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绪论1

一、本课程的性质、内容和任务1

二、单元操作中常用的两个基本概念1

三、物理量的单位及单位换算3

小结4

思考题4

练习题5

情境一 流体输送6

任务一 流体输送管路的认识6

操作技能：化工管路连接6

一、管路的连接方式6

二、化工管路的使用与防护7

流体输送案例分析8

基础知识（一）：流体输送管路及基本构成9

一、管路的构成及标准化9

二、化工管材11

三、管路布置与安装的一般原则12

四、管路安装前的准备13

五、管路安装验收13

基础知识（二）：流体力学基础14

一、流体力学涉及的主要物理量14

二、静止流体的基本规律17

三、流体流动的基本规律21

四、流体系统中的能量衡算——柏努利方程23

五、流体流动时阻力的计算27

知识强化29

任务二 离心泵的选择30

操作技能：离心泵的选用30

一、离心泵的型号30

二、离心泵的选用步骤31

基础知识：离心泵的构造及特性31

一、离心泵的结构及工作原理31

二、离心泵的主要部件32

三、离心泵的能量方程33

四、离心泵的主要性能参数36

五、离心泵特性曲线37

六、影响离心泵特性曲线的主要因素38

七、汽蚀现象与安装高度39

知识强化41

任务三 流体输送管路的安装42

操作技能：管路拆装能力训练42

一、训练目的42

二、工具准备42

三、仪器设备、材料准备42

四、训练内容43

五、训练装置43

六、安装注意事项43

七、管路常见故障及处理方法44

知识强化45

任务四 离心泵的操作46

操作技能：离心泵的试车与操作46

一、离心泵的试车46

二、操作要点47

三、日常运行与维护47

基础知识：离心泵的运行与调节47

一、流量调节47

二、离心泵的串、并联操作50

知识强化51

任务五 离心泵故障分析及排除52

操作技能：离心泵的操作及故障排除53

一、离心泵性能测试实验操作步骤53

二、离心泵的故障原因及处理基本方法53

基础知识：其他类型泵及风机54

一、往复泵54

二、齿轮泵57

三、螺杆泵57

四、旋涡泵58

五、轴流泵58

六、离心式通风机59

七、鼓风机62

八、真空泵62

知识强化63

练习题64

情境二 传热66

任务一 列管式换热器结构的认识66

操作技能：列管式换热器构造认识66

一、列管式换热器结构66

二、列管式换热器热胀补偿装置67

传热过程案例分析68

一、传热过程在化工生产中的应用68

二、传热过程案例69

基础知识（一）：工业换热方法概述70

一、工业换热方法70

二、常用的加热剂与冷却剂71

三、稳定传热与非稳定传热72

四、传热的基本方式72

基础知识（二）：热传导过程原理72

一、傅立叶定律72

二、热导率73

三、通过平壁的热传导74

四、通过圆筒壁的稳定热传导76

知识强化79

任务二 换热过程热量计算80

操作技能：换热器的清洗80

一、化学清洗（酸洗法）80

二、机械清洗81

三、高压水清洗81

四、海绵球清洗81

基础知识（一）：对流传热原理81

一、对流传热分析81

二、对流传热速率方程和对流传热系数82

基础知识（二）：传热过程计算83

一、热量衡算83

二、总传热速率微分方程84

三、总传热系数85

四、传热平均温度差88

五、传热计算举例92

知识强化95

任务三 列管式换热器选型98

操作技能：列管式换热器的选型98

一、列管式换热器的系列标准98

二、列管式换热器选型时需考虑的问题99

三、列管式换热器选型的一般步骤101

基础知识：对流传热系数经验关联式102

一、影响对流传热系数的因素102

二、对流传热系数经验公式的建立102

三、流体无相变时的对流传热103

四、蒸汽冷凝时的对流传热系数109

知识强化111

任务四 换热器操作113

操作技能：换热器的操作113

一、换热器的正确操作113

