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1 绪论1

1.1 化工过程与单元操作1

1.2 化工原理课程的内容、研究方法和任务1

1.2.1 化工原理课程的性质和基本内容1

1.2.2 化工原理课程的研究方法2

1.2.3 化工原理课程的任务2

1.3 单位制与单位换算3

1.3.1 单位和单位制3

1.3.2 单位换算3

1.4 物料衡算与能量衡算5

1.4.1 物料衡算6

1.4.2 能量衡算8

2 流体流动9

2.1 概述9

2.2 流体物理性质9

2.2.1 连续介质模型9

2.2.2 流体的密度与可压缩性10

2.2.3 流体的黏度11

2.3 流体静力学14

2.3.1 静止流体的压强14

2.3.2 流体静力学基本方程15

2.3.3 流体静力学基本方程的应用16

2.4 流体流动的基本方程19

2.4.1 流速与流量20

2.4.2 稳态流动与非稳态流动20

2.4.3 连续性方程21

2.4.4 伯努利方程22

2.5 流体的流动现象28

2.5.1 流体的流动类型与雷诺数28

2.5.2 湍流的基本特征30

2.5.3 流体在圆管内流动时的速度分布32

2.5.4 边界层及边界层分离34

2.6 流体在管内流动的阻力损失37

2.6.1 直管阻力损失的计算38

2.6.2 局部阻力损失的计算46

2.7 管路计算51

2.7.1 简单管路52

2.7.2 复杂管路56

2.8 流量测量57

2.8.1 测速管57

2.8.2 节流式流量计59

2.8.3 变截面流量计63

2.9 流体输送机械65

2.9.1 离心泵66

2.9.2 离心式通风机78

2.9.3 其他类型的流体输送机械80

3 非均相混合物的分离90

3.1 概述90

3.2 重力沉降分离原理及设备90

3.2.1 曳力和曳力系数91

3.2.2 重力沉降过程92

3.2.3 重力沉降设备95

3.3 离心沉降分离原理及设备99

3.3.1 离心沉降过程99

3.3.2 离心沉降分离设备100

3.4 过滤106

3.4.1 过滤的基本概念107

3.4.2 过滤操作的基本原理108

3.4.3 恒压过滤113

3.4.4 恒速过滤115

3.4.5 过滤设备及其生产能力115

4 传热126

4.1 概述126

4.1.1 传热过程的应用126

4.1.2 热量传递的基本方式126

4.1.3 热量传递的基本概念128

4.2 热传导128

4.2.1 傅里叶定律和热导率128

4.2.2 平壁的稳态热传导131

4.2.3 圆筒壁的稳态热传导134

4.3 对流传热137

4.3.1 对流传热分析137

4.3.2 对流传热速率方程和对流传热系数137

4.3.3 无相变时流体的对流传热关联式140

4.3.4 流体有相变时的对流传热系数145

4.4 热辐射149

4.4.1 热辐射的基本概念149

4.4.2 物体的辐射能力与斯蒂芬-玻耳兹曼定律150

4.4.3 克希霍夫定律152

4.5 两流体间传热过程的计算152

4.5.1 热量衡算153

4.5.2 总传热速率微分方程和总传热系数153

4.5.3 总传热速率方程和传热平均温度差157

4.5.4 壁温估算160

4.5.5 传热计算示例161

4.6 换热器162

4.6.1 换热器的分类162

4.6.2 间壁式换热器的类型162

4.6.3 传热过程的强化167

4.6.4 列管式换热器的设计和选用168

5 蒸馏175

5.1 双组分溶液的汽液相平衡175

5.1.1 理想溶液汽液相平衡与拉乌尔定律176

5.1.2 非理想溶液汽液相平衡179

5.1.3 相对挥发度181

5.2 蒸馏与精馏原理183

5.2.1 平衡蒸馏与简单蒸馏183

5.2.2 精馏原理及操作流程185

5.2.3 理论板及恒摩尔流假设188

5.2.4 精馏流程的工业实例190

5.3 双组分连续精馏的计算与分析191

5.3.1 全塔物料衡算191

5.3.2 精馏段操作线方程193

5.3.3 提馏段操作线方程194

5.3.4 进料热状态的影响195

5.3.5 理论板数计算200

5.3.6 回流比对精馏过程的影响及其选择207

5.3.7 理论板数的简捷计算法213

5.4 精馏操作影响因素216

5.4.1 物料平衡216

5.4.2 回流比216

5.4.3 进料状态216

5.5 其他蒸馏方式简介217

5.5.1 间歇精馏217

5.5.2 直接蒸气加热218

5.5.3 特殊精馏219

5.6 板式塔220

5.6.1 板式塔及塔板结构、分类220

5.6.2 板式塔流体力学状态和性能222

5.6.3 塔板效率224

5.6.4 板式塔设计226

6 吸收239

6.1 概述239

6.1.1 吸收操作流程239

6.1.2 吸收过程的分类240

6.1.3 吸收设备241

6.2 吸收过程的气液平衡关系242

6.2.1 气体在液体中的溶解度242

6.2.2 亨利定律243

6.2.3 气液平衡关系在吸收中的应用244

6.2.4 吸收剂的选择245

6.3 吸收过程的传质速率246

6.3.1 分子扩散与费克定律246

6.3.2 等摩尔逆向扩散247

6.3.3 组分A通过静止组分B的扩散248

6.3.4 两相间的对流传质250

6.4 低浓度气体吸收的计算254

6.4.1 物料衡算与操作线方程254

6.4.2 吸收剂的用量与最小气液比256

6.4.3 塔径的计算258

6.4.4 填料层高度的计算258

6.4.5 吸收塔的操作计算264

6.4.6 解吸塔的计算265

6.5 填料塔266

6.5.1 填料塔的结构及填料性能266

6.5.2 填料塔的流体力学特性268

6.5.3 填料塔的附件270

7 干燥276

7.1 概述276

7.1.1 干燥在生产中的应用276

7.1.2 固体去湿方法276

7.1.3 对流干燥的特点277

7.2 湿空气的性质与湿度图277

7.2.1 湿空气的性质277

7.2.2 湿空气的湿度图及应用284

7.3 干燥过程的物料衡算与焓衡算286

7.3.1 湿物料的性质287

7.3.2 干燥系统的物料衡算287

7.3.3 干燥过程热量衡算289

7.3.4 空气通过干燥器的状态变化292

7.4 物料的平衡含水量与干燥速率293

7.4.1 物料水分的性质293

7.4.2 干燥时间的计算295

7.5 干燥设备300

7.5.1 干燥器的主要类型300

7.5.2 工业常用干燥器301

7.6 干燥器的选用及设计305

附录309

参考文献357