绪论 1
一、本课程的内容和任务 1
二、国际单位制 2
三、因次与因次一致性原理 4
四、质量守恒定律与物料衡算 4
五、热量、能量守恒定律与热量、能量衡算 5
六、过程的平衡 6
七、过程的速率 7
八、过程的最佳化 7
九、怎样学习“制药化工过程与设备” 7
第I篇 流体动力过程 9
第一章 流体的流动 9
第一节 流体的有关性质 9
1-1流体的密度 9
1-2流体的压力 12
第二节 流体静力学基本方程 14
1-3流体静力学基本方程 14
1-4流体静力学基本方程的应用 15
第三节 流体动力学 17
1-5流量与流速 17
1-6稳定流动与不稳定流动 18
1-7流体流动的物料衡算——连续性方程 18
1-8流体流动的总能量衡算——柏努利方程 19
第四节 流体在管内流动时的阻力 28
1-9牛顿粘性定律与粘度 28
1-10流体的流动类型 30
1-11流体的流动阻力 33
1-12管路计算 41
1-13管道直径的确定 44
第五节 流速与流量的测量 45
1-14测速管 45
1-15孔板流量计 47
1-16转子流量计 48
第六节 化工管路 49
1-17化工管路、设备的常用材料 49
1-18管材规格的测定 52
1-19管路的连接 54
1-20管件与阀门 57
1-21管路的保温与涂漆 60
1-22管路布置原则 61
思考题 62
习题 62
第二章 液体的输送 65
第一节 离心泵的工作原理和结构 65
2-1离心泵的工作原理 65
2-2离心泵的构造 66
第二节 离心泵的主要性能 68
2-3离心泵的主要性能和特性曲线 68
2-4泵的特性曲线 71
第三节 离心泵的吸上高度和汽蚀 72
2-5吸上高度的限度 72
2-6汽蚀现象 73
第四节 离心泵的安装与运转 75
2-7离心泵的安装 75
2-8离心泵的运转 76
第五节 离心泵特性曲线与管路特性曲线的配合 76
2-9管路的特性曲线 76
2-10流量调节 77
2-11离心泵的串联与并联 78
第七节 常用离心泵的选用 79
2-12离心泵的类型 79
2-13离心泵的选用 82
第八节 其它类型泵 82
2-14往复泵 82
2-15齿轮泵 84
2-16螺杆泵 84
2-17旋涡泵 84
2-18流体作用泵 85
思考题 86
习题 86
第三章 气体的压缩与输送设备 88
第一节 离心式气体压送机械 88
3-1离心式通风机 88
3-2离心式鼓风机与压缩机 93
第二节 往复式压缩机 94
3-3往复式压缩机的工作原理 94
3-4往复式压缩机的性能 97
3-5多级压缩 98
3-6往复压缩机的类型及选用 100
第三节 其它类型压缩输送机械 102
3-7旋转式鼓风机和压缩机 102
3-8真空泵 103
思考题 104
习题 104
第四章 非均一系的分离 105
第一节 重力沉降 105
4-1自由沉降和沉降速度 105
4-2降尘室 108
4-3沉降槽 109
第二节 离心沉降 111
4-4离心沉降速度 111
4-5旋风分离器 112
4-6其它离心沉降设备 116
第三节 过滤 118
4-7基本概念 118
4-8过滤基本方程式 119
4-9过滤设备 124
思考题 129
习题 130
第Ⅱ篇 传热过程 131
第五章 传热基本原理、间壁式换热器 131
第一节 概述 131
5-1工业传热的目的和方式 131
5-2稳定传热和不稳定传热 132
5-3三种传热机理 133
第二节 导热 133
5-4傅立叶定律 133
5-5导热系数 133
5-6单层和多层平壁导热 135
5-7圆筒壁导热 137
第三节 对流传热 140
5-8概述 140
5-9对流传热系数的关联式 141
5-10流体无相变化时的对流传热系数 143
5-11流体有相变时的对流传热 147
5-12对流和辐射的联合传热 150
第四节 间壁两侧流体的传热 152
5-13换热器的热量衡算 152
5-14总传热速率方程 153
5-15传热推动力的计算及两流体的流向分析 153
5-16总传热系数K 160
第五节 间壁式换热器 164
5-17常用换热器 164
5-18板式换热器 170
5-19石墨换热器 172
5-20强化传热的途径 173
第六节 换热器的选用及有关计算 174
5-21蛇管传热的计算方法 174
5-22管壳换热器的选用 175
思考题 183
习题 183
第六章 加热、冷却与冷凝 184
第一节 加热 184
6-1一次热源（直接热源）加热 184
6-2二次热源（间接热源）加热 185
6-3冷凝水与不凝气体的排放 187
6-4夹套加热管路布置 191
第二节 冷却与冷凝 191
