第1篇 流体动力过程及装备 1
1 流体静力学过程 1
1.1 流体静力学基本原理 1
1.1.1 流体的基本概念 1
1.1.2 流体静力学基本方程 2
1.2 流体静力学原理的设备 4
1.2.1 静压压强测定 4
1.2.2 压强传递设备 5
1.2.3 液体密封装置 6
1.2.4 动压压强测定 6
参考文献 7
2 流体动力学过程 8
2.1 流体动力学基本原理 8
2.1.1 基本概念 8
2.1.2 流体动力学基本方程 9
2.1.3 湍流流动模式方程 11
2.1.4 流动相似原理及模型实验 12
2.2 应用流体动力学的设备 14
2.2.1 流体速度场的测量装备 14
2.2.2 流体速度场的显示装备 16
2.2.3 流体流量的测量装备 16
参考文献 18
3 液体输送过程 19
3.1 液体输送过程的基本原理 19
3.1.1 液体输送过程的构成 19
3.1.2 液体输送动力源的特点及主要性能指标 19
3.1.3 液体输送过程的流型及阻力 21
3.1.4 液体输送过程的基本原理 23
3.2 液体输送过程的基本设备 24
3.2.1 液体输送过程的动力设备 24
3.2.2 液体输送过程的管路及附件 42
参考文献 44
4 气体压缩与输送过程 46
4.1 气体压缩与输送基本原理 46
4.1.1 气体压缩与输送过程的构成 46
4.1.2 气体输送动力源的特点 46
4.1.3 气体压缩与输送过程的基本原理 47
4.2 气体输送过程的基本设备 48
4.2.1 气体压缩与输送动力设备 48
4.2.2 气体输送过程的管路及附件 59
参考文献 62
5 搅拌与混合过程 63
5.1 搅拌与混合的基本原理 63
5.1.1 搅拌混合的目的 63
5.1.2 搅拌槽内液体的流动特性 63
5.1.3 搅拌效果及影响因素 65
5.2 搅拌与混合过程的基本装备 66
5.2.1 搅拌装置 66
5.2.2 静态混合器 72
参考文献 76
第2篇 热量传递过程及装备 77
6 热量传递过程 77
6.1 传热过程的基本概念 77
6.2 热传导过程的基本原理 78
6.2.1 傅立叶定律 78
6.2.2 热导率 78
6.2.3 平壁的一维稳态导热 79
6.2.4 圆筒壁的一维稳态导热 81
6.2.5 通过球壳的导热 82
6.3 对流传热过程的基本原理 83
6.3.1 对流传热过程机理 83
6.3.2 牛顿冷却定律 83
6.3.3 影响对流传热的因素 84
6.3.4 流体无相变时对流传热系数关联式 85
6.3.5 自然对流传热 89
6.4 辐射传热过程的基本原理 89
6.4.1 物体的辐射能力与斯蒂芬-玻耳兹曼定律 89
6.4.2 物体表面间的辐射传热 90
参考文献 91
7 热量交换过程 92
7.1 热量交换过程的基本原理 92
7.1.1 基本传热方程式 92
7.1.2 热平衡方程式 92
7.1.3 传热平均温差 93
7.1.4 传热系数K 94
7.1.5 壁温的估算 96
7.1.6 传热效率与传热单元数 96
7.1.7 流体流动选择 98
7.2 热量交换过程的基本设备 99
7.2.1 换热器的分类 99
7.2.2 间壁式换热器 100
7.3 管壳式换热器的传热过程的强化 107
7.3.1 强化传热管的结构及特点 107
7.3.2 管内插入物的结构及特点 110
7.3.3 壳程管束支承结构改进 111
参考文献 115
8 有相变的热量交换过程 116
8.1 相变热量交换过程的基本原理 116
8.1.1 蒸汽冷凝换热过程 116
8.1.2 沸腾换热 118
8.2 相变的热量交换过程的基本设备 120
8.2.1 冷凝器 120
8.2.2 再沸器 122
8.2.3 热管换热器 123
8.2.4 废热锅炉 124
参考文献 126
9 蒸发过程 127
9.1 蒸发过程的基本原理 127
9.2 单效蒸发过程 128
9.2.1 物料与热量衡算方程 128
9.2.2 传热速率方程 129
9.2.3 蒸发器的生产能力与生产强度 131
9.3 多效蒸发过程 132
9.3.1 多效蒸发流程 132
