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第一章 化学工业与化学工程1

第一节 化学工业概述1

一、化学工业的重要性及其发展1

二、化学工业的分类及其特点1

三、化工产品的市场及其前景3

第二节 化学工程的发展趋势3

一、化学工程的兴起与发展4

二、化学工程的前沿研究领域5

第三节 化工过程与单元操作6

一、化工过程简介6

二、化工单元操作7

第四节 化工过程开发简介7

一、化工过程开发的基本要求7

二、化学实验与化工生产过程的联系与区别8

三、化工过程开发步骤9

四、化工过程开发最优化概念11

第五节 化工数据12

一、化工数据的分类12

二、单位与单位制12

三、单位换算13

第二章 流体流动过程14

第一节 概述14

第二节 流体静力学基本方程式14

一、流体的热力学属性14

二、流体静力学基本方程式16

三、流体静力学基本方程式的讨论17

四、流体静力学基本方程式的应用17

第三节 流体流动的基本方程式19

一、流体的流动属性19

二、流体的运动状态20

三、连续性方程式20

四、伯努利方程式21

第四节 管内流体流动现象24

一、牛顿粘性定律与流体的粘度24

二、流体流动的内部结构25

第五节 管内流体流动的阻力28

一、流体在直管中的流动阻力28

二、流体在非圆形管内的流动阻力31

三、局部阻力32

第六节 管路计算 计算机在管路计算中的应用33

一、简单管路33

二、复杂管路37

第七节 流量的测量40

一、孔板流量计41

二、文丘里流量计43

三、测速管43

四、转子流量计44

第八节 流体输送机械45

一、离心泵45

二、其他类型的化工用泵53

三、泵的选择55

四、气体输送机械56

习题61

第三章 传热65

第一节 概述65

一、热量传递的三种基本方式65

二、传热过程在化工生产中的应用66

三、传热学与热力学的关系66

第二节 热传导66

一、热传导方程67

二、传导传热计算68

第三节 对流传热75

一、对流传热分析75

二、壁面和流体间的对流传热速率76

三、管内湍流流动的传热膜系数77

四、管外湍流流动的传热膜系数79

五、大空间内自然对流的传热膜系数80

第四节 传热计算81

一、换热器的热负荷计算81

二、传热平均温度差的计算82

三、总传热系数89

四、效率——传热单元数法93

第五节 热交换器97

一、间壁式换热器的类型97

二、板式换热器99

三、换热器发展概况100

第六节 传热过程的强化101

第七节 管壳式换热器的设计与选用103

一、确定设计方案的基本原则103

二、设计内容104

三、管壳式换热器的选用104

第四章 吸收107

第一节 概述107

一、吸收在化工生产中的应用107

二、吸收剂的选择107

三、吸收设备与吸收操作107

第二节 吸收过程的相平衡关系108

一、气体在液体中的溶解度108

二、亨利定律108

第三节 吸收过程机理111

一、物质在单相中的扩散111

二、双膜理论112

第四节 吸收速率方程113

一、气膜吸收速率方程114

二、液膜吸收速率方程114

三、总吸收速率方程115

四、总传质系数与膜传质系数的关系115

第五节 填料吸收塔计算118

一、物料衡算、操作线方程118

二、吸收剂用量的确定119

三、填料塔塔径的计算120

四、填料层高度的计算120

第六节 填料塔124

一、填料塔的构造和填料124

二、填料塔的流体力学特性126

三、填料塔的附件128

习题131

第五章 精馏133

第一节 概述133

第二节 精馏的基本原理133

一、双组分溶液的气液相平衡134

二、相对挥发度136

三、精馏原理138

第三节 双组分连续精馏塔的计算139

一、全塔物料衡算139

二、精馏段物料衡算和精馏段操作线方程140

三、提馏段物料衡算和提馏段操作线方程140

四、加料板的物料衡算与热量衡算141

五、理论塔板数的计算145

六、塔板效率与实际塔板数152

七、塔高、塔径及板压降的计算153

第四节 间歇精馏155

一、馏出液浓度维持恒定的操作155

二、回流比维持恒定的操作156

第五节 特殊精馏156

一、恒沸精馏157

二、萃取精馏157

第六节 精馏塔及其选择158

一、有溢流装置的板式塔158

二、无溢流装置的板式塔161

三、新型塔板161

四、精馏装置的选择163

习题164

第六章 萃取166

第一节 概述166

一、液-液萃取简介166

二、萃取过程的适用性与经济性166

三、萃取技术在工业上的应用167

四、萃取剂的选择与发展167

五、萃取基本流程167

第二节 三元体系的液-液平衡关系169

一、三角形坐标169

二、杠杆规则170

三、三角形相图171

第三节 萃取过程的计算173

一、单级萃取的计算173

二、多级错流萃取的计算174

三、多级逆流萃取的计算175

第四节 液-液萃取设备及其选择179

一、混合-澄清萃取器179

二、离心式萃取设备180

三、塔式萃取设备181

四、液-液萃取设备的选择184

习题184

第七章 新型分离技术186

第一节 膜分离技术186

一、膜分离技术的发展186

二、膜及膜分离技术的定义和分类186

三、膜过滤的基本概念188

四、膜过滤的基本理论189

五、膜组件的结构及其特点190

六、超滤和反渗透的应用192

第二节 超临界流体萃取192

一、超临界流体的性质192

二、超临界流体萃取过程193

三、超临界流体萃取的应用194

第八章 化学反应工程学——反应器基本原理196

第一节 概述196

一、化学反应工程学的基本任务和研究方法196

二、化学反应过程和化学反应器的分类196

三、理想均相反应器202

第二节 物料在反应器内的流动模型203

一、理想流动模型204

二、非理想流动模型206

第三节 理想均相反应器计算206

一、基本原理206

二、间歇反应器207

三、活塞流反应器209

四、全混流反应器214

五、多级全混流反应器216

第四节 非理想流动219

一、实际反应器对理想类型的偏离219

二、停留时间分布的表示方法219

三、停留时间分布的实验测定220

四、停留时间分布的数字特征222

五、理想反应器中的停留时间分布223

六、非理想反应器中的停留时间分布225

七、停留时间分布曲线的应用228

第五节 气-固相催化反应器231

一、气-固催化反应过程231

二、气-固催化反应动力学232

三、固定床催化反应器简介234

四、流化床反应器简介235

习题236

附录239

一、物理量的单位、量纲与换算239

二、水的重要物理性质240

三、水在不同温度下的粘度(0℃～100℃)241

四、饱和水蒸气性质(以温度为准)242

五、饱和水蒸气的性质(以压强为准)243

六、低压流体输送用焊接钢管规格244

七、泵规格245

八、物质的热导率248

九、几种气体溶于水时的亨利系数249

十、物质的扩散系数249

主要参考文献251