传递过程与分离过程原理 包括单元操作 下PDF电子书下载

第8章　蒸发 457

8.1　概述 457

8.1.1 目的 457

8.1.2　过程因素 457

8.2　蒸发器设备的类型和操作方式 458

8.2.1　蒸发器的一般类型 458

8.2.2　蒸发器的操作方式 460

8.3　蒸发器中的总传热系数 461

8.4　单效蒸发器的计算方法 462

8.4.1　蒸发器的热量和质量衡算 462

8.4.2　过程变量对蒸发器操作的影响 464

8.4.3　溶液的沸点升高 465

8.4.4　溶液的焓-浓图 466

8.5　多效蒸发器的计算方法 468

8.5.1　概述 468

8.5.2　多效蒸发器的温度差和处理能力 468

8.5.3　多效蒸发器的计算 469

8.5.4　三效蒸发器的逐步计算方法 470

8.6　蒸发器的冷凝器 476

8.6.1　概述 476

8.6.2　间壁式冷凝器 476

8.6.3　直接接触式冷凝器 476

8.7　生物物料的蒸发 477

8.7.1　概述及生物物料的性质 477

8.7.2　水果汁 477

8.7.3　糖溶液 478

8.7.4　纸浆废水 478

8.8　使用蒸气再压缩的蒸发 478

8.8.1　概述 478

8.8.2　机械式蒸气再压缩蒸发器 478

8.8.3　热动力蒸气再压缩蒸发器 479

习题 479

参考文献 481

第9章　过程物料的干燥 483

9.1　干燥简介及干燥方法 483

9.1.1　干燥的目的 483

9.1.2　干燥的一般方法 483

9.2　干燥设备 484

9.2.1　厢式干燥器 484

9.2.2　真空架式间接干燥器 484

9.2.3　连续洞道干燥器 484

9.2.4　转筒干燥器 485

9.2.5　转鼓式干燥器 486

9.2.6　喷雾干燥器 486

9.2.7　农作物与谷物的干燥 486

9.3　水的蒸气压与湿度 487

9.3.1　水的蒸气压 487

9.3.2　湿度及湿度图 487

9.3.3　绝热饱和温度 491

9.3.4　湿球温度 492

9.4　物料的平衡含水量 493

9.4.1　概述 493

9.4.2　无机物及生物物料的平衡含水量的实验数据 494

9.4.3　固体中的结合水与非结合水 495

9.4.4　物料中的自由含水量和平衡含水量 496

9.5　干燥速率曲线 496

9.5.1　概述及实验方法 496

9.5.2　恒定干燥条件下的干燥速率曲线 496

9.5.3　恒速干燥阶段 498

9.5.4　降速干燥阶段 498

9.5.5　在降速干燥阶段固体中水分的移动 499

9.6　恒速干燥阶段的计算方法 500

9.6.1　应用实验干燥曲线的方法 500

9.6.2　利用预测的恒速阶段传递系数的方法 501

9.6.3　过程变量对恒速干燥阶段的影响 504

9.7　降速干燥阶段的计算方法 504

9.7.1　数值积分的方法 504

9.7.2　特殊情况下降速干燥阶段的计算方法 506

9.8　热对流、热辐射、热传导组合的恒速干燥阶段传热 507

9.8.1　概述 507

9.8.2　热对流、热传导、热辐射方程的推导 507

9.9 由扩散及毛细管流引起的降速阶段的干燥 510

9.9.1　概述 510

9.9.2　干燥过程中水分的液相扩散 510

9.9.3　干燥过程中水分的毛细管运动 512

9.9.4　液相扩散与毛细管流的比较 513

9.10　各种类型干燥器的方程 514

9.10.1　填充床中的穿流气流干燥 514

9.10.2　变化的空气条件下的盘式干燥 518

9.10.3　连续干燥器的物料衡算和热量衡算 519

9.10.4　连续逆流干燥 521

9.11　生物物料的冷冻干燥 523

9.11.1　概述 523

9.11.2　冷冻干燥方程的推导 524

9.12　非定态的热处理过程及生物物料的消毒 526

9.12.1　概述 526

9.12.2　微生物热死速率的动力学 527

9.12.3　消毒的热处理时间的确定 528

9.12.4　采用其他设计标准的消毒方法 531

9.12.5　巴氏灭菌法 531

9.12.6　热处理对食品组分的影响 532

习题 533

参考文献 537

第10章　级式和连续式气液分离过程 539

10.1　分离过程的类型和方法 539

10.1.1　概述 539

10.1.2　分离过程的类型 539

10.1.3　过程方法 540

10.2　相与相之间的平衡关系 540

10.2.1　相律和平衡 540

10.2.2　气-液平衡 541

10.3　单级和多级平衡接触 542

10.3.1　单级平衡接触 542

10.3.2　气-液体系的单级平衡接触 542

10.3.3　逆流多级接触 543

10.3.4　逆流多级接触的解析方程 546

10.4　相际质量传递 548

10.4.1　概述及平衡关系 548

10.4.2　相际质量传递的浓度分布 548

10.4.3　用传质系数和界面浓度确定传质速率 549

10.4.4　总传质系数和推动力 552

10.5　连续增湿过程 555

10.5.1　增湿设备概述和类型 555

