绪论 1
0.1化工原理的研究对象 1
0.2化工原理课程的内容、性质与任务 2
0.3基本概念与研究方法 3
0.3.1物料衡算 3
0.3.2热量衡算 3
0.3.3平衡关系 4
0.3.4过程速率 4
0.3.5研究方法 4
0.4单位及单位换算 4
0.4.1国际单位制单位 5
0.4.2法定计量单位 6
0.4.3其他计量单位制的单位 6
0.4.4单位换算 6
思考题 8
习题 8
参考文献 8
第1章 流体流动 9
1.1概述 9
1.2流体基本性质 9
1.2.1连续介质的假定 9
1.2.2流体的压缩性 9
1.2.3作用在流体上的力 9
1.2.4体积力和密度 10
1.2.5压力和静压力 10
1.2.6剪力和黏度 11
1.3流体静力学基本方程 13
1.3.1流体静力学基本方程 13
1.3.2流体静力学基本方程的应用 14
1.4流体流动的基本方程 17
1.4.1流量与流速 17
1.4.2定态流动与非定态流动 19
1.4.3连续性方程 19
1.4.4伯努利方程式 20
1.4.5实际流体机械能衡算式 21
1.4.6伯努利方程式的应用 22
1.5管内流体流动现象 23
1.5.1流体流动类型与雷诺数 24
1.5.2流体在圆管内的速度分布 25
1.5.3边界层的概念 27
1.6流体在管内的流动阻力 30
1.6.1圆形直管中的流动阻力 30
1.6.2局部阻力 36
1.6.3管内流体流动的总摩擦阻力损失计算 38
1.7管路计算 39
1.7.1简单管路 39
1.7.2复杂管路 43
1.8流速与流量测量 44
1.8.1测速管 44
1.8.2孔板流量计和文丘里流量计 46
1.8.3转子流量计 50
本章主要符号说明 52
思考题 52
习题 53
参考文献 57
第2章 流体输送机械与搅拌 58
2.1概述 58
2.1.1流体输送机械的概念 58
2.1.2流体输送机械的分类 58
2.1.3流体输送机械的应用 58
2.2离心泵 58
2.2.1离心泵的工作原理与主要构件 58
2.2.2离心泵的基本方程 60
2.2.3离心泵的主要性能参数和特性曲线 61
2.2.4离心泵的可靠运行 63
2.2.5离心泵的工作点与流量调节 65
2.2.6离心泵的类型与选用 68
2.3其他类型化工用泵 69
2.3.1往复泵 69
2.3.2回转泵 71
2.3.3漩涡泵 72
2.4气体输送机械 72
2.4.1离心式通风机、鼓风机、压缩机 73
2.4.2回转式鼓风机、压缩机 75
2.4.3往复压缩机 76
2.4.4真空泵 79
2.5搅拌 80
2.5.1搅拌机结构 80
2.5.2混合机理 82
2.5.3搅拌功率 83
2.5.4搅拌器的放大 85
本章主要符号说明 86
思考题 86
习题 87
参考文献 88
第3章 过滤、沉降与流态化 89
3.1概述 89
3.2颗粒及颗粒床层的特性 89
3.2.1颗粒的特性 89
3.2.2流体流过颗粒床层的压降 90
3.3过滤 92
3.3.1过滤设备 93
3.3.2过滤基本方程 95
3.3.3恒压过滤 95
3.3.4恒速过滤与先恒速后恒压过滤 96
3.3.5过滤常数的测定 97
3.3.6滤饼的洗涤 97
3.3.7过滤机的生产能力 98
3.3.8动态过滤 99
3.4沉降分离 99
3.4.1重力沉降及设备 99
3.4.2离心沉降及设备 102
3.5离心机 104
3.5.1沉降离心机 104
3.5.2过滤离心机 105
3.6流态化 105
3.6.1流态化的基本概念 105
3.6.2流化床的主要特征 106
3.6.3流化床的操作范围 108
3.6.4提高流化质量的措施 109
本章符号说明 109
思考题 110
习题 110
参考文献 111
第4章 传热 112
4.1概述 112
4.1.1传热在化工生产中的应用 112
4.1.2热量传递的基本方式 112
4.1.3冷热流体热交换的方式 113
4.1.4间壁式换热器的传热过程 114
4.1.5传热速率与热通量 114
4.1.6定态与非定态传热过程 114
4.2热传导 114
4.2.1傅里叶定律 115
4.2.2热导率 115
4.2.3通过平壁的定态热传导 117
4.2.4通过圆筒壁的定态热传导 119
4.3对流传热 120
4.3.1对流传热过程分析 120
4.3.2对流传热速率方程 121
4.3.3影响对流传热系数的因素 122
4.3.4对流传热过程的量纲分析 122
4.3.5流体无相变时的对流传热系数 124
4.3.6流体有相变时的对流传热系数 127
4.4传热过程的计算 133
4.4.1热量衡算 133
4.4.2总传热速率方程 134
