过程原理与设备PDF电子书下载

0绪论 1

0.1单元操作 1

0.2基本概念 3

0.2.1过程衡算（包括物料衡算和能量衡算） 3

0.2.2过程平衡（物系的平衡关系）与过程速率 4

0.3单元操作的基本研究方法 5

0.3.1实验研究法 5

0.3.2数学模型法 5

0.4三传过程的类比及三传过程研究的意义 5

0.4.1三传类比 5

0.4.2质量传递过程的研究 7

0.4.3动量传递过程的研究 8

0.4.4热量传递过程的研究 8

0.5工程观点 9

0.6本书的性质、特点和学习要求 10

0.6.1本书的性质 10

0.6.2本书的特点 10

0.6.3本书的学习要求 10

0.7单位制度及单位换算 10

0.7.1单位制度 10

0.7.2单位换算 11

1流体力学基础理论及其应用 14

1.1概述 14

1.2流体静力学基础及其应用 16

1.2.1流体的密度 16

1.2.2静止流体的压力 17

1.2.3流体静力学平衡方程 18

1.3流体动力学基础及其应用 23

1.3.1流体的流量与流速 23

1.3.2定态流动与非定态流动 25

1.3.3定态流体系统的质量守恒——伯续性方程 25

1.3.4定态流动系统的机械能守恒——伯努利方程 27

1.4管内流体流动现象 33

1.4.1流体的黏度 33

1.4.2流体的流动形态 35

1.4.3流体在圆管内的速度分布 36

1.4.4流体流动边界层 38

1.5流体流动阻力 40

1.5.1流体在直管中的流动阻力 40

1.5.2局部阻力 47

1.5.3流体在管路中的总阻力 50

1.6管路计算 51

1.6.1简单管路 51

1.6.2复杂管路 55

1.6.3可压缩流体的流动 57

1.7流速与流量的测量 61

1.7.1测速管 61

1.7.2孔板流量计 62

1.7.3文丘里流量计 66

1.7.4转子流量计 66

1.7.5堰 69

1.8非牛顿型流体流动及多相流 70

1.8.1非牛顿型流体 70

1.8.2气液两相流动简介 72

1.9本章小结 75

2流体输送机械及流体动力机械 76

2.1概述 76

2.2流体输送机械 76

2.2.1离心泵 77

2.2.2离心泵的基本方程 79

2.2.3离心泵的效率和实际压头 83

2.2.4离心泵的特性曲线 85

2.2.5离心泵的工作点和流量调节 91

2.2.6离心泵的选用、安装与操作 98

2.2.7其他典型液体输送机械 99

2.2.8各类泵的性能特点比较 102

2.2.9气体输送和压缩机械 103

2.2.10真空获得设备——真空泵 117

2.3流体动力机械 122

2.3.1活塞（往复）式动力机械 122

2.3.2蒸汽轮机 131

2.3.3燃气轮机 139

2.3.4水轮机 142

3非均相物系的机械分离过程及设备 147

3.1概述 147

3.2颗粒及颗粒床层的特性 147

3.2.1单颗粒的特性参数 147

3.2.2混合颗粒的特性参数 148

3.2.3颗粒床层的特性 149

3.3流体与颗粒间的相对运动 150

3.3.1流体绕过颗粒的流动分析 150

3.3.2颗粒在流体中的流动 151

3.4沉降 152

3.4.1重力沉降速度的计算 152

3.4.2重力沉降设备 156

3.4.3离心沉降速度的计算 159

3.4.4离心沉降设备 160

3.5流体通过固定床的流动 163

3.5.1固定床的床层简化模型 163

3.5.2流体通过固定床的阻力 164

3.5.3欧根方程的其他形式 165

3.6过滤 166

3.6.1过滤操作的基本概念 166

3.6.2过滤过程的物料衡算 167

3.6.3过滤基本方程式 168

3.6.4过滤过程的计算 170

3.6.5滤饼的洗涤 173

3.6.6过滤机及其生产能力 173

3.6.7离心过滤 181

3.7固体流态化及气力输送 183

3.7.1床层的流态化过程 183

3.7.2流化床的类似液体的特性 184

3.7.3流体通过流化床的阻力 185

3.7.4流化床的流化类型与不正常现象 185

3.7.5流化床的操作范围 187

3.7.6流化床的高度与直径 190

3.7.7气力输送的一般概念 191

3.7.8气力输送的类型 191

3.8气体的其他净化方法 192

3.8.1惯性分离器 193

3.8.2袋滤器 193

3.8.3静电除尘器 194

3.8.4湿式除尘器 195

3.9小结 196

4传热学基础、换热过程及换热设备 198

4.1概述 198

4.1.1工业生产中的传热过程 198

4.1.2传热的基本方式 198

4.1.3稳态传热和非稳态传热 199

4.1.4传热速率与热通量 199

4.1.5温度场与温度梯度 200

4.1.6本章主要内容与关系 201

