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第1章 流体流动 1

1.1 概述 1

1.2 流体的物理性质 2

1.2.1 流体的密度 2

1.2.2 流体的比容 3

1.2.3 流体的黏度 3

1.3 流体静力学基本方程式及应用 5

1.3.1 流体的压力 5

1.3.2 流体静力学基本方程式 6

1.3.3 流体静力学基本方程式的应用 8

1.4 流体动力学 12

1.4.1 流量与流速 12

1.4.2 管道的选用 13

1.4.3 稳定流动与非稳定流动 14

1.4.4 连续性方程 14

1.4.5 伯努利方程式 15

1.4.6 伯努利方程式的应用 20

1.5 流体流动的阻力 22

1.5.1 流体流动类型与雷诺数 22

1.5.2 流体在圆管内流动时的速度分布 24

1.5.3 边界层的概念 25

1.6 流动阻力计算 26

1.6.1 直管阻力计算式 27

1.6.2 摩擦系数计算方法 28

1.6.3 非圆形管内流动阻力 34

1.6.4 管路系统的组成 34

1.6.5 局部阻力的计算 36

1.6.6 流体在管内流动的总阻力损失计算 38

1.7 管路计算 40

1.7.1 简单管路 40

1.7.2 复杂管路 41

1.8 流速和流量的测量 42

1.8.1 测速管 42

1.8.2 孔板流量计 43

1.8.3 文氏流量计 46

1.8.4 转子流量计 47

习题 48

本章主要符号说明 50

第2章 流体输送机械 51

2.1 概述 51

2.1.1 对流体输送机械的基本要求 51

2.1.2 流体输送机械的分类 51

2.2 离心泵 52

2.2.1 离心泵的工作原理 52

2.2.2 离心泵的主要部件 53

2.2.3 离心泵的主要性能参数 55

2.2.4 离心泵的特性曲线及其影响因素 57

2.2.5 离心泵的工作点与流量调节 59

2.2.6 离心泵的气蚀现象与安装高度 64

2.2.7 离心泵的类型与选用 68

2.3 其他类型化工用泵 71

2.3.1 往复泵 71

2.3.2 计量泵 73

2.3.3 齿轮泵 74

2.3.4 螺杆泵 74

2.3.5 旋涡泵 75

2.4 气体输送机械 75

2.4.1 离心式通风机、鼓风机和压缩机 76

2.4.2 往复式压缩机 79

2.4.3 真空泵 81

习题 82

本章主要符号说明 84

第3章 流体通过颗粒床层的流动 85

3.1 概述 85

3.1.1 混合物的分类 85

3.1.2 非均相物系分离在化工生产中的应用 85

3.1.3 常见非均相物系的分离方法 86

3.2 颗粒及颗粒床层的特性 86

3.2.1 颗粒的特性 86

3.2.2 颗粒床层的特性 88

3.3 流体与颗粒间的相对运动 89

3.3.1 流体绕过颗粒的流动分析 89

3.3.2 颗粒在流体中流动 90

3.3.3 流体通过颗粒床层 91

3.4 沉降 93

3.4.1 重力沉降 94

3.4.2 离心沉降 102

3.5 过滤 107

3.5.1 基本概念 107

3.5.2 影响过滤的因素 108

3.5.3 过滤基本方程式 109

3.5.4 过滤常数的测定 116

3.5.5 过滤设备 118

3.5.6 滤饼洗涤 121

3.5.7 过滤机的生产能力 122

3.6 流态化 125

3.6.1 流态化过程 125

3.6.2 流化床类似液体的性质 126

3.6.3 流体通过流化床的阻力 126

3.6.4 流态化技术的优缺点 128

3.6.5 气-液-固三相淤浆床 129

3.7 过程强化与展望 130

3.7.1 沉降过程的强化 130

3.7.2 过滤过程的强化 130

3.7.3 过滤技术展望 131

习题 132

本章主要符号说明 134

第4章 传热 135

4.1 概述 135

4.1.1 传热过程在化工生产中的应用 135

4.1.2 传热的基本方式 135

4.1.3 间壁换热过程的剖析 136

4.2 热传导 138

4.2.1 傅里叶定律 138

4.2.2 导热系数 140

4.2.3 平壁的稳态热传导 142

4.2.4 圆筒壁的稳态热传导 145

4.2.5 保温层的临界直径 148

4.3 对流传热 150

4.3.1 对流传热方程与对流传热系数 150

4.3.2 对流传热系数的经验关联式 151

4.3.3 流体无相变时对流传热系数的经验关联式 153

4.3.4 流体有相变时的对流传热 158

4.3.5 选用对流传热系数关联式的注意事项 163

4.4 对流传热计算 164

4.4.1 热量衡算 164

4.4.2 传热平均温度差 165

4.4.3 总传热系数 170

4.4.4 壁温的计算 174

4.4.5 换热器的操作型计算 176

4.4.6 换热器的设计型计算 179

4.4.7 传热单元数法 180

4.5 热辐射 183

4.5.1 基本概念 183

4.5.2 物体的辐射能力与斯蒂芬-玻尔兹曼定律 184

4.5.3 克希霍夫定律 185

4.5.4 两固体间的辐射传热 185

4.5.5 对流和辐射的联合传热 188

4.6 换热器 189

4.6.1 换热器的分类 189

4.6.2 间壁式换热器 190

4.6.3 载热体及其选择 197

4.6.4 强化传热的途径 198

4.6.5 列管式换热器的设计与选用 199

习题 206

本章主要符号说明 209

第5章 蒸馏 210

5.1 概述 210

