化工单元操作及设备PDF电子书下载

绪论 1

0.1 化工生产过程 1

0.2 单元操作 2

0.3 本门课程的性质、内容和任务 3

0.4 本课程解决问题的主要方法 4

0.4.1 物料衡算 4

0.4.2 能量衡算 5

0.4.3 平衡关系 5

0.4.4 过程速率 6

0.5 单位的正确使用 6

思考题 7

自测题 7

上篇 11

第1章 流体输送 11

学习目标 11

1.1 概述 11

1.1.1 流体输送在化工生产中的应用 12

1.1.2 常见流体输送方式 12

1.1.3 流体的物理性质及测定 12

1.2 输送任务的表达 18

1.2.1 流量与流速 18

1.2.2 流量方程式 19

1.2.3 连续性方程 19

1.3 化工管路 21

1.3.1 化工管路的构成与标准化 21

1.3.2 化工管路的布置与安装 24

1.4 伯努利方程及其应用 26

1.4.1 伯努利方程 26

1.4.2 伯努利方程的应用 29

1.5 流体输送时的流动阻力 34

1.5.1 流体阻力产生的原因 34

1.5.2 流体阻力计算 35

1.5.3 管路设计时减少流体阻力的措施 43

1.6 流量测量 43

1.6.1 孔板流量计 44

1.6.2 文丘里流量计 46

1.6.3 转子流量计 46

1.7 流体输送设备 47

1.7.1 离心泵 47

1.7.2 其他类型泵 58

1.7.3 往复式压缩机 62

1.7.4 离心式压缩机 63

1.7.5 其他气体压送机械 65

1.8 流体输送节能技术简介 68

思考题 68

习题 69

自测题 73

本章主要符号说明 75

第2章 传热 76

学习目标 76

2.1 概述 76

2.1.1 传热在化工生产中的应用 76

2.1.2 传热过程的类型 77

2.1.3 载热体及其选择 77

2.1.4 工业换热方法 77

2.2 传热的基本方式 78

2.2.1 传导传热 79

2.2.2 对流传热 79

2.2.3 辐射传热 79

2.3 间壁传热 79

2.3.1 总传热速率方程及其应用 79

2.3.2 传热速率 80

2.3.3 传热推动力的计算 83

2.3.4 传热系数的获取方法 87

2.3.5 强化与削弱传热 98

2.3.6 传热计算举例 101

2.4 换热器 104

2.4.1 换热器的分类 104

2.4.2 间壁式换热器简介 105

2.4.3 列管换热器的型号与系列标准 110

2.4.4 列管式换热器的选用与设计原则 111

2.4.5 换热器的使用与维护 113

2.5 换热与节能 116

2.5.1 采用集成设计技术和建立联合装置 116

2.5.2 采用气电或热电联产技术 116

2.5.3 合理利用低温热能和蒸汽 117

2.5.4 采用新型节能技术 117

2.5.5 换热系统气阻的危害案例分析 117

思考题 117

习题 118

自测题 119

本章主要符号说明 121

第3章 冷冻 123

学习目标 123

3.1 概述 123

3.1.1 工业生产中的冷冻操作 123

3.1.2 人工制冷方法 123

3.2 压缩制冷基本原理 124

3.2.1 单级压缩蒸发制冷的工作过程 124

3.2.2 操作温度的选择 125

3.2.3 多级压缩制冷 126

3.3 冷冻能力 128

3.3.1 冷冻能力的表示 128

3.3.2 标准冷冻能力 128

3.4 冷冻剂与载冷体 129

3.4.1 冷冻剂 129

3.4.2 载冷体 130

3.5 压缩制冷装置 131

3.5.1 压缩机 132

3.5.2 冷凝器 132

3.5.3 蒸发器 132

3.5.4 节流膨胀阀 133

思考题 134

自测题 134

本章主要符号说明 134

下篇 137

第4章 非均相物系分离 137

学习目标 137

4.1 概述 137

4.1.1 非均相物系分离在化工生产中的应用 137

4.1.2 常见非均相物系分离的方法 138

4.2 沉降 138

4.2.1 重力沉降 139

4.2.2 离心沉降 143

4.3 过滤 147

4.3.1 过滤的基本知识 148

4.3.2 过滤设备 150

4.4 气体的其他净制方法 154

4.4.1 惯性除尘器 154

4.4.2 静电除尘器 154

4.4.3 文丘里除尘器 155

4.4.4 泡沫除尘器 155

4.4.5 袋滤器 155

4.5 非均相物系分离方法的选择 155

4.5.1 气体非均相物系 156

4.5.2 液体非均相物系 156

