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第1章 化学工业与化学工程学1

1.1 化学工业概述1

1.1.1 化学工业发展概况1

1.1.2 我国化学工业的发展与进步3

1.1.3 化学工业分类4

1.1.4 化学工业的特点与发展趋势5

1.1.5 化工生产工艺及流程9

1.1.6 实验室研究与化工过程开发12

1.2 化学工程学14

1.2.1 化学工程学的形成与发展14

1.2.2 化学工程学研究特点、内容和对象16

1.2.3 化学工程领域发展趋势17

1.3 物料衡算与能量衡算20

1.3.1 物料衡算20

1.3.2 能量衡算21

1.3.3 单位制与单位换算22

第2章 流体流动与输送24

2.1 流体静力学24

2.1.1 相对密度25

2.1.2 压强25

2.1.3 流体静力学方程27

2.1.4 流体静力学方程应用举例28

2.2 流体流动30

2.2.1 流体的流量和流速30

2.2.2 稳态流动与非稳态流动32

2.2.3 流动型态32

2.2.4 牛顿黏性定律34

2.2.5 边界层及边界层分离36

2.2.6 流体在管内的速度分布38

2.3 流体流动系统的质量衡算40

2.4 流体流动系统的能量衡算41

2.5 管内流动阻力45

2.5.1 直管阻力损失计算通式45

2.5.2 层流流动的阻力损失计算47

2.5.3 湍流摩擦阻力计算与量纲分析法48

2.5.4 非圆形管内的流动阻力52

2.5.5 局部阻力损失计算53

2.6 流体流量的测量56

2.6.1 孔板流量计57

2.6.2 转子流量计59

2.7 流体输送设备62

2.7.1 离心泵的构造及工作原理62

2.7.2 往复泵71

2.7.3 旋转泵73

2.7.4 真空泵74

本章物理量符号说明75

思考题76

习题78

第3章 热量传递85

3.1 概述85

3.1.1 稳态与非稳态传热85

3.1.2 传热基本方式86

3.1.3 热平衡方程与热流量方程87

3.2 热传导88

3.2.1 傅里叶定律88

3.2.2 导热系数89

3.2.3 平壁的稳态热传导92

3.2.4 圆筒壁的稳态热传导93

3.3 对流传热95

3.3.1 对流传热过程分析95

3.3.2 牛顿冷却定律96

3.3.3 传热膜系数96

3.3.4 对流传热小结103

3.4 热交换的计算105

3.4.1 总传热系数105

3.4.2 传热的平均温度差108

3.4.3 热交换计算示例114

3.5 热交换器115

3.5.1 热交换器的分类115

3.5.2 间壁式换热器116

3.6 传热过程的强化123

本章物理量符号说明124

思考题126

习题127

第4章 传质分离基础131

4.1 传质分离过程132

4.1.1 分离与人类的关系132

4.1.2 传质分离操作的种类132

4.2 传质过程分析134

4.2.1 双组分混合体系中的分子传质过程（分子扩散）134

4.2.2 对流传质过程（对流扩散）145

4.2.3 两相间的传质模型148

4.3 传质分离过程的研究进展150

4.3.1 传质分离理论研究150

4.3.2 传质分离过程的应用研究151

习题153

第5章 吸收155

5.1 化学工业中的吸收操作155

5.1.1 吸收操作流程156

5.1.2 吸收设备157

5.1.3 其他吸收流程158

5.1.4 吸收操作分类158

5.2 吸收过程气液相平衡160

5.2.1 溶解度曲线161

5.2.2 亨利定律164

5.2.3 相平衡与吸收过程的关系168

5.3 吸收速率方程170

5.3.1 膜推动力表示的吸收速率方程171

5.3.2 总推动力表示的吸收速率方程174

5.3.3 气膜控制与液膜控制177

5.4 低浓度气体吸收过程的计算180

5.4.1 低浓度气体的吸收特点180

5.4.2 物料衡算与操作线方程180

5.4.3 吸收剂184

5.4.4 填料层高度的计算188

5.4.5 吸收塔的调节与分析200

5.4.6 解吸操作201

5.5 其他类型吸收过程简介203

5.5.1 多组分吸收203

5.5.2 化学吸收203

5.5.3 非等温吸收204

习题205

第6章 精馏210

6.1 气液相平衡210

6.1.1 x-y相图210

6.1.2 气液相平衡方程212

6.2 精馏原理216

6.2.1 精馏基本原理216

6.2.2 精馏流程218

6.3 双组分连续精馏的物料衡算和能量衡算219

6.3.1 恒摩尔流假定219

6.3.2 物料衡算和热量衡算220

6.4 理论塔板数的计算227

6.4.1 逐板计算法227

6.4.2 图解法229

6.4.3 回流比的影响及选择233

