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绪论1

0.1　化工生产过程1

0.2　单元操作2

0.3　本门课程的性质、内容和任务3

0.4　本课程解决问题的主要方法4

0.4.1　物料衡算4

0.4.2　能量衡算5

0.4.3　平衡关系5

0.4.4　过程速率6

0.5　单位的正确使用6

思考题7

上篇11

第1章　流体输送11

学习目标11

1.1　概述11

1.1.1　流体输送在化工生产中的应用12

1.1.2　常见流体输送方式12

1.1.3　流体的物理性质及测定13

1.2　输送任务的表达18

1.2.1　流量与流速18

1.2.2　流量方程式19

1.2.3　连续性方程19

1.3　化工管路21

1.3.1　化工管路的构成与标准化21

1.3.2　化工管路的布置与安装24

1.4　伯努利方程及其应用26

1.4.1　伯努利方程26

1.4.2　伯努利方程的应用29

1.5　流体输送时的流动阻力34

1.5.1　流体阻力产生的原因34

1.5.2　流体阻力计算34

1.5.3 管路设计时减少流体阻力的措施43

1.6　流量测量43

1.6.1　孔板流量计43

1.6.2　文丘里流量计45

1.6.3　转子流量计45

1.7　流体输送设备46

1.7.1　离心泵46

1.7.2　其他类型泵58

1.7.3　往复式压缩机61

1.7.4　离心式压缩机63

1.7.5　其他气体压送机械65

思考题67

习题68

本章主要符号说明73

第2章 传热74

学习目标74

2.1　概述74

2.1.1　传热在化工生产中的应用74

2.1.2　传热过程的类型75

2.1.3　载热体及其选择75

2.1.4　工业换热方法75

2.2　传热的基本方式76

2.2.1　传导传热76

2.2.2　对流传热77

2.2.3　辐射传热77

2.3　间壁传热77

2.3.1　总传热速率方程及其应用77

2.3.2　传热速率78

2.3.3　传热推动力的计算81

2.3.4　传热系数的获取方法84

2.3.5　强化与削弱传热96

2.3.6　传热计算举例98

2.4　换热器101

2.4.1　换热器的分类101

2.4.2　间壁式换热器简介101

2.4.3　列管换热器的型号与系列标准107

2.4.4　列管式换热器的选用与设计原则108

2.4.5　换热器的使用与维护110

思考题113

习题114

本章主要符号说明115

第3章　冷冻116

学习目标116

3.1　概述116

3.1.1　工业生产中的冷冻操作116

3.1.2　人工制冷方法116

3.2　压缩制冷基本原理117

3.2.1　单级压缩蒸发制冷的工作过程117

3.2.2　操作温度的选择118

3.2.3　多级压缩制冷119

3.3　冷冻能力120

3.3.1　冷冻能力的表示120

3.3.2　标准冷冻能力121

3.4　冷冻剂与载冷体122

3.4.1　冷冻剂122

3.4.2　载冷体123

3.5　压缩制冷装置124

3.5.1　压缩机124

3.5.2　冷凝器124

3.5.3　蒸发器125

3.5.4　节流膨胀阀126

思考题126

本章符号说明126

下篇129

第4章　非均相物系分离129

学习目标129

4.1　概述129

4.1.1　非均相物系分离在化工生产中的应用129

4.1.2　常见非均相物系分离的方法130

4.2　沉降130

4.2.1　重力沉降131

4.2.2　离心沉降135

4.3　过滤139

4.3.1　过滤的基本知识139

4.3.2　过滤设备142

4.4　气体的其他净制方法145

4.4.1　惯性除尘器145

4.4.2　静电除尘器145

4.4.3　文丘里除尘器145

4.4.4　泡沫除尘器146

4.4.5　袋滤器146

4.5　非均相物系分离方法的选择146

4.5.1　气体非均相物系146

4.5.2　液体非均相物系146

思考题147

习题147

本章主要符号147

第5章　蒸馏148

学习目标148

