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1 绪论 1

1.1 化工过程与单元操作 1

1.2 化工原理课程的内容、研究方法和任务 1

1.2.1 化工原理课程的性质和基本内容 1

1.2.2 化工原理课程的研究方法 2

1.2.3 化工原理课程的任务 2

1.3 单位制与单位换算 3

1.3.1 单位和单位制 3

1.3.2 单位换算 3

1.4 物料衡算与能量衡算 5

1.4.1 物料衡算 6

1.4.2 能量衡算 8

2 流体流动 9

2.1 概述 9

2.2 流体物理性质 9

2.2.1 连续介质模型 9

2.2.2 流体的密度与可压缩性 10

2.2.3 流体的黏度 11

2.3 流体静力学 14

2.3.1 静止流体的压强 14

2.3.2 流体静力学基本方程 15

2.3.3 流体静力学基本方程的应用 16

2.4 流体流动的基本方程 19

2.4.1 流速与流量 20

2.4.2 稳态流动与非稳态流动 20

2.4.3 连续性方程 21

2.4.4 伯努利方程 22

2.5 流体的流动现象 28

2.5.1 流体的流动类型与雷诺数 28

2.5.2 湍流的基本特征 30

2.5.3 流体在圆管内流动时的速度分布 32

2.5.4 边界层及边界层分离 34

2.6 流体在管内流动的阻力损失 37

2.6.1 直管阻力损失的计算 38

2.6.2 局部阻力损失的计算 46

2.7 管路计算 51

2.7.1 简单管路 52

2.7.2 复杂管路 56

2.8 流量测量 57

2.8.1 测速管 57

2.8.2 节流式流量计 59

2.8.3 变截面流量计 63

2.9 流体输送机械 65

2.9.1 离心泵 66

2.9.2 离心式通风机 78

2.9.3 其他类型的流体输送机械 80

3 非均相混合物的分离 90

3.1 概述 90

3.2 重力沉降分离原理及设备 90

3.2.1 曳力和曳力系数 91

3.2.2 重力沉降过程 92

3.2.3 重力沉降设备 95

3.3 离心沉降分离原理及设备 99

3.3.1 离心沉降过程 99

3.3.2 离心沉降分离设备 100

3.4 过滤 106

3.4.1 过滤的基本概念 107

3.4.2 过滤操作的基本原理 108

3.4.3 恒压过滤 113

3.4.4 恒速过滤 115

3.4.5 过滤设备及其生产能力 115

4 传热 126

4.1 概述 126

4.1.1 传热过程的应用 126

4.1.2 热量传递的基本方式 126

4.1.3 热量传递的基本概念 128

4.2 热传导 128

4.2.1 傅里叶定律和热导率 128

4.2.2 平壁的稳态热传导 131

4.2.3 圆筒壁的稳态热传导 134

4.3 对流传热 137

4.3.1 对流传热分析 137

4.3.2 对流传热速率方程和对流传热系数 137

4.3.3 无相变时流体的对流传热关联式 140

4.3.4 流体有相变时的对流传热系数 145

4.4 热辐射 149

4.4.1 热辐射的基本概念 149

4.4.2 物体的辐射能力与斯蒂芬-玻耳兹曼定律 150

4.4.3 克希霍夫定律 152

4.5 两流体间传热过程的计算 152

4.5.1 热量衡算 153

4.5.2 总传热速率微分方程和总传热系数 153

4.5.3 总传热速率方程和传热平均温度差 157

4.5.4 壁温估算 160

4.5.5 传热计算示例 161

4.6 换热器 162

4.6.1 换热器的分类 162

4.6.2 间壁式换热器的类型 162

4.6.3 传热过程的强化 167

4.6.4 列管式换热器的设计和选用 168

5 蒸馏 175

5.1 双组分溶液的汽液相平衡 175

5.1.1 理想溶液汽液相平衡与拉乌尔定律 176

5.1.2 非理想溶液汽液相平衡 179

5.1.3 相对挥发度 181

5.2 蒸馏与精馏原理 183

5.2.1 平衡蒸馏与简单蒸馏 183

5.2.2 精馏原理及操作流程 185

5.2.3 理论板及恒摩尔流假设 188

5.2.4 精馏流程的工业实例 190

5.3 双组分连续精馏的计算与分析 191

5.3.1 全塔物料衡算 191

5.3.2 精馏段操作线方程 193

5.3.3 提馏段操作线方程 194

5.3.4 进料热状态的影响 195

5.3.5 理论板数计算 200

5.3.6 回流比对精馏过程的影响及其选择 207

5.3.7 理论板数的简捷计算法 213

5.4 精馏操作影响因素 216

5.4.1 物料平衡 216

5.4.2 回流比 216

5.4.3 进料状态 216

5.5 其他蒸馏方式简介 217

5.5.1 间歇精馏 217

5.5.2 直接蒸气加热 218

5.5.3 特殊精馏 219

5.6 板式塔 220

5.6.1 板式塔及塔板结构、分类 220

5.6.2 板式塔流体力学状态和性能 222

5.6.3 塔板效率 224

5.6.4 板式塔设计 226

6 吸收 239

6.1 概述 239

6.1.1 吸收操作流程 239

6.1.2 吸收过程的分类 240

6.1.3 吸收设备 241

6.2 吸收过程的气液平衡关系 242

6.2.1 气体在液体中的溶解度 242

6.2.2 亨利定律 243

6.2.3 气液平衡关系在吸收中的应用 244

6.2.4 吸收剂的选择 245

6.3 吸收过程的传质速率 246

6.3.1 分子扩散与费克定律 246

6.3.2 等摩尔逆向扩散 247

6.3.3 组分A通过静止组分B的扩散 248

6.3.4 两相间的对流传质 250

6.4 低浓度气体吸收的计算 254

6.4.1 物料衡算与操作线方程 254

6.4.2 吸收剂的用量与最小气液比 256

6.4.3 塔径的计算 258

6.4.4 填料层高度的计算 258

6.4.5 吸收塔的操作计算 264

6.4.6 解吸塔的计算 265

6.5 填料塔 266

6.5.1 填料塔的结构及填料性能 266

6.5.2 填料塔的流体力学特性 268

6.5.3 填料塔的附件 270

7 干燥 276

7.1 概述 276

7.1.1 干燥在生产中的应用 276

7.1.2 固体去湿方法 276

7.1.3 对流干燥的特点 277

7.2 湿空气的性质与湿度图 277

7.2.1 湿空气的性质 277

7.2.2 湿空气的湿度图及应用 284

7.3 干燥过程的物料衡算与焓衡算 286

7.3.1 湿物料的性质 287

7.3.2 干燥系统的物料衡算 287

7.3.3 干燥过程热量衡算 289

7.3.4 空气通过干燥器的状态变化 292

7.4 物料的平衡含水量与干燥速率 293

7.4.1 物料水分的性质 293

7.4.2 干燥时间的计算 295

7.5 干燥设备 300

7.5.1 干燥器的主要类型 300

7.5.2 工业常用干燥器 301

7.6 干燥器的选用及设计 305

附录 309

参考文献 357