10.5.2　冷却塔的理论和计算 556

10.5.3　使用膜传质系数设计热水冷却塔 558

10.5.4　使用总传质系数的水冷却塔的设计 559

10.5.5　空气流量的最小值 561

10.5.6　使用传递单元高度设计水冷却塔 561

10.5.7　塔中空气流的温度和湿度 562

10.5.8　减湿塔 562

10.6　在板式塔和填料塔中的吸收 562

10.6.1　吸收的概述 562

10.6.2　吸收和蒸馏的设备 562

10.6.3　填料塔的压降和液泛 565

10.6.4　板式吸收塔的设计 569

10.6.5　填料吸收塔的设计 570

10.6.6　填料塔中低浓度气体混合物的简化设计方法 575

10.6.7　用传递单元法设计填料塔 580

10.7　填料塔中高浓度混合物的吸收 584

10.8　填料塔中传质系数的计算 587

10.8.1　实验确定膜系数 587

10.8.2　膜系数的关联式 587

10.8.3　计算传质膜系数 588

10.9　吸收过程中的热效应和温度变化 590

10.9.1　吸收过程中的热效应 590

10.9.2　简化的设计方法 590

习题 592

参考文献 595

第11章　汽-液分离过程 597

11.1　汽液平衡 597

11.1.1　相律和拉乌尔定律 597

11.1.2　沸点图和x-y图 597

11.2　单级汽液平衡接触 599

11.3　简单蒸馏方法 600

11.3.1　概述 600

11.3.2　汽液系统的相对挥发度 600

11.3.3　平衡蒸馏或闪蒸 601

11.3.4　简单间歇或微分蒸馏 601

11.3.5　简单水蒸气蒸馏 603

11.4　带回流的蒸馏和McCabe-Thiele方法 604

11.4.1　精馏（带回流的蒸馏）概述 604

11.4.2　计算理论级数的McCabe-Thiele方法 605

11.4.3　McCabe-Thiele方法的全回流和最小回流比 611

11.4.4　用McCabe-Thiele方法计算精馏的特殊情况 613

11.5　板式塔和填料塔的精馏和吸收效率 618

11.5.1　板效率 618

11.5.2　板效率的种类 618

11.5.3　板效率之间的关系 619

11.5.4　乱堆填料和整砌填料塔的效率 620

11.5.5　板式塔和填料塔的效率计算 620

11.5.6　液泛速率和板式塔直径 622

11.6　使用焓-浓度的方法计算精馏过程 623

11.6.1　焓-浓度数据 623

11.6.2　精馏塔的精馏段 626

11.6.3　精馏塔的提馏段 627

11.7　多组分混合物的精馏 631

11.7.1　多组分精馏概述 631

11.7.2　多组分精馏的平衡数据 632

11.7.3　沸点，露点和闪蒸 632

11.7.4　多组分精馏的关键组分 634

11.7.5　多组分精馏的全回流 635

11.7.5　多组分精馏最小回流比的简捷计算方法 638

11.7.6　在操作回流比下理论级数的简捷计算方法 638

习题 640

参考文献 646

第12章　液-液和流-固分离过程 647

12.1　吸附过程概述 647

12.1.1　概述 647

12.1.2　吸附剂的物理性质 647

12.1.3　吸附剂的平衡关系 648

12.2　间歇吸附 649

12.3　固定床吸附塔的设计 650

12.3.1　概述和浓度波 650

12.3.2　浓度的透过曲线 651

12.3.3　传质区 652

12.3.4　塔的容量和放大设计方法 652

12.3.5　计算吸附的基本方法 655

12.3.6　过程变量与吸附循环 656

12.4　离子交换过程 656

12.4.1　概述和离子交换材料 656

12.4.2　离子交换中的平衡关系 657

12.4.3　平衡关系的使用和相对摩尔选择性系数 657

12.4.4　浓度波和透过曲线 659

12.4.5　床层的容量和放大设计方法 660

12.5　单级液-液萃取过程 661

12.5.1　萃取过程概述 661

12.5.2　萃取的平衡关系 662

12.5.3　单级平衡萃取 664

12.6　液-液萃取设备的类型和设计 666

12.6.1　概述和设备类型 666

12.6.2　混合-澄清萃取器 666

12.6.3　喷洒萃取塔 666

12.6.4　填料萃取塔 667

12.6.5　孔板（筛板）萃取塔 671

12.6.6　脉冲填料和脉冲筛板塔 671

12.6.7　机械搅拌的萃取塔 672

12.7　连续多级逆流萃取 673

12.7.1　概述 673

12.7.2　连续多级逆流萃取 673

12.7.3　不互溶液体的逆流级式萃取 676

12.7.4　萃取塔的设计 678

12.7.5　用传质系数设计计算填料萃取塔 680

12.8　液-固浸取介绍和设备 682

12.8.1　浸取过程 682

12.8.2　浸取固体的制备 683

12.8.3浸取的速率 683

12.8.4　浸取设备的种类 686

12.9　平衡关系和单级浸取 687

12.9.1　浸取的平衡关系 687

12.9.2　单级浸取 689

