化工原理

緒論

一、本課程的歷史背景和內容

二、貫穿本課程的三大守恒定律

三、單元操作的研究方法

四、貫穿本課程的主線--工程觀點

第一章 流體流動

第一節(jié) 流體靜止的基本方程

一、密度

二、壓力的表示方法

三、流體靜力學方程

四、流體靜力學方程的應用

第二節(jié) 流體流動的基本方程

一、基本概念

二、質量衡算--連續(xù)性方程

三、機械能衡算方程

第三節(jié) 流體流動現(xiàn)象

一、流動型態(tài)

二、湍流的基本概念

三、管內流動的分析

四、邊界層與邊界層分離

第四節(jié) 管內流動的阻力損失

一、沿程損失的計算通式及其用于層流

二、量綱分析法

三、湍流的摩擦系數(shù)

四、非圓形管內的沿程損失

五、局部損失

六、管內流動總阻力損失的計算

第五節(jié) 管路計算

一、簡單管路

二、復雜管路

三、可壓縮流體的管路計算

第六節(jié) 流量測量

一、變壓頭的流量計

二、變截面的流量計

習題

符號表

參考文獻

第二章 流體輸送機械

第一節(jié) 離心泵

一、離心泵的操作原理與構造

二、離心泵的理論壓頭與實際壓頭

三、離心泵的主要性能參數(shù)

四、離心泵的特性曲線及其應用

五、離心泵的工作點與流量調節(jié)

六、離心泵的安裝高度

七、離心泵的類型、選用、安裝與操作

第二節(jié) 其他類型泵

一、容積式泵

二、其他葉片式泵

三、各類泵在化工生產(chǎn)中的應用

第三節(jié) 通風機、鼓風機、壓縮機和真空泵

一、離心式風機

二、旋轉鼓風機和壓縮機

三、往復壓縮機

四、真空泵

習題

符號表

參考文獻

第三章 機械分離與固體流態(tài)化

第一節(jié) 篩分

一、顆粒的特性

二、顆粒群的特性

三、篩分

第二節(jié) 沉降分離

一、重力沉降原理

二、重力沉降分離設備

三、離心沉降原理

四、離心沉降分離設備

第三節(jié) 過濾

一、概述

二、過濾設備

三、過濾的基本理論

四、濾餅洗滌

五、生產(chǎn)能力

第四節(jié) 離心分離

第五節(jié) 固體流態(tài)化

一、基本概念

二、流化床的兩種狀態(tài)

三、流化床的主要特性

四、流化床的操作流速范圍

習題

符號表

參考文獻

第四章 攪拌

第一節(jié) 攪拌設備

一、主要部件

二、葉輪形式

三、葉輪的操作

四、攪拌槽與擋板

五、典型攪拌器構型

六、攪拌器的液體循環(huán)量與壓頭

第二節(jié) 攪拌功率

一、功率關聯(lián)式

二、功率曲線

第三節(jié) 攪拌器放大

一、攪拌器放大的基礎

二、攪拌器放大的實例

習題

符號表

參考文獻

第五章 傳熱

第一節(jié) 概述

一、傳熱在工業(yè)生產(chǎn)中的應用

二、傳熱的三種基本方式

三、傳熱速率與熱阻

第二節(jié) 熱傳導

一、傅里葉定律

二、熱導率

三、平壁的穩(wěn)定熱傳導

四、圓筒壁的穩(wěn)定熱傳導

第三節(jié) 兩流體間的熱量傳遞

一、兩流體通過間壁傳熱的分析

二、傳熱速率和傳熱系數(shù)

三、傳熱溫差和熱量衡算

四、復雜流向時的平均溫差

五、傳熱效率?傳熱單元數(shù)法

六、壁溫的計算

第四節(jié) 給熱系數(shù)

一、給熱系數(shù)的影響因素和數(shù)值范圍

二、給熱系數(shù)與量綱分析

三、流體做強制對流時的給熱系數(shù)

