化工原理(周长丽)

绪论 001
素质目标001
学习目标001
一、化工原理课程的性质与任务 001
二、化工过程与单元操作 002
三、化工单元操作过程中常用的基本概念 003
四、混合物含量的表示方法 004
五、单位制及单位换算 007
复习思考题009 项目一　流体流动 011
素质目标011
学习目标011
生产案例012
任务一　流体的主要物理量及测定013
一、流体及其特征 013
二、流体的密度 013
三、流体的压强 015
四、流量与流速 016
五、管路直径的确定 017
六、流体的黏度 018
七、液体的表面张力 019
任务二　流体静力学基本方程式及应用019
一、流体静力学基本方程式 019
二、流体静力学基本方程的应用 021
任务三　流体动力学方程式及应用024
一、稳定流动与非稳定流动 025
二、连续性方程及应用 025
三、伯努利方程式及应用 026
任务四　流体输送方式及管路030
一、流体输送方式的选择 030
二、管路的分类 031
三、管路的构成 032
四、管路的连接方式 037
五、管路的布置与安装 038
六、管路常见故障及处理 039
任务五　流体阻力损失计算040
一、流体阻力的来源 040
二、雷诺实验与流体流动类型判据 041
三、管内流体阻力损失计算 043
四、降低管路系统流动阻力损失的措施 049
任务六　管路计算049
一、简单管路计算 050
二、复杂管路计算 053
三、适宜管径的选择 054
任务七　流量的测量055
一、测速管 056
二、孔板流量计 056
三、文丘里流量计 058
四、转子流量计 058
五、涡轮流量计 059
六、湿式气体流量计 060
复习思考题060 项目二　流体输送机械 066
素质目标066
学习目标066
生产案例067
任务一　离心泵的性能与操作067
一、离心泵的基本结构和工作原理 067
二、离心泵的性能参数与特性曲线 070
三、离心泵的工作点与流量调节 074
四、离心泵的汽蚀现象与安装高度 078
五、离心泵的组合操作 080
六、离心泵的类型与选用 082
七、离心泵的安装、操作及维护 086
八、离心泵常见故障及处理措施 088
任务二　往复泵的性能与操作 089
一、往复泵的结构与工作原理 089
二、往复泵的类型及流量 089
三、往复泵的扬程及流量调节 090
四、往复泵的操作与维护 091
五、往复泵常见故障及处理方法 092
任务三　其他化工用泵的结构与操作092
一、旋涡泵 092
二、屏蔽泵 093
三、齿轮泵 094
四、计量泵 095
五、隔膜泵 095
六、螺杆泵 096
七、液下泵 096
任务四　气体输送机械096
一、通风机 097
二、鼓风机 100
三、压缩机 104
四、真空泵 113
复习思考题114 项目三　非均相物系的分离 119
素质目标119
学习目标119
生产案例120
任务一　混合物分类与分离方法120
一、混合物系的分类 120
二、非均相物系的分离的目的 121
三、非均相物系的分离方法 121
四、颗粒与流体的相对运动 122
任务二　沉降分离123
一、重力沉降 124
二、离心沉降 129
任务三　过滤分离136
一、过滤的基本概念 136
二、过滤速率的基本方程式 138
三、恒压过滤 141
四、过滤设备 145
任务四　静电分离151
一、静电除尘器 151
二、静电除雾器 153
任务五　湿洗分离153
一、湿洗分离原理 154
二、湿洗分离设备 154
复习思考题155 项目四　传热操作 159
素质目标159
学习目标159
生产案例160
任务一　传热方式及应用160
一、传热的基本方式 160
二、传热在工业生产中的应用 161
三、热交换的方式 162
四、传热速率和热通量 163
五、稳态传热和非稳态传热 163
任务二　热传导过程的计算164
一、傅里叶定律及热导率 164
二、平壁稳态热传导过程的计算 165
三、圆筒壁稳态热传导过程的计算 168
任务三　对流传热过程分析及应用170
一、对流传热过程分析 170
二、对流传热速率方程 171
三、对流传热系数及影响因素 171
四、对流传热系数的获取 172
五、流体有相变时的对流传热过程分析 173
任务四　传热过程计算175
一、热量衡算 175
二、平均温度差的计算 176
