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0.1　“化工原理”课程的任务1

绪论1

0.2　“化工原理”课程的特点——理论与经验相结合的工程研究方法2

参考文献4

第1章　流体流动的基本概念与流体中的传递现象5

1.1　流体的物理性质5

1.1.1　连续介质假定5

1.1.2　流体的密度6

1.1.3　流体的黏性7

1.2　流体受力与流体静力学基本方程9

1.2.1　流体的受力9

1.2.2　流体压强的度量10

1.2.3　流体静力学基本方程10

1.2.4　压强的静力学测量12

1.3.1　单相流与多相流14

1.3　流体流动的基本概念14

1.3.2　稳态与非稳态流动15

1.3.3　流量与流速15

1.3.4　流型与雷诺数16

1.3.5　边界层及边界层分离19

1.4　流体中的扩散现象与扩散定律21

1.4.1　扩散现象与唯象方程21

1.4.2　动量扩散与牛顿黏性定律23

1.4.3　热量扩散与傅里叶热传导定律25

1.4.4　质量扩散与费克扩散定律27

参考文献29

本章主要符号说明29

习题30

2.1.1　物理量的场与梯度33

第2章　传递过程基本方程33

2.1　流场的一般概念33

2.1.2　物理量的时间导数35

2.1.3　迹线与流线36

2.1.4　拉格朗日法与欧拉法36

2.1.5　控制体与控制面37

2.2　质量守恒与连续性方程38

2.2.1　质量守恒定律38

2.2.2　连续性方程39

2.2.3　管道中流体流动的连续性方程41

2.3　动量守恒与流体运动微分方程43

2.3.1　动量守恒定律43

2.3.2　流体运动微分方程44

2.3.3　不可压缩流体在圆管内的流速分布50

2.3.4　流体机械能守恒与伯努利方程54

2.3.5　直管阻力损失与摩擦系数59

2.3.6　流体动力学相似准则67

2.4　能量守恒与传热微分方程69

2.4.1　能量微分方程70

2.4.2　圆管内层流传热温度分布75

2.4.3　圆管内的对流传热与传热膜系数78

2.4.4　传热学相似准则84

2.4.5　动量传递与热量传递的类比84

2.4.6　热传导与固体壁内的温度分布86

2.5　多组分体系的质量守恒与传质微分方程88

2.5.1　传质微分方程88

2.5.2　一维稳态分子扩散93

2.5.3　扩散系数100

2.5.4　对流传质与传质膜系数105

2.5.5　动量、热量和质量传递的类比110

参考文献113

本章主要符号说明113

习题114

第3章　流体输送与流体输送机械119

3.1　流体输送管路计算的基本方程119

3.1.1　管路计算的基本方程119

3.1.2　管路系统设计型与操作型计算的概念121

3.2　流体输送管路的阻力损失123

3.2.1　直管阻力损失的计算123

3.2.2　局部阻力损失的计算125

3.3　流体输送管路的计算130

3.3.1　管径的确定131

3.3.2　简单管路132

3.3.3　并联管路133

3.3.4　分支管路134

3.3.5　管路特性曲线140

3.3.6　可压缩流体的管路计算142

3.4　非牛顿流体的流动144

3.4.1　非牛顿流体的主要类型及本构方程145

3.4.2　非牛顿流体在圆管内的流动146

3.5　流速和流量的测定148

3.5.1　测速管149

3.5.2　孔板流量计与文丘里流量计151

3.5.3　转子流量计154

3.6　液体输送机械157

3.6.1　离心泵157

3.6.2　往复泵175

3.6.3　其他类型泵178

3.7　气体输送机械180

3.7.1　通风机181

3.7.2　鼓风机184

3.7.3　压缩机185

3.7.4　真空泵188

参考文献192

本章主要符号说明192

习题194

第4章　颗粒-流体两相流动202

4.1　流体与颗粒的相对运动202

4.1.1　曳力与曳力系数202

4.1.2　颗粒的自由沉降与沉降速度205

4.1.3　非球形颗粒的几何特征与曳力系数208

4.2.1　混合颗粒的特性209

4.2　流体通过固定床的流动209

4.2.2　颗粒床层的特性213

4.2.3　流体通过固定床的压降214

4.3　固体颗粒流态化217

4.3.1　流化床的基本概念及临界流化速度217

4.3.2　流化床的主要特性及流化类型221

4.3.3　流化床床层高度及分离高度223

4.4　气力输送225

4.4.1　气力输送颗粒-流体两相流流动特性与流型图226

4.4.2　气力输送管内两相流动压降的理论分析与计算228

4.4.3　气力输送的类型及装置231

