化工原理详解与应用PDF电子书下载

第一部分 基本概念详解 3

1 流体流动 3

例1.1 基本因次与因次系统 3

例1.2 同一因次系统的单位换算 3

例1.3 不同因次系统的单位换算 4

例1.4 经验关系式的单位换算 5

例1.5 混合液体的密度 6

例1.6 混合气体的密度 7

例1.7 混合液体的粘度 8

例1.8 混合气体的粘度 8

例1.9 静压强与浮力 9

例1.10 比重计的设计原理 9

例1.11 容器壁面的受力 10

例1.12 液封高度的计算 10

例1.13 流向的判断 11

例1.14 远距离液位测量 12

例1.15 普通 U 形管压强计 12

例1.16 单杯式压强计 13

例1.17 复式压强计 14

例1.18 双液杯式微压计 14

例1.19 管道两点之间压差的测量 15

例1.20 倒 U 形管压差计 16

例1.21 两容器间压差的测量 16

例1.22 气体的平衡 17

例1.23 液体管路各断面平均流速相对大小的不变性 17

例1.24 气体管路各断面质量流速相对大小的不变性 18

例1.25 管内流动的平均流速 18

例1.26 理想流体在管内流动时的能量转换 19

例1.27 流体在管内的汽化 20

例1.28 容器内液体的排放 21

例1.29 简易恒速装置 22

例1.30 阻力损失与势能的消耗 22

例1.31 管内沿程压强分布 23

例1.32 高位槽的最大流出量 25

例1.33 由局部阻力损失引起的管内汽化 26

例1.34 虹吸管顶部的最大安装高度 28

例1.35 无外加功流体输送管路的流量调节 28

例1.36 简易流量微调法 29

例1.37 喷嘴的尺寸与喷出速度 30

例1.38 多层封闭容器内的流动 32

例1.39 流化床的压降 32

例1.40 流体对固体边界的作用力 33

例1.41 流体在环隙内作层流流动的速度分布与阻力损失 33

例1.42 流动形态判据的确定 35

例1.43 根据无因次变量进行模拟实验 35

例1.44 无因次经验关联式与普通经验式的区别 36

例1.45 无外加功简单输送管路计算问题的自由度 37

例1.46 水塔高度和管路直径的计算 38

例1.47 在一定势能差下管路输送能力的计算 39

例1.48 管路流量与所需势能差的关系 40

例1.49 流体粘度对管路输送能力的影响 41

例1.50 流体的温度对管路输送能力的影响 41

例1.51 支管阻力为主的分支管路 42

例1.52 总管阻力为主的分支管路 43

例1.53 使用同一水源各用户间的相互影响 44

例1.54 并联管路的流量分配 45

例1.55 提高流量分配均匀性的代价 45

例1.56 真空管路直径的计算 46

例1.57 设备漏气对真空度的影响 47

例1.58 长距离气体输送管路的计算 47

例1.59 利用毕托管测圆管内流量 48

例1.60 非圆形管道内流量的测量 49

例1.61 孔板流量计的能耗 50

例1.62 孔板流量计的测量范围 51

例1.63 转子流量计的刻度换算 51

例1.64 转子流量计的切削 51

2 流体输送机械 53

例2.1 旋转液体中的压强分布 53

例2.2 流体压强沿叶片通道的变化 53

例2.3 叶片形状对理论压头的影响 54

例2.4 输送管路对外加功的需求 56

例2.5 泵在循环管路中的压头与功率 58

例2.6 泵在分支管路中的压头与功率 58

例2.7 根据输送任务确定管径与相应的离心泵 59

例2.8 根据输送任务和已有离心泵决定管径 60

例2.9 离心泵的实际工作点 61

例2.10 用阀门调节管内流量的能耗 63

例2.11 改变转速与关小阀门的能耗比较 64

例2.12 流体密度对管路的影响 67

例2.13 气体密度对风机流量的影响 68

例2.14 离心泵组合方式的选择 69

例2.15 多台离心泵的并联组合 70

例2.16 液体种类对泵的允许安装高度的影响 71

例2.17 在循环管路中防止汽蚀现象的措施 72

例2.18 离心泵的(NPSH)c 的实验测定 73

例2.19 正位移泵的流量调节 74

3 流体通过颗粒层的流动 76

例3.1 颗粒尺寸对颗粒床内流动的影响 76

例3.2 空隙率对床层内流动的影响 77

例3.3 根据压降计算式从已知工况推算未知工况 78

例3.4 利用压降计算式指导实验测定 79

例3.5 恒速过滤时压差随时间的变化 79

例3.6 等压过滤时过滤速率随时间的变化 80

例3.7 间歇过滤机的生产能力 81

例3.8 所需过滤面积的计算 82

例3.9 操作方式对过滤机生产能力的影响 83

例3.10 压差与温度对过滤操作的影响 85

例3.11 根据操作数据反算过滤常数 85

例3.12 回转真空过滤机的设计型计算 86

例3.13 回转真空过滤机的操作型计算 87

4 颗粒的沉降和流态化 88

