化工原理 第2版PDF电子书下载

绪论 1

第1章　流体流动与输送机械 5

1.1　流体基本性质 5

1.1.1　连续介质的假定 5

1.1.2　流体的压缩性 6

1.1.3　作用在流体上的力 6

1.1.4　质量力与密度 6

1.1.5　压力 7

1.1.6　剪切力与黏度 8

1.2　流体静力学 9

1.2.1　静压力特性 9

1.2.2　流体静力学基本方程 10

1.3　流体动力学 14

1.3.1 流体的流量与流速 14

1.3.2　定态流动与非定态流动 15

1.3.3　定态流动系统的质量衡算 15

1.3.4　定态流动系统的机械能衡算 16

1.4　流体流动的内部结构 23

1.4.1 流体的流动型态 23

1.4.2　流体在圆管内的速度分布 24

1.5　流体流动阻力 28

1.5.1 直管阻力 28

1.5.2　局部阻力 36

1.5.3　流体在管路中的总阻力 38

1.6　管路计算 40

1.6.1　简单管路 40

1.6.2　复杂管路 44

1.7　流速与流量的测量 45

1.7.1 测速管 46

1.7.2　孔板流量计 47

1.7.3　文丘里流量计 49

1.7.4　转子流量计 50

1.8　流体输送机械 52

1.8.1 离心泵 53

1.8.2　其他类型化工用泵 66

1.8.3　气体输送机械 69

思考题 74

习题 75

本章符号说明 81

参考文献 81

第2章　非均相物系分离 82

2.1 概述 82

2.1.1 非均相物系分离在工业中的应用 82

2.1.2　颗粒与颗粒群的特性 83

2.2　颗粒沉降 85

2.2.1 颗粒在流体中的沉降过程 85

2.2.2　重力沉降及设备 85

2.2.3　离心沉降及设备 91

2.3　过滤 95

2.3.1　概述 95

2.3.2　过滤基本方程式 96

2.3.3　过滤设备 99

2.4　非均相物系分离过程强化与展望 104

2.4.1 沉降过程的强化 104

2.4.2　过滤过程的强化 104

2.4.3　过滤技术展望 105

思考题 106

习题 106

本章符号说明 107

参考文献 108

阅读参考文献 108

第3章　传热 109

3.1 概述 109

3.1.1 传热在化工生产中的应用 109

3.1.2　工业生产中的加热剂和冷却剂 110

3.1.3　传热设备中冷、热流体的接触方式 110

3.1.4　传热学中一些基本概念 111

3.2　热传导 112

3.2.1　热传导机理简介 112

3.2.2　热传导速率的表达——傅里叶定律 112

3.2.3　热导率 113

3.2.4　单层平壁的定态热传导 114

3.2.5　单层圆筒壁的定态热传导 115

3.2.6　通过多层壁的定态热传导 116

3.3　对流传热 118

3.3.1　对流传热过程分析 118

3.3.2　对流传热速率——牛顿冷却定律 119

3.3.3　对流传热系数的实验研究方法 119

3.3.4 流体无相变时的对流传热系数经验关联式 121

3.3.5　蒸气冷凝传热 129

3.3.6　液体沸腾传热 131

3.4　传热过程计算 133

3.4.1　换热器的热量平衡方程 133

3.4.2　总传热系数 134

3.4.3　总传热速率方程 137

3.4.4 总传热速率方程与热量平衡方程的联用 138

3.4.5　平均传热温差的计算 138

3.4.6　传热过程的设计型计算 142

3.4.7　传热过程的操作型计算 142

3.4.8　设备壁温的计算 144

3.5　辐射传热 145

3.5.1　热辐射的基本概念 145

3.5.2　物体的辐射能力 146

3.5.3　两固体间的辐射传热 148

3.5.4　对流-辐射联合传热 149

3.6　换热器 150

3.6.1　间壁式换热器 150

3.6.2　列管式换热器的设计与选型中相关条件的选择 157

3.6.3　列管式换热器的选型计算 158

