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绪论 1

一、本课程的内容和任务 1

二、计量单位的使用 2

三、物料衡算与热量衡算 4

四、怎样学习《制药化工过程及设备》 5

第Ⅰ篇 流体动力过程 6

第一章 流体的流动 6

第一节 流体的有关性质 6

1-1 流体的密度 6

1-2 流体的压力 8

第二节 流体静力学基本方程与应用 10

1-3 流体静力学基本方程 10

1-4 流体静力学基本方程的应用 12

第三节 流体动力学 13

1-5 流量与流速 14

1-6 稳定流动与不稳定流动 14

1-7 流体流动的物料衡算——连续性方程 15

1-8 流体流动的能量衡算——柏努利方程 16

第四节 流体在管内流动时的阻力 23

1-9 牛顿粘性定律与粘度 24

1-10 流体的流动类型 26

1-11 流体的流动阻力 28

1-12 管路计算 35

1-13 管道直径的确定 38

第五节 流速与流量的测量 39

1-14 测速管 39

1-15 孔板流量计 40

1-16 转子流量计 41

第六节 化工管路 42

1-17 化工管路、设备的常用材料 42

1-18 管材规格 46

1-19 管路的连接 47

1-20 管件与阀门 50

1-21 管路的保温与涂漆 53

1-22 管路布置原则 55

思考题 55

习题 56

第二章 液体的输送 59

第一节 离心泵的工作原理和结构 59

2-1 离心泵的工作原理 59

2-2 离心泵的构造 60

2-3 离心泵的主要性能 62

第二节 离心泵的主要性能与特性曲线 62

2-4 泵的特性曲线 65

第三节 离心泵的吸上高度和汽蚀 66

2-5 吸上高度的限度 66

2-6 汽蚀现象 66

第四节 离心泵的安装与运转 68

2-7 离心泵的安装 68

2-8 离心泵的运转 69

第五节 离心泵特性曲线与管路特性曲线的配合 70

2-9 管路的特性曲线 70

2-10 流量调节 70

2-11 离心泵的串联与并联 71

第六节 常用离心泵的选用 72

2-12 离心泵的类型 72

2-13 离心泵的选用 74

第七节 其它类型泵 75

2-14 往复泵 75

2-15 齿轮泵 76

2-16 螺杆泵 76

2-17 旋涡泵 77

2-18 流体作用泵 77

习题 78

思考题 78

第一节 离心式气体压送机械 80

3-1 离心式通风机 80

第三章 气体的压缩与输送设备 80

3-2 离心式鼓风机与压缩机 85

第二节 往复式压缩机 86

3-3 往复式压缩机的工作原理 86

3-4 往复式压缩机的性能 88

3-5 多级压缩 89

3-6 往复压缩机的类型及选用 91

3-7 旋转式鼓风机和压缩机 92

第三节 其它类型压缩输送机械 92

3-8 真空泵 93

思考题 95

习题 95

第四章 非均一系的分离 96

第一节 重力沉降 96

4-1 自由沉降和沉降速度 96

4-2 降尘室 99

4-3 沉降槽 100

4-4 离心沉降速度 102

第二节 离心沉降 102

4-5 旋风分离器 103

4-6 其它离心沉降设备 106

第三节 过滤 108

4-7 基本概念 108

4-8 过滤基本方程 109

4-9 过滤设备 114

思考题 119

习题 120

第一节 概述 121

5-1 工业传热的目的和方式 121

第五章 传热基本原理、间壁式换热器 121

第Ⅱ篇 传热过程 121

5-2 稳定传热和不稳定传热 122

5-3 三种传热机理 123

第二节 导热 123

5-4 傅立叶定律 123

5-5 导热系数 123

5-6 单层和多层平壁导热 125

5-7 单层和多层圆筒壁导热 127

5-8 概述 130

第三节 对流传热 130

5-9 对流传热系数的关联式 131

5-10 流体无相变化时的对流传热系数 133

5-11 流体有相变时的对流传热系数 135

5-12 对流和辐射的联合传热系数 138

第四节 间壁两侧流体的传热 140

5-13 总传热速率方程 140

5-14 换热器的热量衡算 140

5-15 传热推动力的计算及两流体的流向分析 141

5-16 总传热系数 K 146

第五节 间壁式换热器 149

5-17 常用换热器 150

5-18 紧凑式换热器 155

5-19 石墨换热器 162

5-20 强化传热的途径 163

第六节 换热器的选用及有关计算 163

