 传热过程计算与换热器245

5.1 传热过程分析245

5.2 传热过程的基本方程246

5.2.1 热量衡算方程246

5.2.2 传热速率方程247

5.2.3 总传热系数与壁温计算248

5.3 传热过程的平均温差计算252

5.4 传热效率和传热单元数258

5.5 换热器计算的设计型和操作型问题264

5.6 传热系数变化的传热过程计算269

5.7 换热器270

5.7.1 换热器的分类270

5.7.2 间壁式换热器272

5.7.3 列管式换热器的选用与设计原则279

5.7.4 换热器的传热强化途径283

本章主要符号说明285

参考文献285

习题286

第六章 蒸发289

6.1 概述289

6.2 蒸发器及辅助设备290

6.2.1 蒸发器的结构及特点290

6.2.2 除沫器、冷凝器和真空装置296

6.3.1 蒸发中的温度差损失297

6.3 蒸发计算基础297

6.3.2 蒸发过程的传热系数300

6.3.3 溶液的浓缩热及焓浓图301

6.4 单效蒸发的计算302

6.4.1 蒸发器的物料衡算302

6.4.2 蒸发器的热量衡算302

6.4.3 蒸发器的传热面积304

6.5 多效蒸发304

6.5.1 多效蒸发的流程304

6.5.2 多效蒸发的优缺点307

6.5.3 多效蒸发计算309

6.6 提高蒸发经济性的其他措施312

本章主要符号说明314

参考文献315

习题315

第七章 质量传递基础317

7.1 概述317

7.1.1 化工生产中的传质过程317

7.1.2 相组成的表示法318

7.2 分子传质321

7.2.1 费克定律321

7.2.2 扩散系数323

7.3 一维稳定分子扩散329

7.3.1 无化学反应的一维稳定分子扩散329

7.3.2 伴有化学反应的稳定分子扩散334

7.4 对流传质336

7.4.1 对流传质系数及相关重要准数336

7.4.2 对流传质系数的关联式339

7.5 传质设备简介340

本章主要符号说明342

参考文献343

习题343

第八章 气体吸收345

8.1 概述345

8.2 吸收过程相平衡基础347

8.2.1 气液相平衡关系347

8.2.2 亨利定律349

8.3 吸收过程模型及传质速率方程350

8.3.1 双膜模型在吸收中的应用350

8.3.2 传质速率方程352

8.4 吸收(或脱吸)塔计算356

8.4.1 物料衡算和操作线方程357

8.4.2 吸收剂用量的确定359

8.4.3 低浓度气体吸收时的填料层高度360

8.4.4 填料塔的设计型计算和操作型分析369

8.4.5 高浓度气体吸收时填料层高度的计算373

8.4.6 塔板数376

8.4.7 解吸(脱吸)379

8.5 其他类型吸收381

8.5.1 多组分吸收381

8.5.2 化学吸收384

8.5.3 非等温吸收385

本章主要符号说明386

参考文献387

习题388

第九章 蒸馏391

9.1 概述391

9.2 二元物系的气液相平衡392

9.3 蒸馏方式398

9.3.1 简单蒸馏399

9.3.2 平衡蒸馏401

9.3.3 精馏402

9.4.1 全塔物料衡算404

9.4 二元连续精馏的分析和计算404

9.4.2 操作线方程405

9.4.3 加料线方程409

9.4.4 精馏塔的设计型计算414

9.4.5 精馏塔的操作型分析和计算427

9.4.6 二元连续精馏的其他流程432

9.5 其他精馏方式439

9.5.1 水蒸气蒸馏439

9.5.2 间歇精馏441

9.5.3 恒沸精馏和萃取精馏447

9.5.4 反应精馏451

9.6 多元精馏452

9.6.1 多元精馏的特点452

9.6.2 多元连续精馏的计算简介454

本章主要符号说明460

参考文献462

习题462

10.1.1 填料塔与填料466

10.1 填料塔466

第十章 气液传质设备466

10.1.2 填料塔的流体力学性能与传质性能472

10.1.3 填料塔的附属结构480

10.2 板式塔483

10.2.1 板式塔的塔型简介483

10.2.2 板式塔的操作原理485

10.2.3 板式塔塔径的估算485

10.2.4 塔板流动型式488

10.2.5 塔板的共同结构489

10.2.6 筛板塔的结构设计492

10.2.7 筛板塔上流体力学计算494

10.2.8 浮阀塔的设计498

10.2.9 新型塔设备简介507

10.3 塔设备的比较和选型509

本章主要符号说明510

参考文献511

习题512

11.1.1 液液萃取概述513

11.1 液液萃取513

第十一章 液液萃取和固液萃取513

11.1.2 三角形相图514

11.1.3 选择性系数及萃取剂的选择516

11.1.4 单级萃取518

11.1.5 多级错流萃取521

11.1.6 多级逆流萃取524

11.1.7 连续接触逆流萃取527

11.1.8 萃取设备528

11.2.1 固液萃取概述531

11.2 固液萃取(浸取)531

11.2.2 萃取理论级的图解计算532

本章主要符号说明536

参考文献537

习题537

第十二章 干燥539

12.1 概述539

12.2 湿空气的性质及湿度图540

12.2.1 湿空气的性质540

12.2.2 湿空气的湿度图547

12.2.3 湿度图的应用550

12.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算552

12.3.1 湿物料中含水率的表示方法553

12.3.2 物料衡算553

12.3.3 热量衡算554

12.4 干燥速率和干燥时间564

12.4.1 物料中的水分564

12.4.2 干燥速率和干燥时间的计算565

12.5.1 常用工业干燥器574

12.5 干燥器574

12.5.2 干燥操作条件的确定577

本章主要符号说明579

参考文献580

习题580

第十三章 其他分离过程584

13.1 吸附584

13.1.1 概述584

13.1.2 吸附平衡585

13.1.3 吸附设备及计算587

13.2 膜分离601

13.2.1 概述601

13.2.2 分离膜与膜组件603

13.2.3 反渗透与纳滤608

13.2.4 超滤与微滤614

13.2.5 渗透气化与蒸气渗透622

13.2.6 气体分离626

13.2.7 膜接触器633

13.2.8 电渗析637

13.2.9 膜组件特性及膜污染防治646

本章主要符号说明651

参考文献653

习题654

附录657

一、矢量、张量基本运算公式657

二、单位换算表657

三、空气的重要物性661

四、水的重要物性662

五、饱和水蒸气的物性665

六、某些气体的重要物性668

七、某些液体及溶液的物性674

八、某些固体的性质684

九、管子规格685

十、离心泵的规格687

十一、列管式换热器规格689

十二、壁面污垢热阻(污垢系数)689