例4.1 颗粒尺寸对沉降速度的影响 88

例4.2 颗粒形状对沉降速度的影响 88

例4.3 流体温度对沉降速度的影响 90

例4.4 液体粘度的测定 90

例4.5 小液滴在液体中的浮升与滞留 91

例4.6 颗粒分级器各级容器直径的确定 92

例4.7 小颗粒的下降速度随时间的变化 93

例4.8 降尘室所需面积的计算 94

例4.9 降尘室出口气体含尘量的计算 95

例4.10 气体温度对降尘室生产能力的影响 96

例4.11 降尘室放置角度对生产能力的影响 97

例4.12 流化床与固定床压降的比较 99

例4.13 起始流化速度的实验测定 99

例4.14 流化床直径的计算 100

例4.15 流化床反应器催化剂损失量的计算 101

5 传热 102

例5.1 导热总温差在多层壁内的分配 102

例5.2 导热系数随温度的变化及其平均值 102

例5.3 球形壁内的定态一维热传导 104

例5.4 导热系数的简易测定 104

例5.5 有内热源的一维定态热传导 105

例5.6 给热系数与传热温度差的关系 106

例5.7 物性对管内给热系数的影响 107

例5.8 流速对管内给热系数的影响 108

例5.9 管径对管内给热系数的影响 108

例5.10 非圆形管道的给热系数 109

例5.11 流体的流动形态对给热系数的影响 109

例5.12 自然对流所引起的热损失 110

例5.13 传热面的方位对冷凝给热系数的影响 111

例5.14 液膜流动状态对给热系数的影响 111

例5.15 壁温的计算 112

例5.16 保温材料的合理使用 113

例5.17 保温层的临界半径 114

例5.18 小球表面给热系数的测定 115

例5.19 空心容器壁上小孔的辐射能力 116

例5.20 黑度的实验测定 117

例5.21 热辐射所引起的热损失 117

例5.22 遮热板的黑度与数目对隔热效果的影响 118

例5.23 以恒热流方式加热的蒸发设备的飞温 119

例5.24 气体温度的测量误差 120

例5.25 保温瓶内热水的冷却 121

例5.26 对数平均推动力的特性 121

例5.27 逆流与并流操作时最小载热体用量的比较 122

例5.28 冷凝冷却器所需传热面积的计算 123

例5.29 传热过程的调节 124

例5.30 热阻较小侧流体的流量变化对传热过程的影响 125

例5.31 热阻较大侧流体的流量变化对传热过程的影响 126

例5.32 换热器的传热能力与载热体用量的关系 127

例5.33 换热器的调节余地 129

例5.34 换热器给热系数的实验测定 131

例5.35 换热器污垢热阻的计算 132

例5.36 换热器逆流操作与并流操作的比较 132

例5.37 载热体再循环对传热过程的影响 133

例5.38 搅拌在传热过程中的作用 134

例5.39 复杂流型传热过程的计算 135

例5.40 换热器的串联组合 137

例5.41 换热器的并联组合 139

例5.42 流体分布不均对并联换热器组传热能力的影响 140

例5.43 间歇传热过程的计算 142

例5.44 非定态流体温度的测量误差 142

例5.45 连续搅拌槽内液体温度随加热时间的变化 143

6 蒸发 145

例6.1 溶液沸点升高的估算 145

例6.2 液体静压所造成的温差损失 147

例6.3 单效蒸发过程所需传热面积的计算 147

例6.4 蒸发器操作时原料状态的变化对完成液浓度的影响 148

例6.5 蒸发过程的调节 149

例6.6 物料结垢的影响与传热系数的测定 150

例6.7 单效与多效蒸发过程的比较 151

例6.8 多效蒸发并流和逆流操作的比较 155

例6.9 额外蒸汽的引出 158

例6.10 蒸发器操作周期的确定 159

7 气体吸收 161

例7.1 亨利定律各系数之间的换算 161

例7.2 温度和压强对亨利系数的影响 161

例7.3 加热解吸的热量消耗 162

例7.4 吹气解吸的气体用量 163

例7.5 挥发性固体小球的升华速率 164

例7.6 相平衡对两相传质推动力及其分配的影响 165

例7.7 流体的流量对传质阻力的影响 167

例7.8 吸收剂用量对气体极限残余浓度的影响 168

例7.9 逆流与并流操作最小吸收剂用量 169

例7.10 吸收塔逆流操作与并流操作的比较 170

例7.11 吸收塔高的计算 171

例7.12 吸收剂再循环对所需塔高的影响 173

例7.13 溶质回收率对返混的敏感程度 174

例7.14 相平衡对返混实际结果的影响 176

例7.15 吸收剂用量对传质系数的影响 177

例7.16 溶质回收率与所需塔高的关系 178

例7.17 解吸塔高的计算 179

例7.18 传质阻力较小侧流体的流量变化对吸收过程的影响 180

例7.19 气体残余含量与吸收剂用量的关系 181

例7.20 循环吸收剂用量对吸收操作的影响 182