3.7　传热过程的强化 161

3.7.1　换热器中传热过程的强化 161

3.7.2　换热网络的优化 162

3.7.3　换热器中污垢的产生、阻垢和清洗 162

思考题 163

习题 164

本章符号说明 167

参考文献 167

第4章　蒸发 168

4.1 概述 168

4.1.1 蒸发操作及其在工业中的应用 168

4.1.2　蒸发操作的特点 168

4.1.3　蒸发操作的分类 169

4.2　单效蒸发与真空蒸发 169

4.2.1　单效蒸发流程 169

4.2.2　单效蒸发设计计算 169

4.2.3　蒸发器的生产能力与生产强度 174

4.3 多效蒸发 175

4.3.1　加热蒸汽的经济性 175

4.3.2 多效蒸发 175

4.3.3　多效蒸发效数的限制 182

4.4　蒸发设备 182

4.4.1 蒸发器 182

4.4.2　蒸发器的选型 185

4.4.3　蒸发装置的附属设备和机械 185

4.5　蒸发过程和设备的强化与展望 187

思考题 187

习题 187

本章符号说明 188

参考文献 188

阅读参考文献 188

第5章　气体吸收 190

5.1　概述 190

5.1.1　化工生产中的传质过程 190

5.1.2　相组成表示法 191

5.1.3　气体吸收过程 193

5.1.4　气体吸收过程的应用 194

5.1.5　吸收剂的选用 194

5.1.6　吸收操作的分类 195

5.2　吸收过程的气-液相平衡关系 196

5.2.1　气体在液体中的溶解度 196

5.2.2　相平衡关系在吸收过程中的应用 201

5.3　单相内传质 202

5.3.1　单相内物质的分子扩散 203

5.3.2　分子扩散系数 207

5.3.3　单相对流传质机理 211

5.3.4　单相内对流传质速率方程 212

5.4　相际对流传质及总传质速率方程 213

5.4.1　双膜理论 213

5.4.2　吸收过程的总传质速率方程 214

5.5　吸收塔的计算 218

5.5.1　物料衡算和操作线方程 219

5.5.2　吸收剂用量与最小液-气比 220

5.5.3　吸收塔填料层高度的计算 222

5.5.4　吸收塔塔径的计算 229

5.5.5　吸收塔的操作型计算 229

5.5.6　解吸及其计算 231

5.6　填料塔 234

5.6.1 填料 235

5.6.2　填料塔的流体力学性能 237

5.6.3　填料塔的附件 241

5.6.4　强化吸收过程的措施 241

5.6.5　填料塔分离技术新进展 243

思考题 244

习题 245

本章符号说明 247

参考文献 248

阅读参考文献 248

第6章　蒸馏 249

6.1 概述 249

6.2　双组分溶液的汽液平衡 250

6.2.1　理想溶液的汽-液平衡 250

6.2.2　温度组成图（t-x-y图） 251

6.2.3　气液平衡图（x-y图） 252

6.2.4　挥发度与相对挥发度 253

6.2.5　非理想溶液的汽-液平衡 255

6.3　简单蒸馏和平衡蒸馏 256

6.3.1 简单蒸馏 256

6.3.2　平衡蒸馏 257

6.4　精馏原理 257

6.4.1 多次部分汽化、部分冷凝 257

6.4.2　连续精馏装置流程 258

6.4.3　塔板的作用 259

6.4.4　精馏过程的回流 260

6.5　双组分连续精馏塔的计算 260

6.5.1 理论板的概念与恒摩尔流的假设 261

6.5.2　全塔物料衡算 261

6.5.3　操作线方程 263

6.5.4　进料热状况的影响及q线方程 265

6.5.5　理论塔板数的确定 268

6.5.6 回流比的影响与选择 275

6.5.7　理论板数的简捷计算 282

6.5.8　精馏装置的热量衡算 284

6.5.9　双组分精馏的操作型计算 286

6.6　间歇精馏 287

6.6.1 维持馏出液浓度恒定的操作 288

6.6.2　维持回流比恒定的操作 289