四、流體做自然對流時的給熱系數(shù)

五、蒸氣冷凝時的給熱系數(shù)

六、液體沸騰時的給熱系數(shù)

第五節(jié) 輻射傳熱

一、基本概念

二、物體的發(fā)射能力與斯蒂芬?波爾茨曼定律

三、克?；舴蚨?/p>

四、兩固體間的相互輻射

五、氣體熱輻射的特點

六、輻射、對流的聯(lián)合傳熱

習題

符號表

參考文獻

第六章 傳熱設備

一、換熱器的分類

二、夾套式換熱器

三、蛇管式換熱器

四、套管式換熱器

五、列管式換熱器

六、換熱器的強化途徑

七、板式換熱器

八、螺旋板式換熱器

九、板翅式換熱器

十、翅片管換熱器及空氣冷卻器

十一、熱管換熱器

習題

符號表

參考文獻

第七章 蒸發(fā)

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 單效蒸發(fā)

一、單效蒸發(fā)的計算

二、蒸發(fā)設備中的溫差損失

三、溶液的沸點升高與杜林規(guī)則

四、液柱靜壓頭和加熱管內摩擦損失對溶液沸點的影響

五、真空蒸發(fā)

第三節(jié) 多效蒸發(fā)

一、多效蒸發(fā)的流程

二、蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)強度和多效蒸發(fā)器效數(shù)的限制

三、多效蒸發(fā)的計算

四、提高加熱蒸汽經(jīng)濟程度的其他措施

第四節(jié) 蒸發(fā)設備

一、蒸發(fā)器的結構及特點

二、蒸發(fā)輔助設備

第五節(jié) 蒸發(fā)器的生產(chǎn)強度

習題

符號表

附錄

附錄一 單位換算表

附錄二 某些氣體的重要物理性質

附錄三 某些液體的重要物理性質

附錄四 某些固體材料的重要物理性質

附錄五 水的重要物理性質

附錄六 干空氣的物理性質(101.3kPa)

附錄七 水的飽和蒸汽壓(-20~100℃)

附錄八 飽和水蒸氣表(按溫度排列)

附錄九 飽和水蒸氣表(按壓力排列)

附錄十 水的黏度(0~100℃)

附錄十一 液體黏度共線圖

附錄十二 氣體黏度共線圖

附錄十三 液體比熱容共線圖

附錄十四 氣體比熱容共線圖(常壓下用)

附錄十五 液體汽化潛熱共線圖

附錄十六 管子規(guī)格

附錄十七 IS型單級單吸離心泵性能表(摘錄)

附錄十八 8-18、9-27離心通風機綜合特性曲線圖

附錄十九 列管式換熱器

附錄二十 常用篩子的規(guī)格

附錄二十一 無機物水溶液在101.3kPa(絕)下的沸點

習題參考答案

第八章 傳質過程導論

第一節(jié) 概述

一、工業(yè)生產(chǎn)中的傳質過程

二、相組成的表示法

第二節(jié) 擴散原理

一、基本概念和菲克定律

二、一維穩(wěn)定分子擴散

三、擴散系數(shù)

第三節(jié) 流體與界面間的傳質

第四節(jié) 質量、熱量、動量傳遞之間的聯(lián)系--三種傳遞間的類比

第五節(jié) 傳質設備簡介

習題

符號說明

第九章 吸收

第一節(jié) 概述

一、工業(yè)生產(chǎn)中的吸收過程

二、吸收的流程和溶劑

第二節(jié) 吸收的基本理論

一、氣液相平衡

二、吸收傳質速率

第三節(jié) 吸收(或脫吸)塔的計算

一、物料衡算和操作線方程

二、填料層高度--對低濃度氣體的計算

三、傳質單元

四、吸收塔的調節(jié) 和操作型問題

五、填料層高度--對高濃度氣體的計算

六、塔板數(shù)

