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绪论 1

第一章 流体流动 6

1.1 流体静力学基本方程式 6

1.1.1 流体的密度 6

1.1.2 流体的静压强 8

1.1.3 流体静力学基本方程式 9

1.1.4 流体静力学基本方程式的应用 11

1.2 流体流动的基本方程式 15

1.2.1 流量与流速 15

1.2.2 稳定流动与不稳定流动 16

1.2.3 连续性方程 16

1.2.4 伯努利方程 17

1.2.5 伯努利方程式的应用 20

1.3 管内流体流动现象 25

1.3.1 黏度 25

1.3.2 流动类型与雷诺数 27

1.3.3 圆管内层流流动的数学描述 28

1.3.4 湍流的基本特征 30

1.3.5 边界层的概念 31

1.4 流体流动的阻力损失 33

1.4.1 层流时直管阻力损失计算 33

1.4.2 湍流时直管阻力损失计算 34

1.4.3 局部阻力损失 40

1.4.4 管路阻力对管内流动的影响 44

1.5 流体输送管路的计算 46

1.5.1 简单管路 46

1.5.2 复杂管路 50

1.5.3 可压缩流体的管路计算 54

1.6 流速和流量的测量 56

1.6.1 测速管 56

1.6.2 孔板流量计 57

1.6.3 文丘里流量计 59

1.6.4 转子流量计 61

1.7 非牛顿流体的流动 62

1.7.1 非牛顿流体的基本特性 62

1.7.2 幂律流体在管内的定态流动 64

习题 65

第二章 流体输送机械 72

2.1 离心泵 72

2.1.1 离心泵的工作原理 72

2.1.2 离心泵的理论压头 73

2.1.3 离心泵的功率与效率 76

2.1.4 离心泵的特性曲线 77

2.1.5 离心泵的工作点与流量调节 79

2.1.6 并联与串联操作 82

2.1.7 离心泵的安装高度 83

2.1.8 离心泵的类型与选用 86

2.2 往复泵 89

2.2.1 往复泵的构造及操作原理 89

2.2.2 往复泵的流量调节 89

2.3 其他化工用泵 90

2.3.1 正位移泵 90

2.3.2 非正位移泵 92

2.4 气体输送机械 93

2.4.1 通风机 94

2.4.2 鼓风机 96

2.4.3 压缩机 97

2.4.4 真空泵 100

习题 102

第三章 机械分离 105

3.1 颗粒的沉降运动 105

3.1.1 流体绕过颗粒的流动 105

3.1.2 静止流体中颗粒的自由沉降 109

3.1.3 重力沉降设备 113

3.1.4 离心沉降 116

3.1.5 离心沉降设备 117

3.2 流体通过颗粒床层的流动 127

3.2.1 颗粒床层的特性 127

3.2.2 流体通过固定床的阻力 128

3.2.3 过滤 129

3.3 机械分离方法的选择 149

习题 149

第四章 传热 151

4.1 传热的形式与过程 151

4.1.1 化工生产中的传热 151

4.1.2 传热过程 152

4.2 热传导 153

4.2.1 傅里叶定律 153

4.2.2 导热系数 154

4.2.3 平壁稳定热传导 155

4.2.4 圆筒壁稳定热传导 159

4.3 对流传热 160

4.3.1 对流传热分析 161

4.3.2 牛顿冷却定律和对流传热系数 161

4.3.3 对流传热的因次分析 163

4.3.4 无相变对流传热系数的经验关联式 165

4.4 有相变的对流传热 173

4.4.1 蒸气冷凝传热 173

4.4.2 液体沸腾传热 177

4.5 传热过程的计算 178

4.5.1 热量衡算 178

4.5.2 总传热速率微分方程 179

4.5.3 总传热系数K 180

4.5.4 总传热速率方程 182

4.5.5 稳定传热过程的计算 186

4.5.6 不稳定传热过程计算 192

4.6 辐射传热 194

4.6.1 基本概念和定律 194

4.6.2 两固体间的辐射传热 196

4.7 换热器 199

4.7.1 间壁式换热器的类型 199

