化工單元過程及操作

目錄
緒論1
一、化工過程與單元操作1
二、化工單元操作的內(nèi)容、性質(zhì)及任務(wù)3
三、化工常用量和單位4
四、學(xué)習(xí)本課程的主要方法5
思考題與習(xí)題6
第一章流體力學(xué)7
第一節(jié)概述7
第二節(jié)流體靜力學(xué)7
一、流體的主要物理量7
二、流體靜力學(xué)基本方程式及其應(yīng)用10
第三節(jié)流體動力學(xué)17
一、流量和流速17
二、穩(wěn)定流動和不穩(wěn)定流動19
三、穩(wěn)定流動的連續(xù)性——連續(xù)性方程19
四、伯努利方程20
第四節(jié)流體阻力26
一、流體的黏度26
二、流體流動的類型27
三、層流和湍流的比較29
四、流動阻力29
第五節(jié)簡單管路的計算和管路布置35
一、簡單管路的計算35
二、管路布置和安裝的一般原則36
第六節(jié)流量測量40
一、孔板流量計40
二、文氏管流量計42
三、轉(zhuǎn)子流量計43
思考題與習(xí)題44
第二章流體輸送機(jī)械47
第一節(jié)概述47
一、液體輸送機(jī)械的作用及分類47
二、氣體壓縮與輸送機(jī)械的作用及分類47
第二節(jié)液體輸送機(jī)械48
一、離心泵48
二、往復(fù)泵61
三、其他類型泵63
四、各類泵的比較66
第三節(jié)氣體壓縮和輸送機(jī)械67
一、往復(fù)壓縮機(jī)68
二、離心壓縮機(jī)76
三、離心鼓風(fēng)機(jī)和通風(fēng)機(jī)80
四、旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)84
五、真空泵85
思考題與習(xí)題86
第三章非均相物系的分離88
第一節(jié)概述88
第二節(jié)重力沉降89
一、重力沉降速度及其影響因素89
二、重力沉降設(shè)備的結(jié)構(gòu)和計算91
第三節(jié)過濾94
一、過濾的基本概念94
二、過濾操作中液體通過顆粒層的流動96
三、過濾的基本方程式96
四、過濾機(jī)的結(jié)構(gòu)和操作97
第四節(jié)離心機(jī)100
一、離心力作用下的沉降速度100
二、離心機(jī)的構(gòu)造和操作101
三、旋液分離器104
四、離心機(jī)的選擇和操作管理104
第五節(jié)氣體凈制設(shè)備105
一、旋風(fēng)分離器105
二、其他氣體凈制設(shè)備107
第六節(jié)固體流態(tài)化109
一、固體流態(tài)化的基本概念109
二、流化床的流體力學(xué)110
三、流化床操作的優(yōu)缺點112
思考題與習(xí)題113
第四章傳熱原理及換熱器115
第一節(jié)概述115
一、傳熱的基本方式115
二、工業(yè)換熱方法116
第二節(jié)熱傳導(dǎo)116
一、熱傳導(dǎo)基本規(guī)律116
二、平壁的熱傳導(dǎo)118
三、圓筒壁的熱傳導(dǎo)119
第三節(jié)對流傳熱123
一、對流傳熱方程式123
二、對流傳熱膜系數(shù)123
第四節(jié)輻射傳熱126
一、熱輻射的基本概念126
二、熱輻射的基本定律127
三、兩固體間的輻射傳熱128
第五節(jié)傳熱計算128
一、傳熱基本方程式128
二、傳熱速率的計算128
三、平均傳熱溫度差的計算130
四、流體流動方向的選擇132
五、傳熱系數(shù)的測定和估算133
六、傳熱面積的計算136
第六節(jié)傳熱過程的強(qiáng)化與削弱137
一、傳熱過程的強(qiáng)化137
二、傳熱過程的削弱139
第七節(jié)工業(yè)加熱與冷卻、冷凝139
一、加熱劑與冷卻劑140
二、加熱方法140
三、冷卻方法141
四、冷凝方法141
第八節(jié)換熱器141
一、列管式換熱器142
二、蛇管式換熱器143
三、夾套式換熱器144
四、套管式換熱器144
五、螺旋板式換熱器145
六、平板式換熱器145
七、板翅式換熱器146
八、翅片管式換熱器146
九、熱管式換熱器146