思考题 156

习题 156

自测题 157

本章主要符号说明 158

第5章 蒸馏 159

学习目标 159

5.1 概述 159

5.1.1 蒸馏在化工生产中的应用 159

5.1.2 气液相平衡 160

5.1.3 精馏原理和流程 163

5.2 精馏的物料衡算 165

5.2.1 全塔物料衡算 165

5.2.2 精馏段物料衡算 166

5.2.3 提馏段物料衡算 167

5.2.4 加料板物料衡算 167

5.3 塔板数的确定 169

5.3.1 实际板数与板效率 169

5.3.2 理论板数的确定方法 169

5.4 连续精馏的操作分析 174

5.4.1 进料状况对精馏的影响 174

5.4.2 回流比的影响 175

5.4.3 操作温度及压力的影响 177

5.5 精馏过程的热量平衡与节能 178

5.5.1 热量衡算 178

5.5.2 节能措施 180

5.6 其他蒸馏方式 182

5.6.1 简单蒸馏 182

5.6.2 闪蒸 182

5.6.3 间歇精馏 183

5.6.4 多组分精馏 183

5.6.5 特殊精馏 184

5.7 精馏设备 185

5.7.1 板式塔 186

5.7.2 辅助设备 188

5.8 精馏塔的操作 189

5.8.1 操作步骤 189

5.8.2 不正常现象及处理 190

思考题 190

习题 191

自测题 192

本章主要符号说明 194

第6章 气体吸收 195

学习目标 195

6.1 概述 195

6.1.1 气体吸收在化工生产中的应用 196

6.1.2 气体吸收的分类 197

6.1.3 吸收剂的选择 197

6.2 从溶解相平衡看吸收操作 198

6.2.1 气液相平衡关系 198

6.2.2 吸收条件 205

6.2.3 气液相平衡关系对吸收操作的意义 205

6.3 吸收速率 206

6.3.1 传质基本方式 206

6.3.2 双膜理论 208

6.3.3 吸收速率 209

6.3.4 影响吸收速率的因素 213

6.4 吸收的物料衡算 214

6.4.1 全塔物料衡算 214

6.4.2 吸收操作线 216

6.4.3 吸收剂用量 218

6.5 塔径的计算 221

6.6 填料层高度的确定 221

6.6.1 填料层高度的确定方法 221

6.6.2 填料层高度的计算 224

6.7 吸收操作分析 229

6.7.1 影响吸收操作的因素 229

6.7.2 吸收塔的操作 233

6.8 其他吸收与解吸 234

6.8.1 化学吸收 234

6.8.2 高浓度吸收 235

6.8.3 多组分吸收 235

6.8.4 解吸 236

6.9 吸收设备 239

6.9.1 填料塔 239

6.9.2 填料 240

6.9.3 辅助设备 247

6.9.4 填料塔的流体力学性能 249

思考题 250

习题 251

自测题 252

本章主要符号说明 254

第7章 干燥 255

学习目标 255

7.1 概述 255

7.1.1 干燥在工业生产中的应用及干燥方法 255

7.1.2 对流干燥的条件和流程 257

7.2 湿空气的性质 258

7.2.1 湿度 258

7.2.2 相对湿度 259

7.2.3 比体积 259

7.2.4 比热容 260

7.2.5 比焓 260

7.2.6 干球温度 261

7.2.7 露点 261

7.2.8 湿球温度 261

7.2.9 绝热饱和温度 262

7.3 湿空气的湿度图 262

7.3.1 H-I图的构成 263

7.3.2 H-I图的应用 265

7.4 湿物料中水分的性质 266

7.4.1 湿物料含水量的表示方法 266

7.4.2 平衡水分与自由水分 267

7.4.3 结合水分与非结合水分 267

7.5 干燥过程的物料衡算 268

7.5.1 干燥产品流量G2 268

7.5.2 水分蒸发量W 269

7.5.3 空气消耗量L 269

7.6 干燥速率 270

7.6.1 干燥速率 270

7.6.2 影响干燥速率的因素 271

7.7 干燥设备 272

7.7.1 对干燥设备的基本要求 272

7.7.2 干燥器的选择 272

7.7.3 常用的工业干燥器 275

7.8 干燥器的操作 278

7.8.1 干燥过程控制的参数 278

7.8.2 典型干燥器的操作 280

7.9 热泵干燥技术 281

7.9.1 热泵干燥原理 281

7.9.2 热泵干燥技术的特点 281

7.9.3 热泵干燥技术的前景 282

思考题 282

习题 282