参考文献234

本章主要符号说明235

习题236

5.1.1　过滤操作的基本概念238

5.1　过滤238

第5章　颗粒-流体非均相物系的分离238

5.1.2　过滤设备240

5.1.3　过滤速率与过滤方程246

5.1.4　过滤常数252

5.1.5　过滤机的生产能力254

5.2　沉降259

5.2.1　重力沉降259

5.2.2　离心沉降263

5.2.3　电沉降274

参考文献275

本章主要符号说明276

习题277

6.1　搅拌装置280

6.1.1　常见搅拌器类型280

第6章　搅拌280

6.1.2　挡板、导流筒284

6.1.3　搅拌槽内流体的流动状态285

6.2　混合机理286

6.2.1　均相物系的混合机理286

6.2.2　非均相物系的混合机理287

6.2.3　搅拌混合效果288

6.3　搅拌功率288

6.3.1　搅拌槽内叶轮的泵出流量、压头及功率288

6.3.2　功率关联式及功率曲线289

6.4　搅拌装置的设计293

6.4.1　搅拌器的选型294

6.4.2　搅拌装置的放大295

参考文献297

习题298

本章主要符号说明298

第7章　传热299

7.1　概述299

7.1.1　化工生产的传热问题299

7.1.2　典型的换热设备299

7.2　固体中的热传导301

7.2.1　傅里叶定律及导热系数301

7.2.2　平壁的热传导302

7.2.3　圆筒壁的热传导304

7.2.4　接触热阻305

7.3　对流给热系数的实验关系式306

7.3.1　牛顿冷却定律及对流给热系数306

7.3.2　对流传热过程的分类及准数关联307

7.3.3　流体无相变的给热系数309

7.3.4　有相变的传热过程315

7.4　辐射传热323

7.4.1　基本概念323

7.4.2　基本定律324

7.4.3　两固体间的辐射传热325

7.4.4　高温设备的热损失326

7.5　传热过程的计算327

7.5.1　传热基本方程式327

7.5.2　传热负荷331

7.5.3　传热温差332

7.5.4　总传热系数336

7.5.5　污垢热阻339

7.5.6　换热器计算的变量分析341

7.5.7　设计型计算341

7.5.9　换热器调节342

7.5.8　校核型计算342

7.6　间歇传热过程的计算345

7.7　壁温的估算346

7.8　传热的强化与削弱347

7.8.1　传热强化347

7.8.2　保温隔热技术349

7.9　换热器350

7.9.1　间壁式换热器的类型和结构形式351

7.9.2　列管式换热器的选用和设计354

7.9.3　其他类型的换热器360

参考文献364

本章主要符号说明365

习题366

8.1　蒸发过程的基本概念371

第8章　蒸发371

8.2　蒸发设备372

8.2.1　蒸发器的结构及特点372

8.2.2　除沫器、冷凝器和真空装置378

8.3　单效蒸发379

8.3.1　物料衡算和热量衡算380

8.3.2　溶液的沸点及温度差损失383

8.3.3　蒸发器的生产能力和生产强度387

8.3.4　管内沸腾给热系数关联式388

8.4　多效蒸发390

8.4.1　多效蒸发流程391

8.4.2　多效蒸发计算393

8.5　蒸发的其他问题401

8.5.1　多效蒸发和单效蒸发的比较401

8.5.2　降低蒸汽耗用量的措施403

参考文献404

本章主要符号说明405

习题405

附录407

附录1　常用物理量单位和因次407

附录2　SI制与其他单位制的换算关系408

附录3　某些液体的重要物理性质409

附录4　某些气体的重要物理性质410

附录5　水的物理性质411

附录6　干空气的物理性质（101.33kPa）412

附录7　饱和水蒸气表413

附录8　有机液体相对密度（液体密度与4℃水的密度之比）共线图416

附录9　液体黏度共线图418

附录10　气体黏度共线图（常压下用）420

附录11　气体比热容共线图422

附录12　液体比热容共线图424

附录13　液体气化潜热共线图426

附录14　某些液体的表面张力及常压下的沸点428

附录15　某些气体和蒸气的导热系数429

附录16　某些液体的导热系数430

附录17　某些固体材料的导热系数431

附录18　无机盐溶液在大气压下的沸点432

附录19　常用固体材料的密度和比热容433

附录20　壁面污垢的热阻434

附录21　管子规格（摘录）435

附录22　国内常用筛筛目437

附录23　泵规格（摘录）438

附录24　9-19型离心通风机规格（摘录）441

附录25　管壳式热交换器系列标准（摘录）444