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绪论 1

一、本课程的内容和任务 1

二、国际单位制 2

三、因次与因次一致性原理 4

四、质量守恒定律与物料衡算 4

五、热量、能量守恒定律与热量、能量衡算 5

六、过程的平衡 6

七、过程的速率 7

八、过程的最佳化 7

九、怎样学习“制药化工过程与设备” 7

第I篇 流体动力过程 9

第一章 流体的流动 9

第一节 流体的有关性质 9

1-1流体的密度 9

1-2流体的压力 12

第二节 流体静力学基本方程 14

1-3流体静力学基本方程 14

1-4流体静力学基本方程的应用 15

第三节 流体动力学 17

1-5流量与流速 17

1-6稳定流动与不稳定流动 18

1-7流体流动的物料衡算——连续性方程 18

1-8流体流动的总能量衡算——柏努利方程 19

第四节 流体在管内流动时的阻力 28

1-9牛顿粘性定律与粘度 28

1-10流体的流动类型 30

1-11流体的流动阻力 33

1-12管路计算 41

1-13管道直径的确定 44

第五节 流速与流量的测量 45

1-14测速管 45

1-15孔板流量计 47

1-16转子流量计 48

第六节 化工管路 49

1-17化工管路、设备的常用材料 49

1-18管材规格的测定 52

1-19管路的连接 54

1-20管件与阀门 57

1-21管路的保温与涂漆 60

1-22管路布置原则 61

思考题 62

习题 62

第二章 液体的输送 65

第一节 离心泵的工作原理和结构 65

2-1离心泵的工作原理 65

2-2离心泵的构造 66

第二节 离心泵的主要性能 68

2-3离心泵的主要性能和特性曲线 68

2-4泵的特性曲线 71

第三节 离心泵的吸上高度和汽蚀 72

2-5吸上高度的限度 72

2-6汽蚀现象 73

第四节 离心泵的安装与运转 75

2-7离心泵的安装 75

2-8离心泵的运转 76

第五节 离心泵特性曲线与管路特性曲线的配合 76

2-9管路的特性曲线 76

2-10流量调节 77

2-11离心泵的串联与并联 78

第七节 常用离心泵的选用 79

2-12离心泵的类型 79

2-13离心泵的选用 82

第八节 其它类型泵 82

2-14往复泵 82

2-15齿轮泵 84

2-16螺杆泵 84

2-17旋涡泵 84

2-18流体作用泵 85

思考题 86

习题 86

第三章 气体的压缩与输送设备 88

第一节 离心式气体压送机械 88

3-1离心式通风机 88

3-2离心式鼓风机与压缩机 93

第二节 往复式压缩机 94

3-3往复式压缩机的工作原理 94

3-4往复式压缩机的性能 97

3-5多级压缩 98

3-6往复压缩机的类型及选用 100

第三节 其它类型压缩输送机械 102

3-7旋转式鼓风机和压缩机 102

3-8真空泵 103

思考题 104

习题 104

第四章 非均一系的分离 105

第一节 重力沉降 105

4-1自由沉降和沉降速度 105

4-2降尘室 108

4-3沉降槽 109

第二节 离心沉降 111

4-4离心沉降速度 111

4-5旋风分离器 112

4-6其它离心沉降设备 116

第三节 过滤 118

4-7基本概念 118

4-8过滤基本方程式 119

4-9过滤设备 124

思考题 129

习题 130

第Ⅱ篇 传热过程 131

第五章 传热基本原理、间壁式换热器 131

第一节 概述 131

5-1工业传热的目的和方式 131

5-2稳定传热和不稳定传热 132

5-3三种传热机理 133

第二节 导热 133

5-4傅立叶定律 133

5-5导热系数 133

5-6单层和多层平壁导热 135

5-7圆筒壁导热 137

第三节 对流传热 140

5-8概述 140

5-9对流传热系数的关联式 141

5-10流体无相变化时的对流传热系数 143

5-11流体有相变时的对流传热 147

5-12对流和辐射的联合传热 150

第四节 间壁两侧流体的传热 152

5-13换热器的热量衡算 152

5-14总传热速率方程 153

5-15传热推动力的计算及两流体的流向分析 153

5-16总传热系数K 160

第五节 间壁式换热器 164

5-17常用换热器 164

5-18板式换热器 170

5-19石墨换热器 172

5-20强化传热的途径 173

第六节 换热器的选用及有关计算 174

5-21蛇管传热的计算方法 174

5-22管壳换热器的选用 175

思考题 183

习题 183

第六章 加热、冷却与冷凝 184

第一节 加热 184

6-1一次热源（直接热源）加热 184

6-2二次热源（间接热源）加热 185

