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內容簡介: |
本书论述过程工程中的常见单元操作,包括流体流动、流体输送、非均相物系的分离、传热、吸收、蒸馏、干燥及其他分离过程,共八章。书中注重基本原理、工程观点与实际应用,探求从新角度处理某些重要概念,适当介绍一些新近发展的过程。
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目錄:
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第1章流体流动1 11流体静力学及其应用1 111流体的密度1 112流体的压力1 113流体静力学基本方程2 114流体静力学基本方程式的应用3 12流体流动的基本方程4 121流量与流速4 122稳定流动与不稳定流动4 123稳定流动时流体的质量衡算——连续性方程5 124流体流动时的总能量衡算和机械能衡算5 13流体流动现象11 131牛顿黏性定律及流体的黏度11 132流体的流动型态及雷诺数13 133管内流动的分析15 134边界层概念17 14管路内流动的阻力损失18 141层流时的沿程损失19 142湍流时的沿程损失20 143局部损失24 15管路计算28 151简单管路28 152复杂管路的概念32 16流速、流量的测量33 161变压头的流量计33 162变截面的流量计36 本章符号说明38 习题39 第2章流体输送机械43 21离心泵43 211离心泵的工作原理和主要部件43 212离心泵的基本方程45 213离心泵基本方程的讨论47 214离心泵的实际压头和主要性能参数47 215离心泵的特性曲线及其应用48 216离心泵的工作点与流量调节51 217离心泵的安装高度和汽蚀现象54 218离心泵的类型和选用55 22容积式泵58 221往复泵58 222计量泵比例泵59 223隔膜泵60 224齿轮泵60 225螺杆泵61 226容积式泵的流量调节61 23各类泵在生产中的应用61 24气体输送机械62 241离心式风机63 242罗茨鼓风机66 243往复式压缩机66 244真空泵68 本章符号说明70 习题71 第3章非均相物系的分离73 31颗粒的特性73 311单个颗粒的性质73 312混合颗粒的特性参数74 32沉降75 321颗粒流体间的阻力75 322重力沉降77 323重力沉降设备80 324离心沉降速度82 325离心沉降设备83 33过滤86 331过滤过程的基本概念86 332影响过滤的因数87 333过滤过程的计算88 334过滤常数的测定90 335滤饼的洗涤91 336过滤设备92 34气体的其他净化方法96 341惯性除尘器96 342袋滤器96 343电除尘器98 344湿式除尘器99 本章符号说明101 习题101 第4章传热103 41概述103 411传热的三种基本方式103 412传热速率104 413稳定传热和不稳定传热104 42热传导104 421热传导的数学描述及导热系数104 422平壁的稳定热传导106 423圆筒壁的稳定热传导110 43对流给热111 431给热系数112 432影响给热的主要因素113 433给热系数及量纲分析113 434流体在管内作强制对流的给热系数115 435管外强制对流的给热系数117 436流体作自然对流时的给热系数119 437蒸汽冷凝时的给热系数121 438液体沸腾时的给热系数124 439给热系数关联式的小结126 44辐射传热127 441基本概念127 442辐射能力和斯蒂芬波尔茨曼定律128 443克希霍夫定律128 444两固体间的辐射传热129 445气体热辐射的特点132 446热损失计算——对流和辐射的联合传热133 45两流体通过间壁的热量传递133 451传热速率方程134 452传热系数134 453平均温差和热量衡算138 454壁温的确定141 455复杂流向时的平均温度差141 456传热效率和传热单元数法145 46传热设备150 461换热器的类型151 462间壁式换热器的类型151 463列管式换热器152 464板式换热器153 465其他几种换热器的类型156 466列管式换热器的选用与设计原则157 467换热器传热的强化途径160 本章符号说明161 习题162 第5章吸收166 51概述166 511吸收过程的分类166 512吸收的流程167 513吸收剂的选择168 52吸收设备168 521填料塔和板式塔168 522填料特性与常用填料169 53气液相平衡172 531气体在液体中的溶解度172 532亨利定律173 533相平衡在吸收过程中的应用174 54传质机理与传质速率176 541分子扩散和费克定律176 542扩散系数180 543吸收传质的机理和速率182 55低浓度气体的吸收186 551微分物料衡算和传质速率186 552物料衡算和传质速率的积分式187 553填料层高度187 56传质单元190 57吸收动力学数据191 58吸收塔的计算194 581吸收剂的用量194 582填料塔直径195 583吸收塔的操作型问题197 59化学吸收199 本章符号说明200 习题201 第6章蒸馏202 61二元物系的汽液相平衡202 611理想溶液的汽液相平衡202 612非理想溶液的汽液相平衡207 62蒸馏方式209 621简单蒸馏209 622平衡蒸馏210 623精馏原理212 63二元连续精馏的分析和计算213 631全塔物料衡算213 632理论板概念和恒摩尔流假设214 633分段物料衡算及其图解215 634进料状态的影响217 