9.3.2 多效蒸发设计计算 133
9.3.3 多效蒸发的计算 134
9.3.4 多效蒸发的经济性及效数限制 136
9.3.5 蒸发过程强化 137
9.4 蒸发过程设备 138
9.4.1 蒸发器类型与选型 138
9.4.2 蒸发的辅助设备 142
9.4.3 蒸发器的选型 142
9.4.4 蒸发器改进与发展 144
参考文献 144
第3篇 质量传递过程及装备 145
10 干燥过程 145
10.1 干燥过程的基本原理 145
10.1.1 干燥的目的 145
10.1.2 干燥过程采用的方法 145
10.1.3 物料内所含水分的种类 146
10.1.4 湿空气的性质 148
10.1.5 湿物料的性质 149
10.2 干燥过程的基本设备 150
10.2.1 干燥器的分类 150
10.2.2 固定床干燥器 150
10.2.3 移动床干燥器 150
10.2.4 自由降落床干燥器 151
10.2.5 流化床干燥器 151
10.2.6 流动气流干燥器 151
参考文献 153
11 蒸馏过程 154
11.1 蒸馏过程的基本原理 154
11.1.1 蒸馏的目的 154
11.1.2 蒸馏的分类 154
11.2 板式塔 160
11.2.1 板式塔的总体结构 160
11.2.2 塔板 160
11.3 填料塔 165
11.3.1 概述 165
11.3.2 填料 165
11.3.3 散堆填料 166
11.3.4 环形填料 166
11.3.5 鞍形填料 167
11.3.6 规整填料 168
11.4 塔设备的选型原则 169
11.4.1 板式塔的选型原则 169
11.4.2 填料塔的选型原则 169
参考文献 170
12 吸收与吸附过程 171
12.1 吸收过程的基本原理 171
12.1.1 吸收的目的 171
12.1.2 物理吸收与化学吸收 171
12.1.3 吸收剂的选择 171
12.1.4 吸收过程中的相平衡关系 172
12.1.5 不同类型的扩散与吸收 173
12.1.6 吸收速率 178
12.1.7 小结 179
12.2 吸收过程的基本装置 180
12.3 吸附过程的基本原理 180
12.3.1 概述 180
12.3.2 吸附理论 181
12.4 吸附过程的基本设备 184
12.4.1 概述 184
12.4.2 接触式吸附器 184
12.4.3 固定填充床吸附器 184
12.4.4 流动填充床吸附器 186
12.5 气体的增湿与减湿 186
12.5.1 概述 186
12.5.2 增湿与减湿的理论 186
12.5.3 增湿器与减湿器 188
参考文献 189
13 萃取过程 190
13.1 萃取过程的基本原理 190
13.1.1 萃取的目的 190
13.1.2 萃取操作原理 190
13.1.3 萃取剂的选择 193
13.2 萃取过程的基本设备 195
13.2.1 混合沉降器 195
13.2.2 无搅拌的萃取塔 199
13.2.3 往复搅拌的萃取塔 201
13.2.4 旋转搅拌的萃取塔 203
13.2.5 离心萃取机 205
13.2.6 其他萃取设备 209
参考文献 209
14 膜分离过程 210
14.1 膜分离过程基本原理 210
14.1.1 分离用膜 210
14.1.2 膜分离过程 210
14.1.3 膜分离的工艺流程 211
14.1.4 膜分离过程的强化方法 211
14.2 膜分离过程的基本装备 213
14.2.1 反渗透膜分离过程 213
14.2.2 渗析膜分离过程 214
14.2.3 电渗析膜分离过程 215
14.2.4 液膜分离过程 217
14.2.5 气体渗透分离过程 219
14.2.6 过滤膜分离过程 220
参考文献 224
15 离子交换过程 225
15.1 离子过程的基本原理 225
15.1.1 离子交换的目的 225
15.1.2 离子交换过程的基本原理 225
15.1.3 离子交换过程的基本操作 226
15.1.4 离子交换剂的种类 227
15.1.5 离子交换剂的选用 229
15.2 工业离子交换过程和设备 230
