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绪论 1

0.1 化工技术学科的发展 1

0.2 化工基础课的内容和学习目的 1

0.3 化工过程开发 2

第1章 流体的流动及输送 8

1.1 流体概述 8

1.1.1 流体的特性 8

1.1.2 连续介质假设 8

1.1.3 流体的易流动性和粘性 9

1.1.4 定态流动和非定态流动 9

1.2 流体静力学 9

1.2.1 流体的密度 9

1.2.2 流体的静压强 10

1.2.3 流体静力学基本方程 11

1.2.4 流体静力学基本方程的应用 12

1.3 流体在管内流动的基本方程 15

1.3.1 流量和流速 15

1.3.2 连续性方程 16

1.3.3 柏努利方程 17

1.3.4 动量衡算方程 20

1.3.5 基本方程的应用举例 20

1.4 液体的流动现象 23

1.4.1 牛顿粘性定理与流体的粘度 23

1.4.2 两种流动型态和雷诺准数 24

1.4.3 层流和湍流的特征 25

1.4.4 流体流动中的剪应力和动量传递 28

1.4.5 边界层概念 29

1.5 流体在管内的流动阻力损失 30

1.5.1 圆形直管阻力损失计算通式 30

1.5.2 层流时的阻力损失 31

1.5.3 湍流阻力损失与量纲分析法 31

1.5.4 局部阻力损失 35

1.5.5 阻力损失计算式的应用--乌氏粘度计 37

1.6 管路计算 38

1.6.1 简单管路 38

1.6.2 分支管路 39

1.6.3 并联管路 40

1.7 流速和流量的测量 41

1.7.1 测速管 41

1.7.2 孔板流量计和文丘里流量计 42

1.7.3 转子流量计 44

1.8 流体输送机械 45

1.8.1 离心泵 46

1.8.2 往复泵和往复压缩机简介 51

1.8.3 几种化工用泵简介 53

习题 54

第2章 热量传递 59

2.1 概述 59

2.1.1 传热的基本方式 59

2.1.2 传热中冷、热流体的接触方式 60

2.1.3 载热体及其选择 60

2.2 热传导 61

2.2.1 傅里叶定律 61

2.2.2 导热系数 62

2.2.3 平壁稳定热传导 63

2.2.4 圆筒壁导热 65

2.3 对流传热 67

2.3.1 对流传热机理 67

2.3.2 对流传热速率 69

2.4 传热系数经验关联式 70

2.4.1 以量纲分析法为基础的实验方法 71

2.4.2 热量和动量传递的比拟法--类似律 74

2.5 传热过程的计算 79

2.5.1 热量衡算 79

2.5.2 总传热速率方程 80

2.5.3 总传热系数 81

2.5.4 传热平均温度差 83

2.5.5 换热器传热计算举例 86

2.6 换热器 89

2.6.1 间壁式换热器 89

2.6.2 换热器传热过程的强化 92

习题 93

第3章 传质分离过程 96

3.1 传质过程的机理及传质设备 96

3.1.1 传质过程的机理 96

3.1.2 气-液相传质设备 103

3.2 液体的精馏 109

3.2.1 双组分溶液的气-液平衡 110

3.2.2 精馏原理和流程装置 116

3.2.3 精馏过程的物料衡算与操作线方程 118

3.2.4 理论塔板和理论塔板数 128

3.2.5 板效率和实际塔板数 134

3.2.6 塔高、塔径和塔板压力降的计算 135

3.2.7 间歇精馏 137

3.2.8 其他精馏简介 139

3.3 吸收 142

3.3.1 吸收的气-液平衡 143

3.3.2 吸收过程的物料衡算 145

3.3.3 填料塔中吸收的计算 146

3.3.4 吸收过程的理论塔板数 152

3.3.5 化学吸收简介 153

3.4 膜分离 154

3.4.1 超滤(UF)过程的原理 155

3.4.2 膜分离过程的流程和操作 156

3.4.3 膜分离器 158

3.4.4 超滤的应用和主要计算 159

3.4.5 电渗析(ED)过程简介 161

习题 162

第4章 化学反应工程的基本原理 165

4.1 概述 165

4.1.1 化学反应工程概述 165

4.1.2 化不反应工程中的基本概念 170

4.2 化学反应体系的量 173

4.2.1 化学计量方程式 173

4.2.2 化学反应进行的程度 173

4.2.3 化学反应速率 174

4.2.4 收率与选择性 175

4.2.5 等温变容反应系统 176

4.3 均相反应器 178

4.3.1 化学反应器设计的基本内容 179

4.3.2 化学反应器设计的基本方法 179

4.3.3 间歇操作的釜式反应器(IBR) 179

4.3.4 全混流反应器(CSTR) 184

4.3.5 活塞流反应器(PFR) 186

4.3.6 理想反应器的组合 189

4.3.7 均相反应器的优化选择 193

4.3.8 非等温反应过程 199

4.3.9 有关成本核算 207

4.4 化学反应器中的非理想流动 208

4.4.1 停留时间分布的定量描述 208

4.4.2 停留时间分布的实验测定 210

4.4.3 平均停留时间与散度 213

4.4.4 理想反应器中的停留时间分布 216

4.4.5 实际反应器的设计方法(流动模型) 218

4.5 气-固相催化反应 222

4.5.1 外部传质过程的影响 222

4.5.2 内部传质过程的影响 225

4.6 气-固相催化反应器 230

4.6.1 固定床反应器 230

4.6.2 流化床反应器 234

4.6.3 气-固相反应器的选型 236

4.7 生化反应工程基础 237

4.7.1 生化反应动力学 237

4.7.2 生化反应器 242

习题 248

附录 253

A. 附表 253

A.1 常用物理量的单位和量纲 253

A.2 水的物理性质 254

A.3 饱和水蒸气表 255

A.4 干空气的物理性质 256

A.5 某些液体的物理性质 257

A.6 常用固体材料的物理性质 258

A.7 某些气体的物理性质 259

A.8 管壁的绝对粗糙度 259

A.9 管子规格(摘录) 260

A.10 泵规格(摘录) 261

A.11 管板式热交换器系列标准(摘录) 263

B. 重要的化工专业术语 264

B.1 汉英对照 264

B.2 英汉对照 265

C. 习题参考答案 268

D. 参考文献 270