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第一章 流体流动过程和输送机械 1

第一节 单位、密度与静压强 1

一、单位与单位制度 1

二、质量、力、重量 2

三、因次与因次一致性原则 3

四、重度、密度、比重、比容 3

五、流体的静压强 6

第二节 流体流动的物料衡算与机械能衡算 7

一、流量与流速 7

二、稳定流动与不稳定流动(或称为定常流动与非定常流动) 7

三、流体的物料衡算方程式(即流体的连续性方程式) 8

四、流体稳定流动时的能量平衡式(即柏努利方程式) 8

五、柏努利方程式的物理意义 9

六、柏努利方程式的应用条件 10

第三节 管路流体的阻力计算 11

一、粘度 11

二、粘性流体的两种流动型态 13

三、雷诺准数 14

四、流体在导管中流动时的摩擦阻力与局部阻力 14

五、管路计算 19

第四节 离心泵 23

一、石油化工对离心泵的要求 23

二、工作原理和主要构件 23

三、离心泵的分类 28

四、离心泵的特性曲线 28

五、输送粘性液体离心泵的特性曲线 30

六、吸上真空高度、气蚀和气蚀余量 33

七、离心泵的比转数 37

八、离心泵流量的调节 39

九、离心泵的串联和并联 40

十、离心泵的规格和类型举例 41

十一、离心泵的密封 47

十二、离心泵的操作与维护 49

第五节 往复泵与其他类型泵 50

一、往复泵 50

二、齿轮泵 54

三、旋涡泵 55

四、屏蔽泵 57

第六节 气体输送和压缩机械 58

一、气体输送和压缩机械的分类 58

二、离心式通风机 58

三、离心式鼓风机 62

四、往复式压缩机 62

五、离心式压缩机 72

第七节 真空泵 73

一、往复式真空泵 73

二、蒸汽喷射泵 75

三、旋片式真空泵 76

四、水环式真空泵 77

第二章 传热过程和间壁式换热器 80

第一节 概述 80

第二节 列管式换热器 81

一、列管式换热器的基本结构型式及其特点 81

二、流体流入空间的选择和流速 83

三、基本结构参数和标准系列 85

第三节 间壁式换热器工艺设计 88

一、传热基本方程 88

二、热负荷和载热体用量 90

三、载热体的选用 92

四、传热推动力——温度差△T的计算 94

五、设备选用和工艺设计 98

六、压力降的计算 100

第四节 传热过程分析和传热系数计算 102

一、热传导 102

二、对流给热 104

三、传热系数计算 105

四、流体无相变时的给热系数计算 107

五、冷凝给热过程的计算 115

六、沸腾给热过程的计算 121

七、因次分析在研究给热问题上的应用 125

八、传热强化途径讨论 127

第五节 其他类型间壁式换热器 128

一、夹套式换热器 128

二、沉浸式蛇管换热器 128

三、喷淋式蛇管换热器 129

四、套管式换热器 130

五、螺旋板式换热器 130

六、蜂螺型伞板式换热器 131

七、板式换热器 134

八、板翅式换热器 136

九、板壳式换热器 137

第三章 管式裂解炉的传热过程 140

第一节 概述 140

一、管式裂解炉的构造和类型 141

二、管式炉的要求及其主要指标 143

三、管式裂解炉的演进 144

四、管式裂解炉型举例 145

第二节 燃料燃烧 145

一、燃料的种类与其燃烧过程 145

二、燃料的组成与发热值 146

三、空气的用量 147

四、燃烧产物量和燃烧产物成分 148

五、燃烧温度 149

第三节 热辐射 152

一、辐射的基本概念 152

二、辐射定律 153

三、固体物面间的辐射热交换 154

四、气体的热辐射 155

第四节 管式炉的传热及其计算 157

一、辐射管的排列 157

二、辐射管接受辐射的有效平面 157

三、辐射室的传热计算 158

四、决定辐射管外壁平均温度θ 159

五、决定当量绝对黑表面积Aδ 161

六、辐射室结构的主要尺寸 162

七、对流室的传热计算 162

第五节 管式裂解炉工艺计算 163

一、生产数据 163

二、裂解产物组成的确定与物料衡算 164

三、裂解过程的热平衡计算 166

四、炉管内的传热计算 167

五、辐射室传热计算 170

六、燃烧计算 173

七、对流室传热计算 173

八、烟囱计算 175

九、对管式裂解炉辐射管表面热强度的讨论 177

十、无焰燃烧裂解炉辐射室的传热计算 179

第四章 二元精馏 182

第一节 精馏基本概念 182

一、精馏原理 182

二、精馏操作 185

第二节 精馏过程的相平衡 186

一、直接引用ｙ-χ数据 186

二、利用平衡常数K值计算ｙ-χ关系 186

三、引用相对挥发度a值计算y-x关系 190

四、求全塔平均相对挥发度a值 192

第三节 连续精馏的物料平衡和操作线方程 192

一、全塔物料衡算 193

二、精馏段物料衡算 193

三、提馏段物料衡算 194

四、精馏段和提馏段两操作线的交点轨迹线方程式 195

五、操作线的标绘 195

第四节 二元精馏的塔板数计算 196