635求理论塔板数小结220 636最小回流比及回流比的选择224 637实际塔板数和塔板效率226 64精馏装置的热量衡算228 641再沸器的热负荷228 642冷凝器的热负荷229 65多元精馏的概念230 66特殊蒸馏232 661水汽蒸馏232 662恒沸蒸馏233 663萃取蒸馏234 67蒸馏设备235 671概述235 672塔板的结构和功能236 673板式塔类型236 674板式塔的水力学性能239 本章符号说明247 习题248 第7章干燥250 71湿空气的性质及湿度图250 711表示湿空气性质的主要参数250 712空气湿度图254 713绝热饱和温度和湿球温度256 72干燥器的物料衡算及热量衡算259 721湿物料中含水率的表示方法259 722空气干燥器的物料衡算260 723空气干燥器的热量衡算261 724干燥过程的图解263 73干燥速度和干燥时间266 731物料中所含水分的性质266 732恒定干燥条件下的干燥速度268 733干燥曲线和干燥速度曲线268 74干燥设备271 741干燥器的性能要求和选择原则271 742常用工业干燥器简介272 743干燥技术在环境保护中的应用280 本章符号说明281 习题283 第8章其他分离过程285 81萃取分离285 811萃取过程和萃取剂285 812超临界萃取289 813反胶团萃取292 814双水相萃取294 82吸附分离296 821吸附平衡297 822吸附剂298 823吸附分离过程299 824变温和变压吸附300 83膜分离303 831膜分离概述303 832反渗透、纳滤、超滤和微滤306 833电渗析310 834液膜分离311 835气体的膜分离313 836渗透汽化与蒸气渗透314 本章符号说明316 习题316 主要参考文献317 附录319 附录1单位换算319 附录2某些气体的重要物理性质322 附录3某些液体的重要物理性质323 附录4某些固体材料的重要物理性质324 附录5水的重要物理性质325 附录6干空气的物理性质10133 kPa下326 附录7水的饱和蒸气压(-20~100 ℃)327 附录8饱和水蒸气表按温度排列328 附录9饱和水蒸气表按压力排列329 附录10水的黏度0~100 ℃)331 附录11液体黏度共线图332 附录12气体黏度共线图常压下用334 附录13液体比热容共线图336 附录14气体比热容共线图常压下用338 附录15液体汽化潜热共线图340 附录16管子规格341 附录17IS型单级单吸离心泵性能摘录344 附录18818 927离心通风机综合特性曲线图347 附录19换热器348 附录20常用筛子的规格353 附录21若干气体在水中的亨利系数354 附录22氨在水中的溶解度355 习题参考答案356
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內容試閱:
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化学工业一直与保障人类生活需要、发展生产力密不可分,在国民经济中占有重要地位。产业革命后,化工产品日益增多,生产工艺和设备也随之层出不穷。这些生产过程可以分成两大类。一类是在各种反应器内进行的化学反应过程,从本质上改变物质,是化工生产的核心;另一类以物理过程为主,同样为生产过程所必需。如为反应提供所需的压力、温度和物料组成等,为此原料必需经过系列的前处理,以达到其纯度、状态等要求;对于反应产物也需要经过后处理,以使产品或中间产物符合规格,未反应的原料及副产物能充分利用;同时,对各过程排出的“三废”应进行处理,以消除或减轻其对环境的危害,并尽可能地将污染物资源化。这类过程通常占有工厂投资和运行费用的主要部分,而对整个生产的经济效益具有决定意义。 20世纪初,从事化工生产和教学的工程师、教授们通过分析,从这些多种多样的物理过程找出其间的共性,归纳成为数不多常见的为十多种的“单元操作”;所形成的这一学科,促成了化学工程学的诞生;作为一门课程,我国称之为“化工原理”,已开设了近70年,对培养我国的化工类技术人才起了重要作用。到20世纪中叶,学者们进一步将这些单元操作归纳为三种传递过程: (1)动量传递过程流体流动,包括流体输送、沉降、过滤等; (2)热量传递过程传热,包括加热、冷却、蒸发等; (3)质量传递过程传质,包括吸收、蒸馏、萃取、干燥等。 以上形成了“传递过程”这门化学工程的学科分支,加强了理论基础。但作为高等学校的一门课程,化工原理更注重于实际应用。 化学工程学科的不断发展及其与其他学科的交叉,其应用对象已远远超出了化学工程原来涉及的化学产品,几乎覆盖了所有物理和化学的物质加工过程,如环保、生物、材料、石化、能源、轻化工、医药和食品等工业过程。因此许多学者认为将狭义的“化学工程”提升为覆盖面更宽阔的“过程工程”似更为确切合理。为此,本书尝试由“化工原理”更名为“过程工程原理”。 本书立足学以致用,力求打好基础,即注重过程工程的基本概念、基本原理和典型设备的工艺计算;例题和习题的设计尽量来自相关专业的实际应用,以便用工程观点分析解决实际问题。此外,也适当介绍一些新近发展的技术,以扩大知识面,激发学习兴趣。 本书编写人员:第一章至第四章由李伟执笔,第五章部分、第八章由吴祖成执笔,第六、七章由周明华和施耀执笔;第八章中的膜分离由陈欢林编写;谭天恩参加了各章的编写,并为全书统稿。在本书的编写过程中,聂勇、张英、康颖、李明波参加了资料整理工作。 限于编者学术水平和时间,书中不妥之处在所难免,敬请读者批评指正。
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