4.4.3总传热系数 135
4.4.4平均温差的计算 136
4.4.5传热面积的计算 138
4.4.6壁温的计算 138
4.4.7传热单元数法 139
4.5热辐射 142
4.5.1热辐射的基本概念 142
4.5.2物体的辐射能力 142
4.5.3物体间的辐射能力 144
4.5.4辐射和对流联合传热 147
4.6换热器 148
4.6.1间壁式换热器的类型 148
4.6.2管壳式换热器的设计和选型 151
4.6.3换热器传热过程的强化 160
本章符号说明 162
思考题 162
习题 163
参考文献 165
第5章 蒸发 166
5.1概述 166
5.1.1蒸发过程的特点 166
5.1.2蒸发过程的分类 167
5.2单效蒸发 167
5.2.1单效蒸发流程 167
5.2.2单效蒸发的计算 167
5.3温度差损失与总传热系数 169
5.3.1蒸发过程的温度差损失 169
5.3.2蒸发器的总传热系数 171
5.4多效蒸发 172
5.4.1多效蒸发原理 172
5.4.2多效蒸发流程 172
5.4.3多效蒸发的计算 173
5.5蒸发器的生产能力、生产强度和效数的限制 179
5.5.1蒸发器的生产能力和生产强度 179
5.5.2多效蒸发效数的限制 180
5.6蒸发过程的其他节能方法 181
5.6.1额外蒸汽的引出 181
5.6.2热泵蒸发 181
5.6.3冷凝水自蒸发的利用 181
5.7蒸发设备 182
5.7.1蒸发设备的结构 182
5.7.2蒸发器的选型 187
本章符号说明 188
思考题 188
习题 188
参考文献 189
第6章 结晶 190
6.1概述 190
6.2结晶的基本原理 190
6.2.1溶解度 190
6.2.2过饱和溶液与介稳区 191
6.2.3晶核的形成 193
6.3结晶动力学 194
6.3.1生长速率 194
6.3.2 △L定律 194
6.4结晶操作与控制 195
6.4.1结晶的操作工艺 195
6.4.2结晶操作特性参数 195
6.4.3应用 197
6.5结晶过程计算 199
6.5.1物料衡算 199
6.5.2热量衡算 201
6.6结晶设备 201
6.6.1冷却结晶器 202
6.6.2蒸发结晶器 203
本章符号说明 204
思考题 205
习题 205
参考文献 205
第7章 吸收 206
7.1概述 206
7.1.1化工生产中的传质过程 206
7.1.2气体吸收过程 206
7.1.3气体吸收过程的应用 207
7.1.4吸收剂的选择 207
7.2吸收过程的气液平衡关系 208
7.2.1气体在液体中的溶解度 208
7.2.2亨利定律 209
7.2.3气液相际传质过程的方向、限度及推动力 210
7.3扩散与相内传质 212
7.3.1相内物质的分子扩散 212
7.3.2分子扩散系数 216
7.3.3单相对流传质机理与传质速率方程 218
7.4相际对流传质 219
7.4.1对流传质理论 219
7.4.2总吸收速率方程 220
7.5吸收塔的计算 225
7.5.1物料衡算与吸收操作线方程 225
7.5.2吸收剂用量与最小液气比 227
7.5.3填料层高度的基本计算式 229
7.5.4低浓度气体吸收填料层高度的计算 230
7.5.5吸收塔的调节与操作型计算 235
7.6传质系数 236
7.6.1传质系数的实验测定 236
7.6.2传质系数的经验公式 237
7.6.3传质系数的特征数关联式 237
7.7解吸及其他条件下的吸收 238
7.7.1解吸 238
7.7.2高浓度气体吸收 240
7.7.3非等温气体吸收 241
7.7.4化学吸收 241
本章符号说明 241
思考题 242
习题 242
参考文献 244
第8章 蒸馏 245
8.1概述 245
8.1.1蒸馏过程的分类 245
8.1.2蒸馏分离的特点 245
8.2双组分溶液的气液平衡关系 246
8.2.1理想溶液的气液平衡关系 246
8.2.2非理想溶液的气液平衡关系 250
8.3简单蒸馏与平衡蒸馏 251
8.3.1简单蒸馏 251
8.3.2平衡蒸馏 252
8.4精馏 254
8.4.1精馏过程原理和条件 254
8.4.2连续精馏装置流程 256
8.5双组分连续精馏的计算 257
8.5.1理论板的概念与恒摩尔流的假设 257
8.5.2物料衡算与操作线方程 258
8.5.3进料热状况的影响与q线方程 261
8.5.4理论塔板数的计算 263
8.5.5回流比的影响及其选择 266
8.5.6加料热状态的选择 272
8.5.7双组分精馏过程的其他类型 272
8.5.8精馏装置的热量衡算 277
8.5.9双组分精馏的操作型计算 278