4.2热传导 201

4.2.1基本概念和傅里叶定律 202

4.2.2导热系数 202

4.2.3热传导微分方程及其定解条件 205

4.2.4平壁热传导 208

4.2.5圆筒壁热传导 210

4.2.6球面壁热传导 211

4.3对流传热 211

4.3.1固体壁面和流体间的对流传热速率 212

4.3.2热边界层 212

4.4辐射传热 213

4.4.1基本概念和基本定律 213

4.4.2两固体壁面间的辐射换热 217

4.4.3气体的热辐射 224

4.4.4对流和辐射的联合换热 226

4.5传热计算 228

4.5.1传热推动力与热流量衡算 228

4.5.2总传热速率方程和总传热系数 229

4.5.3平均温度差 233

4.5.4传热效率与传热单元数 239

4.5.5换热过程中的固体壁温估算 243

4.5.6传热过程的数值计算分析方法 243

4.6对流传热系数关联式 247

4.6.1影响对流传热系数的因素 247

4.6.2层流流动对流传热的近似分析解法 249

4.6.3对流传热的因次分析法 253

4.6.4流体无相变时的对流换热系数 255

4.6.5流体有相变时的对流换热系数 260

4.7传热设备与换热器 270

4.7.1换热设备的分类 270

4.7.2典型传热设备简介 270

4.7.3管壳式换热器的基本类型和设计计算 279

4.7.4其他常见类型的换热器 291

4.7.5间壁式换热器的强化传热的方法 295

5蒸发 299

5.1概述 299

5.1.1概念 299

5.1.2蒸发操作的目的 299

5.1.3蒸发流程 299

5.1.4蒸发过程的分类 300

5.1.5蒸发操作的特点 301

5.2蒸发器及辅助设备 301

5.2.1常用蒸发器的结构及特点 302

5.2.2除沫器、冷凝器和真空装置 308

5.3蒸发计算基础 310

5.3.1蒸发中的温度差损失 310

5.3.2蒸发过程的传热系数 312

5.3.3溶液的浓缩热及焓浓图 313

5.4单效蒸发的计算 314

5.4.1蒸发器的物料衡算 314

5.4.2蒸发器的热量衡算 314

5.4.3蒸发器的传热面积 316

5.5多效蒸发及其计算 316

5.5.1多效蒸发的流程 317

5.5.2多效蒸发的优缺点 319

5.5.3多效蒸发计算 320

5.6提高蒸发经济性的其他措施 324

5.6.1额外蒸气的引出 324

5.6.2真空蒸发 325

5.6.3热泵蒸发器 326

5.6.4冷凝水的闪蒸 326

5.6.5热泵蒸发 326

5.6.6多级多效闪蒸 327

6蒸馏 329

6.1概述 329

6.2溶液的气、液相平衡 330

6.2.1气、液相平衡状态 330

6.2.2体系的分类 330

6.2.3气、液平衡体系的自由度 330

6.2.4理想与非理想体系 330

6.2.5相平衡条件与相平衡关系表述 331

6.3相组成的表示方法 332

6.3.1理想体系的气、液相平衡关系 332

6.3.2非理想体系的气、液相平衡关系 337

6.4简单蒸馏和平衡蒸馏 338

6.4.1简单蒸馏（微分蒸馏，瑞利蒸馏） 338

6.4.2平衡蒸馏（闪蒸） 339

6.4.3简单蒸馏与平衡蒸馏的比较 342

6.5精馏 344

6.5.1精馏原理 344

6.5.2精馏过程的数学描述 347

6.6双组分精馏的设计计算 353

6.6.1精馏操作方程 353

6.6.2进料热状态对精馏的影响 354

6.6.3精馏塔理论板计算 355

6.6.4进料板位置的讨论 359

6.6.5回流比的选择 360

6.6.6理论塔板数简捷计算法 361

6.6.7几种操作方式精馏的讨论 366

6.6.8实际塔板数和塔板效率 368

6.7间歇精馏 370

6.7.1恒定回流比的间歇精馏 370

6.7.2恒定产品组成的间歇精馏 371

6.8恒沸精馏和萃取精馏 372

6.8.1恒沸精馏 372

6.8.2萃取精馏 373

6.8.3萃取精馏和恒沸精馏的比较 374

6.9精馏操作分析与诊断 375

6.9.1精馏操作分析 375

6.9.2精馏过程诊断 375

6.10多组分精馏 377

6.10.1多组分精馏的基本概念 377

6.10.2全塔物料衡算 377

6.10.3多组分精馏最小回流比 382

6.10.4多组分精馏塔理论塔板数计算 384

6.10.5精馏过程的节能 385

6.11其他特殊精馏 389

6.11.1反应精馏 389

6.11.2分子（蒸馏）精馏 390

6.11.3加盐精馏 390

7吸收 393

7.1吸收操作概述 393

7.2气、液相平衡 394

7.2.1气、液相平衡关系及其表示方法 394

7.2.2相平衡在吸收过程中的应用 396

