第一章 化学工业与化学工程 1
第一节 化学工业概述 1
一、化学工业的重要性及其发展 1
二、化学工业的分类及其特点 1
三、化工产品的市场及其前景 3
第二节 化学工程的发展趋势 4
一、化学工程的兴起与发展 4
二、化学工程的前沿研究领域 5
第三节 化工过程与单元操作 7
一、化工过程简介 7
二、化工单元操作 8
三、常用基本概念 9
第四节 化工过程开发简介 10
一、化工过程开发的基本要求 10
二、化学实验与化工生产过程的联系与区别 10
三、化工过程开发步骤 11
四、化工过程开发最优化概念 13
第五节 化工数据 14
一、化工数据的分类 14
二、单位与单位制 15
三、单位换算 15
第二章 流体流动过程 16
第一节 概述 16
第二节 流体静力学基本方程式 16
一、流体的热力学属性 16
二、流体静力学基本方程式 18
三、流体静力学基本方程式的讨论 19
四、流体静力学基本方程式的应用 19
第三节 流体流动的基本方程式 21
一、流体的流动属性 21
二、流体的运动状态 22
三、连续性方程式 23
四、伯努利方程式 23
第四节 管内流体流动现象 27
一、牛顿黏性定律与流体的黏度 27
二、流体流动的内部结构 28
第五节 管内流体流动的阻力 31
一、流体在直管中的流动阻力 31
二、流体在非圆形管内的流动阻力 33
三、局部阻力 34
第六节 管路计算 35
一、简单管路 35
二、复杂管路 37
第七节 流量的测量 40
一、孔板流量计 40
二、文丘里流量计 42
三、测速管 42
四、转子流量计 43
第八节 流体输送机械 44
一、离心泵 44
二、其他类型的化工用泵 52
三、泵的选择 55
四、气体输送机械 55
习题 61
第三章 传热 65
第一节 概述 65
一、热量传递的三种基本方式 65
二、传热过程在化工生产中的应用 66
三、传热学与热力学的关系 66
第二节 热传导 66
一、热传导方程 67
二、传导传热计算 68
第三节 对流传热 73
一、对流传热分析 73
二、壁面和流体间的对流传热速率 73
三、管内湍流流动的传热膜系数 75
四、管外湍流流动的传热膜系数 77
五、大空间内自然对流的传热膜系数 78
第四节 辐射传热 79
一、基本概念 79
二、斯特藩-玻耳兹曼定律 79
三、克希霍夫定律 80
四、两固体间的相互辐射 81
五、设备热损失的计算 82
第五节 传热计算 83
一、换热器的热负荷计算 84
二、传热平均温度差的计算 84
三、总传热系数 92
四、效率——传热单元数法 96
第六节 热交换器 98
一、间壁式换热器的类型 98
二、板式换热器 100
三、换热器发展概况 101
第七节 传热过程的强化 103
一、换热器热交换过程的强化 103
二、强化技术及能耗研究 104
第八节 管壳式换热器的设计与选用 105
一、确定设计方案的基本原则 105
二、设计内容 105
三、管壳式换热器的选用 105
习题 106
第四章 蒸发 109
第一节 概述 109
一、蒸发操作及特点 109
二、蒸发操作的经济性及多效蒸发流程 110
第二节 蒸发过程计算 112
一、蒸发过程的传热系数 112
二、浓缩热和溶液的焓浓图 112
三、溶液的沸点和传热温度差损失 112
第三节 单效蒸发计算 114
一、水分蒸发量 115
二、加热蒸汽消耗量 115
三、蒸发器的传热面积 116
第四节 多效蒸发计算 117
第五节 蒸发器的类型与选择 121
一、蒸发器的类型 121
二、蒸发器的性能比较与选型 126
三、蒸发器的改进与研究 126
习题 127
第五章 吸收 128
第一节 概述 128
一、吸收在化工生产中的应用 128
二、吸收剂的选择 128
三、吸收设备与吸收操作 129
第二节 吸收过程的相平衡关系 129
一、气体在液体中的溶解度 129
二、亨利定律 130
三、相平衡关系在吸收过程中的应用 132
第三节 吸收过程机理 133
一、物质在单相中的扩散 134
二、双膜理论 135
第四节 传质速率方程 136
一、气相传质速率方程 137
二、液相传质速率方程 137
三、总传质速率方程 137
四、总传质系数与膜传质系数的关系 138
第五节 填料吸收塔计算 141
一、物料衡算与操作线方程 141
二、吸收剂用量的确定 143
三、填料塔塔径的计算 145
四、填料层高度的计算 145
第六节 填料塔 148
一、填料塔的构造和填料 148
二、填料塔的流体力学特性 150
三、填料塔的附件 152
习题 156
第六章 精馏 158
第一节 概述 158
第二节 双组分溶液的气液相平衡 158
一、双组分溶液的气液相平衡 159
