第8章 蒸发 457
8.1 概述 457
8.1.1 目的 457
8.1.2 过程因素 457
8.2 蒸发器设备的类型和操作方式 458
8.2.1 蒸发器的一般类型 458
8.2.2 蒸发器的操作方式 460
8.3 蒸发器中的总传热系数 461
8.4 单效蒸发器的计算方法 462
8.4.1 蒸发器的热量和质量衡算 462
8.4.2 过程变量对蒸发器操作的影响 464
8.4.3 溶液的沸点升高 465
8.4.4 溶液的焓-浓图 466
8.5 多效蒸发器的计算方法 468
8.5.1 概述 468
8.5.2 多效蒸发器的温度差和处理能力 468
8.5.3 多效蒸发器的计算 469
8.5.4 三效蒸发器的逐步计算方法 470
8.6 蒸发器的冷凝器 476
8.6.1 概述 476
8.6.2 间壁式冷凝器 476
8.6.3 直接接触式冷凝器 476
8.7 生物物料的蒸发 477
8.7.1 概述及生物物料的性质 477
8.7.2 水果汁 477
8.7.3 糖溶液 478
8.7.4 纸浆废水 478
8.8 使用蒸气再压缩的蒸发 478
8.8.1 概述 478
8.8.2 机械式蒸气再压缩蒸发器 478
8.8.3 热动力蒸气再压缩蒸发器 479
习题 479
参考文献 481
第9章 过程物料的干燥 483
9.1 干燥简介及干燥方法 483
9.1.1 干燥的目的 483
9.1.2 干燥的一般方法 483
9.2 干燥设备 484
9.2.1 厢式干燥器 484
9.2.2 真空架式间接干燥器 484
9.2.3 连续洞道干燥器 484
9.2.4 转筒干燥器 485
9.2.5 转鼓式干燥器 486
9.2.6 喷雾干燥器 486
9.2.7 农作物与谷物的干燥 486
9.3 水的蒸气压与湿度 487
9.3.1 水的蒸气压 487
9.3.2 湿度及湿度图 487
9.3.3 绝热饱和温度 491
9.3.4 湿球温度 492
9.4 物料的平衡含水量 493
9.4.1 概述 493
9.4.2 无机物及生物物料的平衡含水量的实验数据 494
9.4.3 固体中的结合水与非结合水 495
9.4.4 物料中的自由含水量和平衡含水量 496
9.5 干燥速率曲线 496
9.5.1 概述及实验方法 496
9.5.2 恒定干燥条件下的干燥速率曲线 496
9.5.3 恒速干燥阶段 498
9.5.4 降速干燥阶段 498
9.5.5 在降速干燥阶段固体中水分的移动 499
9.6 恒速干燥阶段的计算方法 500
9.6.1 应用实验干燥曲线的方法 500
9.6.2 利用预测的恒速阶段传递系数的方法 501
9.6.3 过程变量对恒速干燥阶段的影响 504
9.7 降速干燥阶段的计算方法 504
9.7.1 数值积分的方法 504
9.7.2 特殊情况下降速干燥阶段的计算方法 506
9.8 热对流、热辐射、热传导组合的恒速干燥阶段传热 507
9.8.1 概述 507
9.8.2 热对流、热传导、热辐射方程的推导 507
9.9 由扩散及毛细管流引起的降速阶段的干燥 510
9.9.1 概述 510
9.9.2 干燥过程中水分的液相扩散 510
9.9.3 干燥过程中水分的毛细管运动 512
9.9.4 液相扩散与毛细管流的比较 513
9.10 各种类型干燥器的方程 514
9.10.1 填充床中的穿流气流干燥 514
9.10.2 变化的空气条件下的盘式干燥 518
9.10.3 连续干燥器的物料衡算和热量衡算 519
9.10.4 连续逆流干燥 521
9.11 生物物料的冷冻干燥 523
9.11.1 概述 523
9.11.2 冷冻干燥方程的推导 524
9.12 非定态的热处理过程及生物物料的消毒 526
9.12.1 概述 526
9.12.2 微生物热死速率的动力学 527
9.12.3 消毒的热处理时间的确定 528
9.12.4 采用其他设计标准的消毒方法 531
9.12.5 巴氏灭菌法 531
9.12.6 热处理对食品组分的影响 532
习题 533
参考文献 537
第10章 级式和连续式气液分离过程 539
10.1 分离过程的类型和方法 539
10.1.1 概述 539
10.1.2 分离过程的类型 539
10.1.3 过程方法 540
10.2 相与相之间的平衡关系 540
10.2.1 相律和平衡 540
10.2.2 气-液平衡 541
10.3 单级和多级平衡接触 542
10.3.1 单级平衡接触 542
10.3.2 气-液体系的单级平衡接触 542
10.3.3 逆流多级接触 543
10.3.4 逆流多级接触的解析方程 546
10.4 相际质量传递 548
10.4.1 概述及平衡关系 548
10.4.2 相际质量传递的浓度分布 548
10.4.3 用传质系数和界面浓度确定传质速率 549
10.4.4 总传质系数和推动力 552
10.5 连续增湿过程 555
10.5.1 增湿设备概述和类型 555
10.5.2 冷却塔的理论和计算 556