6.4.4 进料状况的影响238

6.4.5 简捷法求理论塔板数238

6.4.6 塔板效率和实际塔板数240

6.5 间歇精馏243

6.5.1 间歇精馏的特点244

6.5.2 恒回流比操作时的间歇精馏计算244

6.6 多组分精馏和其他精馏方法简介249

6.6.1 多组分精馏249

6.6.2 共沸精馏251

6.6.3 萃取精馏252

6.7 传质设备253

6.7.1 评价塔设备的指标253

6.7.2 填料塔254

6.7.3 板式塔259

本章物理量符号说明265

思考题266

习题267

第7章 其他传质分离技术270

7.1 膜分离技术270

7.1.1 分离用膜及膜分离过程与设备271

7.1.2 反渗透276

7.1.3 纳滤282

7.1.4 超滤284

7.1.5 电渗析287

7.1.6 气体的膜分离291

7.1.7 渗透汽化膜分离293

7.1.8 液膜分离296

7.2 超临界流体萃取300

7.2.1 萃取基础300

7.2.2 超临界流体性质302

7.2.3 超临界流体与溶质体系的相平衡304

7.2.4 超临界流体萃取的传质动力学308

7.2.5 超临界流体萃取工艺308

7.2.6 超临界流体萃取技术的应用310

7.3 吸附与离子交换312

7.3.1 概述312

7.3.2 吸附平衡-吸附等温线313

7.3.3 吸附动力学-吸附传质速率318

7.3.4 固定床吸附器320

7.3.5 变压吸附323

7.3.6 离子交换326

本章物理量符号说明331

习题333

第8章 化学反应工程基本原理336

8.1 化学反应工程概述337

8.2 工业反应器338

8.2.1 工业反应器类型338

8.2.2 工业反应器操作方式342

8.3 化学反应动力学基础343

8.3.1 化学反应的转化率和收率343

8.3.2 反应体积、反应时间与空间速度346

8.3.3 反应动力学348

8.4 化学反应器中物料的流动模型352

8.4.1 全混流模型353

8.4.2 活塞流模型353

8.4.3 非理想流动模型354

8.5 反应器内物料的停留时间分布356

8.5.1 分布函数356

8.5.2 停留时间分布函数的测定358

8.5.3 停留时间分布函数的统计特征值363

8.6 理想流动模型的停留时间分布366

8.6.1 活塞流模型的停留时间分布366

8.6.2 全混流模型的停留时间分布367

8.7 非理想流动模型369

8.7.1 轴向扩散模型369

8.7.2 多釜串联模型371

本章物理量符号说明376

习题377

第9章 均相反应过程380

9.1 间歇反应器380

9.1.1 反应器结构和操作380

9.1.2 反应器基本关系式380

9.2 活塞流反应器或理想管式反应器384

9.2.1 简单一级反应385

9.2.2 简单二级反应385

9.2.3 反应器体积386

9.3 连续搅拌釜式反应器388

9.3.1 简单一级反应389

9.3.2 简单二级反应389

9.3.3 反应器体积389

9.4 全混流反应器的串联操作393

9.5 均相反应过程优化与反应器选择398

9.5.1 以生产强度为优化目标398

9.5.2 以产率和选择性为优化目标400

习题402

第10章 气固相催化反应器408

10.1 固体催化剂的特性408

10.1.1 比表面积408

10.1.2 孔容积409

10.2 气固相催化反应过程410

10.2.1 外扩散的影响411

10.2.2 内扩散对反应速率的影响414

10.3 固定床催化反应器419

10.3.1 固定床催化反应器的类型419

10.3.2 固定床内的传递特性421

10.3.3 固定床催化反应器有效容积的计算424

10.4 固体流态化和流化床反应器427

10.4.1 固体流态化428

10.4.2 流化床反应器431

10.4.3 流化床反应器的放大434

本章物理量符号说明437

思考题437

习题438

第11章 生化反应器440

11.1 生化反应过程440

11.1.1 生化反应过程概述441

11.1.2 生化反应过程的特点443

11.1.3 酶催化剂的主要类型和用途444

11.2 生化反应动力学449

11.2.1 酶催化反应动力学449

11.2.2 发酵和细胞培养动力学461

11.3 生化反应器466

11.3.1 生化反应器的特殊要求466

11.3.2 生化反应器类型467

11.3.3 机械搅拌反应釜468

11.3.4 塔式生化反应器471

11.3.5 膜生化反应器475

11.3.6 酶生化反应器476

11.3.7 生化反应器的计算477

本章物理量符号说明482

习题484

附录488

主要参考文献515

中英文词汇对照表517