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1 流体的流动与输送 1

1.1 概述 1

1.2 流体静力学方程 1

1.2.1 流体的性质 1

1.2.2 流体的压强 3

1.2.3 流体静力学基本方程 4

1.2.4 流体静力学方程的应用 6

1.3 流体流动的基本方程 7

1.3.1 流量与流速 8

1.3.2 粘度 10

1.3.3 流体流动的类型及其判断 11

1.3.4 流动边界层 13

1.3.5 流体稳定流动时的连续性方程 15

1.3.6 流体流动过程的能量守恒和转化(柏努利方程式) 16

1.4 流速与流量的测量 22

1.4.1 测速管 22

1.4.2 孔板流量计 23

1.4.3 转子流量计 24

1.5 流体流动时的阻力 27

1.5.1 管路的沿程阻力 27

1.5.2 非圆形管内的流体阻力 35

1.5.3 局部阻力 36

1.5.4 乌氏粘度计测粘度的原理 40

1.6.1 管路计算的类型和基本方法 42

1.6 管路计算 42

1.6.2 简单管路的计算 43

1.6.3 复杂管路的计算 45

1.7 两相流动 46

1.7.1 球形颗粒在流体中运动时的阻力 46

1.7.2 曳力系数与雷诺数的关系 47

1.7.3 重力沉降 48

1.7.4 固体流态化 50

1.8 流体输送设备 58

1.8.1 离心泵 59

1.8.2 离心压缩机 68

1.8.3 往复压缩机和往复泵 69

1.8.4 其它常用流体输送设备 76

习题 78

本章符号说明 84

2 传热过程和传热设备 87

2.1 概述 87

2.1.1 化工生产中的传热 87

2.1.2 热传递的基本方式 88

2.1.3 热量衡算 88

2.2 热传导 89

2.2.1 基本概念与傅里叶定律 89

2.2.2 热导率 90

2.2.3 通过平壁的稳定热传导 93

2.2.4 通过圆筒壁的稳定热传导 96

2.3 对流传热 99

2.3.1 基本概念与牛顿冷却定律 99

2.3.2 用因次分析法求无相变时流体的给热系数α 102

2.3.3 管内强制对流时的给热系数 103

2.3.4 大空间自然对流传热 106

2.3.5 保温层的临界直径 107

2.4 辐射传热 108

2.4.1 基本概念与定律 108

2.4.2 物体间的辐射传热 110

2.5.1 热交换器的传热机理和传热基本方程式 113

2.5 热交换过程的传热计算 113

2.5.2 总传热系数 115

2.5.3 传热的平均温度差 117

2.5.4 传热面积的计算 120

2.5.5 热交换设备 122

2.5.6 热交换过程的强化途径 127

习题 129

本章符号说明 133

3 精馏 135

3.1 概述 135

3.2 双组分溶液的气液相平衡 135

3.2.2 气相为理想气体、液相为理想溶液时的气液平衡 136

3.2.1 气液平衡时的自由度 136

3.2.3 液相为非理想溶液时的气液相平衡简介 142

3.3 平衡蒸馏和简单蒸馏 143

3.3.1 平衡蒸馏(闪蒸) 143

3.3.2 简单蒸馏 146

3.4 双组分连续精馏的分析和计算 149

3.4.1 精馏原理 149

3.4.2 精馏过程的物料衡算 152

3.4.3 精馏操作线方程 154

3.4.4 理论塔板和理论塔板数 160

3.4.5 回流比的影响和选择 165

3.4.6 理论塔板数的简捷算法 169

3.4.7 实际塔板数与塔板效率 171

3.4.8 连续精馏装置的热量衡算 173

3.5 间歇精馏 175

3.5.1 回流比恒定的间歇精馏 176

3.5.2 馏出液组成恒定的间歇精馏 179

3.6 两组分精馏的操作型计算与操作 180

3.6.1 两组分精馏的操作型计算 180

3.6.2 连续精馏操作条件的优化 183

3.7 特殊精馏 187

3.7.1 恒沸精馏 187

3.7.2 萃取精馏 188

习题 189