十、各種換熱器的比較147
十一、換熱器的日常維護(hù)147
思考題與習(xí)題148
第五章蒸發(fā)151
第一節(jié)概述151
一、蒸發(fā)的目的151
二、蒸發(fā)的基本概念151
第二節(jié)單效蒸發(fā)153
一、單效蒸發(fā)計算153
二、溫度差損失156
第三節(jié)多效蒸發(fā)簡介158
一、多效蒸發(fā)流程158
二、多效蒸發(fā)的效數(shù)限度159
第四節(jié)蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)強(qiáng)度159
一、蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力159
二、蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度159
第五節(jié)蒸發(fā)器160
一、蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)160
二、除沫器和冷凝器165
思考題與習(xí)題166
第六章蒸餾167
第一節(jié)概述167
一、蒸餾的基本概念167
二、蒸餾在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用167
三、蒸餾的分類167
第二節(jié)汽液平衡關(guān)系168
一、相組成表示方法168
二、理想溶液和非理想溶液汽液平衡
關(guān)系168
三、相對揮發(fā)度及汽液平衡方程172
第三節(jié)簡單蒸餾與精餾原理173
一、簡單蒸餾的原理及流程173
二、精餾的理論基礎(chǔ)174
三、精餾流程176
第四節(jié)精餾塔的物料衡算——操作線
方程177
一、全塔物料衡算177
二、精餾段操作線方程179
三、提餾段操作線方程180
四、進(jìn)料狀況對操作線的影響180
五、操作線在yx圖上的作法184
第五節(jié)精餾過程的計算185
第六節(jié)回流比188
一、回流比對精餾塔塔板數(shù)的影響188
二、全回流和最少理論塔板數(shù)188
三、最小回流比189
四、操作回流比的確定189
第七節(jié)連續(xù)精餾的熱量衡算190
第八節(jié)特殊蒸餾簡介191
一、水蒸氣蒸餾191
二、恒沸精餾191
第九節(jié)精餾設(shè)備——板式塔192
一、板式塔的基本結(jié)構(gòu)和類型192
二、塔板上的流體力學(xué)現(xiàn)象194
三、輔助設(shè)備195
四、塔板負(fù)荷性能圖和負(fù)荷上、下限195
思考題與習(xí)題197
第七章吸收199
第一節(jié)概述199
一、吸收單元操作的基本概念199
二、吸收在工業(yè)上的應(yīng)用199
三、解吸的基本概念200
四、氣體吸收的分類200
第二節(jié)吸收過程的相平衡關(guān)系200
一、汽液平衡關(guān)系及其意義200
二、傳質(zhì)的基本方式204
三、吸收機(jī)理——雙膜理論204
第三節(jié)吸收速率方程及吸收總系數(shù)205
一、吸收速率方程205
二、吸收總系數(shù)206
第四節(jié)吸收過程的計算207
一、全塔物料衡算207
二、吸收操作線方程208
三、吸收劑用量的確定209
第五節(jié)解吸和吸收流程212
一、解吸流程212
二、吸收流程213
第六節(jié)填料塔215
一、填料塔的結(jié)構(gòu)和工作原理215
二、填料的類型和特性216
三、吸收操作分析220
思考題與習(xí)題221
第八章干燥223
第一節(jié)概述223
一、干燥的目的223
二、干燥的概念223
三、干燥的分類224
四、對流干燥過程的分析224
第二節(jié)濕空氣的性質(zhì)和濕焓圖224
一、濕空氣的性質(zhì)224
二、濕空氣的濕焓圖及其應(yīng)用228
第三節(jié)干燥過程的物熱衡算231
一、對流干燥操作流程231
二、物料含水量的表示方法與物料
