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0 绪论 1

0.1 化工生产过程与单元操作 1

0.1.1 化工生产过程 1

0.1.2 化工生产过程的特点 2

0.2 化工过程科学的产生与发展 2

0.2.1 化工过程的历史使命 2

0.2.2 单元操作 3

0.2.3 学习任务 3

0.3 “化工原理”研究方法 4

0.4 理论分析的三大法规 4

0.4.1 质量守恒定律及物料衡算 4

0.4.2 能量守恒定律及能量衡算 6

0.4.3 平衡关系与过程速率 6

0.5 单位及单位换算 7

0.5.1 目的与意义 7

0.5.2 各种单位制的异同点 7

1 流体力学与应用 9

1.1 概述 9

1.1.1 流体的连续性与特征 9

1.1.2 作用在流体上的力 9

1.1.3 非牛顿型流体 11

1.2 流体静力学 12

1.2.1 流体密度 12

1.2.2 压强及其表示方法 13

1.2.3 流体静力学基本方程 14

1.2.4 流体静力学基本方程在工程的中应用 15

1.3 流体流动现象 19

1.3.1 流动过程与基本概念 19

1.3.2 流动型态 21

1.3.3 圆管内稳定流动过程数学分析2 24

1.3.4 边界层简介 26

1.4 质量、能量和动量衡算 27

1.4.1 连续性方程 28

1.4.2 纳维尔-斯托克斯(Navier-Stokes)方程 29

1.4.3 机械能衡算 31

1.5 管内流动阻力与能量损失 37

1.5.1 流体阻力与范宁公式 37

1.5.2 层流时的阻力损失计算 39

1.5.3 量纲分析方法 39

1.5.4 湍流时摩擦损失的计算 41

1.5.5 局部阻力损失 45

1.6 流体流动和静力学方程的应用 49

1.6.1 简单管路计算 49

1.6.2 复杂管路 51

1.6.3 可压缩流体管路计算 56

1.6.4 流量测量 57

习题1 64

思考题 68

2 流体输送机械 70

2.1 液体输送机械 70

2.1.1 离心泵 70

2.1.2 离心泵的主要性能参数 75

2.1.3 离心泵特性曲线 76

2.1.4 离心泵的工作点和流量调节 81

2.1.5 离心泵安装高度 85

2.1.6 离心泵的型号与选用 88

2.2 其他类型的泵 91

2.2.1 往复泵 91

2.2.2 计量泵 92

2.2.3 旋转泵 93

2.3 气体输送机械 94

2.3.1 离心式风机 95

2.3.2 旋转鼓风机 98

2.3.3 往复式压缩机 98

2.3.4 真空泵 100

习题2 101

思考题 103

3 非均相机械分离 105

3.1 颗粒与颗粒群特性 105

3.1.1 颗粒与颗粒群的特点 105

3.2 颗粒的沉降 109

3.2.1 颗粒在流体中的沉降过程 109

3.2.2 重力沉降设备 113

3.2.3 离心沉降与设备 115

3.3 过滤 119

3.3.1 概述 119

3.3.2 过滤设备 120

3.3.3 过滤基本方程式 123

3.3.4 过滤生产能力及滤饼洗涤 129

习题3 132

思考题 133

4 传热及换热设备 135

4.1 概述 135

4.1.1 传热的基本方式及其机理 135

4.1.2 冷、热流体热量传递方式及换热设备 136

4.2 能量方程 137

4.2.1 能量方程的推导 138

4.2.2 能量方程的特定形式 141

4.2.3 柱坐标系和球坐标系中的能量方程 142

4.3 热传导 143

4.3.1 热传导基本概念和傅立叶定律 143

4.3.2 傅立叶(Fourier)定律 144

4.3.3 导热系数 144

4.3.4 平壁的稳态热传导 145

4.3.5 圆筒壁一维稳态热传导 147

4.3.6 有内热源的一维稳态热传导 150

4.4 对流传热 150

4.4.1 对流传热及其类型 150

4.4.2 对流传热速率与对流表面传热系数 153

4.4.3 对流表面传热系数的影响因素 153

4.4.4 与传热有关的准数及准数关联式的确定方法 155

4.5 流体无相变时的对流表面传热系数 158

4.5.1 流体在管内作强制对流 158

4.5.2 流体在管外强制对流传热 162

4.6 有相变流体的对流传热 165

4.6.1 蒸气冷凝传热 165

4.6.2 沸腾传热 169

4.7 辐射传热 173

4.7.1 基本概念和定律 173

4.7.2 两固体间的辐射传热 177

4.7.3 对流和辐射的联合传热 179

4.8 总热流量和传热过程计算 180

4.8.1 热流量方程 181

4.8.2 热量衡算 181

4.8.3 总传热系数 182

4.8.4 换热器的平均温度差 185

4.8.5 传热效率法 191

4.9 换热器 194

4.9.1 换热器的类型 194

4.9.2 强化传热技术及新型的传热设备 201

4.9.3 列管式换热器设计时应考虑的问题 203

习题4 209

思考题 214

5 蒸发 215

5.1 蒸发设备 215

5.1.1 短管蒸发器 215

5.1.2 外加热式和强制循环式蒸发器 216

5.1.3 膜式蒸发器 217

5.2 溶液沸点校正 218

5.2.1 溶质引起的沸点改变 218

5.2.2 液柱静压头引起的沸点变化 219

5.2.3 摩擦阻力引起的温度变化 220

5.3 单效蒸发 220

5.3.1 物料衡算 221

5.3.2 热量衡算 221

5.3.3 蒸发器传热面积 222

5.4 多效蒸发 223

5.4.1 多效蒸发的流程 223

5.4.2 多效蒸发的计算 225

5.4.3 蒸发传热面积 227

5.4.4 多效蒸发的综合分析 234

习题5 237

思考题 238

附录一 化工常用法定计量单位与常用单位的换算 239

附录二 水的物理性质 242

附录三 饱和水蒸气表 243

附录四 干空气的物理性质 247

附录五 液体水溶液的物理性质 248

附录六 气体的重要物理性质 265

附录七 固体性质 271

附录八 管子规格 273

附录九 泵与风机 276

附录十 换热器 281

参考文献 287