6-3冷凝水与不凝气体的排放 187

6-4夹套加热管路布置 191

第二节 冷却与冷凝 191

6-5冷却与冷凝 191

6-6夹套设备综合管路布置 194

思考题 194

第七章 蒸发 195

第一节 概述 195

7-1蒸发的目的 195

7-2基本概念 195

第二节 单效蒸发器的计算 196

7-3单效蒸发器的物料衡算 196

7-4单效蒸发器的热量衡算 196

7-5蒸发器传热面积的计算 198

第三节 常用蒸发器 203

7-6夹套蒸发器 203

7-7自然循环蒸发器 203

7-8强制循环蒸发器 205

7-9单程型蒸发器 206

7-10蒸发器的辅助设备 210

7-11溶液的蒸发特性 211

第四节 蒸发器的节能 212

7-12蒸汽的利用率 212

7-13蒸发器的生产强度 212

7-14多效蒸发器 213

7-15多效蒸馏水机 215

7-16二次蒸汽的多种利用方法 217

思考题 217

习题 218

第Ⅲ篇 传质过程 223

第八章 结晶 223

第一节 概述 223

8-1结晶操作在制药工业中的应用 223

8-2获得结晶的途径 223

第二节 结晶原理 224

8-3溶解一结晶的相平衡关系 224

8-4晶核的生成和晶体的成长 226

8-5结晶过程的控制 228

8-6用结晶操作分离混合物 229

8-7结晶的计算 230

第三节 常用结晶设备 232

8-8冷却式结晶器 233

8-9蒸发式结晶器 234

8-10真空式结晶器 235

思考题 236

习题 237

第九章 蒸馏与精馏 237

第一节 双组分液体混合物的气液平衡 238

9-1理想溶液的气液平衡 238

9-2非理想溶液的气液平衡 240

9-3相对挥发度 241

第二节 精馏 243

9-4简单蒸馏 243

9-5精馏原理 244

9-6双组分混合液连续精馏的计算 246

9-7间歇精馏 266

9-8填料塔 268

9-9板式塔 282

第三节 特殊蒸馏 292

9-10水蒸汽蒸馏 292

9-11恒沸精馏和萃取精馏 295

思考题 297

习题 297

第十章 吸收 300

第一节 吸收操作的相平衡 301

10-1气体在液体中的溶解度 301

10-2吸收操作的相平衡关系 301

10-3吸收剂的选择 306

第二节 吸收过程机理和吸收速率 307

10-4传质的基本方式 307

10-5吸收过程的机理 308

10-6吸收速率方程 309

第三节 吸收塔的计算 312

10-7物料衡算与操作线方程 313

10-8吸收剂的用量 314

10-9计算填料层高度 316

10-10板式塔塔板数的确定 324

第四节 吸收和解吸流程 326

10-11解吸 326

10-12吸收操作流程 326

第五节 其他吸收方法和设备 327

10-13涉及气体吸收的间歇反应釜 328

10-14喷射泵吸收 329

思考题 329

习题 330

第十一章 萃取 331

液液萃取 331

第一节 液液萃取的相平衡和传质速率 332

11-1三角形相图 332

11-2液液萃取的相平衡关系 334

11-3液液萃取的机理和传质速率 339

11-4萃取剂的选择 341

第二节 单级液液萃取器及其计算 342

11-5单级液液萃取的计算 342

第三节 多级逆流液液萃取及计算 346

11-6多级液液萃取的流程 346

11-7多级逆流液液萃取的计算 347

第四节 微分接触式逆流液液萃取塔 353

11-8逆流液液萃取塔的计算原理 353

11-9萃取塔设备 355

第五节 离心式液液萃取设备 358

11-10离心萃取器的分类 358

11-11波式离心萃取器 358

11-12路韦斯塔式离心萃取器 360

固液萃取 361

第六节 固液萃取的相平衡和传质速率 361

11-13三角形相图 361

11-14固液萃取的相平衡 362

11-15固液萃取的机理和传质速率 363

11-16萃取剂的选择 364

第七节 单级固液萃取及计算 364

11-17单级固液萃取器 365

11-18单级固液萃取设备的计算 367

11-19单级多次固液萃取 369

第八节 多级逆流固液萃取及计算 372

11-20多级错流固液萃取 372

11-21多级逆流固液萃取的计算 372

11-22多级逆流固液萃取罐组 374

第九节 微分半连续固液萃取 376

11-23微分半连续固液萃取的操作特性 376

11-24微分半连续固液萃取的计算 378

思考题 379

习题 379

第十二章 干燥 382

第一节 概述 382

12-1干燥在制药工业的应用 382

12-2干燥方法的分类 382

第二节 湿空气的性质和湿度图 383

12-3湿空气的性质 383

12-4空气的湿度图（T-H图） 386