4.7.2 列管式换热器的选用 205

习题 210

第五章 蒸馏 213

5.1 两组分理想物系的气液平衡 213

5.1.1 两组分理想物系的气液平衡关系 213

5.1.2 两组分理想溶液的气液平衡相图 216

5.2 平衡蒸馏和简单蒸馏 219

5.2.1 平衡蒸馏 219

5.2.2 简单蒸馏 221

5.3 精馏原理和流程 222

5.3.1 多次部分汽化、部分冷凝 222

5.3.2 塔板的作用 224

5.3.3 精馏操作流程图 225

5.4 两组分连续精馏的计算 226

5.4.1 理论板的概念及恒摩尔流假定 226

5.4.2 物料衡算和操作线方程 227

5.4.3 进料热状况的影响 229

5.4.4 理论板层数的求法 231

5.4.5 回流比的影响与选择 236

5.4.6 理论板数的简捷计算 242

5.4.7 塔高和塔径的计算 243

5.4.8 两组分精馏的其他类型 246

5.4.9 精馏塔的操作和调节 251

5.4.10 精馏装置的热量衡算 255

5.5 间歇精馏 257

5.5.1 馏出液组成维持恒定的操作 257

5.5.2 回流比维持恒定的操作 258

5.6 特殊精馏 259

5.7 板式塔 261

5.7.1 塔板结构 261

5.7.2 塔板的流体力学状况 262

习题 264

第六章 吸收 268

6.1 吸收过程及应用 268

6.2 气液相平衡 270

6.2.1 气体在液体中的溶解度 270

6.2.2 亨利定律 271

6.2.3 相平衡与吸收过程的关系 274

6.3 传质机理与吸收过程的速率 275

6.3.1 分子扩散与费克定律 276

6.3.2 等摩尔逆向扩散 277

6.3.3 单方向扩散 278

6.3.4 分子扩散系数 280

6.3.5 单相内的对流传质 282

6.3.6 两相间传质的双膜理论 284

6.3.7 总传质速率方程式 284

6.3.8 传质速率方程式的各种表示形式 287

6.4 吸收塔的计算 288

6.4.1 物料衡算与操作线方程 289

6.4.2 吸收剂的选择及其用量的确定 290

6.4.3 填料层高度的计算 293

6.4.4 吸收塔的调节与操作计算 302

6.5 解吸塔的计算 303

6.6 填料塔 305

6.6.1 填料塔的结构及填料特性 306

6.6.2 填料塔内气液两相流动特性 308

6.6.3 塔径的计算 310

6.6.4 填料塔的附件 312

习题 318

第七章 干燥 320

7.1 对流干燥 320

7.2 湿空气的性质和湿度图 321

7.2.1 湿空气的性质 321

7.2.2 湿空气的I-H图 326

7.3 干燥过程的物料衡算和热量衡算 330

7.3.1 物料中含水量的表示方法 331

7.3.2 干燥器的物料衡算 331

7.3.3 干燥过程的热量衡算 333

7.3.4 干燥器出口状态的确定及干燥过程的计算 334

7.3.5 干燥系统的热效率 335

7.4 干燥速率与干燥时间 337

7.4.1 物料中所含水分的性质 337

7.4.2 恒定干燥条件下的干燥速率 339

7.4.3 恒定干燥条件下干燥时间的计算 341

7.5 干燥器 343

7.5.1 干燥器的主要形式 343

7.5.2 干燥器的选型 353

7.5.3 干燥器设计 354

习题 357

第八章 其他化工单元操作过程 359

8.1 蒸发 359

8.1.1 基本概念 359

8.1.2 单效蒸发 360

8.1.3 多效蒸发 367

8.1.4 蒸发器的选型 367

8.2 液液萃取 370

8.2.1 基本概念 370

8.2.2 萃取过程的计算 374

8.2.3 萃取设备的选择 382

8.3 超临界萃取和液膜萃取 385

8.3.1 超临界萃取 385

8.3.2 液膜萃取 388

8.4 膜分离 389

8.4.1 各种膜分离过程简介 389

8.4.2 膜分离过程的主要传递机理 392

8.4.3 分离膜 393

8.4.4 膜组件 395

习题 400

附录 402

参考文献 441