三、传热系数的获取 178
四、污垢热阻 180
五、传热设备的壁温计算 181
六、强化传热的途径 182
任务五　辐射传热过程分析183
一、热辐射的基本概念 183
二、物体的辐射能力 184
三、影响辐射传热的主要因素 186
四、两固体表面间的辐射传热 186
五、对流-辐射联合传热 187
任务六　换热设备及操作189
一、间壁式换热器的分类 189
二、列管换热器的型号及选用 194
三、列管换热器的操作与维护 195
复习思考题198 项目五　蒸馏操作 202
素质目标202
学习目标202
生产案例203
任务一　蒸馏的分类及其过程分析203
一、蒸馏的分类 203
二、蒸馏过程的分析 204
任务二　双组分溶液的气-液相平衡分析 206
一、液体的饱和蒸气压与拉乌尔定律 207
二、双组分理想溶液的气-液平衡相图分析 210
三、双组分非理想溶液的气-液平衡相图分析 211
四、双组分理想溶液的气液相平衡方程 212
任务三　精馏原理与流程选择215
一、精馏原理 215
二、精馏流程的选择 215
三、连续精馏装置的组成及其作用 216
任务四　连续精馏过程的计算217
一、全塔物料衡算 217
二、进料热状况分析 220
三、操作线方程与q 线方程 223
四、理论板数的计算 226
五、回流比和进料状况对精馏过程的影响 229
六、适宜回流比选择 232
七、简捷法求理论塔板数 235
八、精馏塔的操作型计算 237
九、直接蒸汽加热的蒸馏塔 238
任务五　间歇精馏操作239
一、间歇精馏操作的工艺、方式与特点 239
二、回流比恒定的操作 240
三、馏出液组成恒定的操作 240
任务六　蒸馏设备及操作241
一、板式塔的结构及气液传质过程分析 241
二、工业上常用的板式塔 243
三 、塔板效率 245
四、塔高的确定 247
五、塔径的计算 249
六、板式塔的选用 251
七、板式精馏塔的操作与控制 252
复习思考题255 项目六　吸收操作 260
素质目标260
学习目标260
生产案例261
任务一　吸收流程及其选择262
一、吸收操作目的 262
二、吸收操作分类 263
三、吸收的基本流程及其选择 264
四、吸收剂的选择 265
任务二　吸收过程的气-液相平衡 266
一、气-液相组成的表示方法 266
二、溶解度及溶解度曲线分析 267
三、气-液相平衡关系式 268
任务三　吸收速率方程272
一、吸收机理 272
二、吸收速率方程 273
三、吸收过程的控制 276
四、提高吸收速率的途径 277
任务四　吸收过程的计算279
一、全塔物料衡算和操作线方程 279
二、吸收剂用量的确定 280
三、填料塔直径的计算 283
四、填料层高度的计算 283
五、吸收塔操作型计算 288
任务五　解吸及其他类型的吸收操作292
一、解吸目的与方法 292
二、解吸塔的计算 293
三、其他类型的吸收 295
任务六　吸收设备选择297
一、吸收设备的一般要求 297
二、常见吸收设备的结构和特点 298
三、填料吸收塔 299
任务七　吸收塔的操作与调节306
一、吸收塔操作的主要控制因素 306
二、强化吸收过程的措施 307
三、吸收塔的调节 308
四、吸收操作常见故障与处理 308
五、吸收操作常见设备的故障与处理 309
复习思考题310 项目七　液-液萃取 315
素质目标315
学习目标315
生产案例315
任务一　液-液萃取过程分析 316
一、液-液萃取的基本原理 316
二、液-液相平衡 317
三、萃取剂的选择 318
任务二　萃取流程的识读319
一、单级萃取流程 319
二、多级萃取流程 319
任务三　萃取设备的操作321
一、萃取设备的类型 321
二、萃取设备的选用 324
三、影响萃取操作的主要因素 325
四、萃取塔的操作 326
任务四　超临界萃取326
一、超临界萃取的基本原理 326
二、超临界萃取的流程 327
三、超临界萃取的特点及其工业应用 327
复习思考题329 项目八　干燥操作 331
素质目标331
学习目标331
生产案例331
任务一　干燥过程分析332
一、固体物料的去湿方法 332
二、干燥操作的分类 333
三、对流干燥过程分析 334
任务二　湿空气的性质及湿焓图的应用334
一、湿空气的性质 334