衡算231
三、熱量衡算與干燥熱效率233
四、干燥器出口空氣狀態(tài)的確定234
第四節(jié)干燥速率和干燥時間235
一、物料中所含水分的性質(zhì)235
二、干燥速率及其影響因素236
第五節(jié)對流干燥設(shè)備238
一、常見對流干燥設(shè)備238
二、干燥器的比較和選擇240
三、干燥過程的調(diào)節(jié)控制241
思考題與習(xí)題242
第九章冷凍244
第一節(jié)概述244
一、冷凍單元操作的概念244
二、冷凍的實質(zhì)245
第二節(jié)壓縮蒸氣冷凍機(jī)245
一、壓縮蒸氣冷凍機(jī)的工作過程245
二、溫熵圖246
三、壓縮蒸氣冷凍機(jī)的計算247
四、多級壓縮蒸氣冷凍機(jī)249
第三節(jié)冷凍劑和冷凍鹽水250
一、冷凍劑250
二、冷凍鹽水251
第四節(jié)壓縮蒸氣冷凍機(jī)的主要設(shè)備252
一、壓縮機(jī)252
二、冷凝器253
三、蒸發(fā)器253
四、膨脹閥254
思考題與習(xí)題254
第十章結(jié)晶256
第一節(jié)概述256
一、結(jié)晶的概念及其工業(yè)應(yīng)用256
二、固液體系相平衡257
三、晶核的形成與影響因素259
四、晶體的成長與影響因素260
第二節(jié)結(jié)晶方法261
一、冷卻結(jié)晶262
二、蒸發(fā)結(jié)晶262
三、真空冷卻結(jié)晶262
四、鹽析結(jié)晶262
五、反應(yīng)沉淀結(jié)晶263
六、升華結(jié)晶263
七、熔融結(jié)晶263
第三節(jié)結(jié)晶設(shè)備及操作264
一、結(jié)晶設(shè)備的類型、特點及選擇264
二、常見結(jié)晶設(shè)備265
三、結(jié)晶操作267
思考題與習(xí)題268
第十一章液液萃取269
第一節(jié)概述269
一、萃取在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用269
二、萃取劑的選擇270
三、萃取操作流程271
第二節(jié)部分互溶物系的相平衡272
一、三角形相圖272
二、溶解度曲線與平衡連接線273
三、分配曲線與分配系數(shù)275
四、輔助曲線與杠桿規(guī)則277
五、萃取過程在三元相圖上的表示278
第三節(jié)萃取設(shè)備280
一、塔式萃取設(shè)備280
二、萃取設(shè)備的選用282
三、萃取塔的操作283
思考題與習(xí)題284
第十二章新型單元操作簡介286
第一節(jié)吸附286
一、吸附的基本概念與吸附劑286
二、吸附原理289
三、吸附工藝簡介290
第二節(jié)膜分離291
一、膜分離技術(shù)的基本概況291
二、分離膜應(yīng)具備的條件及類型295
第三節(jié)超臨界流體萃取297
一、超臨界流體萃取技術(shù)的發(fā)展與
特點297
二、超臨界流體萃取原理及過程簡介297
思考題與習(xí)題299
附錄301
一、化工常用法定計量單位及單位
換算301
二、某些氣體的重要物理性質(zhì)303
三、某些液體的重要物理性質(zhì)304
四、常用固體材料的密度和比熱容305
五、水的重要物理性質(zhì)305
六、干空氣的重要物理性質(zhì)
（10133kPa）306
七、飽和水蒸氣表（按壓強(qiáng)排列）307
八、飽和水蒸氣表（按溫度排列）308
九、液體黏度共線圖309
十、氣體黏度共線圖（常壓下用）311
十一、液體比熱容共線圖313
十二、氣體比熱容共線圖（常壓下用）315
十三、液體汽化潛熱共線圖317
十四、固體材料的熱導(dǎo)率318
十五、某些液體的熱導(dǎo)率319
十六、氣體的熱導(dǎo)率共線圖（常壓
下用）320
十七、管子規(guī)格321
十八、泵及通風(fēng)機(jī)規(guī)格322
十九、若干氣體水溶液的亨利系數(shù)323
二十、部分雙組分混合液在1013kPa
下的汽液平衡數(shù)據(jù)324
二十一、氨的溫熵圖324