10.5.3 使用膜传质系数设计热水冷却塔 558
10.5.4 使用总传质系数的水冷却塔的设计 559
10.5.5 空气流量的最小值 561
10.5.6 使用传递单元高度设计水冷却塔 561
10.5.7 塔中空气流的温度和湿度 562
10.5.8 减湿塔 562
10.6 在板式塔和填料塔中的吸收 562
10.6.1 吸收的概述 562
10.6.2 吸收和蒸馏的设备 562
10.6.3 填料塔的压降和液泛 565
10.6.4 板式吸收塔的设计 569
10.6.5 填料吸收塔的设计 570
10.6.6 填料塔中低浓度气体混合物的简化设计方法 575
10.6.7 用传递单元法设计填料塔 580
10.7 填料塔中高浓度混合物的吸收 584
10.8 填料塔中传质系数的计算 587
10.8.1 实验确定膜系数 587
10.8.2 膜系数的关联式 587
10.8.3 计算传质膜系数 588
10.9 吸收过程中的热效应和温度变化 590
10.9.1 吸收过程中的热效应 590
10.9.2 简化的设计方法 590
习题 592
参考文献 595
第11章 汽-液分离过程 597
11.1 汽液平衡 597
11.1.1 相律和拉乌尔定律 597
11.1.2 沸点图和x-y图 597
11.2 单级汽液平衡接触 599
11.3 简单蒸馏方法 600
11.3.1 概述 600
11.3.2 汽液系统的相对挥发度 600
11.3.3 平衡蒸馏或闪蒸 601
11.3.4 简单间歇或微分蒸馏 601
11.3.5 简单水蒸气蒸馏 603
11.4 带回流的蒸馏和McCabe-Thiele方法 604
11.4.1 精馏（带回流的蒸馏）概述 604
11.4.2 计算理论级数的McCabe-Thiele方法 605
11.4.3 McCabe-Thiele方法的全回流和最小回流比 611
11.4.4 用McCabe-Thiele方法计算精馏的特殊情况 613
11.5 板式塔和填料塔的精馏和吸收效率 618
11.5.1 板效率 618
11.5.2 板效率的种类 618
11.5.3 板效率之间的关系 619
11.5.4 乱堆填料和整砌填料塔的效率 620
11.5.5 板式塔和填料塔的效率计算 620
11.5.6 液泛速率和板式塔直径 622
11.6 使用焓-浓度的方法计算精馏过程 623
11.6.1 焓-浓度数据 623
11.6.2 精馏塔的精馏段 626
11.6.3 精馏塔的提馏段 627
11.7 多组分混合物的精馏 631
11.7.1 多组分精馏概述 631
11.7.2 多组分精馏的平衡数据 632
11.7.3 沸点，露点和闪蒸 632
11.7.4 多组分精馏的关键组分 634
11.7.5 多组分精馏的全回流 635
11.7.5 多组分精馏最小回流比的简捷计算方法 638
11.7.6 在操作回流比下理论级数的简捷计算方法 638
习题 640
参考文献 646
第12章 液-液和流-固分离过程 647
12.1 吸附过程概述 647
12.1.1 概述 647
12.1.2 吸附剂的物理性质 647
12.1.3 吸附剂的平衡关系 648
12.2 间歇吸附 649
12.3 固定床吸附塔的设计 650
12.3.1 概述和浓度波 650
12.3.2 浓度的透过曲线 651
12.3.3 传质区 652
12.3.4 塔的容量和放大设计方法 652
12.3.5 计算吸附的基本方法 655
12.3.6 过程变量与吸附循环 656
12.4 离子交换过程 656
12.4.1 概述和离子交换材料 656
12.4.2 离子交换中的平衡关系 657
12.4.3 平衡关系的使用和相对摩尔选择性系数 657
12.4.4 浓度波和透过曲线 659
12.4.5 床层的容量和放大设计方法 660
12.5 单级液-液萃取过程 661
12.5.1 萃取过程概述 661
12.5.2 萃取的平衡关系 662
12.5.3 单级平衡萃取 664
12.6 液-液萃取设备的类型和设计 666
12.6.1 概述和设备类型 666
12.6.2 混合-澄清萃取器 666
12.6.3 喷洒萃取塔 666
12.6.4 填料萃取塔 667
12.6.5 孔板（筛板）萃取塔 671
12.6.6 脉冲填料和脉冲筛板塔 671
12.6.7 机械搅拌的萃取塔 672
12.7 连续多级逆流萃取 673
12.7.1 概述 673
12.7.2 连续多级逆流萃取 673
12.7.3 不互溶液体的逆流级式萃取 676
12.7.4 萃取塔的设计 678
12.7.5 用传质系数设计计算填料萃取塔 680
12.8 液-固浸取介绍和设备 682
12.8.1 浸取过程 682
12.8.2 浸取固体的制备 683
12.8.3浸取的速率 683
12.8.4 浸取设备的种类 686
12.9 平衡关系和单级浸取 687
12.9.1 浸取的平衡关系 687
12.9.2 单级浸取 689
12.10 逆流多级浸取 690