本章符号说明 195

4 吸收 198

4.1 概述 198

4.2 气液相平衡 199

4.2.1 气液平衡关系(溶解度曲线) 199

4.2.2 亨利定律 201

4.2.3 相平衡与吸收过程的关系 203

4.3 传质机理和传质速率 204

4.3.1 分子扩散 205

4.3.2 对流扩散 210

4.4 两相间的传质 212

4.4.1 双膜理论 212

4.4.2 吸收传质速率方程 213

4.4.3 其它传质理论简介 219

4.5 吸收塔的设计及计算 220

4.5.1 吸收塔的物料衡算及操作线方程 221

4.5.2 吸收剂的选择和用量 222

4.5.3 塔径的确定 225

4.5.4 吸收塔填料层高度的计算 226

4.5.5 理论级数与塔高的计算 234

4.5.6 吸收过程的操作型计算 236

4.5.7 解吸 238

4.6 多组分吸收与化学吸收 241

4.6.1 多组分吸收 241

4.6.2 化学吸收 242

习题 243

本章符号说明 247

5 气液传质设备 250

5.1 填料塔 250

5.1.1 填料塔结构 251

5.1.2 填料 251

5.1.3 填料塔的附件 255

5.1.4 填料塔的流体力学特性 257

5.2.1 板式塔结构 261

5.2.2 常用塔板类型 261

5.2 板式塔 261

5.1.5 填料塔的传质与塔高的计算 261

5.2.3 板式塔主要工艺尺寸的计算 265

习题 274

本章符号说明 275

6 化学反应工程学 277

6.1 概述 277

6.1.1 化学反应器的作用 277

6.1.2 化学反应工程学的研究对象与方法 277

6.2 基本反应器 278

6.2.1 化学反应器的类型 278

6.2.2 几种典型的基本反应器 279

6.3.3 轴向返混模型 282

6.3.2 平推流模型 282

6.3.1 全混流模型 282

6.3 物料在反应器内的流动模型 282

6.3.4 多釜串联流动模型 283

6.4 均相反应器的计算 283

6.4.1 间歇釜式反应器 284

6.4.2 连续操作的管式反应器 287

6.4.3 连续操作的搅拌釜 290

6.4.4 多釜串联反应器 291

6.5 理想均相反应器的优化选择 295

6.5.1 以生产强度为优化目标选择反应器 296

6.5.2 以产率和选择性为优化目标选择反应器 298

6.6.1 物料返混和停留时间分布 302

6.6 物料停留时间分布和流动模型 302

6.6.2 停留时间分布的测定方法 308

6.6.3 理想反应器的停留时间分布 312

6.6.4 停留时间分布在非理想流动均相反应器中的应用和计算 317

6.7 非理想流动反应器内的流动模型——扩散模型 321

6.7.1 扩散模型 321

6.7.2 扩散模型参数的确定 323

6.8 气固相催化反应器 325

6.8.1 固定床催化反应器 326

6.8.2 流化床催化反应器 339

习题 344

本章符号说明 347

参考文献 349

附录 350

附录1 化工常用法定计量单位 350

附录2 常用单位的换算 350

附录3 某些气体的重要物理性质 353

附录4 某些液体的重要物理性质 354

附录5 干空气的物理性质 357

附录6 水的物理性质 358

附录7 饱和水蒸气表(按温度排列) 359

附录8 饱和水蒸气表(按压强排列) 360

附录9 一些有机物的蒸气压 362

附录10 常用固体材料的密度和比热容 363

附录11 某些固体材料的导热系数 364

附录12 某些液体的导热系数 365

附录13 某些气体和蒸气的导热系数 366

附录14 管内流体常用流速范围 367

附录15 列管换热器的传热系数的参考值 368

附录16 壁面污垢的热阻 369

附录17 管子规格 370

附录18 泵规格 372

附录19 4-72-11型离心通风机规格 378

附录20 管壁的绝对粗糙度 378

附录21 泰勒标准筛的规格 379