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绪论1

0.1本课程的内容和任务1

0.2本课程的思想方法和几个基本概念2

0.3单位与单位换算3

0.3.1国际单位制（SI单位制）3

0.3.2工程单位制与英制单位3

0.3.3物理量的单位换算4

0.4因次与经验公式的换算4

0.4.1因次与因次式4

0.4.2经验公式的换算5

习题6

第1章 流体流动7

1.1流体静力学7

1.1.1流体密度与比容7

1.1.2流体静压强8

1.1.3流体静力学基本方程式及其应用9

1.2流体在管道内的流动15

1.2.1流量与流速15

1.2.2稳定流动的连续性方程式17

1.2.3流动系统中的能量关系——柏努利方程式18

1.3流体在管内流动时的摩擦阻力和能量消耗25

1.3.1牛顿粘性定律与流体的粘度25

1.3.2流动类型与雷诺准数28

1.3.3对流型的形象理解30

1.3.4流体在圆形管内流动时的摩擦阻力31

1.3.5非圆形管内的流体摩擦阻力35

1.3.6管路局部阻力37

1.4管路系统的计算40

1.4.1管路系统中的总流动阻力40

1.4.2管路系统的计算40

1.5流量的测量47

1.5.1测速管47

1.5.2孔板流量计49

1.5.3文丘里流量计53

1.5.4转子流量计53

习题54

第2章 流体输送机械57

2.1概述57

2.1.1流体输送机械的功能57

2.1.2压头和风头的概念58

2.2离心泵59

2.2.1离心泵的工作原理和主要部件59

2.2.2离心泵的性能参数与特性曲线61

2.2.3离心泵的气蚀现象与安装高度66

2.2.4离心泵的工作点与流量调节69

2.2.5离心泵的类型与选用72

2.3其他类型化工用泵75

2.3.1往复泵75

2.3.2旋转泵77

2.3.3旋涡泵79

2.4气体输送机械79

2.4.1离心式通风机80

2.4.2离心式鼓风机和压缩机82

2.4.3旋转鼓风机和压缩机83

2.4.4往复压缩机84

2.4.5真空喷射泵89

习题90

第3章 沉降与过滤92

3.1概述92

3.2沉降过程92

3.2.1重力沉降92

3.2.2离心沉降98

3.3过滤103

3.3.1过滤操作原理103

3.3.2过滤基本方程式105

3.3.3恒压过滤107

3.3.4过滤常数的测定108

3.3.5过滤设备108

3.3.6滤饼的洗涤111

3.3.7过滤机的生产能力112

习题114

第4章传热116

4.1概述116

4.2热传导117

4.2.1热传导与傅立叶定律117

4.2.2导热系数118

4.2.3热传导的计算118

4.3对流传热122

4.3.1对流传热与牛顿冷却定律122

4.3.2对流传热系数122

4.4辐射传热132

4.4.1热辐射与克希霍夫定律132

4.4.2两固体间的辐射传热134

4.5传热过程的计算136

4.5.1热量衡算136

4.5.2总传热速率方程137

4.5.3总传热系数138

4.5.4传热平均温度差140

4.5.5总传热速率方程应用举例143

4.6换热器145

4.6.1间壁式换热器145

4.6.2列管式换热器的设计和选用149

习题152

第5章 蒸发155

5.1概述155

5.1.1蒸发及其技术特点155

5.1.2蒸发操作的分类156

5.2蒸发流程及计算157

5.2.1单效蒸发157

5.2.2多效蒸发165

5.3蒸发设备及选用170

5.3.1蒸发设备170

5.3.2蒸发器的选择175

5.3.3蒸发器的工艺设计及主要结构尺寸176

5.3.4蒸发装置的附属设备180

习题183

第6章 蒸馏185

6.1概述185

6.2两组分溶液的汽液平衡185

6.2.1平衡物系的自由度185

6.2.2汽液平衡关联式186

6.2.3两组分理想溶液的汽液平衡相图189

6.2.4非理想溶液的汽液平衡要点190

6.3蒸馏方式191

6.3.1平衡蒸馏与简单蒸馏191

6.3.2精馏191

6.4两组分连续精馏的计算193

6.4.1理论板及恒摩尔流假定193

6.4.2全塔物料衡算193

6.4.3精馏段物料衡算及其操作线方程194

6.4.4提馏段物料衡算及其操作线方程195

6.4.5进料热状态的影响196

6.4.6理论塔板数的计算199

6.4.7回流比的选择202

6.4.8理论板数的简捷算法204

6.4.9板效率与实际板数205

6.4.10塔高与塔径207

6.4.11精馏装置的热量衡算207

6.5间歇精馏208

6.5.1间歇精馏两种典型的操作方式209

6.5.2间歇精馏的特点209

6.6恒沸精馏和萃取精馏209

6.6.1恒沸精馏209

6.6.2萃取蒸馏210

6.7板式塔211

6.7.1塔板结构与气液接触状态211

6.7.2不正常操作现象与操作负荷性能图212

6.7.3板式塔简要计算214

习题218

第7章 吸收221