二、相对挥发度 161
第三节 简单蒸馏和平衡蒸馏 163
一、简单蒸馏 163
二、平衡蒸馏 163
第四节 精馏基本原理 164
第五节 双组分连续精馏塔的计算 165
一、全塔物料衡算 166
二、精馏段物料衡算和精馏段操作线方程 167
三、提馏段物料衡算和提馏段操作线方程 167
四、加料板的物料衡算与热量衡算 168
五、理论塔板数的计算 172
六、塔板效率与实际塔板数 180
七、塔高、塔径及板压降的计算 181
第六节 间歇精馏 183
一、馏出液浓度维持恒定的操作 183
二、回流比维持恒定的操作 184
第七节 特殊精馏 184
一、恒沸精馏 184
二、萃取精馏 185
第八节 精馏塔及其选择 186
一、有溢流装置的板式塔 187
二、无溢流装置的板式塔 189
三、新型塔板 189
四、精馏装置的选择 191
习题 191
第七章 萃取 194
第一节 概述 194
一、液-液萃取简介 194
二、萃取过程的适用性与经济性 195
三、萃取技术在工业上的应用 195
四、萃取剂的选择与发展 196
五、萃取基本流程 196
第二节 三元体系的液-液平衡关系 197
一、三角形坐标 197
二、杠杆规则 198
三、三角形相图 199
第三节 萃取过程的计算 202
一、单级萃取的计算 202
二、多级错流萃取的计算 203
三、多级逆流萃取的计算 205
第四节 液-液萃取设备及其选择 208
一、混合-澄清萃取器 209
二、离心式萃取设备 210
三、塔式萃取设备 210
四、液-液萃取设备的选择 213
习题 213
第八章 新型分离技术 215
第一节 膜分离技术 215
一、膜分离技术的发展 215
二、膜及膜分离技术的定义和分类 216
三、膜过滤的基本概念 217
四、膜过滤的基本理论 218
五、膜组件的结构及其特点 219
六、超滤和反渗透的应用 221
第二节 超临界流体萃取 221
一、超临界流体的性质 222
二、超临界流体萃取过程 223
三、国产超临界二氧化碳萃取装置生产工艺 224
四、超临界流体萃取的应用 225
第九章 干燥 227
第一节 概述 227
一、干燥过程的目的和应用 227
二、干燥过程的分类 227
三、对流干燥的特点及流程 228
第二节 湿空气的性质和湿度图 229
一、湿空气的性质 229
二、空气的湿度图 234
三、湿度图的用法 235
第三节 干燥过程的物料衡算和热量衡算 236
一、物料衡算 236
二、热量衡算 238
三、干燥器出口空气状态的确定 239
四、干燥器的热效率和干燥效率 240
第四节 干燥速率和干燥时间 241
一、物料与水分的结合状态 241
二、干燥速率及其影响因素 242
三、恒定干燥条件下的干燥时间计算 244
第五节 干燥器及其选择 246
一、对干燥器的要求 246
二、干燥器的分类 246
三、工业常用的对流干燥器 247
四、干燥器的选型 250
习题 250
第十章 化学反应工程学——反应器基本原理 252
第一节 概述 252
一、化学反应工程学的基本任务和研究方法 252
二、化学反应过程和化学反应器的分类 253
三、理想均相反应器 259
第二节 物料在反应器内的流动模型 260
一、理想流动模型 261
二、非理想流动模型 263
第三节 理想均相反应器计算 263
一、基本原理 263
二、间歇反应器 264
三、活塞流反应器 266
四、全混流反应器 271
五、多级全混流反应器 272
第四节 反应器型式和操作方法的评比与选择 276
一、反应器生产能力的比较 276
二、反应产物收率的比较 277
第五节 非理想流动 280
一、实际反应器对理想类型的偏离 280
二、停留时间分布的表示方法 280
三、停留时间分布的实验测定 281
四、停留时间分布的数字特征 282
五、理想反应器中的停留时间分布 284
六、非理想反应器中的停留时间分布 286
七、停留时间分布曲线的应用 289
第六节 气-固相催化反应器 291
一、气-固催化反应过程 292
二、气-固催化反应动力学 292
三、固定床催化反应器简介 295
四、流化床反应器简介 296
习题 298
附录 301
一、物理量的单位、量纲与换算 301
二、水的重要物理性质 302
三、水在不同温度下的黏度（0～100℃） 303
四、饱和水蒸气性质（以温度为准） 304
五、饱和水蒸气的性质（以压强为准） 305
六、管子规格 306
七、泵规格 307
八、物质的热导率 309
九、列管式换热器总传热系数K的范围 310
十、某些气体溶于水时的亨利系数 311
十一、物质的扩散系数 312
十二、某些二元物系气液平衡组成 312
参考文献 314