15.2.1 间歇槽式 230
15.2.2 固定床式 230
15.3 离子交换膜 233
15.3.1 离子交换膜的性能及其制备 233
15.3.2 离子交换膜分离过程和应用 234
15.4 离子交换过程在工业上的应用 235
15.4.1 水处理 235
15.4.2 食品工业 236
15.4.3 湿法冶金 237
参考文献 237
16 结晶过程 238
16.1 结晶过程的基本原理 238
16.1.1 结晶的目的 238
16.1.2 晶体的性质 238
16.1.3 晶核的生成和晶体的成长 239
16.1.4 溶解度与溶解度曲线 240
16.1.5 溶液的过饱和度 241
16.1.6 结晶操作的一些特点 242
16.2 结晶过程的主要设备 243
16.2.1 溶液结晶设备 243
16.2.2 熔融结晶设备 251
16.3 结晶设备小结 254
参考文献 254
第4篇 机械操作过程及装备 255
17 固体粉碎过程 255
17.1 粉碎机理 255
17.1.1 物料性质 255
17.1.2 破碎方式 256
17.1.3 破碎的功耗学说 257
17.2 粉碎设备 258
17.2.1 颚式破碎机 258
17.2.2 圆锥破碎机 260
17.2.3 锤式破碎机 260
17.2.4 球磨机 261
17.2.5 盘磨机 262
17.2.6 气流粉碎机 264
参考文献 265
18 机械分离过程 266
18.1 机械分离过程的基本原理 266
18.1.1 沉降基本原理 267
18.1.2 过滤基本原理 268
18.2 机械分离设备 270
18.2.1 重力沉降分离设备 270
18.2.2 过滤设备 272
18.2.3 离心分离设备 274
参考文献 276
19 粉体分级过程 277
19.1 分级机理 277
19.1.1 分级原理 277
19.1.2 筛分性能参数 278
19.1.3 流体分级性能参数 278
19.2 分级设备 279
19.2.1 筛分设备 279
19.2.2 气流分级设备 282
19.2.3 水力分级设备 284
参考文献 286
20 粉体混合过程 287
20.1 粉体混合机理 287
20.1.1 粉体混合机理 287
20.1.2 混合质量表示方法 287
20.2 粉体混合器的类型 289
20.2.1 双锥形混合器 290
20.2.2 V形混合器 291
20.2.3 螺旋式锥形混合机 291
20.2.4 无重力粒子混合机 292
20.2.5 三维运动混合机 293
20.2.6 空气混合机 294
20.2.7 连续混合机 294
20.2.8 捏合机 294
参考文献 296
21 粉体造粒过程 297
21.1 颗粒性质 297
21.1.1 粒度和粒度分布 297
21.1.2 颗粒密度表示法 298
21.1.3 颗粒的摩擦性能 298
21.1.4 造粒方法的分类及原理 299
21.1.5 造粒方法的选用 300
21.2 造粒设备 301
21.2.1 压块过程及设备 301
21.2.2 造球过程及设备 303
参考文献 307
第5篇 热力学过程及装备 308
22 热力学基本过程 308
22.1 热力学基本概念和基本定律 308
22.1.1 基本概念 308
22.1.2 热力学基本定律 309
22.2 理想气体的基本热力过程 310
22.3 蒸汽的热力过程 311
22.3.1 蒸汽热力性质表述 311
22.3.2 蒸汽的基本热力过程 313
参考文献 313
23 气体动力循环过程 314
23.1 燃气轮机装置循环的基本原理 314
23.1.1 前言 314
23.1.2 燃气轮机装置的应用及其基本工作过程 314
23.1.3 燃气轮机装置定压加热理想循环的性能 315
23.1.4 具有回热的燃气轮机装置 316
23.2 燃气轮机装置及主要设备 317
23.2.1 燃气轮机装置结构形式 317
23.2.2 压气机 318
23.2.3 燃烧室 318
23.2.4 透平 318
23.3 内燃机循环的基本原理 319
23.3.1 内燃机的工作过程 319
