绪论 1
第一章 流体力学基础 6
1.1 概述 6
1.2 流体静力学及其应用 8
1.2.1 静止流体所受的力 8
1.2.2 流体静力学基本方程 9
1.2.3 静力学原理在压力和压力差测量上的应用 11
1.3.1 基本概念 14
1.3 流体流动的基本方程 14
1.3.2 质量衡算方程——连续性方程 20
1.3.3 运动方程 24
1.3.4 总能量衡算和机械能衡算方程 34
1.4 管路计算 53
1.4.1 简单管路 53
1.4.2 复杂管路 58
1.4.3 管网简介 64
1.4.4 可压缩流体的管路计算 64
1.5.1 普兰特边界层理论 68
1.5 边界层及边界层方程 68
1.5.2 普兰特边界层方程 70
1.5.3 边界层积分动量方程及其应用 72
1.5.4 边界层分离 77
1.6 湍流 78
1.6.1 湍流特点及其研究方法 78
1.6.2 湍流应力 80
1.7 流速、流量测量 82
1.7.1 变压头流量计 82
1.7.2 变截面流量计 86
本章主要符号说明 89
参考文献 90
习题 90
第二章 流体输送机械 98
2.1 概述 98
2.2 速度式流体输送机械 98
2.2.1 离心式流体输送机械的基本方程 98
2.2.2 离心泵与离心通风机的结构、工作原理与分类 100
2.2.3 离心泵与离心通风机的性能 102
2.2.4 离心泵与离心通风机的特性曲线 104
2.2.5 离心泵与离心通风机的工作点和流量调节 106
2.2.6 离心泵与离心通风机的安装和选用 109
2.2.7 离心鼓风机与离心压缩机 114
2.2.8 轴流泵和轴流通风机 114
2.2.9 旋涡泵 115
2.3 容积式流体输送机械 115
2.3.1 往复式流体输送机械工作原理 115
2.3.2 往复泵 117
2.3.3 往复压缩机 119
2.3.4 回转式流体输送机械 123
2.4 真空泵 125
2.4.1 真空泵的典型结构和分类 126
2.4.2 真空泵性能及选用 127
2.5 流体输送机械的特点 127
参考文献 129
本章主要符号说明 129
习题 130
第三章 机械分离与固体流态化 132
3.1 过滤 132
3.1.1 概述 132
3.1.2 过滤基本方程 133
3.1.3 过滤常数的测定 136
3.1.4 滤饼洗涤 137
3.1.5 过滤设备及过滤计算 138
3.2.1 沉降速度 147
3.2 沉降 147
3.2.2 重力沉降设备 150
3.2.3 离心沉降设备 153
3.2.4 离心机 156
3.3 固体流态化 159
本章主要符号说明 163
参考文献 164
习题 164
4.1.1 基本概念 166
4.1 概述 166
第四章 热量传递基础 166
4.1.2 热量传递的三种基本方式 167
4.2 热传导 169
4.2.1 热传导的基本定律——傅里叶定律 169
4.2.2 导热系数 169
4.2.3 热传导微分方程及其定解条件 171
4.2.4 稳态热传导 174
4.2.5 非稳态热传导 180
4.2.6 热传导问题的数值解法 185
4.3 对流传热 190
4.3.1 概述 190
4.3.2 层流流动对流传热的近似分析解法 193
4.3.3 因次分析法在对流传热中的应用 198
4.3.4 管内强制对流传热 200
4.3.5 管外强制对流传热 206
4.3.6 自然对流传热 210
4.4.1 冷凝传热 212
4.4 冷凝与沸腾传热 212
4.4.2 影响冷凝传热的因素和冷凝传热的强化 216
4.4.3 沸腾传热过程 218
4.4.4 影响沸腾传热的因素及强化途径 222
4.5 辐射传热 223
4.5.1 热辐射的基本概念 223
4.5.2 辐射基本定律 225
4.5.3 固体间的辐射传热 227
4.5.4 气体的热辐射 236
4.5.5 对流与辐射的复合传热 239
本章主要符号说明 241
参考文献 242
习题 242
第五章 传热过程计算与换热器 245
5.1 传热过程分析 245
5.2 传热过程的基本方程 246
5.2.1 热量衡算方程 246
5.2.2 传热速率方程 247
5.2.3 总传热系数与壁温计算 248
5.3 传热过程的平均温差计算 252
5.4 传热效率和传热单元数 258
5.5 换热器计算的设计型和操作型问题 264
5.6 传热系数变化的传热过程计算 269
5.7 换热器 270
5.7.1 换热器的分类 270
5.7.2 间壁式换热器 272
5.7.3 列管式换热器的选用与设计原则 279
5.7.4 换热器的传热强化途径 283
本章主要符号说明 285
参考文献 285
习题 286
第六章 蒸发 289
6.1 概述 289
6.2 蒸发器及辅助设备 290
6.2.1 蒸发器的结构及特点 290
6.2.2 除沫器、冷凝器和真空装置 296
6.3.1 蒸发中的温度差损失 297
6.3 蒸发计算基础 297
6.3.2 蒸发过程的传热系数 300
6.3.3 溶液的浓缩热及焓浓图 301
6.4 单效蒸发的计算 302
6.4.1 蒸发器的物料衡算 302
6.4.2 蒸发器的热量衡算 302
6.4.3 蒸发器的传热面积 304
6.5 多效蒸发 304
6.5.1 多效蒸发的流程 304
6.5.2 多效蒸发的优缺点 307
6.5.3 多效蒸发计算 309
6.6 提高蒸发经济性的其他措施 312
本章主要符号说明 314
参考文献 315
习题 315
第七章 质量传递基础 317
7.1 概述 317
7.1.1 化工生产中的传质过程 317