5.1　概述148

5.1.1　蒸馏在化工生产中的应用148

5.1.2　气液相平衡149

5.1.3　精馏原理和流程153

5.2　精馏的物料衡算154

5.2.1　全塔物料衡算154

5.2.2　精馏段物料衡算155

5.2.3　提馏段物料衡算155

5.2.4　加料板物料衡算156

5.3　塔板数的确定158

5.3.1　实际板数与板效率158

5.3.2　理论板数的确定方法158

5.4　连续精馏的操作分析162

5.4.1　进料状况对精馏的影响163

5.4.2　回流比的影响164

5.4.3　操作温度及压力的影响166

5.5　精馏过程的热量平衡与节能167

5.5.1　热量衡算167

5.5.2　节能措施168

5.6　其他蒸馏方式170

5.6.1　简单蒸馏170

5.6.2　闪蒸170

5.6.3　间歇精馏171

5.6.4　多组分精馏171

5.6.5　特殊精馏172

5.7　精馏设备173

5.7.1　板式塔174

5.7.2　辅助设备176

5.8　精馏塔的操作177

5.8.1　操作步骤177

5.8.2　不正常现象及处理177

思考题178

习题179

本章主要符号180

第6章　气体吸收181

学习目标181

6.1　概述181

6.1.1　气体吸收在化工生产中的应用181

6.1.2　气体吸收的分类183

6.1.3　吸收剂的选择183

6.2　从溶解相平衡看吸收操作184

6.2.1　气液相平衡关系184

6.2.2　吸收条件190

6.2.3　气液相平衡关系对吸收操作的意义191

6.3　吸收速率192

6.3.1　传质基本方式192

6.3.2　双膜理论193

6.3.3　吸收速率195

6.3.4　影响吸收速率的因素197

6.4　吸收的物料衡算199

6.4.1　全塔物料衡算200

6.4.2　吸收操作线201

6.4.3　吸收剂用量203

6.5　塔径的计算206

6.6　填料层高度的确定206

6.6.1　填料层高度的确定方法207

6.6.2　填料层高度的计算209

6.7　吸收操作分析214

6.7.1　影响吸收操作的因素214

6.7.2　吸收塔的操作218

6.8　其他吸收与解吸219

6.8.1　化学吸收219

6.8.2　高浓度吸收220

6.8.3　多组分吸收220

6.8.4　解吸221

6.9　吸收设备224

6.9.1　填料塔224

6.9.2　填料224

6.9.3　辅助设备231

6.9.4　填料塔的流体力学性能233

思考题235

习题236

本章主要符号237

第7章　干燥239

学习目标239

7.1　概述239

7.1.1 干燥在工业生产中的应用及干燥方法239

7.1.2　对流干燥的条件和流程241

7.2　湿空气的性质242

7.2.1　湿度242

7.2.2　相对湿度242

7.2.3　比体积243

7.2.4 比热容244

7.2.5 比焓244

7.2.6　干球温度244

7.2.7　露点244

7.2.8　湿球温度245

7.2.9　绝热饱和温度245

7.3　湿空气的湿度图246

7.3.1　H-I图的构成246

7.3.2　H-I图的应用248

7.4　湿物料中水分的性质250

7.4.1　湿物料含水量的表示方法250

7.4.2　平衡水分与自由水分250

7.4.3　结合水分与非结合水分251

7.5　干燥过程的物料衡算252

7.5.1　干燥产品流量G2252

7.5.2　水分蒸发量W252

7.5.3　空气消耗量L252

7.6　干燥速率253

7.6.1　干燥速率253

7.6.2　影响干燥速率的因素255

7.7　干燥设备255

7.7.1　对干燥设备的基本要求255

7.7.2　干燥器的选择256

7.7.3　常用的工业干燥器258

7.8　干燥器的操作261

7.8.1　干燥过程控制的参数261

7.8.2　典型干燥器的操作262

思考题263

习题264

本章主要符号说明264

第8章　蒸发266

学习目标266

8.1　概述266