23.3.2 内燃机理想循环及其性能 320
23.4 内燃机的基本构造 321
参考文献 323
24 蒸汽动力循环过程 324
24.1 蒸汽动力循环装置工作过程与原理 324
24.1.1 卡诺循环 324
24.1.2 朗肯循环装置工作过程及性能 325
24.1.3 朗肯循环的改进 325
24.1.4 工业企业蒸汽动力系统 327
24.2 蒸汽动力循环系统装置与主要设备 328
24.2.1 常规电站热力系统装置 328
24.2.2 锅炉 328
24.2.3 汽轮机 329
24.2.4 凝汽设备 330
参考文献 330
25 制冷循环过程 331
25.1 制冷过程的热力学原理 331
25.1.1 概述 331
25.1.2 制冷的基本热力学原理及性能指标 331
25.2 常见制冷循环系统装置及主要设备 333
25.2.1 蒸气压缩式制冷 333
25.2.2 蒸汽吸收式制冷 340
25.2.3 蒸汽喷射式制冷 342
25.2.4 吸附式制冷 343
25.3 热泵的基本热力学原理及性能指标 343
25.4 热泵装置系统 344
参考文献 344
26 气体低温液化及分离过程 346
26.1 气体低温液化原理与系统 346
26.1.1 概述 346
26.1.2 气体液化的理论循环 346
26.1.3 气体液化循环的性能指标 347
26.1.4 节流液化循环 348
26.1.5 带膨胀机的液化循环 351
26.2 气体分离的原理与系统 353
26.2.1 气体分离方法概述 353
26.2.2 空气分离原理与系统 354
26.3 气体液化及分离装置的基本设备 356
参考文献 357
第6篇 化学反应过程及装备 358
27 化工反应过程 358
27.1 化工反应过程基本原理 358
27.1.1 概述 358
27.1.2 化学反应过程动力学 359
27.2 化工反应过程基本设备 362
27.2.1 概述 362
27.2.2 固定床反应器 362
27.2.3 流化床反应器 363
27.2.4 搅拌反应器 363
参考文献 370
28 生物反应过程 371
28.1 生物反应过程的基本原理 371
28.1.1 概述 371
28.1.2 生物反应过程的特点 371
28.1.3 生物反应过程及生物反应器的分类 372
28.2 酶反应器 374
28.2.1 搅拌釜反应器 374
28.2.2 固定床反应器 374
28.2.3 流化床反应器 374
28.2.4 连续搅拌釜——超滤膜反应器 374
28.2.5 中空纤维膜式反应器 375
28.2.6 螺旋卷绕膜反应器 375
28.2.7 F型反应器 375
28.3 微生物反应器 376
28.3.1 机械搅拌式发酵罐 376
28.3.2 自吸式发酵罐 377
28.3.3 气升式发酵罐 378
28.3.4 塔式发酵罐 378
28.3.5 液体喷射循环反应器 379
28.3.6 流态化反应器 380
28.3.7 固定床微生物反应器 380
28.3.8 动物细胞培养反应器 381
28.3.9 植物细胞培养反应器 381
参考文献 381
29 核反应过程 382
29.1 核反应过程基本原理 382
29.1.1 概述 382
29.1.2 链式反应 383
29.1.3 慢化剂和冷却剂 384
29.1.4 聚变反应 384
29.2 核反应动力装置 385
29.2.1 核电站的基本组成及工作过程 385
29.2.2 压水反应堆 387
29.2.3 蒸汽发生器 392
29.2.4 其他设备 393
30 环境治理过程 394
30.1 废水处理过程 394
30.1.1 概述 394
30.1.2 废水的分级处理 395
30.2 废水处理的主要设备 398
30.2.1 活性污泥法的设备 398
30.2.2 生物膜法的设备 399
30.3 废气处理过程 400
30.3.1 概述 400
30.3.2 废气处理主要设备 401
30.4 固体废弃物处理过程 405
30.4.1 概述 405
30.4.2 固体废弃物主要处理和处置方法 405
参考文献 407