7.1.2 相组成的表示法 318
7.2 分子传质 321
7.2.1 费克定律 321
7.2.2 扩散系数 323
7.3 一维稳定分子扩散 329
7.3.1 无化学反应的一维稳定分子扩散 329
7.3.2 伴有化学反应的稳定分子扩散 334
7.4 对流传质 336
7.4.1 对流传质系数及相关重要准数 336
7.4.2 对流传质系数的关联式 339
7.5 传质设备简介 340
本章主要符号说明 342
参考文献 343
习题 343
第八章 气体吸收 345
8.1 概述 345
8.2 吸收过程相平衡基础 347
8.2.1 气液相平衡关系 347
8.2.2 亨利定律 349
8.3 吸收过程模型及传质速率方程 350
8.3.1 双膜模型在吸收中的应用 350
8.3.2 传质速率方程 352
8.4 吸收(或脱吸)塔计算 356
8.4.1 物料衡算和操作线方程 357
8.4.2 吸收剂用量的确定 359
8.4.3 低浓度气体吸收时的填料层高度 360
8.4.4 填料塔的设计型计算和操作型分析 369
8.4.5 高浓度气体吸收时填料层高度的计算 373
8.4.6 塔板数 376
8.4.7 解吸(脱吸) 379
8.5 其他类型吸收 381
8.5.1 多组分吸收 381
8.5.2 化学吸收 384
8.5.3 非等温吸收 385
本章主要符号说明 386
参考文献 387
习题 388
第九章 蒸馏 391
9.1 概述 391
9.2 二元物系的气液相平衡 392
9.3 蒸馏方式 398
9.3.1 简单蒸馏 399
9.3.2 平衡蒸馏 401
9.3.3 精馏 402
9.4.1 全塔物料衡算 404
9.4 二元连续精馏的分析和计算 404
9.4.2 操作线方程 405
9.4.3 加料线方程 409
9.4.4 精馏塔的设计型计算 414
9.4.5 精馏塔的操作型分析和计算 427
9.4.6 二元连续精馏的其他流程 432
9.5 其他精馏方式 439
9.5.1 水蒸气蒸馏 439
9.5.2 间歇精馏 441
9.5.3 恒沸精馏和萃取精馏 447
9.5.4 反应精馏 451
9.6 多元精馏 452
9.6.1 多元精馏的特点 452
9.6.2 多元连续精馏的计算简介 454
本章主要符号说明 460
参考文献 462
习题 462
10.1.1 填料塔与填料 466
10.1 填料塔 466
第十章 气液传质设备 466
10.1.2 填料塔的流体力学性能与传质性能 472
10.1.3 填料塔的附属结构 480
10.2 板式塔 483
10.2.1 板式塔的塔型简介 483
10.2.2 板式塔的操作原理 485
10.2.3 板式塔塔径的估算 485
10.2.4 塔板流动型式 488
10.2.5 塔板的共同结构 489
10.2.6 筛板塔的结构设计 492
10.2.7 筛板塔上流体力学计算 494
10.2.8 浮阀塔的设计 498
10.2.9 新型塔设备简介 507
10.3 塔设备的比较和选型 509
本章主要符号说明 510
参考文献 511
习题 512
11.1.1 液液萃取概述 513
11.1 液液萃取 513
第十一章 液液萃取和固液萃取 513
11.1.2 三角形相图 514
11.1.3 选择性系数及萃取剂的选择 516
11.1.4 单级萃取 518
11.1.5 多级错流萃取 521
11.1.6 多级逆流萃取 524
11.1.7 连续接触逆流萃取 527
11.1.8 萃取设备 528
11.2.1 固液萃取概述 531
11.2 固液萃取(浸取) 531
11.2.2 萃取理论级的图解计算 532
本章主要符号说明 536
参考文献 537
习题 537
第十二章 干燥 539
12.1 概述 539
12.2 湿空气的性质及湿度图 540
12.2.1 湿空气的性质 540
12.2.2 湿空气的湿度图 547
12.2.3 湿度图的应用 550
12.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算 552
12.3.1 湿物料中含水率的表示方法 553
12.3.2 物料衡算 553
12.3.3 热量衡算 554
12.4 干燥速率和干燥时间 564
12.4.1 物料中的水分 564
12.4.2 干燥速率和干燥时间的计算 565
12.5.1 常用工业干燥器 574
12.5 干燥器 574
12.5.2 干燥操作条件的确定 577
本章主要符号说明 579
参考文献 580
习题 580
第十三章 其他分离过程 584
13.1 吸附 584
13.1.1 概述 584
13.1.2 吸附平衡 585
13.1.3 吸附设备及计算 587
13.2 膜分离 601
13.2.1 概述 601
13.2.2 分离膜与膜组件 603
13.2.3 反渗透与纳滤 608
13.2.4 超滤与微滤 614
13.2.5 渗透气化与蒸气渗透 622
13.2.6 气体分离 626
13.2.7 膜接触器 633
13.2.8 电渗析 637
13.2.9 膜组件特性及膜污染防治 646
本章主要符号说明 651
参考文献 653
习题 654
附录 657
一、矢量、张量基本运算公式 657
二、单位换算表 657
三、空气的重要物性 661
四、水的重要物性 662
五、饱和水蒸气的物性 665
六、某些气体的重要物性 668
七、某些液体及溶液的物性 674
八、某些固体的性质 684
九、管子规格 685
十、离心泵的规格 687
十一、列管式换热器规格 689
十二、壁面污垢热阻(污垢系数) 689