12.10　逆流多级浸取 690

12.10.1　概述和逆流浸取操作线 690

12.10.2　逆流多级浸取的变底流 691

12.10.3　恒底流的多级逆流浸取 694

12.11　结晶概述和结晶设备 694

12.11.1　结晶和晶体的种类 694

12.11.2　结晶的平衡溶解度 695

12.11.3　结晶的产量和热量衡算、物料衡算 696

12.11.4　结晶设备 698

12.12　结晶理论 699

12.12.1　概述 699

12.12.2　成核理论 700

12.12.3　晶体成长速率和△L定律 700

12.12.4　晶体的颗粒尺寸分布 701

12.12.5　混合悬浮-混合产品产出结晶器的模型 702

习题 706

参考文献 710

第13章　膜分离过程 713

13.1　概述和膜分离过程的类型 713

13.1.1　概述 713

13.1.2　膜过程的分类 713

13.2　液体渗透膜过程或渗析 714

13.2.1　膜过程的串联阻力 714

13.2.2　渗析过程 716

13.2.3　渗析设备的种类 716

13.2.4　人工肾中的血液渗析 716

13.3　渗透膜过程 717

13.3.1　膜过程中的串联阻力 717

13.3.2　分离气体的膜的种类与渗透度 718

13.3.3　气体渗透膜过程设备的种类 719

13.3.4　气体渗透流动类型的概述 720

13.4　气体膜分离的完全混合模型 721

13.4.1　使用的基本方程 721

13.4.2　完全混合情况设计的方程解 723

13.4.3　排出流的最小浓度 725

13.5　多组分混合物的完全混合模型 726

13.5.1　方程的导出 726

13.5.2　多组分混合物的迭代求解过程 727

13.6　气体膜分离器的错流模型 729

13.6.1　基本方程的导出 729

13.6.2　错流膜分离器设计的程序 730

13.7　气体膜分离逆流流动和并流流动模型的方程推导 733

13.7.1　膜中的浓度梯度 733

13.7.2　稠相对称膜逆流流动模型的方程推导 733

13.7.3　稠相对称膜逆流流动模型的解 736

13.7.4　不对称膜逆流流动模型的方程推导 736

13.7.5　不对称膜并流流动模型的方程推导 737

13.7.6　过程变量对气体分离的影响 738

13.8　不对称膜有限差分数值方法的推导 740

13.8.1　逆流流动 740

13.8.2　简捷数值计算 741

13.8.3　有限差分数值计算机程序的使用 746

13.8.4　压力降对渗透的影响的计算 749

13.9　反渗透膜过程 750

13.9.1　概述 750

13.9.2　反渗透的通量方程 751

13.10　反渗透的应用、设备和模型 754

13.10.1　操作变量的影响 754

13.10.2　反渗透扩散模型中的浓差极化 755

13.10.3　反渗透的渗透度常数 756

13.10.4　反渗透设备的类型 756

13.10.5　反渗透的完全混合模型 756

13.11　超滤膜分离过程 757

13.11.1　概述 757

13.11.2　超滤设备的类型 758

13.11.3　超滤的通量方程 758

13.11.4　超滤中过程变量的影响 760

13.12　微滤膜分离过程 760

13.12.1　概述 760

13.12.2　微滤的模型 761

习题 762

参考文献 765

第14章　物理-力学的分离过程 767

14.1　物理-力学分离过程的概述和分类 767

14.1.1　概述 767

14.1.2　物理-力学分离过程的分类 767

14.2　液-固分离中的过滤 768

14.2.1　概述 768

14.2.2　过滤设备的类型 768

14.2.3　过滤介质和助滤剂 771

14.2.4　过滤的基本理论 771

14.2.5　恒压过滤的过滤方程 774

14.2.6　恒速过滤的过滤方程 778

14.3　流体与固体分离中的沉降与沉积 779

14.3.1　概述 779

14.3.2　颗粒通过流体运动的理论 779

14.3.3　干扰沉降 783

14.3.4 自由沉降的壁效应 784

14.3.5　分级中的微分沉降和固体分离 784

14.3.6　沉积和增稠 787

14.3.7　沉降和沉积的设备 788

14.4　离心分离过程 790

14.4.1　概述 790

14.4.2　离心分离中力的展开 791

14.4.3　离心机中沉降的速率方程 793

14.4.4　沉积的离心设备 797

14.4.5　离心过滤 798

14.4.6　气-固旋风分离器 799

14.5　机械粉碎 800

14.5.1　概述 800

14.5.2　颗粒粒度的测量 801

14.5.3　粉碎所需要的能量和功率 801

14.5.4　粉碎设备 803

习题 805

参考文献 808

附录1　基本常数和换算因子 810

附录2　水的物理性质 814

附录3　无机的和有机的化合物的物理性质 823

附录4　食品和生物材料的物理性质 842

附录5　管子、管道和筛子的性质 844

符号说明 847

索引 854

作者简介 875