5-21 蛇管换热器的计算方法 163

5-22 管壳式换热器的选用及计算 164

思考题 170

习题 170

第一节 加热 172

6-1 一次热源(直接热源)加热 172

第六章 加热、冷却与冷凝 172

6-2 二次热源(间接热源)加热 173

6-3 冷凝水与不凝气体的排放 174

6-4 夹套加热管路布置 177

第二节 冷却与冷凝 178

6-5 常用冷却与冷凝方法 178

6-6 夹套设备综合管路布置 180

思考题 181

习题 181

7-1 蒸发的目的 182

7-2 基本概念 182

第一节 概述 182

第七章 蒸发 182

第二节 单效蒸发器的计算 183

7-3 单效蒸发器的物料衡算 183

7-4 单效蒸发器的热量衡算 183

7-5 蒸发器传热面积的计算 185

第三节 常用蒸发器 189

7-6 夹套蒸发器 189

7-7 自然循环蒸发器 189

7-8 强制循环蒸发器 191

7-9 单程型蒸发器 192

7-10 蒸发器的辅助装置 196

7-11 溶液的蒸发特性 197

7-12 蒸发器的生产强度 198

第四节 蒸发器的节能 198

7-13 蒸汽的利用率 198

7-14 多效蒸发器 198

7-15 多效蒸馏水机 200

思考题 201

习题 202

8-1 结晶操作在制药工业中的应用 204

8-2 获得结晶的途径 204

第八章 结晶 204

第一节 概述 204

第Ⅲ篇 传质过程 204

第二节 结晶原理 205

8-3 溶解-结晶的相平衡关系 205

8-4 晶核的生成和晶体的成长 208

8-5 结晶过程的控制 210

8-6 用结晶操作分离混合物 211

8-7 结晶的计算 211

第三节 常用结晶设备 213

8-8 冷却式结晶器 214

8-9 奥斯陆结晶器 215

思考题 217

习题 218

第九章 蒸馏与精馏 219

第一节 双组分液体混合物的气液平衡 219

9-1 理想溶液的气液平衡 219

9-2 非理想溶液的气液平衡 221

9-3 相对挥发度 223

第二节 蒸馏与精馏的流程与原理 224

9-4 简单蒸馏 224

9-5 精馏原理 225

第三节 双组分混合液体连续精馏的计算 228

9-6 全塔的物料衡算 228

9-7 图解法求理论塔板数 229

9-8 塔顶冷凝、冷却水用量与塔釜水蒸气消耗量的计算 239

9-9 间歇精馏 244

第四节 塔设备 247

9-10 填料塔 247

9-11 板式塔 258

9-12 塔设备的原则性设计程序 263

9-13 塔的实际操作 267

9-14 水蒸气蒸馏 268

第五节 特殊蒸馏 268

9-15 恒沸精馏和萃取精馏 270

思考题 272

习题 273

第十章 吸收 276

第一节 概述 276

10-1 气体在液体中的溶解度 276

10-2 吸收操作的相平衡关系 278

10-3 吸收剂的选择 281

10-5 吸收过程的机理 282

10-4 传质的基本方式 282

第二节 吸收过程的机理和吸收速率 282

10-6 吸收速率方程 283

第三节 吸收塔的计算 285

10-7 物料衡算与操作线方程 285

10-8 吸收剂用量 286

10-9 板式塔塔板数的确定 288

10-10 计算吸收塔填料层高度 289

第四节 吸收和解吸流程 290

10-11 解吸 290

10-12 吸收操作流程 291

10-13 涉及气体吸收的间歇反应釜 292

第五节 其他吸收方法和设备 292

10-14 喷射泵吸收 293

思考题 293

习题 293

第十一章 萃取 295

第一节 液液萃取的相平衡和传质速率 295

11-1 三角形相图 295

11-2 液液萃取的相平衡关系 297

11-3 液液萃取的机理和传质速率 301

11-4 萃取剂的选择 302

11-5 单级一次液液萃取的计算 303

第二节 单级液液萃取器及计算 303

11-6 连续操作时的计算 306

第三节 多级逆流液液萃取及计算 306

11-7 多级液液萃取的流程 306

11-8 多级逆流液液萃取的计算 307

第四节 液液萃取设备 311

11-9 萃取塔 311

11-10 离心萃取器 314

第五节 固液萃取的相平衡和传质速率 317

11-11 固液萃取的历程与相平衡关系 317

11-13 萃取剂的选择 319

11-12 固液萃取过程的传质速率 319

第六节 单级固液萃取及计算 320