6.7　恒沸精馏与萃取精馏 289

6.7.1　恒沸精馏 289

6.7.2　萃取精馏 290

6.8　板式塔 291

6.8.1 板式塔的结构特点和流体力学特性 291

6.8.2　塔板的流体力学状况 293

6.8.3　塔板效率 295

6.8.4　塔高和塔径的计算 297

6.8.5　塔板负荷性能图 299

6.8.6　板式塔的类型 300

6.9　蒸馏过程的强化与展望 303

思考题 304

习题 305

本章主要符号说明 309

参考文献 310

阅读参考文献 310

第7章 固体干燥 311

7.1　概述 311

7.1.1 物料的去湿方法 311

7.1.2 物料的干燥方法 311

7.1.3　对流干燥特点 312

7.2　湿空气的性质与湿度图 312

7.2.1　湿空气的性质 312

7.2.2　湿空气的湿度图及其应用 318

7.3　固体物料的干燥平衡 321

7.3.1　物料中水分含量的表示方法 321

7.3.2　水分在气-固两相间的平衡 321

7.4　干燥过程的计算 323

7.4.1　干燥过程的物料衡算 323

7.4.2　干燥过程的热量衡算 325

7.4.3　干燥系统的热效率 326

7.4.4　干燥器空气出口状态的确定 327

7.5　干燥速率与干燥时间 329

7.5.1 干燥速率 329

7.5.2 恒定干燥条件下干燥时间的计算 332

7.6　干燥器 334

7.6.1 干燥器的基本要求与分类 334

7.6.2　工业上常用的干燥器 335

7.6.3　干燥器的选型 339

7.7　固体干燥过程的强化与展望 340

7.7.1　干燥过程强化 340

7.7.2　干燥设备改进 341

7.7.3　干燥技术展望 342

思考题 343

习题 343

本章符号说明 345

参考文献 346

阅读参考文献 346

第8章　其他分离技术 347

8.1 结晶 347

8.1.1 概述 347

8.1.2　结晶原理 347

8.1.3　结晶器简介 349

8.1.4　结晶过程的强化与展望 350

8.2　吸附分离 351

8.2.1 概述 351

8.2.2　吸附剂及其特性 352

8.2.3　吸附平衡 353

8.2.4　吸附速率 355

8.2.5　吸附操作与装置 357

8.2.6　吸附过程的强化与展望 359

8.3　膜分离 361

8.3.1 概述 361

8.3.2　膜与膜组件 363

8.3.3　反渗透 365

8.3.4　超滤与微滤 366

8.3.5　气体分离 368

8.3.6　膜接触器 368

思考题 370

主要符号说明 371

阅读参考文献 371

附录 372

附录一、常用物理量的单位与量纲 372

附录二、某些气体的重要物理性质 372

附录三、某些液体的重要物理性质 373

附录四、干空气的物理性质（101.3kPa） 374

附录五、水及蒸汽的物理性质 375

1．水的物理性质 375

2．水在不同温度下的黏度 376

3．饱和水蒸气表（按温度排列） 377

4．饱和水蒸气表（按压力排列） 378

附录六、黏度 379

1．液体黏度共线图 379

2．气体黏度共线图 381

附录七、热导率 382

1．固体热导率 382

2．某些液体的热导率 383

3．气体热导率共线图（101.3kPa） 384

附录八、比热容 386

1．液体比热容共线图 386

2．气体比热容共线图（101.3kPa） 388

附录九、液体汽化热共线图 390

附录十、无机物水溶液的沸点（101.3kPa） 392

附录十一、管路规格 393

附录十二、离心泵规格（摘录） 393

1．IS型单级单吸离心泵规格 393

2．Y型离心油泵规格 397

附录十三、换热器系列（摘录） 398

1．管壳式热交换器系列标准（摘自JB/T 4714、4715—92） 398

2．管壳式换热器型号的表示方法 403