第一章 总论 1
一、化学与化工生产 1
1. 从化学实验室研究到工业化生产 1
2. 化工过程开发程序和步骤 3
二、化学工程学与化工生产 4
1. 化学工程学的形成与发展 4
2. 化学工程学的研究范围及其重要性 5
三、化学工程学与化工数据 6
1. 化工数据 6
2. 计量单位 7
3. 因次与无因次准数 9
4. 化工基础数据的单位换算 10
四、化学工程学中的过程放大与最优化 15
1. 化工过程放大 15
2. 化工过程最优化 16
主要参考书目 17
习题 18
流体流动 20
第二章 流体流动过程基本原理 20
1. 流动型态 21
一、流体流动现象 21
2. 流动边界层 23
3. 动量传递基本定律 26
4. 流速分布 27
5. 平均流速 30
二、流体流动系统的质量衡算 31
1. 流率和流速 31
2. 质量衡算基本方程 33
3. 定常流动系统的质量衡算方程--连续性方程 33
1. 总能量衡算 35
三、流体流动系统的能量衡算 35
2. 机械能衡算 38
习题 45
第三章 流体测量 46
一、流体压强测量 46
1. 流体压强测量原理 46
2. 液柱压强计 46
二、流体流量测定 49
1. 孔板流量计 49
2. 文丘里(Venturi)流量计 53
3. 转子流量计 54
4. 毕托管(Pitot tube)流速计 57
5. 流量计的选择和使用 58
习题 59
第四章 流体输送 61
一、流体输送管道的管径选择 61
1. 管径计算式 61
2. 管径的优化选择 62
二、流体在管路系统中流动时的阻力 63
1. 直管阻力(沿程阻力) 63
2. 局部阻力 68
三、流体输送所需的功率 72
3. 流体输送系统中总的机械能损失 72
四、流体输送机械 73
1. 离心泵 73
2. 往复式压缩机 80
3. 旋转式流体输送机械 84
4. 喷射式流体输送机械 85
5. 流体输送机械综述 86
习题 90
热量传递 92
第五章 传热过程基本原理 92
一、热能衡算 93
二、固体壁内的热量传递--导热 95
1. 热传导过程基本定律 95
2. 导热系数 96
3. 固体平壁导数 96
4. 圆筒壁导热 98
三、流体与固体壁之间的热量传递--给热 100
1. 给热过程分析 101
2. 给热速率基本方程 102
3. 传热膜系数 102
2. 传热速率基本方程 105
1. 传热过程分析 105
四、两种流体通过间壁的热量传递--传热 105
3. 总传热系数 107
4. 传热面积 109
5. 传热温度差 109
习题 115
第六章 热交换 116
一、载热体 116
1. 载热体的选择 116
2. 载热体耗用量的计算 116
二、热交换计算 117
1. 流向选择 121
2. 载热体温度的选择 122
3. 流体流速的选择 122
1. 热交换器的评价指标与优化目标 123
2. 典型间壁式热交换器 123
四、热交换器 123
3. 热交换器综述 128
习题 130
第七章 传质过程基本原理 131
一、传质过程及其单元操作 131
质量传递 131
二、相际平衡 132
1. 均相混合物组成的表示方法 132
2. 相律 134
3. 相平衡关系 135
三、传质过程的物料衡算基本方程 136
2. 传质过程的历程 137
1. 传质速率和传质速度 137
3. 单相物系内物质的扩散过程 137
四、传质过程的机理及传质速率方程 137
4. 对流传质过程 139
5. 相际传质过程 142
五、传质设备 146
习题 149
1. 平衡体系的自由度 150
一、气体与液体的相平衡关系 150
2. 气液相平衡关系 150
第八章 气体的吸收 150
3. 气液相平衡关系对吸收操作的意义 155
二、连续吸收装置原理及其流程 157
1. 吸收装置原理 157
三、物料衡算和操作方程 159
1. 全塔物料衡算 159
2. 吸收装置流程 159
2. 操作方程及操作线 160
1. 吸收过程分析 164
2. 吸收速率基本方程 164
四、吸收速率基本方程 164
3. 吸收系数 166
4. 吸收过程的推动力 167
1. 填料塔的构造 168
五、填料塔 168
2. 填料 168
5. 吸收过程的两相接触面积 168
3. 塔径的确定 169
4. 填料层高度计算 170
5. 填料塔操作条件的选择 176
6. 填料塔的研究 181
习题 184
1. 平衡体系的自由度 186
一、蒸气-液体的相平衡关系 186
2. 相间平衡关系 186
第九章 液体的精馏 186
二、精馏装置原理及其流程 193
1. 精馏装置原理 193
2. 连续精馏装置及其流程 197
三、双组分连续精馏过程的物料衡算和操作方程 197
1. 全塔物料衡算 197
2. 精馏段的物料衡算和操作方程 199
3. 提馏段的物料衡算和操作方程 201
4. 加料板操作方程和加料操作线 202
5. 进料状态对操作线的影响 205
6. 回流比对操作线的影响 205
四、双组分连续精馏过程的计算 207
1. 理论塔板数 207
三、操作条件的优化 212
2. 实际塔板数与塔板效率 215
五、连续精馏操作条件的优化 217
1. 回流比的优化 217
2. 气流速度与液流速度的选择 219
1. 间歇精馏装置及其流程 221
六、间歇精馏过程 221
3. 进料状态的选择 221
2. 间歇精馏过程的操作状况分析 222
