第1章 绪论 1
1.1 化学工程与单元操作 1
1.2 化工原理课程的内容与地位 3
1.3 化工原理的研究方法 3
1.4 化工原理中常用的四个基本关系 3
1.5 单位制及单位换算 4
第2章 流体流动与输送设备 7
2.1 作用在流体上的力及流体的黏度 7
2.1.1 作用在流体上的力 7
2.1.2 压力和剪应力 8
2.1.3 牛顿黏性定律及流体的黏度 9
2.1.4 理想流体与实际流体 10
2.1.5 牛顿型流体与非牛顿型流体 10
2.2 流体流动计算基础 11
2.2.1 流体的特征 11
2.2.2 流场的描述 11
2.2.3 控制体 12
2.2.4 流体计算的两个假设 12
2.2.5 稳态流动与非稳态流动 13
2.2.6 流体的流量与流速 13
2.3 流体衡算方程 15
2.3.1 连续性方程 15
2.3.2 静力学方程 16
2.3.3 理想流体的伯努利方程 22
2.3.4 实际流体的机械能衡算 25
2.4 流体流动阻力及其计算 28
2.4.1 流体的流动类型 28
2.4.2 流体在圆管内的流动分析 31
2.4.3 量纲分析法 35
2.4.4 流体流动阻力的计算 37
2.5 流动边界层的概念 47
2.5.1 边界层的形成 47
2.5.2 边界层的发展 48
2.5.3 边界层的分离 49
2.6 管路计算 50
2.6.1 简单管路计算 51
2.6.2 复杂管路计算 53
2.7 流速和流量的测量 56
2.7.1 测速管 56
2.7.2 孔板流量计 58
2.7.3 文氏管流量计 61
2.7.4 转子流量计 62
2.8 流体输送设备 64
2.8.1 离心泵 65
2.8.2 容积式泵 85
2.8.3 旋涡泵 89
2.8.4 气体输送设备 90
2.9 流体输送过程的节能措施 100
习题 101
本章符号说明 108
第3章 机械分离及流态化 110
3.1 概述 110
3.2 颗粒及颗粒床层的几何特性 111
3.2.1 颗粒的几何特性 111
3.2.2 混合颗粒群的几何特性 112
3.2.3 颗粒床层的几何特性 113
3.3 沉降 114
3.3.1 流体绕过颗粒的流动 115
3.3.2 颗粒在流体中的运动 117
3.3.3 重力沉降 118
3.3.4 重力沉降设备 122
3.3.5 离心沉降 125
3.3.6 离心沉降设备 126
3.4 过滤 131
3.4.1 过滤操作的基本概念 132
3.4.2 过滤过程的物料衡算 133
3.4.3 过滤基本方程式 134
3.4.4 过滤过程的计算 135
3.4.5 滤饼的洗涤 138
3.4.6 过滤设备 139
3.4.7 离心过滤 146
3.4.8 过滤过程的节能与强化 149
3.5 流体通过固定床的流动及流态化 150
3.5.1 流体通过固定床的流动 150
3.5.2 固体流态化 152
习题 162
本章符号说明 164
第4章 传热过程与换热器 166
4.1 传热过程概述 166
4.1.1 热量传递的基本方式 166
4.1.2 间壁式传热过程的传热速率方程 167
4.1.3 热量衡算方程 169
4.2 导热 169
4.2.1 导热的基本概念 170
4.2.2 傅里叶定律和热导率 171
4.2.3 导热微分方程式 174
4.2.4 无内热源的一维稳态导热 177
4.2.5 具有内热源的一维稳态导热 186
4.2.6 多维稳态导热和非稳态导热简介 187
4.3 对流传热 188
4.3.1 热边界层 188
4.3.2 对流传热的传热速率 189
4.3.3 对流传热的研究方法 191
4.3.4 对流传热过程的量纲分析 191
4.3.5 无相变化的对流表面传热系数 196
4.3.6 有相变化的对流表面传热系数 213
4.4 辐射传热 226
4.4.1 辐射传热的基本概念 226
4.4.2 黑体辐射基本定律 228
4.4.3 实际固体和液体的辐射特性 231
4.4.4 两固体间的辐射传热 235
4.4.5 气体的辐射传热 237
4.4.6 复合传热和设备的热损失 240
4.5 换热器及其传热速率 244
4.5.1 间壁式换热器的结构形式 244
4.5.2 换热器的传热速率 253
4.5.3 传热效率和传热单元数 262
4.5.4 换热器传热过程的强化 267
4.5.5 列管式换热器的设计和选型 274
习题 285
本章符号说明 288
第5章 蒸发 290
5.1 概述 290
5.1.1 蒸发及其分类 290
5.1.2 蒸发操作的特点 291
5.2 单效蒸发 291
5.2.1 单效蒸发流程 291
5.2.2 单效蒸发的计算 292
5.3 多效蒸发 298
5.3.1 多效蒸发原理 298
5.3.2 多效蒸发流程 299
5.3.3 多效蒸发的计算 300
5.3.4 多效蒸发与单效蒸发的对比分析 306
5.4 蒸发设备 308
5.4.1 循环型蒸发器 308
5.4.2 单程型蒸发器 310
5.4.3 直接接触传热蒸发器 313
5.4.4 蒸发设备的附属装置 314
5.4.5 蒸发器的性能比较与选型 315
5.5 蒸发过程的节能措施 316
5.5.1 额外蒸汽的引出 316
5.5.2 热泵蒸发 316
5.5.3 冷凝水的闪蒸 316
5.5.4 多级多效闪蒸 317
5.6 蒸发过程的设计 318
5.7 蒸发过程和设备的强化与展望 318
习题 319
本章符号说明 320
附录 321
习题参考答案 356
参考文献 359