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绪论 1

0.1　化工生产过程 1

0.2　单元操作 2

0.3　本门课程的性质、内容和任务 3

0.4　本课程解决问题的主要方法 4

0.4.1　物料衡算 4

0.4.2　能量衡算 5

0.4.3　平衡关系 5

0.4.4　过程速率 6

0.5　单位的正确使用 6

思考题 7

上篇 11

第1章　流体输送 11

学习目标 11

1.1　概述 11

1.1.1　流体输送在化工生产中的应用 12

1.1.2　常见流体输送方式 12

1.1.3　流体的物理性质及测定 13

1.2　输送任务的表达 18

1.2.1　流量与流速 18

1.2.2　流量方程式 19

1.2.3　连续性方程 19

1.3　化工管路 21

1.3.1　化工管路的构成与标准化 21

1.3.2　化工管路的布置与安装 24

1.4　伯努利方程及其应用 26

1.4.1　伯努利方程 26

1.4.2　伯努利方程的应用 29

1.5　流体输送时的流动阻力 34

1.5.1　流体阻力产生的原因 34

1.5.2　流体阻力计算 34

1.5.3 管路设计时减少流体阻力的措施 43

1.6　流量测量 43

1.6.1　孔板流量计 43

1.6.2　文丘里流量计 45

1.6.3　转子流量计 45

1.7　流体输送设备 46

1.7.1　离心泵 46

1.7.2　其他类型泵 58

1.7.3　往复式压缩机 61

1.7.4　离心式压缩机 63

1.7.5　其他气体压送机械 65

思考题 67

习题 68

本章主要符号说明 73

第2章 传热 74

学习目标 74

2.1　概述 74

2.1.1　传热在化工生产中的应用 74

2.1.2　传热过程的类型 75

2.1.3　载热体及其选择 75

2.1.4　工业换热方法 75

2.2　传热的基本方式 76

2.2.1　传导传热 76

2.2.2　对流传热 77

2.2.3　辐射传热 77

2.3　间壁传热 77

2.3.1　总传热速率方程及其应用 77

2.3.2　传热速率 78

2.3.3　传热推动力的计算 81

2.3.4　传热系数的获取方法 84

2.3.5　强化与削弱传热 96

2.3.6　传热计算举例 98

2.4　换热器 101

2.4.1　换热器的分类 101

2.4.2　间壁式换热器简介 101

2.4.3　列管换热器的型号与系列标准 107

2.4.4　列管式换热器的选用与设计原则 108

2.4.5　换热器的使用与维护 110

思考题 113

习题 114

本章主要符号说明 115

第3章　冷冻 116

学习目标 116

3.1　概述 116

3.1.1　工业生产中的冷冻操作 116

3.1.2　人工制冷方法 116

3.2　压缩制冷基本原理 117

3.2.1　单级压缩蒸发制冷的工作过程 117

3.2.2　操作温度的选择 118

3.2.3　多级压缩制冷 119

3.3　冷冻能力 120

3.3.1　冷冻能力的表示 120

3.3.2　标准冷冻能力 121

3.4　冷冻剂与载冷体 122

3.4.1　冷冻剂 122

3.4.2　载冷体 123

3.5　压缩制冷装置 124

3.5.1　压缩机 124

3.5.2　冷凝器 124

3.5.3　蒸发器 125

3.5.4　节流膨胀阀 126

思考题 126

本章符号说明 126

下篇 129

第4章　非均相物系分离 129

学习目标 129

4.1　概述 129

4.1.1　非均相物系分离在化工生产中的应用 129

4.1.2　常见非均相物系分离的方法 130

4.2　沉降 130

4.2.1　重力沉降 131

4.2.2　离心沉降 135

4.3　过滤 139

4.3.1　过滤的基本知识 139

4.3.2　过滤设备 142

4.4　气体的其他净制方法 145

4.4.1　惯性除尘器 145

4.4.2　静电除尘器 145

4.4.3　文丘里除尘器 145

4.4.4　泡沫除尘器 146

4.4.5　袋滤器 146

4.5　非均相物系分离方法的选择 146

4.5.1　气体非均相物系 146

4.5.2　液体非均相物系 146

思考题 147

习题 147

本章主要符号 147

第5章　蒸馏 148