例7.21 吸收剂入口温度对吸收过程的影响 184

例7.22 吸收剂初始含量对吸收过程的影响 185

例7.23 提高回收率的代价 186

例7.24 流体分布不均匀对并联吸收塔操作的影响 188

例7.25 气液流动方式对吸收过程的影响 190

例7.26 液相完全混合与气液错流接触操作情况的比较 191

例7.27 两股气体混合进料与单独进料残余含量的比较 192

例7.28 吸收塔的组合 194

例7.29 吸收塔理论板数的计算 196

例7.30 高含量气体的吸收 197

8 液体精馏 199

例8.1 混合液泡点与压强的对应关系 199

例8.2 总压对相对挥发度的影响 199

例8.3 相对挥发度沿塔高的变化 200

例8.4 惰性气体对相平衡的影响 201

例8.5 可凝性混合气体露点的计算 202

例8.6 平衡蒸馏与简单蒸馏的比较 203

例8.7 操作压强对平衡蒸馏的影响 205

例8.8 理论板数的计算 205

例8.9 回流温度对所需理论板数的影响 207

例8.10 加料热状态对所需理论板数的影响 208

例8.11 原料组成对最小回流比的影响 211

例8.12 复杂塔最小回流比的计算 211

例8.13 组成不同的物料混合进塔与单独进塔所需理论板数的比较 213

例8.14 直接蒸汽与间接蒸汽加热所需理论板数的比较 215

例8.15 设有部分冷凝器的精馏塔理论板数的计算 216

例8.16 具有中间换热器的精馏塔理论板数的计算 217

例8.17 塔釜伴有化学反应的精馏塔理论板数的计算 219

例8.18 回收塔所需理论板数的计算 220

例8.19 精馏塔内的温度分布 221

例8.20 物料衡算对精馏过程的约束 223

例8.21 产品纯度与回流比的对应关系 225

例8.22 馏出率(D/F)与产品组成(xD)的关系 226

例8.23 实际回流比与产品组成的关系 227

例8.24 精馏塔的调节 229

例8.25 物料衡算关系对精馏塔调节的作用 230

例8.26 产品纯度及回收率与能耗的关系 231

例8.27 加料板置对能耗的影响 233

例8.28 加料热状态对所需最低能耗的影响 233

例8.29 中间换热对精馏过程能耗的影响 235

例8.30 组成不同的料液的加料方式对能耗的影响 237

例8.31 间歇精馏与连续精馏所需能耗的比较 239

例8.32 默弗里板效率与总塔效率的区别 241

9 液-液萃取 243

例9.1 物料衡算与杠杆定律 243

例9.2 互溶度对萃取分离效果的影响 243

例9.3 分配系数对溶剂比的影响 245

例9.4 单级萃取的操作范围 246

例9.5 单级萃取与多级萃取的比较 247

例9.6 逆流与错流萃取的比较 248

例9.7 萃余相组成与最小溶剂比的对应关系 249

例9.8 溶剂组成对最小溶剂比的影响 251

例9.9 逆流萃取所需理论级数的图解计算 251

例9.10 多级逆流萃取所需理论级的解析计算 253

例9.11 萃取过程的调节 254

例9.12 溶剂初始组成对萃取操作的影响 256

例9.13 含量不同的料液混合进料与单独进料的比较 257

例9.14 回流萃取的最小回流比 258

例9.15 回流萃取所需理论级数的计算 261

例9.16 完全不互溶物系的逆流萃取 262

例9.17 模拟逆流萃取的实验方法 264

10 热质同时传递的过程 266

例10.1 用干湿球温度计测定空气湿含量 266

例10.2 热水出口温度与凉水塔最小气液比的对应关系 266

例10.3 凉水塔的极限出口温度 268

例10.4 凉水塔高度的计算 269

例10.5 气体的增湿 270

例10.6 空气状态对凉水塔操作的影响 272

例10.7 气液比对凉水塔操作的影响 273

例10.8 两相温度和水汽分压沿塔高的分布 275

11 干燥 278

例11.1 湿空气状态参数的计算 278

例11.2 空气湿度的测定 278

例11.3 温度对湿空气容纳水分能力的影响 279

例11.4 总压对空气容纳水分能力的影响 280

例11.5 湿空气的混合 281

例11.6 热损失对干燥过程的影响 282

例11.7 气体的出口状态与干燥过程所需能耗的关系 283

例11.8 空气预热温度对干燥过程所需能耗的影响 285

例11.9 废气再循环 285

例11.10 干燥气体的中间加热 287

例11.11 料层厚度对干燥过程的影响 288

例11.12 理想干燥器所需设备容积的计算 289

例11.13 空气用量对理想干燥过程的影响 291

例11.14 气流干燥器的计算 291

第二部分 应用与练习 297

练习1 297

练习2 311

练习3 318

练习4 323

练习5 326

练习6 334

练习7 336

练习8 346

练习9 353

练习10 358

练习11 360

第三部分 练习参考答案 367

练习答案 367