8.6间歇精馏 280
8.6.1间歇精馏的特点 280
8.6.2回流比恒定时间歇精馏的计算 281
8.6.3馏出液组成恒定时间歇精馏的计算 282
8.7恒沸精馏与萃取精馏 283
8.7.1恒沸精馏 283
8.7.2萃取精馏 284
8.8多组分精馏 285
8.8.1流程方案的选择 285
8.8.2多组分物系的气液平衡及应用 286
8.8.3关键组分与物料衡算 288
8.8.4理论板数的计算 289
本章符号说明 290
思考题 291
习题 291
参考文献 293
第9章 气液传质设备 294
9.1塔器的类型及其发展 294
9.1.1填料 294
9.1.2分配器 295
9.1.3传质元件 295
9.1.4发展途径 296
9.2填料塔 297
9.2.1结构与设计内容 297
9.2.2特征参数 297
9.2.3气液两相流动参数及特性 298
9.2.4 HETP与填料段高度的确定 300
9.2.5液泛率与塔径的确定 302
9.2.6压降的计算 303
9.3板式塔 303
9.3.1结构及设计程序 303
9.3.2基本概念与术语 304
9.3.3塔板效率 305
9.3.4液泛率及其控制 308
9.3.5水力学计算 310
9.3.6负荷性能图 318
9.4塔器工艺设计 319
9.4.1工艺设计 319
9.4.2设计举例 320
本章符号说明 324
思考题 325
习题 325
参考文献 325
第10章 萃取 327
10.1概述 327
10.2液液萃取 328
10.2.1液液萃取流程 328
10.2.2部分互溶三元物系的液液萃取 330
10.2.3萃取剂的选择 332
10.2.4萃取过程的计算 333
10.2.5液液萃取设备 341
10.3固液萃取 346
10.3.1有效成分的提取过程及机理 346
10.3.2常用提取剂和提取辅助剂 347
10.3.3浸取工艺流程及工艺参数 348
10.3.4提取设备 348
10.4超临界流体萃取 350
10.4.1超临界流体及萃取剂 351
10.4.2超临界萃取原理 352
10.4.3超临界萃取的特点 352
10.4.4超临界萃取流程 353
本章符号说明 354
思考题 354
习题 355
参考文献 355
第11章 干燥 356
11.1概述 356
11.2湿空气的性质与湿度图 358
11.2.1湿空气的性质 358
11.2.2湿含量的测定方法 360
11.2.3湿空气的湿度图及其应用 363
11.3固体物料的干燥平衡 366
11.3.1湿物料的性质 366
11.3.2干燥平衡及干燥平衡曲线 367
11.4干燥过程的物料衡算与热量衡算 369
11.4.1物料衡算 369
11.4.2热量衡算 371
11.4.3干燥系统的热效率 372
11.4.4干燥器空气出口状态的确定 374
11.5干燥速率与干燥时间 377
11.5.1干燥实验和干燥曲线 377
11.5.2干燥速率曲线及干燥过程分析 378
11.5.3干燥时间的计算 381
11.6干燥器 385
11.6.1干燥器的分类与基本要求 385
11.6.2工业上常用的干燥器 386
11.6.3干燥器的选型 393
11.6.4干燥器设计中操作条件的确定 394
本章符号说明 396
思考题 397
习题 397
参考文献 399
第12章 其他分离技术 400
12.1吸附分离 400
12.1.1吸附与吸附剂 400
12.1.2吸附平衡 402
12.1.3吸附速率 406
12.1.4吸附操作与设备 407
12.2膜分离 410
12.2.1概述 410
12.2.2膜与膜组件 412
12.2.3超滤与微滤 415
12.2.4反渗透 417
12.2.5气体分离 418
本章符号说明 419
思考题 419
习题 419
参考文献 420
附录 421
附录1常用物理量的单位及其换算 421
附录2某些液体的物理性质 424
附录3某些气体的物理性质 425
附录4干空气的物理性质 426
附录5水及饱和水蒸气的物理性质 426
附录6流体的密度与黏度 431
附录7某些液体和气体的热导率 435
附录8某些固体材料的热导率 437
附录9液体的比热容 438
附录10 101.33kPa压强下气体的比热容 440
附录11汽化潜热 442
附录12无机物水溶液的沸点 444
附录13管路规格（摘录） 445
附录14离心泵规格（摘录） 446
附录15换热器系列（摘录） 448
附录16某些气体溶于水时的亨利系数 452
附录17双组分物质的扩散系数 453
附录18双组分溶液的气液平衡数据 454
附录19填料特性 455