6-5冷却与冷凝 191
6-6夹套设备综合管路布置 194
思考题 194
第七章 蒸发 195
第一节 概述 195
7-1蒸发的目的 195
7-2基本概念 195
第二节 单效蒸发器的计算 196
7-3单效蒸发器的物料衡算 196
7-4单效蒸发器的热量衡算 196
7-5蒸发器传热面积的计算 198
第三节 常用蒸发器 203
7-6夹套蒸发器 203
7-7自然循环蒸发器 203
7-8强制循环蒸发器 205
7-9单程型蒸发器 206
7-10蒸发器的辅助设备 210
7-11溶液的蒸发特性 211
第四节 蒸发器的节能 212
7-12蒸汽的利用率 212
7-13蒸发器的生产强度 212
7-14多效蒸发器 213
7-15多效蒸馏水机 215
7-16二次蒸汽的多种利用方法 217
思考题 217
习题 218
第Ⅲ篇 传质过程 223
第八章 结晶 223
第一节 概述 223
8-1结晶操作在制药工业中的应用 223
8-2获得结晶的途径 223
第二节 结晶原理 224
8-3溶解一结晶的相平衡关系 224
8-4晶核的生成和晶体的成长 226
8-5结晶过程的控制 228
8-6用结晶操作分离混合物 229
8-7结晶的计算 230
第三节 常用结晶设备 232
8-8冷却式结晶器 233
8-9蒸发式结晶器 234
8-10真空式结晶器 235
思考题 236
习题 237
第九章 蒸馏与精馏 237
第一节 双组分液体混合物的气液平衡 238
9-1理想溶液的气液平衡 238
9-2非理想溶液的气液平衡 240
9-3相对挥发度 241
第二节 精馏 243
9-4简单蒸馏 243
9-5精馏原理 244
9-6双组分混合液连续精馏的计算 246
9-7间歇精馏 266
9-8填料塔 268
9-9板式塔 282
第三节 特殊蒸馏 292
9-10水蒸汽蒸馏 292
9-11恒沸精馏和萃取精馏 295
思考题 297
习题 297
第十章 吸收 300
第一节 吸收操作的相平衡 301
10-1气体在液体中的溶解度 301
10-2吸收操作的相平衡关系 301
10-3吸收剂的选择 306
第二节 吸收过程机理和吸收速率 307
10-4传质的基本方式 307
10-5吸收过程的机理 308
10-6吸收速率方程 309
第三节 吸收塔的计算 312
10-7物料衡算与操作线方程 313
10-8吸收剂的用量 314
10-9计算填料层高度 316
10-10板式塔塔板数的确定 324
第四节 吸收和解吸流程 326
10-11解吸 326
10-12吸收操作流程 326
第五节 其他吸收方法和设备 327
10-13涉及气体吸收的间歇反应釜 328
10-14喷射泵吸收 329
思考题 329
习题 330
第十一章 萃取 331
液液萃取 331
第一节 液液萃取的相平衡和传质速率 332
11-1三角形相图 332
11-2液液萃取的相平衡关系 334
11-3液液萃取的机理和传质速率 339
11-4萃取剂的选择 341
第二节 单级液液萃取器及其计算 342
11-5单级液液萃取的计算 342
第三节 多级逆流液液萃取及计算 346
11-6多级液液萃取的流程 346
11-7多级逆流液液萃取的计算 347
第四节 微分接触式逆流液液萃取塔 353
11-8逆流液液萃取塔的计算原理 353
11-9萃取塔设备 355
第五节 离心式液液萃取设备 358
11-10离心萃取器的分类 358
11-11波式离心萃取器 358
11-12路韦斯塔式离心萃取器 360
固液萃取 361
第六节 固液萃取的相平衡和传质速率 361
11-13三角形相图 361
11-14固液萃取的相平衡 362
11-15固液萃取的机理和传质速率 363
11-16萃取剂的选择 364
第七节 单级固液萃取及计算 364
11-17单级固液萃取器 365
11-18单级固液萃取设备的计算 367
11-19单级多次固液萃取 369
第八节 多级逆流固液萃取及计算 372
11-20多级错流固液萃取 372
11-21多级逆流固液萃取的计算 372
11-22多级逆流固液萃取罐组 374
第九节 微分半连续固液萃取 376
11-23微分半连续固液萃取的操作特性 376
11-24微分半连续固液萃取的计算 378
思考题 379
习题 379
第十二章 干燥 382
第一节 概述 382
12-1干燥在制药工业的应用 382
12-2干燥方法的分类 382
第二节 湿空气的性质和湿度图 383
12-3湿空气的性质 383
12-4空气的湿度图（T-H图） 386
12-5湿度图的用法 389