二、操作注意事项113

基础知识：辐射传热114

一、热辐射的基本概念114

二、物体的辐射能力115

三、两固体间的辐射传热117

四、对流和辐射的联合传热119

知识强化120

任务五 换热器故障分析及处理121

操作技能：换热器的故障处理121

一、列管式换热器的维护和保养121

二、板式换热器的维护和保养121

三、列管式换热器的常见故障与处理122

基础知识：其他类型间壁式换热器122

知识强化126

练习题127

情境三 非均相物系分离130

任务一 重力沉降分析130

操作技能：降尘室结构及操作130

非均相物系分离案例132

基础知识：重力沉降133

一、重力作用下的沉降速度133

二、阻力系数134

知识强化137

任务二 旋风分离分析138

操作技能：旋风分离器的结构与操作138

基础知识：离心沉降139

一、离心沉降速度139

二、旋风分离器的性能参数139

知识强化141

任务三 板框过滤机的操作143

操作技能：板框过滤机的操作143

一、板框压滤机结构143

二、板框式过滤机的操作注意事项145

三、板框过滤机常见故障处理145

基础知识：过滤145

一、概述146

二、过滤操作中液体通过颗粒层的流动147

三、过滤方程式147

四、其他过滤机的构造和操作151

知识强化153

练习题154

情境四 溶液的蒸馏156

任务一 蒸馏过程及板式塔结构的认识156

操作技能：板式塔设备构造的认识156

一、塔板类型157

二、塔板结构159

蒸馏过程案例160

基础知识（一）：精馏流程161

一、连续精馏流程161

二、间歇精馏操作流程161

基础知识（二）：蒸馏过程原理162

一、气-液相平衡关系162

二、精馏原理166

知识强化178

任务二 板式塔流体力学特性分析179

操作技能：板式塔的设计指导180

一、板式塔的流体力学性能180

二、浮阀塔的设计原则182

基础知识：双组分连续精馏板式塔理论塔板数的计算190

一、板式精馏塔塔板数的计算190

二、回流比的影响及其选择194

知识强化197

任务三 板式精馏塔操作199

操作技能：精馏塔设备的操作与控制200

一、开停车操作200

二、影响精馏操作的因素与控制调节200

基础知识：连续精馏的热量衡算202

一、再沸器的热量衡算202

二、冷凝器的热量衡算203

知识强化203

任务四 特殊蒸馏过程的认识205

操作技能：塔设备的日常维护与保养205

一、塔设备日常维护的主要内容205

二、常用塔设备的巡检内容及方法206

基础知识：特殊蒸馏206

一、水蒸气蒸馏206

二、恒沸蒸馏207

三、萃取精馏208

知识强化208

练习题210

情境五 气体吸收213

任务一 填料塔结构的认识213

操作技能：吸收设备结构认识213

一、填料塔214

二、填料214

三、填料塔的辅助设备216

吸收过程案例219

基础知识：吸收操作简介221

一、气体吸收的分类221

二、吸收剂的选择221

知识强化222

任务二 填料塔流体力学特性分析224

操作技能：填料塔的流体力学特性分析224

一、气体通过填料层的压强降225

二、压强降与液泛速度的确定226

基础知识：气-液相平衡关系227

一、气体在液体中的溶解度227

二、亨利定律228

知识强化229

任务三 填料吸收塔操作231

操作技能：吸收塔的操作231

一、填料塔的开、停车操作231

二、吸收操作参数调节232

基础知识（一）：传质过程理论233

一、定态的一维分子扩散233

二、扩散系数237

三、对流扩散238

四、双膜理论238

基础知识（二）：吸收速率239

一、气膜吸收速率方程式239

二、液膜吸收速率方程式239

三、总传质速率方程式239

四、总传质系数间的关系241

知识强化242

任务四 吸收塔的故障处理244

操作技能：吸收塔操作异常现象的处理245

一、拦液和液泛245

二、溶液起泡245