学习目标 148

5.1　概述 148

5.1.1　蒸馏在化工生产中的应用 148

5.1.2　气液相平衡 149

5.1.3　精馏原理和流程 153

5.2　精馏的物料衡算 154

5.2.1　全塔物料衡算 154

5.2.2　精馏段物料衡算 155

5.2.3　提馏段物料衡算 155

5.2.4　加料板物料衡算 156

5.3　塔板数的确定 158

5.3.1　实际板数与板效率 158

5.3.2　理论板数的确定方法 158

5.4　连续精馏的操作分析 162

5.4.1　进料状况对精馏的影响 163

5.4.2　回流比的影响 164

5.4.3　操作温度及压力的影响 166

5.5　精馏过程的热量平衡与节能 167

5.5.1　热量衡算 167

5.5.2　节能措施 168

5.6　其他蒸馏方式 170

5.6.1　简单蒸馏 170

5.6.2　闪蒸 170

5.6.3　间歇精馏 171

5.6.4　多组分精馏 171

5.6.5　特殊精馏 172

5.7　精馏设备 173

5.7.1　板式塔 174

5.7.2　辅助设备 176

5.8　精馏塔的操作 177

5.8.1　操作步骤 177

5.8.2　不正常现象及处理 177

思考题 178

习题 179

本章主要符号 180

第6章　气体吸收 181

学习目标 181

6.1　概述 181

6.1.1　气体吸收在化工生产中的应用 181

6.1.2　气体吸收的分类 183

6.1.3　吸收剂的选择 183

6.2　从溶解相平衡看吸收操作 184

6.2.1　气液相平衡关系 184

6.2.2　吸收条件 190

6.2.3　气液相平衡关系对吸收操作的意义 191

6.3　吸收速率 192

6.3.1　传质基本方式 192

6.3.2　双膜理论 193

6.3.3　吸收速率 195

6.3.4　影响吸收速率的因素 197

6.4　吸收的物料衡算 199

6.4.1　全塔物料衡算 200

6.4.2　吸收操作线 201

6.4.3　吸收剂用量 203

6.5　塔径的计算 206

6.6　填料层高度的确定 206

6.6.1　填料层高度的确定方法 207

6.6.2　填料层高度的计算 209

6.7　吸收操作分析 214

6.7.1　影响吸收操作的因素 214

6.7.2　吸收塔的操作 218

6.8　其他吸收与解吸 219

6.8.1　化学吸收 219

6.8.2　高浓度吸收 220

6.8.3　多组分吸收 220

6.8.4　解吸 221

6.9　吸收设备 224

6.9.1　填料塔 224

6.9.2　填料 224

6.9.3　辅助设备 231

6.9.4　填料塔的流体力学性能 233

思考题 235

习题 236

本章主要符号 237

第7章　干燥 239

学习目标 239

7.1　概述 239

7.1.1 干燥在工业生产中的应用及干燥方法 239

7.1.2　对流干燥的条件和流程 241

7.2　湿空气的性质 242

7.2.1　湿度 242

7.2.2　相对湿度 242

7.2.3　比体积 243

7.2.4 比热容 244

7.2.5 比焓 244

7.2.6　干球温度 244

7.2.7　露点 244

7.2.8　湿球温度 245

7.2.9　绝热饱和温度 245

7.3　湿空气的湿度图 246

7.3.1　H-I图的构成 246

7.3.2　H-I图的应用 248

7.4　湿物料中水分的性质 250

7.4.1　湿物料含水量的表示方法 250

7.4.2　平衡水分与自由水分 250

7.4.3　结合水分与非结合水分 251

7.5　干燥过程的物料衡算 252

7.5.1　干燥产品流量G2 252

7.5.2　水分蒸发量W 252

7.5.3　空气消耗量L 252

7.6　干燥速率 253

7.6.1　干燥速率 253

7.6.2　影响干燥速率的因素 255

7.7　干燥设备 255

7.7.1　对干燥设备的基本要求 255

7.7.2　干燥器的选择 256

7.7.3　常用的工业干燥器 258

7.8　干燥器的操作 261

7.8.1　干燥过程控制的参数 261

7.8.2　典型干燥器的操作 262

思考题 263

习题 264

本章主要符号说明 264

第8章　蒸发 266

学习目标 266

8.1　概述 266