自测题 283

本章主要符号说明 284

第8章 蒸发 285

学习目标 285

8.1 概述 285

8.1.1 蒸发在工业生产中的应用 285

8.1.2 蒸发的类型与特点 286

8.2 单效蒸发 287

8.2.1 单效蒸发流程 287

8.2.2 单效蒸发计算 287

8.3 多效蒸发 290

8.3.1 多效蒸发对节能的意义 290

8.3.2 多效蒸发流程 291

8.4 蒸发设备 292

8.4.1 自然循环型蒸发器 292

8.4.2 强制循环蒸发器 294

8.4.3 膜式蒸发器 295

8.4.4 浸没燃烧蒸发器 296

8.5 蒸发器的操作 296

8.5.1 蒸发操作的几个问题 296

8.5.2 典型蒸发器的操作 297

思考题 300

习题 300

自测题 300

本章主要符号说明 302

第9章 结晶 303

学习目标 303

9.1 概述 303

9.1.1 结晶现象及其工业应用 303

9.1.2 固液体系相平衡 304

9.1.3 晶核的形成 306

9.1.4 晶体的成长 307

9.2 结晶方法 308

9.2.1 冷却结晶 308

9.2.2 蒸发结晶 309

9.2.3 真空冷却结晶 309

9.2.4 盐析结晶 309

9.2.5 反应沉淀结晶 309

9.2.6 升华结晶 310

9.2.7 熔融结晶 310

9.3 结晶设备与操作 310

9.3.1 常见结晶设备 310

9.3.2 结晶操作要求 313

思考题 314

习题 314

自测题 314

第10章 萃取 316

学习目标 316

10.1 概述 316

10.1.1 萃取在化工生产中的应用 316

10.1.2 萃取剂的选择 317

10.1.3 萃取操作流程 318

10.2 部分互溶物系的相平衡 321

10.2.1 部分互溶物系的相平衡 321

10.2.2 单级萃取在相平衡图上的表示 327

10.3 萃取设备 332

10.3.1 塔式萃取设备 333

10.3.2 萃取塔的操作 337

10.4 超临界流体萃取技术 339

10.4.1 超临界流体萃取技术的发展与特点 339

10.4.2 超临界流体萃取原理 340

10.4.3 超临界流体萃取过程简介 342

10.4.4 超临界流体萃取的工业应用 343

思考题 344

习题 344

自测题 345

本章主要符号说明 346

第11章 新型单元操作简介 347

学习目标 347

11.1 膜分离 347

11.1.1 概述 347

11.1.2 膜分离装置与工艺 349

11.1.3 典型膜分离过程及应用 352

11.2 吸附 355

11.2.1 概述 355

11.2.2 吸附速率 357

11.2.3 吸附工艺简介 357

11.3 色谱分离技术 360

11.3.1 概述 360

11.3.2 色谱分配系数 361

11.3.3 柱色谱的分离过程及应用 361

思考题 363

第12章 分离方法的选择 364

学习目标 364

12.1 分离方法的比较 364

12.2 分离方法的选择 365

12.2.1 经济合理性 365

12.2.2 技术可行性 365

12.2.3 系统适应性 365

12.2.4 方法可靠性 366

12.2.5 公共安全性 366

附录 367

一、中华人民共和国法定计量单位（摘录） 367

二、某些气体的重要物理性质 368

三、某些液体的重要物理性质 369

四、干空气的物理性质（101.33kPa） 370

五、水的物理性质 371

六、常用固体材料的密度和比热容 372

七、饱和水蒸气（以温度为基准） 373

八、饱和水蒸气（以压力为基准） 374

九、某些液体的热导率 376

十、某些气体和蒸气的热导率 377

十一、某些固体材料的热导率 378

十二、液体的黏度共线图 379

十三、101.33kPa压力下气体的黏度共线图 381

十四、液体的比热容共线图 383

十五、气体的比热容共线图（101.33kPa） 385

十六、蒸发潜热（汽化热）共线图 387

十七、某些有机液体的相对密度共线图 389

十八、壁面污垢热阻（污垢系数） 390

十九、离子泵的规格（摘录） 391

二十、管壳式换热器系列标准（摘录） 396

二十一、某些二元物系在101.3kPa（绝压）下的气液平衡组成 399

二十二、热轧无缝钢管规格与质量（摘自GB 8163—87） 400

二十三、冷拔无缝钢管规格与质量（摘自GB 8163—87） 404

自测题参考答案 406

参考文献 410