3. 间歇精馏过程的计算 222
七、板式精馏塔 224
1. 典型塔板结构型式 224
2. 各种塔板性能评述 229
3. 板式塔与填料塔的比较 229
习题 231
化学反应 233
第十章 化学反应过程基本原理 233
一、研究目的、对象和方法 233
1. 研究目的 233
3. 研究对象 233
3. 研究方法 233
二、化学反应过程分类与工业反应器的基本类型 234
1. 化学反应过程的分类 234
2. 反应器的基本类型 235
三、化学反应工程学基础理论中的某些重要概念 237
1. 化学热力学的有关基本概念 237
2. 化学动力学的有关基本概念 242
3. 传递工程学的有关基本概念 247
四、化学反应器的物料衡算与能量衡算 249
1. 反应器的物料衡算基本方程 249
2. 反应器的能量衡算基本方程 250
习题 251
第十一章 均相反应过程与理想反应器 254
一、均相反应动力学 254
1. 均相反应动力学模型 254
2. 反应速度的温度效应 255
二、理想间歇搅拌釜式反应器 256
1. 间歇搅拌釜式反应器的理想假设 256
2. 理想间歇搅拌釜式反应器的物料衡算方程 256
3. 理想间歇反应器的计算 257
4. 反应时间或最终转化率的优化选择 263
三、理想的连续搅拌釜式反应器--全混流反应器 265
1. 连续搅拌釜式反应器的理想假设 265
2. 全混流反应器的物料衡算方程 265
3. 全混流反应器的计算 266
四、理想的连续流动管式反应器--活塞流反应器 269
1. 连续流动管式反应器的理想假设 269
2. 活塞流反应器的物料衡算方程 270
3. 活塞流反应器的计算 271
五、多级理想连续搅拌釜式反应器 275
1. 多级全混流反应器的物料衡算方程 276
2. 多级全混流反应器的计算 277
六、理想均相反应器的优化选择 281
1. 以生产强度为优化目标选择反应器 281
2. 以产率和选择性为优化目标选择反应器 287
3. 以聚合物分子量分布范围最小为优化目标选择反应器 288
习题 289
2. 停留时间分布的测定与分布曲线 294
1. 停留时间分布 294
一、连续流动反应器的返混与停留时间分布 294
第十二章 非理想流动均相反应器与流动模型 294
3. 停留时间分布的数字特征 304
4. 停留时间分布函数 310
二、理想流动模型的检验与返混程度的度量 314
1. 理想流动模型的检验 314
2. 非理想流动反应器返混程度的度量 316
三、非理想流动均相反应器的流动模型及其计算 316
1. 凝集流模型 317
2. 多级全混流模型 320
3. 分散活塞流模型 321
习题 326
第十三章 气-固相催化反应过程 328
一、气-固相催化反应动力学 328
1. 气-固相催化反应过程的历程 328
2. 表面反应过程 329
3. 外扩散过程对气-固相催化反应过程的影响 331
4. 内扩散过程对气-固相催化反应过程的影响 335
5. 气-固相催化反应动力学的实验研究 340
二、工业催化反应器的床层型式与流态化 347
1. 工业催化反应器的床层型式 347
2. 流体通过颗粒层的流动现象与流态化 347
3. 固定床与流化床催化反应器的比较 351
三、操作温度的最优化与工业反应器的换热方式 352
1. 操作温度的最优化 352
2. 可逆放热反应的最优操作温度 353
3. 最优操作温度的实施与工业反应器的换热方式 357
四、固定床催化反应器的计算 362
1. 等温反应过程 363
2. 绝热反应过程 366
习题 369
附录 372
Ⅰ. 本书所采用的术语、符号与计量单位 372
Ⅰ-1. 空间、数量和浓度 372
Ⅰ-2. 时间、速率和速度 372
Ⅰ-4. 流体流动过程 373
Ⅰ-3. 物性和热力学参数 373
Ⅰ-6. 质量传递过程 374
Ⅰ-7. 化学反应过程 374
Ⅰ-5. 热量传递过程 374
Ⅰ-8. 无因次准数 375
Ⅰ-9. 常用缩写符号 375
Ⅰ-10. 下标 375
Ⅰ-11. 上标 376
Ⅱ. 计量单位换算 376
表Ⅱ-1. 化学工程中常用的单位换算系数表 376
表Ⅱ-2. 几中常用温标间的换算关系 377
Ⅲ. 常用积分公式与数值计算方法 378
Ⅲ-1. 常用积分公式 378
Ⅲ-2. 积分数值计算方法 378
Ⅳ. 某些基本物理常数 381
表Ⅴ-1. 水的物性数据 383
表Ⅴ-2. 饱和水蒸气表 383
Ⅴ. 常用化工基本数据 383
表Ⅴ-3. 干空气物性数据 384
表Ⅴ-4. 某些气体的物性数据 385
表Ⅴ-5. 某些液体的物性数据 386
表Ⅴ-6. 某些固体材料的导热系数 387
表Ⅴ-7. 某些常用绝热材料的导热系数 387
Ⅵ. 某些材料和定型设备规格 388
表Ⅵ-1. 低压流体输送用焊接钢管规格 388
表Ⅵ-2. 金属管常用规格、材料及适用温度 389
表Ⅵ-3. LZB型玻璃转子流量计主要技术参数 390
表Ⅵ-4. B型离心水泵主要特性参数 391
表Ⅵ-5. 列管式固定管板换热器系列的基本参数 392
表Ⅵ-6. 瓷质拉西环填料(乱堆)的特性数据 393
表Ⅵ-7. 瓷质拉西环填料(整砌)的特性数据 393
表Ⅵ-8. 鲍尔环填料(乱堆)的特性数据 393
表Ⅵ-9. 阶梯环填料(乱堆)的特性数据 394
表Ⅵ-10. 矩鞍形填料(乱堆)的特性数据 394
表Ⅵ-11. 金属压延板波纹填料的特性数据 394