一、理论塔板数的计算 196

二、塔板效率和实际塔板数 198

第五节 精馏过程的主要操作因素 200

一、回流比 200

二、进料状态 203

三、操作压力 204

四、操作过程的三种平衡和操作过程控制 206

第六节 连续精馏操作的热量衡算 208

一、冷凝器的热量衡算 208

二、冷凝器的布置 208

三、再沸器的热量衡算 209

四、再沸器的布置 209

第五章 多元精馏和吸收精馏 212

第一节 平衡气化和平衡冷凝——进料状态的确定和闪蒸过程 213

一、平衡气化(或冷凝)的基本公式及其应用 213

二、平衡气化(或冷凝)的算图 218

三、闪急蒸馏 218

第二节 多元连续精馏计算 220

一、产品组成和产品量的决定 220

二、最小回流比 224

三、理论塔板数的计算 227

第三节 多元连续精馏的逐板计算 230

一、逐板法的基本方程和计算程序 230

二、适宜进料位置的确定 232

第四节 萃取精馏和恒沸精馏 239

一、萃取精馏的基本原理和操作 239

二、萃取精馏的溶剂用量、最小回流比及理论塔板数的计算 240

三、恒沸精馏的基本原理和操作 246

四、恒沸精馏的理论塔板数计算 247

五、萃取精馏和恒沸精馏的比较 251

第五节 吸收和吸收因数法 252

一、吸收基本概念 252

二、吸收过程的相平衡 252

三、吸收因数法 253

四、解吸基本概念 258

第六节 吸收精馏塔 259

一、吸收精馏塔的操作原理 259

二、吸收精馏塔的物料衡算 259

三、吸收解吸因数计算法 261

四、吸收段的热平衡 266

第六章 塔设备工艺设计 268

第一节 板式塔的主要结构参数 268

一、气相穿越结构 268

二、降液管和溢流堰 272

第二节 浮阀塔工艺设计 277

一、确定设计所需数据 278

二、气相空塔速度的选取和塔径计算 278

三、溢流装置尺寸确定 279

四、确定浮阀个数及排列 279

五、流体力学验算 281

六、负荷上、下限和操作负荷性能图 282

七、塔高度 284

第三节 填料塔 288

一、填料选用 288

二、填料塔塔径计算 292

三、填料层高度 293

四、液体分布和再分配装置 295

第四节 填料塔和板式塔的选择 297

一、与物料性质有关的因素 298

二、与操作条件有关的因素 298

三、与塔结构性质有关的因素 298

第五节 再沸器的工艺设计 299

一、罐式和卧式热虹吸再沸器的压力平衡 299

二、罐式和卧式热虹吸再沸器设计 301

三、立式热虹吸再沸器的压力平衡和器内显热段长度 302

四、立式热虹吸再沸器蒸发段的给热系数和热强度 306

五、立式热虹吸再沸器设计 307

第七章 釜式、管式均相反应器和鼓泡床反应器 313

第一节 反应器概述 313

一、引言 313

二、操作方式 314

三、化学反应速度 315

四、反应速度方程 316

五、流型(流动模型) 317

六、化学反应器的分类 318

第二节 釜式、管式均相反应器 321

一、液相反应釜 321

二、化学反应器设计方程的推导 323

三、间歇式液相反应器的计算 324

四、理想置换与理想混和反应器计算 326

五、连续多釜反应器 331

第三节 反应器的停留时间分布 334

一、物理冲洗 335

二、停留时间分布 335

三、反应器的有效体积利用系数 337

四、流型对反应选择性的影响 339

五、宏观混和反应器、层流管式反应器 340

第四节 反应器的热稳定性 343

一、间歇反应器中放热反应的热稳定性 344

二、夹套反应器取得热稳定性所采用的方法 345

三、连续搅拌釜式反应器放热反应的热稳定性 346

第五节 鼓泡床反应器 347

一、鼓泡床反应器的特点 347

二、反应器的反应动力学计算 348

三、反应塔直径的决定 350

四、鼓泡床传热 351

五、气体持留量 353

六、鼓泡床反应器的放大 355

第八章 流化床反应器和固定床反应器 357

第一节 固体流态化的基本观象 357

一、流化床的形成 357

二、散式流化与聚式流化 358

三、不正常流化的几种情况 358

四、催化剂的密度与床层空隙率 360

第二节 流化床反应器的计算 361

一、流化床反应器设计中的问题 361

二、流化床反应器直径的确定 362

三、流化床反应器床层高度及压强降的确定 365

第三节 流化床内部构件计算 369

一、分布板的设计 369

二、流化床中气泡现象和改善气固接触的方法 372

三、流化床的传热 373

四、内过滤器和内旋风分离器 379

第四节 流化床反应器的放大 381

一、经典流态化与广义流态化 381

二、流化床中的气泡运动 382

三、催化剂粒径与流化性能的关系 384

四、流化床反应器的经验放大法 387

第五节 气固相固定床反应器 390

一、固定床反应器的型式和构造 390

二、固定床的最佳温度和参数敏感性 392

三、催化剂层的气体阻力和气流分布 397

四、固定床反应器中的扩散与催化过程 398

五、外部换热式固定床反应器的拟均相模型 400