8.1.1　蒸发在工业生产中的应用266

8.1.2　蒸发的类型与特点266

8.2　单效蒸发267

8.2.1　单效蒸发流程267

8.2.2　单效蒸发计算268

8.3　多效蒸发271

8.3.1　多效蒸发对节能的意义271

8.3.2　多效蒸发流程272

8.4　蒸发设备273

8.4.1 自然循环型蒸发器274

8.4.2　强制循环蒸发器275

8.4.3　膜式蒸发器276

8.4.4　浸没燃烧蒸发器277

8.5　蒸发器的操作278

8.5.1　蒸发操作的几个问题278

8.5.2　典型蒸发器的操作279

思考题281

习题281

本章主要符号说明282

第9章　结晶283

学习目标283

9.1　概述283

9.1.1　结晶及其工业应用283

9.1.2　固液体系相平衡284

9.1.3　晶核的形成286

9.1.4　晶体的成长287

9.2　结晶方法288

9.2.1　冷却结晶288

9.2.2　蒸发结晶288

9.2.3　真空冷却结晶288

9.2.4　盐析结晶289

9.2.5　反应沉淀结晶289

9.2.6　升华结晶289

9.2.7　熔融结晶289

9.3　结晶设备与操作289

9.3.1　常见结晶设备289

9.3.2　结晶操作要求293

思考题294

习题294

第10章　萃取295

学习目标295

10.1　概述295

10.1.1　萃取在化工生产中的应用295

10.1.2　萃取剂的选择296

10.1.3　萃取操作流程297

10.2　部分互溶物系的相平衡299

10.2.1　部分互溶物系的相平衡300

10.2.2　单级萃取在相平衡图上的表示306

10.3　萃取设备311

10.3.1　塔式萃取设备312

10.3.2　萃取塔的操作316

10.4　超临界流体萃取技术318

10.4.1　超临界流体萃取技术的发展与特点318

10.4.2　超临界流体萃取原理319

10.4.3　超临界流体萃取过程简介320

10.4.4　超临界流体萃取的工业应用322

思考题323

习题323

本章主要符号324

第11章　新型单元操作简介325

学习目标325

11.1　膜分离325

11.1.1　概述325

11.1.2　膜分离装置与工艺327

11.1.3　典型膜分离过程及应用330

11.2　吸附333

11.2.1　概述333

11.2.2　吸附速率334

11.2.3　吸附工艺简介335

11.3　色谱分离技术337

11.3.1　概述337

11.3.2　色谱分配系数339

11.3.3　柱色谱的分离过程及应用339

思考题340

第12章　分离方法的选择342

学习目标342

12.1　分离方法的比较342

12.2　分离方法的选择342

12.2.1　经济合理性342

12.2.2　技术可行性343

12.2.3　系统适应性343

12.2.4　方法可靠性344

12.2.5　公共安全性344

附录345

一、中华人民共和国法定计量单位（摘录）345

二、某些气体的重要物理性质346

三、某些液体的重要物理性质347

四、干空气的物理性质（101.33kPa）348

五、水的物理性质349

六、常用固体材料的密度和比热容350

七、饱和水蒸气（以温度为基准）351

八、饱和水蒸气（以压力为基准）352

九、某些液体的热导率354

十、某些气体和蒸气的热导率355

十一、某些固体材料的热导率356

十二、液体的黏度共线图357

十三、101.33kPa压力下气体的黏度共线图359

十四、液体的比热容共线图361

十五、气体的比热容共线图（101.33kPa）363

十六、蒸发潜热（汽化热）共线图365

十七、某些有机液体的相对密度共线图367

十八、壁面污垢热阻（污垢系数）368

十九、离子泵的规格（摘录）369

二十、管壳式换热器系列标准（摘录）374

二十一、某些二元物系在101.3kPa（绝压）下的气液平衡组成377

二十二、热轧无缝钢管规格与质量（摘自GB 8163—87）378

二十三、冷拔无缝钢管规格与质量（摘自GB 8163—87）382

参考文献384