三、塔阻力升高245

基础知识：吸收塔计算245

一、全塔物料衡算及操作线方程246

二、吸收剂消耗量246

三、吸收塔填料层高度计算248

四、塔径计算253

知识强化253

练习题254

情境六 固体湿物料的干燥256

任务一 常见干燥设备结构的认识256

操作技能：常见干燥器特性分析256

一、常用干燥器的结构和特点256

二、干燥器的选用261

干燥过程案例261

基础知识：干燥操作简介263

一、湿物料的干燥方法263

二、对流干燥过程263

知识强化264

任务二 喷雾干燥器的操作与维护267

操作技能：喷雾干燥器的操作与维护267

一、干燥操作条件的确定267

二、喷雾干燥设备的操作268

三、喷雾干燥设备的维护268

基础知识：湿空气的性质和湿度图269

一、湿空气的性质269

二、湿空气的湿度图275

三、湿空气焓湿图的应用275

知识强化277

任务三 流化床干燥设备操作279

操作技能：流化床干燥器的操作与维护280

一、流化床干燥器的操作280

二、流化床干燥器的维护280

基础知识：干燥过程的物料衡算和热量衡算281

一、空气干燥器的操作过程281

二、干燥过程的物料衡算281

三、干燥过程的热量衡算283

四、干燥器出口空气状态的确定284

五、干燥器的热效率和干燥效率285

知识强化287

练习题289

情境七 物料的萃取291

任务一 萃取过程及常见萃取设备的认识291

操作技能：常见萃取设备的认识291

一、混合-澄清槽291

二、重力流动的萃取塔292

三、输入机械能量的萃取塔293

萃取过程案例295

基础知识：液-液相平衡及萃取操作概述296

一、三角形相图296

二、相平衡关系在三角形相图上的表示方法298

三、直角坐标相图299

四、萃取概述300

任务二 萃取塔的操作301

操作技能：萃取塔的操作302

一、萃取塔的开车302

二、维持正常操作要注意的事项302

基础知识：萃取过程计算303

一、单级萃取的计算303

二、多级错流接触萃取的计算305

三、多级逆流接触萃取的计算309

练习题314

情境八 溶液的蒸发316

任务一 蒸发过程及常见蒸发设备的认识316

蒸发过程案例316

基础知识：蒸发操作概述318

一、常见蒸发器318

二、蒸发操作的特点322

三、各类蒸发器的性能比较323

四、冷凝器和除沫器323

任务二 蒸发器的操作与维护324

操作技能：蒸发器的操作维护324

一、蒸发器的操作324

二、蒸发器的维护325

三、蒸发系统常见事故处理326

基础知识：蒸发计算326

一、单效蒸发的计算326

二、温度差损失329

三、多效蒸发流程331

练习题333

附录334

一、单位换算334

二、水在不同温度下的黏度335

三、水的重要物理性质336

四、某些液体的重要物质337

五、气体的重要物理性质338

六、干空气的物理性质（101.33kPa）339

七、液体比热容共线图340

八、气体比热容共线图341

九、液体汽化潜热共线图342

十、饱和水蒸气表（按温度排列）343

十一、饱和水蒸气表（按压强排列）344

十二、管子规格346

十三、常用泵的规格347

十四、4-72-11型离心通风机规格（摘录）352

十五、无机物水溶液在大气压下的沸点353

十六、常用固体材料的密度和比热容354

十七、固体材料的热导率354

十八、某些固体材料的黑度355

十九、某些液体的热导率356

二十、某些气体和蒸汽的热导率357

二十一、总传热系数的工业实例358

二十二、壁面污垢热阻358

二十三、某些气体溶于水的亨利系数359

二十四、某些二元物系的气液平衡组成360

二十五、管板式热交换器系列标准（摘录）361

二十六、氟里昂-12的物理性质363

二十七、几种制冷剂的物理性质363

二十八、氯化钠溶液的物理性质364

二十九、氯化钙溶液的物理性质365

三十、氯化钠溶液和氯化钙溶液的比热容365

参考文献367