二、湿焓图及其应用 339
任务三　湿物料的性质分析342
一、物料含水量的表示方法 342
二、物料中水分的性质 343
任务四　干燥过程的计算344
一、物料衡算 344
二、热量衡算 345
三、干燥器的热效率 346
四、干燥速率及其影响因素 349
五、恒定干燥条件下干燥时间的计算 351
任务五　干燥设备及其操作355
一、干燥器的基本要求 355
二、干燥器的分类 355
三、常用对流干燥器 355
四、非对流式干燥器 358
五、干燥器的选用原则 360
六、常用干燥器的操作与维护 360
七、干燥过程的节能措施 362
复习思考题363 项目九　蒸发操作 366
素质目标366
学习目标366
生产案例366
任务一　蒸发操作及其流程的识读367
一、蒸发操作的特点及其分类 367
二、蒸发操作的流程 368
任务二　单效蒸发有关参数的计算370
一、水分蒸发量 370
二、加热蒸汽消耗量 370
三、蒸发器传热面积 371
任务三　蒸发设备的结构及选择372
一、蒸发器的结构及分类 373
二、蒸发器的附属设备 375
三、蒸发器的选择 376
任务四　蒸发设备的运行与操作377
一、蒸发器的生产强度 377
二、蒸发操作的经济性 378
三、蒸发系统的日常运行及开停车操作 379
复习思考题380 项目十　吸附操作 382
素质目标382
学习目标382
生产案例382
任务一　吸附过程分析384
一、吸附现象 384
二、吸附分类 384
三、物理吸附过程分析 384
任务二　吸附剂的选择385
一、吸附剂的基本要求 385
二、工业上常用的吸附剂 385
三、吸附剂的性能 386
任务三　吸附平衡与吸附速率387
一、吸附平衡 387
二、吸附速率 388
任务四　吸附装置的操作389
一、吸附方法的选择 389
二、吸附装置的操作 389
三、吸附过程的强化与展望 393
复习思考题393 项目十一　膜分离操作 395
素质目标395
学习目标395
生产案例395
任务一　膜分离过程分析397
一、膜分离过程及特点 397
二、膜及膜组件 398
任务二　反渗透过程分析400
一、反渗透原理 401
二、反渗透工艺流程 401
三、影响反渗透过程的因素 402
任务三　电渗析过程分析403
一、电渗析分离原理及特点 403
二、电渗析器构成与组装方式 404
三、电渗析典型工艺流程 404
四、电渗析技术的工业应用 404
任务四　超滤与微滤过程分析406
一、超滤与微滤的基本原理 406
二、超滤膜与微滤膜 407
三、超滤与微滤操作流程 408
四、超滤与微滤的工业应用 410
任务五　气体膜分离过程分析411
一、气体膜分离原理 411
二、影响气体膜分离效果的因素 412
三、气体膜分离流程 412
四、气体膜分离技术的应用 413
任务六　膜分离过程中的问题及处理415
一、压密作用 415
二、水解作用 415
三、浓差极化与膜污染 415
复习思考题416 附录 418
附录一　化工常用法定计量单位及单位换算418
附录二　某些气体的重要物理性质（101.3 kPa） 420
附录三　某些有机液体的相对密度（液体密度与4 ℃时水的密度之比）421
附录四　某些液体的重要物理性质422
附录五　部分无机盐水溶液的沸点（101.3 kPa） 424
附录六　某些固体材料的重要物理性质425
附录七　水的重要物理性质426
附录八　饱和水蒸气表（按温度排列）427
附录九　饱和水蒸气表（按压力排列）428
附录十　液体饱和蒸气压p 0的安托因（Antoine）常数 429
附录十一　干空气的热物理性质（p =1.013×105 Pa） 429
附录十二　水的黏度（0～100 ℃） 430
附录十三　液体黏度共线图431
附录十四　气体黏度共线图432
附录十五　 气体热导率共线图（101.3 kPa） 433
附录十六　固体材料和某些液体的热导率435
附录十七　液体比热容共线图436
附录十八　气体比热容共线图（101.3 kPa） 437
附录十九　液体汽化热共线图438
附录二十　液体表面张力共线图440
附录二十一　管子规格442
附录二十二　离心泵规格（摘录）442
附录二十三　双组分溶液的气液相平衡数据446
附录二十四　常用化学元素的原子量447
附录二十五　基本物理常数447 参考文献 448