第三节 干燥器的物料和热量衡算 390
12-6空气干燥器的操作过程 390
12-7干燥的物料衡算 391
12-8干燥的热量衡算 393
第四节 干燥速率和干燥时间 398
12-9物料中所含水分的性质 398
12-10干燥曲线和干燥速率曲线 400
12-11干燥时间的计算 402
第五节 常用干燥设备 403
12-12气流干燥器 403
12-13流化床干燥器 410
12-14喷雾干燥器 414
12-15间歇箱式干燥器 422
12-16传导干燥器 423
12-17冷冻干燥 424
12-18干燥设备的选型 425
思考题 426
习题 427
第十三章 离子交换树脂和膜分离技术 428
离子交换 428
第一节 概述 428
13-1离子交换树脂的分类 428
13-2离子交换树脂的合成 430
13-3离子交换树脂的基本性能 431
13-4离子交换树脂的预处理和再生 434
第二节 离子交换 435
13-5离子交换的基础理论 435
13-6离子交换过程和装置 438
第三节 离子交换树脂用作吸附分离 441
13-7两种操作的区别 441
13-8树脂吸附与液液萃取 441
膜分离技术 442
第四节 概述 442
13-9膜的定义、分类及分离过程 442
13-10合成膜及制备方法 444
第五节 膜分离过程 445
13-11反渗透 445
13-12电渗析 450
13-13超滤 453
思考题 454
第十四章 空调与制冷 454
空调 454
第一节 概述 454
14-1空调在制药工业中的任务和作用 454
14-2空调的基本方法和分类 455
第二节 药厂空调热湿负荷与送风量的确定 455
14-3空调热湿负荷的来源 455
14-4送风状态和送风量的确定 459
第三节 工业集中式空调系统 461
14-5空气热湿处理的途径 461
14-6空气与水直接接触的热湿处理方法 462
14-7空气的间接热湿处理 465
14-8空气的其他处理方法 466
14-9工业集中式空调系统及其运行调节 467
制冷 469
第四节 冷冻操作的物理基础 469
14-10理想冷冻循环——逆卡诺循环 469
14-11冷冻系数 470
14-12温熵图 471
第五节 压缩式冷冻机的工作过程 472
14-13理想压缩制冷 472
14-14实际压缩制冷 473
第六节 压缩式冷冻机 474
14-15冷冻压缩机的分类 474
14-16冷冻压缩机型号的表示方法 475
14-17冷冻压缩机的主要构件 476
14-18换热器 478
14-19膨胀阀 478
14-20能量调节装置 479
第七节 冷冻剂和载冷体 479
14-21冷冻剂 479
14-22载冷体 481
第八节 吸收式制冷和喷射泵制冷 482
14-23吸收式制冷 482
14-24蒸汽喷射制冷 482
思考题 482
习题 483
第Ⅳ篇 其他过程 484
第十五章 粉碎、筛分、混合和造粒 484
第一节 粉粒体的基本性质 484
15-1粉粒体的粒径与粒径分布 484
15-2微粉的其他特性 488
第二节 粉碎 490
15-3概述 490
15-4粉碎的机理与方法 491
15-5粉碎的能量 492
15-6粉碎产物的粒度分布 493
15-7被粉碎物料的性质及粉碎规程 493
15-8粉碎设备 494
第三节 筛分 503
15-9概述 503
15-10药筛及粉粒体的分等 503
15-11影响筛分效率的因素 504
15-12筛分机械 505
第四节 粉粒体的混合 507
15-13混合机理与方法 507
15-14混合度 507
15-15混合机械 508
第五节 造粒 510
15-16概述 510
15-17造粒方法与作用 510
15-18造粒机械简介 511
思考题 512
附录 513
1.常遇到的几个非SI单位与SI单位的换算 513
2.空气的重要物理性质 513
3.水的重要物理性质 514
4.水的饱和蒸汽压（一20°至100℃ 515
5.饱和水蒸汽表（按温度排列） 515
6.饱和水蒸汽表（按压力排列） 516
7.水的粘度（0℃至100℃） 517
8.液体粘度共线图和密度 518
9.气体的粘度共线图 519
10.气体的比热容（P=101.3kN/m2） 520
11.液体的比热容 521
12.液体气化潜热共线图 523
13.离心泵规格 524
14.管子规格 527
15.气体的自扩散系数（P=101.3kN/m2） 528
16.某些气体二组分扩散系数（P=101.3kN/m2） 529
17.某些液体二组分扩散系数（稀溶液） 530
18.氨的T-S图 532
主要符号表 533