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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K180

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