12.10.1 概述和逆流浸取操作线 690
12.10.2 逆流多级浸取的变底流 691
12.10.3 恒底流的多级逆流浸取 694
12.11 结晶概述和结晶设备 694
12.11.1 结晶和晶体的种类 694
12.11.2 结晶的平衡溶解度 695
12.11.3 结晶的产量和热量衡算、物料衡算 696
12.11.4 结晶设备 698
12.12 结晶理论 699
12.12.1 概述 699
12.12.2 成核理论 700
12.12.3 晶体成长速率和△L定律 700
12.12.4 晶体的颗粒尺寸分布 701
12.12.5 混合悬浮-混合产品产出结晶器的模型 702
习题 706
参考文献 710
第13章 膜分离过程 713
13.1 概述和膜分离过程的类型 713
13.1.1 概述 713
13.1.2 膜过程的分类 713
13.2 液体渗透膜过程或渗析 714
13.2.1 膜过程的串联阻力 714
13.2.2 渗析过程 716
13.2.3 渗析设备的种类 716
13.2.4 人工肾中的血液渗析 716
13.3 渗透膜过程 717
13.3.1 膜过程中的串联阻力 717
13.3.2 分离气体的膜的种类与渗透度 718
13.3.3 气体渗透膜过程设备的种类 719
13.3.4 气体渗透流动类型的概述 720
13.4 气体膜分离的完全混合模型 721
13.4.1 使用的基本方程 721
13.4.2 完全混合情况设计的方程解 723
13.4.3 排出流的最小浓度 725
13.5 多组分混合物的完全混合模型 726
13.5.1 方程的导出 726
13.5.2 多组分混合物的迭代求解过程 727
13.6 气体膜分离器的错流模型 729
13.6.1 基本方程的导出 729
13.6.2 错流膜分离器设计的程序 730
13.7 气体膜分离逆流流动和并流流动模型的方程推导 733
13.7.1 膜中的浓度梯度 733
13.7.2 稠相对称膜逆流流动模型的方程推导 733
13.7.3 稠相对称膜逆流流动模型的解 736
13.7.4 不对称膜逆流流动模型的方程推导 736
13.7.5 不对称膜并流流动模型的方程推导 737
13.7.6 过程变量对气体分离的影响 738
13.8 不对称膜有限差分数值方法的推导 740
13.8.1 逆流流动 740
13.8.2 简捷数值计算 741
13.8.3 有限差分数值计算机程序的使用 746
13.8.4 压力降对渗透的影响的计算 749
13.9 反渗透膜过程 750
13.9.1 概述 750
13.9.2 反渗透的通量方程 751
13.10 反渗透的应用、设备和模型 754
13.10.1 操作变量的影响 754
13.10.2 反渗透扩散模型中的浓差极化 755
13.10.3 反渗透的渗透度常数 756
13.10.4 反渗透设备的类型 756
13.10.5 反渗透的完全混合模型 756
13.11 超滤膜分离过程 757
13.11.1 概述 757
13.11.2 超滤设备的类型 758
13.11.3 超滤的通量方程 758
13.11.4 超滤中过程变量的影响 760
13.12 微滤膜分离过程 760
13.12.1 概述 760
13.12.2 微滤的模型 761
习题 762
参考文献 765
第14章 物理-力学的分离过程 767
14.1 物理-力学分离过程的概述和分类 767
14.1.1 概述 767
14.1.2 物理-力学分离过程的分类 767
14.2 液-固分离中的过滤 768
14.2.1 概述 768
14.2.2 过滤设备的类型 768
14.2.3 过滤介质和助滤剂 771
14.2.4 过滤的基本理论 771
14.2.5 恒压过滤的过滤方程 774
14.2.6 恒速过滤的过滤方程 778
14.3 流体与固体分离中的沉降与沉积 779
14.3.1 概述 779
14.3.2 颗粒通过流体运动的理论 779
14.3.3 干扰沉降 783
14.3.4 自由沉降的壁效应 784
14.3.5 分级中的微分沉降和固体分离 784
14.3.6 沉积和增稠 787
14.3.7 沉降和沉积的设备 788
14.4 离心分离过程 790
14.4.1 概述 790
14.4.2 离心分离中力的展开 791
14.4.3 离心机中沉降的速率方程 793
14.4.4 沉积的离心设备 797
14.4.5 离心过滤 798
14.4.6 气-固旋风分离器 799
14.5 机械粉碎 800
14.5.1 概述 800
14.5.2 颗粒粒度的测量 801
14.5.3 粉碎所需要的能量和功率 801
14.5.4 粉碎设备 803
习题 805
参考文献 808
附录1 基本常数和换算因子 810
附录2 水的物理性质 814
附录3 无机的和有机的化合物的物理性质 823
附录4 食品和生物材料的物理性质 842
附录5 管子、管道和筛子的性质 844
符号说明 847
索引 854
作者简介 875