七、脫吸

第四節(jié) 其他類型的吸收

一、多組分吸收

二、化學吸收

三、非等溫吸收

第五節(jié) 傳質系數(shù)和傳質理論

一、傳質系數(shù)關聯(lián)式

二、傳質理論概況

習題

附錄一若干氣體在水中的亨利系數(shù)E

附錄二氨在水中的溶解度

符號說明

參考文獻

第十章 蒸餾

第一節(jié) 二元物系的汽液相平衡

一、理想溶液

二、揮發(fā)度和相對揮發(fā)度

三、非理想溶液

第二節(jié) 蒸餾方式

一、簡單蒸餾

二、平衡蒸餾

三、平衡級蒸餾和精餾原理

第三節(jié) 二元連續(xù)精餾的分析和計算

一、全塔物料衡算

二、精餾段的分析及其圖解

三、提餾段的分析和進料狀況的影響

四、理論塔板數(shù)

五、實際塔板數(shù)與塔板效率

六、填料精餾塔的填料層高度

七、回流比的影響及其選擇

八、理論板數(shù)的捷算法

九、精餾塔的操作型問題

第四節(jié) 其他蒸餾方式

一、水蒸氣蒸餾

二、間歇蒸餾

三、恒沸蒸餾和萃取蒸餾

四、反應精餾

第五節(jié) 多元蒸餾

一、基本概念

二、多元物系的汽?液平衡

三、多元精餾的物料衡算

四、捷算法求理論塔板數(shù)

習題

符號說明

第十一章 氣液傳質設備

第一節(jié) 板式塔

一、主要類型板式塔的結構和特點

二、板式塔的水力學性能

三、設計要領

四、板效率

第二節(jié) 填料塔

一、填料塔與塔填料

二、填料塔的水力學性能與傳質性能

三、氣液傳質設備的比較與選用

習題

符號說明

參考文獻

第十二章 萃取

第一節(jié) 萃取的基本概念

一、三角形相圖

二、三角形相圖在單級萃取中的應用

三、萃取劑的選擇

第二節(jié) 萃取過程的流程和計算

一、單級萃取

二、多級錯流萃取

三、多級逆流萃取

四、連續(xù)接觸逆流萃取

五、回流萃取，雙溶質的萃取

六、萃取過程的傳質

第三節(jié) 萃取設備

一、混合?澄清槽

二、重力流動的萃取塔

三、輸入機械能量的萃取塔

四、離心萃取機

五、萃取設備的選用

習題

符號說明

第十三章 干燥

第一節(jié) 濕空氣的性質及濕度圖

一、濕空氣的性質

二、空氣濕度圖

三、濕度圖的用法

第二節(jié) 干燥器的物料衡算及熱量衡算

一、濕物料中含水率的表示方法

二、空氣干燥器的物料衡算

三、空氣干燥器的熱量衡算

四、干燥過程的圖解

第三節(jié) 干燥速度和干燥時間

一、水分在空氣與物料間的平衡關系

二、恒定干燥條件下的干燥速度

三、恒定干燥條件下恒速階段干燥時間的計算

四、恒定干燥條件下降速階段干燥時間的計算

五、干燥條件變化情況下的干燥過程

第四節(jié) 干燥器

一、概述

二、盤架式干燥器

三、間歇式減壓干燥器

四、洞道式干燥器

五、轉筒式干燥器

六、氣流干燥器

七、流化床干燥器

八、噴霧干燥器

九、滾筒式干燥器

第五節(jié) 氣體的增濕與減濕

一、增濕和減濕過程的機理

二、增濕器和減濕器

習題

符號說明

參考文獻

第十四章 其他傳質分離過程

第一節(jié) 超臨界流體萃取

一、概述

二、超臨界流體

三、超臨界流體萃取的過程

四、超臨界流體萃取的應用

第二節(jié) 吸附

一、吸附劑

二、吸附相平衡

三、吸附速率

四、固定床吸附

五、吸附循環(huán)