5.1.1 蒸馏过程的分类 210

5.1.2 蒸馏操作的特点 211

5.2 溶液的气液相平衡 211

5.2.1 相律 211

5.2.2 双组分理想物系的气液相平衡 212

5.2.3 双组分非理想物系的气液相平衡 215

5.3 蒸馏与精馏原理 216

5.3.1 简单蒸馏和平衡蒸馏 216

5.3.2 精馏原理 217

5.3.3 精馏流程 218

5.4 双组分连续精馏塔的计算 219

5.4.1 理论板的概念及恒摩尔流假定 220

5.4.2 物料衡算和操作线方程 221

5.4.3 进料热状态的影响及q线方程 224

5.4.4 理论板数的计算 226

5.4.5 回流比的影响与选择 231

5.4.6 简捷法求理论板数 235

5.4.7 双组分精馏过程的几种特殊情况 236

5.4.8 精馏操作分析 238

5.5 间歇精馏 239

5.5.1 恒定回流比的间歇精馏 240

5.5.2 馏出液组成恒定的间歇精馏 240

5.6 恒沸精馏和萃取精馏 241

5.6.1 恒沸精馏 241

5.6.2 萃取精馏 242

5.7 板式塔简介 243

5.7.1 塔板结构 243

5.7.2 塔板的类型及性能评价 245

5.7.3 板式塔的流体力学性能与操作特性 247

5.7.4 塔板效率 250

5.7.5 塔高及塔径的确定 251

习题 254

本章主要符号说明 255

第6章 气体吸收 256

6.1 概述 256

6.1.1 吸收操作的概念和目的 256

6.1.2 吸收操作必须解决的问题 257

6.1.3 吸收操作的分类 258

6.2 气液相平衡 259

6.2.1 气体的溶解度 259

6.2.2 亨利定律 261

6.2.3 相平衡关系在吸收过程中的应用 264

6.3 传质机理与吸收速率方程 265

6.3.1 分子扩散与费克定律 266

6.3.2 稳态分子扩散 266

6.3.3 单相内对流传质 269

6.3.4 两相间的传质 271

6.4 填料吸收塔的计算 274

6.4.1 物料衡算与操作线方程 275

6.4.2 溶剂用量与最小液气比 276

6.4.3 填料层高度的计算 278

6.5 填料塔简介 285

6.5.1 填料塔的结构与特点 286

6.5.2 填料的种类与特性 286

6.5.3 填料塔的流体力学性能 289

6.5.4 填料塔设计 291

6.5.5 填料塔的内件 292

6.6 解吸 294

6.6.1 解吸方法 294

6.6.2 气提解吸的计算 295

习题 297

本章主要符号说明 299

第7章 干燥 300

7.1 概述 300

7.1.1 固体去湿方法 300

7.1.2 干燥过程的分类 300

7.2 湿空气的性质及干燥机理 302

7.2.1 湿空气的性质 302

7.2.2 湿空气的焓-湿图 309

7.2.3 湿空气状态的变化过程 313

7.2.4 水分在气-固两相间的平衡 314

7.2.5 固体物料的干燥机理 315

7.3 对流干燥及典型设备 316

7.3.1 对流干燥过程的传热与传质 316

7.3.2 对流干燥流程与经济性 316

7.3.3 厢式干燥器 317

7.4 干燥过程的物料衡算与热量衡算 318

7.4.1 湿物料的性质 318

7.4.2 干燥系统的物料衡算 319

7.4.3 干燥系统的热量衡算 320

7.4.4 空气通过干燥器时的状态变化 323

7.5 干燥速率及干燥时间 326

7.5.1 恒定干燥条件下的干燥速率 327

7.5.2 恒定干燥条件下的干燥时间 329

7.5.3 连续干燥过程的一般特性 331

7.6 干燥器 332

7.6.1 干燥器的基本要求 332

7.6.2 典型干燥器介绍 333

7.6.3 干燥器的设计 338

7.6.4 干燥器的选型 345

习题 347

本章主要符号说明 349

第8章 其他分离过程 350

8.1 萃取 350

8.1.1 概述 350

8.1.2 液液萃取设备 351

8.1.3 萃取设备的选择 356

8.2 结晶 356

8.2.1 概述 356

8.2.2 溶液结晶过程 357

8.2.3 溶液结晶过程设备 358

8.3 蒸发 360

8.3.1 概述 360

8.3.2 蒸发设备的分类 361

8.4 膜分离 364

8.4.1 膜分离过程简介 365

8.4.2 膜分离过程的主要传递机理 367

8.4.3 分离膜 368

习题 369

习题参考答案 370

模拟试题 374

附录 380

附录1 常用物理量SI单位和因次 380

附录2 SI制与其他单位制的换算关系 380

附录3 某些液体的重要物理性质 381

附录4 某些气体的重要物理性质 382

附录5 水的物理性质 383

附录6 干空气的物理性质 383

附录7 饱和水蒸气表 384

附录8 有机液体相对密度共线图 385

附录9 液体黏度共线图 386

附录10 气体黏度共线图 387

附录11 气体比热容共线图 388

附录12 液体比热容共线图 389

附录13 液体汽化热共线图 390

附录14 某些液体的表面张力及常压下的沸点 391

附录15 某些气体和蒸气的导热系数 391

附录16 某些液体的导热系数 392

附录17 某些固体材料的导热系数 392

附录18 管子规格 393

附录19 泵规格 394

附录20 9-19型离心通风机规格 395

附录21 管壳式热交换器系列标准 397

附录22 某些二元物系气液平衡数据 400

参考书目 401