7.1概述221

7.1.1有关气体吸收的几个概念221

7.1.2吸收操作的分类222

7.1.3吸收剂的选择222

7.2气液相平衡223

7.2.1气体在液体中的溶解度223

7.2.2亨利定律224

7.2.3相平衡与吸收过程的关系226

7.3传质机理与吸收速率227

7.3.1分子扩散和费克定律227

7.3.2吸收速率方程227

7.3.3吸收中的双膜理论228

7.3.4传质速率方程229

7.4吸收塔的计算230

7.4.1吸收塔的物料衡算231

7.4.2吸收剂用量的确定232

7.4.3塔径的计算233

7.4.4低浓度气体吸收过程填料层高度的计算234

7.4.5理论塔板数的计算242

7.5解吸塔的计算242

7.6吸收过程的实验研究与操作243

7.6.1吸收系数的测定与经验公式244

7.6.2吸收操作概要245

7.7填料塔246

7.7.1填料塔的结构与操作246

7.7.2常用填料的种类和特性246

7.7.3气液两相逆流通过填料层的流动状况248

7.7.4填料塔直径的计算250

7.7.5填料塔的主要附件252

习题254

第8章 液-液萃取256

8.1概述256

8.2液-液萃取过程257

8.2.1萃取操作的基本原理257

8.2.2液-液相平衡关系257

8.3萃取过程的计算265

8.3.1单级萃取过程的计算265

8.3.2多级错流萃取过程的计算268

8.3.3多级逆流萃取的计算271

8.3.4完全不互溶物系萃取过程的计算274

8.4液-液萃取设备277

8.4.1混合澄清器277

8.4.2萃取塔278

8.4.3离心式萃取器281

8.4.4萃取设备的选择282

习题282

第9章 干燥285

9.1概述285

9.1.1固体物料去湿方法285

9.1.2干燥过程285

9.1.3对流干燥285

9.2干燥过程的基本原理286

9.2.1湿空气的性质286

9.2.2湿空气的H-I图（湿焓图）290

9.2.3湿空气H-I图的应用292

9.3干燥过程的物料衡算和热量衡算293

9.3.1干燥过程原理流程与空气干燥器的操作过程293

9.3.2干燥过程的物料衡算和热量衡算293

9.4干燥速度和干燥时间299

9.4.1固体物料的干燥机理299

9.4.2干燥速度299

9.4.3干燥时间的计算301

9.5干燥器303

9.5.1厢式干燥器303

9.5.2带式干燥器304

9.5.3气流干燥器304

9.5.4喷雾干燥器305

9.5.5流化床干燥器（沸腾床干燥器）306

习题306

第10章 化学反应工程学概要308

10.1概述308

10.1.1化学反应器的作用308

10.1.2化学反应工程学的研究领域和方法308

10.2基本反应器309

10.2.1化学反应器的类型309

10.2.2几种典型的基本反应器310

10.3反应器的流动模型313

10.3.1全混流模型313

10.3.2平推流模型313

10.3.3多釜串联流动模型314

10.3.4轴向扩散流动模型314

10.4均相反应器的计算315

10.4.1间歇操作的搅拌反应器315

10.4.2连续操作的管式反应器318

10.4.3连续操作的搅拌釜319

10.4.4多釜串联搅拌釜320

10.4.5均相反应器的优化324

10.5停留时间分布和流动模型326

10.5.1物料返混与停留时间分布326

10.5.2停留时间分布的实验测定方法330

10.5.3理想反应器中的停留时间分布334

10.5.4停留时间分布在均相非理想反应器中的运用337

10.6扩散模型339

10.6.1模型形态339

10.6.2柏克莱准数与扩散模型参数341

10.7气固相催化反应器343

10.7.1固定床催化反应器343

10.7.2流化床催化反应器353

习题355

附录358

一、常用单位的换算358

二、某些气体的重要物理性质360

三、某些液体的重要物理性质361

四、某些固体的重要物理性质362

五、干空气的物理性质（101.33×103Pa）362

六、水的物理性质363

七、水在不同温度下的饱和蒸汽压与粘度（-20～1100℃）364

八、饱和水蒸气表（按温度顺序排）367

九、饱和水蒸气表（按kPa顺序排）368

十、某些液体的导热系数（如附图1所示）369

十一、某些气体和蒸汽的导热系数370

十二、某些固体材料的导热系数372

十三、液体的粘度和密度372

十四、101.33kPa下气体的粘度377

十五、液体的比热容379

十六、101.33kPa下气体的比热容380

十七、汽化热381

十八、液体的表面张力383

十九、壁面污垢热阻（污垢系数）（m2.K/W）385

二十、管壳式换热器总传热系数K0的推荐值386

二十一、管子规格387

二十二、泵规格（摘录）388

二十三、472-11型离心通风机规格（摘录）391

二十四、列管式换热器系列标准（摘录）392

参考答案394

主要参考文献398