第三節(jié) 膜分離

一、分離膜及膜組件

二、反滲透、納濾、超濾和微濾

三、電滲析

四、氣體分離

五、滲透汽化和蒸氣滲透

六、膜接觸器

習題

符號說明

參考文獻

習題參考答案

參考讀物

第1章 化工原理實驗須知

1.1 化工原理實驗的基本要求

1.1.1 化工原理實驗的教學地位與教學目標

1.1.2 化工原理實驗的實施過程及基本要求

1.1.3 化工原理實驗預習報告和實驗報告的基本內容

1.2 實驗安全與環(huán)保要求

1.2.1 實驗室安全操作規(guī)范

1.2.2 實驗室安全事故處理

1.2.3 實驗室環(huán)保操作規(guī)范

第2章 實驗數(shù)據(jù)的處理

2.1 實驗數(shù)據(jù)的誤差

2.1.1 誤差的基本概念

2.1.2 直接測量誤差

2.1.3 函數(shù)誤差

2.2 實驗數(shù)據(jù)的處理

2.2.1 列表法、圖示法、數(shù)學模型法簡介

2.2.2 數(shù)學模型參數(shù)的求取

第3章 化工原理基本實驗

實驗1 流體流動阻力的測定

實驗2 離心泵特性曲線的測定

實驗3 過濾實驗

實驗4 傳熱實驗

實驗4.1 強制湍流下空氣-水對流給熱系數(shù)的測定

實驗4.2 強制湍流下空氣-蒸汽對流給熱系數(shù)的測定

實驗5 氨吸收實驗

實驗6 精餾實驗

實驗6.1 全回流精餾實驗

實驗6.2 部分回流精餾實驗

實驗7 干燥實驗

第4章 實驗數(shù)據(jù)的計算機處理

4.1 用Excel處理化工原理實驗數(shù)據(jù)

4.1.1 Excel基礎知識

4.1.2 Excel處理基本化工原理實驗數(shù)據(jù)示例

4.2 用Origin處理化工原理實驗數(shù)據(jù)

4.2.1 用最小二乘法求取經(jīng)驗公式中的常數(shù)

4.2.2 雙對數(shù)坐標圖的繪制

4.2.3 一橫軸多縱軸圖的繪制

第5章 演示實驗

實驗8 雷諾實驗

實驗9 流體機械能轉換演示實驗

實驗10 旋風分離器實驗

實驗11 固體流態(tài)化實驗

實驗12 填料塔流體流動特性實驗

實驗13 板式塔演示實驗

實驗14 超濾膜分離實驗

第6章 實驗室常用儀器的使用與維護

6.1 壓力測量

6.1.1 液柱壓力計

6.1.2 彈簧式壓力計

6.1.3 電測壓力計

6.2 流量測量

6.2.1 測速管

6.2.2 孔板流量計

6.2.3 轉子流量計

6.2.4 渦輪流量計

6.2.5 濕式氣體流量計

6.3 溫度測量

6.3.1 液體膨脹式溫度計

6.3.2 熱電阻溫度計

6.3.3 熱電偶溫度計

6.3.4 溫度控制

6.4 液體相對密度測量

6.4.1 工作原理

6.4.2 安裝、調整、使用

6.4.3 維護保養(yǎng)

附錄

附錄一 水的重要物理性質(101.3kPa)

附錄二 空氣的重要物理性質94

附錄三 乙醇-水溶液的物理常數(shù)(摘要)(101.3kPa)

附錄四 乙醇-水溶液密度與組成的關系

附錄五 乙醇-水混合液在常壓下的氣液平衡數(shù)據(jù)

附錄六 乙醇-正丙醇在常壓下的氣液平衡數(shù)據(jù)

附錄七 空氣-水系統(tǒng)的焓-濕度圖(總壓100kPa)

化工專業(yè)詞匯(中英文對照)

化工常用縮寫(中英文對照)

參考文獻