8.1.1　蒸发在工业生产中的应用 266

8.1.2　蒸发的类型与特点 266

8.2　单效蒸发 267

8.2.1　单效蒸发流程 267

8.2.2　单效蒸发计算 268

8.3　多效蒸发 271

8.3.1　多效蒸发对节能的意义 271

8.3.2　多效蒸发流程 272

8.4　蒸发设备 273

8.4.1 自然循环型蒸发器 274

8.4.2　强制循环蒸发器 275

8.4.3　膜式蒸发器 276

8.4.4　浸没燃烧蒸发器 277

8.5　蒸发器的操作 278

8.5.1　蒸发操作的几个问题 278

8.5.2　典型蒸发器的操作 279

思考题 281

习题 281

本章主要符号说明 282

第9章　结晶 283

学习目标 283

9.1　概述 283

9.1.1　结晶及其工业应用 283

9.1.2　固液体系相平衡 284

9.1.3　晶核的形成 286

9.1.4　晶体的成长 287

9.2　结晶方法 288

9.2.1　冷却结晶 288

9.2.2　蒸发结晶 288

9.2.3　真空冷却结晶 288

9.2.4　盐析结晶 289

9.2.5　反应沉淀结晶 289

9.2.6　升华结晶 289

9.2.7　熔融结晶 289

9.3　结晶设备与操作 289

9.3.1　常见结晶设备 289

9.3.2　结晶操作要求 293

思考题 294

习题 294

第10章　萃取 295

学习目标 295

10.1　概述 295

10.1.1　萃取在化工生产中的应用 295

10.1.2　萃取剂的选择 296

10.1.3　萃取操作流程 297

10.2　部分互溶物系的相平衡 299

10.2.1　部分互溶物系的相平衡 300

10.2.2　单级萃取在相平衡图上的表示 306

10.3　萃取设备 311

10.3.1　塔式萃取设备 312

10.3.2　萃取塔的操作 316

10.4　超临界流体萃取技术 318

10.4.1　超临界流体萃取技术的发展与特点 318

10.4.2　超临界流体萃取原理 319

10.4.3　超临界流体萃取过程简介 320

10.4.4　超临界流体萃取的工业应用 322

思考题 323

习题 323

本章主要符号 324

第11章　新型单元操作简介 325

学习目标 325

11.1　膜分离 325

11.1.1　概述 325

11.1.2　膜分离装置与工艺 327

11.1.3　典型膜分离过程及应用 330

11.2　吸附 333

11.2.1　概述 333

11.2.2　吸附速率 334

11.2.3　吸附工艺简介 335

11.3　色谱分离技术 337

11.3.1　概述 337

11.3.2　色谱分配系数 339

11.3.3　柱色谱的分离过程及应用 339

思考题 340

第12章　分离方法的选择 342

学习目标 342

12.1　分离方法的比较 342

12.2　分离方法的选择 342

12.2.1　经济合理性 342

12.2.2　技术可行性 343

12.2.3　系统适应性 343

12.2.4　方法可靠性 344

12.2.5　公共安全性 344

附录 345

一、中华人民共和国法定计量单位（摘录） 345

二、某些气体的重要物理性质 346

三、某些液体的重要物理性质 347

四、干空气的物理性质（101.33kPa） 348

五、水的物理性质 349

六、常用固体材料的密度和比热容 350

七、饱和水蒸气（以温度为基准） 351

八、饱和水蒸气（以压力为基准） 352

九、某些液体的热导率 354

十、某些气体和蒸气的热导率 355

十一、某些固体材料的热导率 356

十二、液体的黏度共线图 357

十三、101.33kPa压力下气体的黏度共线图 359

十四、液体的比热容共线图 361

十五、气体的比热容共线图（101.33kPa） 363

十六、蒸发潜热（汽化热）共线图 365

十七、某些有机液体的相对密度共线图 367

十八、壁面污垢热阻（污垢系数） 368

十九、离子泵的规格（摘录） 369

二十、管壳式换热器系列标准（摘录） 374

二十一、某些二元物系在101.3kPa（绝压）下的气液平衡组成 377

二十二、热轧无缝钢管规格与质量（摘自GB 8163—87） 378

二十三、冷拔无缝钢管规格与质量（摘自GB 8163—87） 382

参考文献 384