11-14 单级固液萃取器 320

11-15 单级固液萃取设备的计算 321

11-16 单级多次固液萃取 323

第七节 多级逆流固液萃取及计算 326

11-17 多级错流固液萃取 326

11-18 多级逆流固液萃取的计算 326

11-19 多级逆流固液萃取罐组 328

11-20 微分半连续固液萃取的操作特性 330

第八节 微分半连续固液萃取 330

11-21 微分半连续固液萃取的计算 332

思考题 332

习题 333

第十二章 干燥 337

第一节 概述 337

12-1 干燥在制药工业的应用 337

12-2 干燥方法的分类 337

第二节 湿空气的性质和湿度图 338

12-3 湿空气的性质 338

12-4 空气的湿度图(T-H 图) 341

12-5 湿度图的用法 343

第三节 干燥器的物料和热量衡算 345

12-6 对流干燥器的操作过程 345

12-7 干燥的物料衡算 346

12-8 干燥的热量衡算 347

第四节 干燥速率和干燥时间 352

12-9 物料中所含水分的性质 353

12-10 干燥曲线和干燥速率曲线 355

12-11 干燥时间的计算 356

第五节 常用干燥设备 357

12-12 气流干燥器 357

12-13 流化床干燥器 361

12-14 喷雾干燥器 366

12-15 间歇箱式干燥器 373

12-16 传导干燥 374

12-17 干燥设备的选型 375

思考题 376

习题 376

第十三章 离子交换和膜分离 378

第一节 离子交换 378

13-1 离子交换树脂的分类 378

13-2 离子交换树脂的基本性能 379

13-4 离子交换过程和装置 382

13-3 离子交换树脂的预处理和再生 382

13-5 离子交换树脂用作吸附分离 385

第二节 膜分离 386

13-6 反渗透 388

13-7 电渗析 392

13-8 超滤 393

思考题 394

14-1 空调在制药工业中的任务和作用 395

14-2 空调的基本方法和分类 395

第一节 概述 395

第十四章 空调与制冷 395

第二节 药厂空调热湿负荷与送风量的确定 396

14-3 空调热湿负荷的来源 396

14-4 送风状态和送风量的确定 399

第三节 工业集中式空调系统 401

14-5 空气湿热处理的途径 401

14-6 空气与水直接接触的热湿处理方法 401

14-7 空气的间接热湿处理 405

14-8 空气的其他处理方法 405

14-9 工业集中式空调系统及其运行调节 406

14-10 理想冷冻循环——逆卡诺循环 408

第四节 冷冻操作的物理基础 408

14-11 冷冻系数 409

14-12 温熵图 410

第五节 压缩式冷冻机的工作过程 410

14-13 理想压缩制冷 410

14-14 实际压缩制冷 411

第六节 压缩式冷冻机 412

14-15 冷冻压缩机的分类 412

14-16 往复活塞式冷冻压缩机型号的表示方法 414

14-17 往复活塞式冷冻压缩机的主要构件 414

14-19 膨胀阀 416

14-18 换热器 416

14-20 能量调节装置 417

第七节 冷冻剂和载冷体 417

14-21 冷冻剂 417

14-22 载冷体 419

第八节 吸收式制冷和喷射制冷 420

14-23 吸收式制冷 420

14-24 蒸汽喷射制冷 420

思考题 420

习题 421

2.空气的重要物理性质(p=101.3kN/m2) 422

附录 422

1.常见的几个 SI 单位与非 SI 单位间的换算 422

3.水的重要物理性质 424

4.水的饱和蒸气压(-20至100℃) 425

5.饱和水蒸气表(按温度排列) 427

6.饱和水蒸气表(按压力排列) 428

7.水的粘度(0至100℃) 429

8.液体粘度共线图和密度 430

9.气体粘度共线图 431

10.气体的比热容(p=101.3kN/m2) 432

11.液体的比热容 433

12.液体气化潜热共线图 435

13.某些有机液体的相对密度(液体密度与277K 水的密度之比) 437

14.离心泵规格 439

15.管子规格 442

16.各组成表示法的相互换算关系 443

17.气体的自扩散系数(p=101.3kN/m2) 443

18.某些气体二组分扩散系数(p=101.3kN/m2) 443

19.某些液体二组分扩散系数(稀溶液) 445

20.氨的 T-S 图 446

主要符号表 447