12-5湿度图的用法 389

第三节 干燥器的物料和热量衡算 390

12-6空气干燥器的操作过程 390

12-7干燥的物料衡算 391

12-8干燥的热量衡算 393

第四节 干燥速率和干燥时间 398

12-9物料中所含水分的性质 398

12-10干燥曲线和干燥速率曲线 400

12-11干燥时间的计算 402

第五节 常用干燥设备 403

12-12气流干燥器 403

12-13流化床干燥器 410

12-14喷雾干燥器 414

12-15间歇箱式干燥器 422

12-16传导干燥器 423

12-17冷冻干燥 424

12-18干燥设备的选型 425

思考题 426

习题 427

第十三章 离子交换树脂和膜分离技术 428

离子交换 428

第一节 概述 428

13-1离子交换树脂的分类 428

13-2离子交换树脂的合成 430

13-3离子交换树脂的基本性能 431

13-4离子交换树脂的预处理和再生 434

第二节 离子交换 435

13-5离子交换的基础理论 435

13-6离子交换过程和装置 438

第三节 离子交换树脂用作吸附分离 441

13-7两种操作的区别 441

13-8树脂吸附与液液萃取 441

膜分离技术 442

第四节 概述 442

13-9膜的定义、分类及分离过程 442

13-10合成膜及制备方法 444

第五节 膜分离过程 445

13-11反渗透 445

13-12电渗析 450

13-13超滤 453

思考题 454

第十四章 空调与制冷 454

空调 454

第一节 概述 454

14-1空调在制药工业中的任务和作用 454

14-2空调的基本方法和分类 455

第二节 药厂空调热湿负荷与送风量的确定 455

14-3空调热湿负荷的来源 455

14-4送风状态和送风量的确定 459

第三节 工业集中式空调系统 461

14-5空气热湿处理的途径 461

14-6空气与水直接接触的热湿处理方法 462

14-7空气的间接热湿处理 465

14-8空气的其他处理方法 466

14-9工业集中式空调系统及其运行调节 467

制冷 469

第四节 冷冻操作的物理基础 469

14-10理想冷冻循环——逆卡诺循环 469

14-11冷冻系数 470

14-12温熵图 471

第五节 压缩式冷冻机的工作过程 472

14-13理想压缩制冷 472

14-14实际压缩制冷 473

第六节 压缩式冷冻机 474

14-15冷冻压缩机的分类 474

14-16冷冻压缩机型号的表示方法 475

14-17冷冻压缩机的主要构件 476

14-18换热器 478

14-19膨胀阀 478

14-20能量调节装置 479

第七节 冷冻剂和载冷体 479

14-21冷冻剂 479

14-22载冷体 481

第八节 吸收式制冷和喷射泵制冷 482

14-23吸收式制冷 482

14-24蒸汽喷射制冷 482

思考题 482

习题 483

第Ⅳ篇 其他过程 484

第十五章 粉碎、筛分、混合和造粒 484

第一节 粉粒体的基本性质 484

15-1粉粒体的粒径与粒径分布 484

15-2微粉的其他特性 488

第二节 粉碎 490

15-3概述 490

15-4粉碎的机理与方法 491

15-5粉碎的能量 492

15-6粉碎产物的粒度分布 493

15-7被粉碎物料的性质及粉碎规程 493

15-8粉碎设备 494

第三节 筛分 503

15-9概述 503

15-10药筛及粉粒体的分等 503

15-11影响筛分效率的因素 504

15-12筛分机械 505

第四节 粉粒体的混合 507

15-13混合机理与方法 507

15-14混合度 507

15-15混合机械 508

第五节 造粒 510

15-16概述 510

15-17造粒方法与作用 510

15-18造粒机械简介 511

思考题 512

附录 513

1.常遇到的几个非SI单位与SI单位的换算 513

2.空气的重要物理性质 513

3.水的重要物理性质 514

4.水的饱和蒸汽压（一20°至100℃ 515

5.饱和水蒸汽表（按温度排列） 515

6.饱和水蒸汽表（按压力排列） 516

7.水的粘度（0℃至100℃） 517

8.液体粘度共线图和密度 518

9.气体的粘度共线图 519

10.气体的比热容（P=101.3kN/m2） 520

11.液体的比热容 521

12.液体气化潜热共线图 523

13.离心泵规格 524

14.管子规格 527

15.气体的自扩散系数（P=101.3kN/m2） 528

16.某些气体二组分扩散系数（P=101.3kN/m2） 529

17.某些液体二组分扩散系数（稀溶液） 530

18.氨的T-S图 532

主要符号表 533