7.3传质机理与传质速率 397

7.3.1传质与吸收过程概述 397

7.3.2分子扩散与传质 397

7.3.3扩散系数（分子扩散系数） 401

7.3.4涡流扩散与对流传质 401

7.3.5对流传质理论 401

7.3.6吸收过程（相际传质）的双膜模型 403

7.3.7吸收过程传质速率方程小结 405

7.4低浓度气体吸收 407

7.4.1吸收塔的物料衡算及操作线方程 407

7.4.2填料层高度的计算 410

7.4.3传质单元数与传质单元高度 410

7.4.4传质单元数的计算 412

7.4.5吸收过程塔板数的计算 415

7.4.6吸收过程的操作型计算 417

7.5高浓度气体吸收 417

7.5.1高浓度气体吸收的特点 417

7.5.2非等温相平衡及操作线方程 417

7.5.3填料层高度计算 418

7.6多组分吸收、化学吸收与解吸 419

7.6.1多组分吸收 419

7.6.2化学吸收 419

7.6.3解吸 420

7.7吸收过程的几个问题 421

7.7.1吸收剂的选择 421

7.7.2吸收操作参数的选择 421

7.7.3吸收流程 422

8气液传质设备——板式塔与填料塔 424

8.1概述 424

8.2板式塔 424

8.2.1板式塔概述 424

8.2.2塔内气、液两相的流动 425

8.2.3塔板形式 427

8.2.4板式塔的流体力学性能 429

8.2.5板式塔的计算 430

8.2.6塔板设计 433

8.2.7塔板的校核 435

8.2.8塔板负荷性能图 439

8.2.9筛板塔塔板设计实例 442

8.3填料塔 449

8.3.1填料和塔填料 449

8.3.2填料塔的流体力学性能 449

8.3.3塔料塔的计算 451

9萃取和萃取设备 453

9.1概述 453

9.1.1基本概念 453

9.1.2萃取操作的基本流程 453

9.1.3萃取操作的应用范围 454

9.2萃取原理（液-液相平衡关系） 454

9.2.1三角形相图及其表示法 454

9.2.2三角形相图上的各组分平衡关系表述 456

9.2.3萃取过程在三角形相图上的表示（分配曲线和分配系数） 458

9.3萃取计算 460

9.3.1部分互溶物系的萃取计算 460

9.3.2完全不互溶物系的萃取计算 467

9.4溶剂的选择及其他萃取方法 472

9.4.1溶剂的选择 472

9.4.2其他萃取方法 473

9.5萃取设备 476

9.5.1分类 476

9.5.2混合-澄清槽 477

9.5.3塔式萃取设备 477

9.5.4离心萃取器 479

9.5.5萃取设备的选择 479

10干燥 482

10.1概述 482

10.1.1物料的干燥 482

10.1.2对流干燥 483

10.2湿空气性质及湿焓图 483

10.2.1湿空气的状态参数 483

10.2.2湿球温度和绝热饱和温度之间的关系 486

10.2.3湿空气的湿度图 487

10.3固体物料干燥过程的相平衡 493

10.3.1基本概念 493

10.3.2干燥平衡曲线 494

10.3.3物料中所含水分的性质 494

10.3.4平衡曲线的应用 496

10.4恒定干燥条件下的干燥速率 496

10.4.1干燥速率曲线 496

10.4.2湿分在湿物料中的传递机理 499

10.5干燥过程的设计计算 500

10.5.1干燥过程的物料衡算 500

10.5.2干燥过程的热量衡算及干燥器的热效率 501

10.5.3干燥时间的计算 506

10.6干燥器 515

10.6.1工业上常用的干燥器 516

10.6.2干燥器的选择 526

10.6.3气流式干燥器的设计计算 527

10.6.4其他干燥技术与设备 533

参考文献 537

附录 539

附录一 单位换算表 539

附录二 某些气体的重要物理性质 543

附录三 某些液体的重要物理性质 544

附录四 某些固体材料的重要物理性质 546

附录五 水的重要物理性质 547

附录六 干空气的物理性质（101.3kPa） 548

附录七 水的饱和蒸汽压（-20～100℃） 549

附录八 饱和水蒸气表（按温度排列） 550

附录九 饱和水蒸气表（按压力排列） 552

附录十 水的黏度（0～100℃） 554

附录十一 液体黏度共线图 555

附录十二 气体黏度共线图 557

附录十三 液体比热容共线图 559

附录十四 气体比热容共线图（常压下用） 561

附录十五 液体汽化潜热共线图 563

附录十六 管子规格 564

附录十七 IS型单级单吸离心泵性能表（摘录） 566

附录十八 8-18，9-27离心通风机综合特性曲线图 569

附录十九 列管式换热器 570

附录二十 常用筛子的规格 575

附录二十一 无机物水溶液在101.3kPa（绝）下的沸点 577